大学物理马文蔚高等教育出版社作业模拟及答案

1、期末考试模拟试题一、判断题：（101=10分）1 .质点作圆周运动时，加速度方向一定指向圆心。（）2 .根据热力学第二定律，不可能把吸收的热量全部用来对外做功（）3 .刚体的转动惯量与转轴的位置有关。（）4 .刚体所受合外力矩为零，其合外力不一定为零。（）5 .静电场中的导体是等势体。（）36 .平衡态下分子的平均动能为3kT（）27 .绝热过程中没有热量传递，系统的温度不变。（）8 .最概然速率就是分子运动的最大速率。（）9 .电场强度为零的点的电势一定为零。（）10 .真空中电容器极板上电量不同时，电容值不变。（）二、选择题：（6318分）1 .某质点的运动学方程为x63t5t3,则该质点

2、作（）（A）匀加速直线运动，加速度为正值；（B）匀加速直线运动，加速度为负值；（C）变加速直线运动，加速度为正值；（D）变加速直线运动，加速度为负值。2 .质点作匀速率圆周运动，它的（）（A）切向加速度的大小和方向都在变化；（B）法向加速度的大小和方向都在变化；（C）法向加速度的方向变化，大小不变；（D）切向加速度的方向不变，大小变化。3 .两容积不等的容器内分别盛有可视为理想气体的氨气和氮气，若它们的压强和温度相同，则两气体（）（A）单位体积内的分子数必相同；（B）单位体积内的质量必相同；（C）单位体积内分子的平均动能必相同；（D）单位体积内气体的内能必相同。4 .摩尔数相同，分子自由度不同

3、的两种理想气体，从同一初态开始等压膨胀到同一末态时，两气体（）（A）从外界吸热相同；（B）对外界作功相同；（C）内能增量相同；（D）上述三量均相同。5 .如图所示，在封闭的球面S内的A点和B点分别放置q和q电荷，且OA=OBP点为球面上的一点，则()(A) Ep0,%EdS0；(B) Ep0,oEdS0；p's(C) Ep0；sEdS0；(D) Ep0,oEdS0。pS6 .平行板电容器充电后与电源断开，然后将其间充满均匀介质，则电容C和电压U的变化情况是()(A)C减小，U增大；(B)C增大，U减小；(C)C减小，U减小；(D)C增大，U增大；三、填空题：(16232分)1 .一质点

4、速度矢量为v5ti5tjms1,若t0时质点在r02j位置，则任意时刻的加速度矢量为,t时刻的位置矢量为,质点做的是运动2 .如图所示，1mol单原子分子理想气体从初态A(P,V)开始沿图中直线变到末态B(2P,2V)时，其内能改变量为;从外界吸热为;对外界作功为。3 .气体分子在一个自由度上的平均能量是，分子的平均平动动能为，自由度数为i的1摩尔的理想气体其内能为4 .带电导体球壳(内半径Ri,外半径为R2),带电量为q,则RiR2壳内的场强为外部距球心r处的电势为,壳内外表面的电势差为5 .如图为气体分子速率分布曲线，其中N为气体分子总数，以N和V0表示a,则a=。0内的分子数为,0%内的

5、f(v)为6、在某惯性系中同时发生的两件事相距2m另一个惯性系沿此距离方向以0.6c的速度相对于此惯性系运动，在这个惯性系中会观察到两事件相距四、计算题：(40分)1.质量为m,以速度vo运动的物体，所受阻力为fkv,求其速度降至%时所需要的时间？（6分）2、长为l的均匀细棒，一端悬于O点，另一端自由下垂，如图。一子弹以速度v0水平射入杆的下端，并嵌入杆中。设子弹的质量为3杆的质量为M,求杆和子弹共同获得的角速度。（6分）.藤3.1mol理想气体在400K与300K的高低温热源间完成一次卡诺循环，在400K等温线上,气体起始体积为0.0010m3,终态体积为0.0050m3。求循环效率；气体从

6、高温热源吸收的热和向低温热源放出的热的大小；气体对外界所作的功。（8分）4.一均匀带电导线（带电线密度为）,弯曲如图形状，圆弧半径为a,ABCD求O点处的电势。（8分）5.一不稳定粒子静止时存在时间为2108s,以后即衰变为其它粒子。若它以0.5C的速度运动，则其存在时间将变为多少？衰变为其它粒子之前走了多少距离？（c3108ms1）（6分）6、质量为2g的子弹，在枪筒中受推力的表达式为F400°0°x（si制）（x为枪筒9中子弹距弹出点的距离）若枪筒长度为0.45m,求子弹离开枪口时的速率。（6分）常用物理常数823_c3.010m/sN06.0210/molR8.31J

7、/(mol.K)2319_31k1.3810J/Ke1.60210Cme9.1110kg12一7一11o88510F/m.04107T.m/A.a。5.291011m_348243h6.6310J.s.5.67108W/(m2.K4).b2.897103m.K期末考试模拟试题答案一、判断题：1.X2.X3.V4.V5.V6.X7.X8.X9.X10.，二、选择题：1.D2.C3.A4.B5.A6.B三、填空题:5c5c1.3.PV5i5j,5t2i(5t22)j,匀加速2.221kT,3kT,-RT2224.E0,V,04°r4N5.3V02N343V06.2.5mdv,dv1.解：

8、kvmdtmdtkvtv02dvim、dtm一tIn20v0kvk2.解mv°l(JMJm)(-Ml2ml2)3四、计算题:3mv0Ml3ml3、解:V20.00503RT11n上8.31400In5.35103JV10.0010TiT2400300”25%T1400.33WQi0.255.35101.3410JQ2Q1W5.351031.341034.解：半圆环：V1adl040a直线：V2dxln25.解:6、解V1040（ax）2V2一40-In2021082.3108s1（c）2（0.5c）2c0.5c0.450.450I4003.5m1Fdxmv28000-xdx9210v

9、300ms期末考试模拟试题、判断题：（10分）（每题1分、对的打、错的打X'）1 .只考虑物体平动时，可将其当作质点。（）2 .作用力与反作用力一定是同种性质的力。（）3 .机械能为零的物体速度一定为零。（）4 .物体的转动惯量只与物体的质量大小和质量分布有关。（）5 .在一惯性系同时发生的两事件，在另一惯性系中也一定同时发生。（）6 .系统经历一循环过程回到初态，系统内能不变。（）7 .由热力学第二定律知，系统吸收的热量不能全部用来对外作功。（）8 .在同一温度下，不同气体分子的平均平动动能不相等。（）9 .静电场中电场线不会相交。（）10 .静电平衡时，导体表面处的电场强度方向与导

10、体表面垂直。（）二、填空题：（32分）（每空2分）21 .已知质点的位置矢量为r3tl2tj,则其速度矢量为,加速度矢量为。2 .一卡诺热机效率为40%,低温热源温度为300K。若保持高温热源温度不变，低温热源温度降低,热机效率为50%;若保持低温热源温度不变，高温热源温度升高,热机效率为50%。3 .物体从光滑的斜面顶端由静止开始滑到底端的速率为v,则它经过斜面中点的速率为。4 .某人测得一棒静止时长为l,质量为m,于是求得此棒线密度外。假定此棒以速率v在棒长方向上运动，此人再测得棒的长度为,质量为,线密度为。3.力所做的功仅仅依赖于受力质点的始末位置，与质点经过的无关，这种力称为保守力。万

11、有引力是,摩擦力是。6. 一定质量的某种理想气体，分子质量为m其分子速率遵守麦克斯韦速率分布，在温度为T的平衡态下，方均根速率为、最概然速率为。7. 一带电量为Q的平板电容器，极板面积为S,间距为d。中间为真空时其电容值为,中间充以相对电容率为的电介质后其电容值,极板间电场强度为。三、选择题：(18分)(每题3分)1 .两瓶不同种类的理想气体，它们的分子数密度不同，但分子的平均平动动能相同，则它们的()(A)内能一定相同；(B)分子的平均动能一定相同；(C)压强一定相同；(D)温度一定相同。2 .在高台上分别沿水平方向和竖直方向以同样的速率投出两颗石子，忽略空气阻力，他们落地时速度()(A)大

12、小不同，方向不同；(B)大小相同，方向不同；(C)大小不同，方向相同；(D)大小相同，方向相同。3 .一点电荷在电场中某点所受的电场力为零，则该点()(A)场强一定为零，电势一定为零；(B)场强不一定为零，电势一定为零；(C)场强一定为零，电势不一定为零；(D)场强不一定为零，电势不一定为零。4 .1mol理想气体从PV图上初态a分别经历(1)或(2)过程到达末态b(如图1所示)。已知TaTb,则这两过程中气体吸收的热量Q1和Q2的关系是()(A)Q1Q20(B)Q1Q20(C)Q2Q10(D)Q2Q100图1图25 .在场弓虽为E的均匀静电场中取一半球面，其半径为R,E的方向和半球面的轴平行

13、（如图2所示）。求通过这个半球面的电场强度通量（）（A）R2E（B）2R2E（C）,2Re（d）R2E26 .下列说法正确的是（）（A）质点作圆周运动时的加速度一定指向圆心；（B）匀速圆周运动的加速度为一恒矢量；（C）只有法向加速度的运动一定是圆周运动；（D）只有切向加速度的运动一定是直线运动。四、计算题：（40分）1. （6分）电动机带动一个转动惯量为J=50kg.m2的系统作定轴转动.在0.5s内由静止开始最后达到120r/min的转速.假定在这一过程中转速是均匀增加的，求电动机对转动系统施加的力矩.2. （8分）在真空中，同心球壳内壳带电量为Q,半径为R1,外壳带电量为Q,半径为R2。求

14、rR1,R1rR2,rR2区域的电场强度。3. （8分）一质量为0.5kg的小球，系在长1.5m的细绳上，细绳另一端系在天花板上，把小球移至细绳与竖直线成30°的位置后由静止释放。求（1）在绳索从30°角转到0°角的过程中，重力和张力所做的功。（2）物体在最低位置时的动能和速度。4. （8分）1mol理想气体在400K与300K的高低温热源间完成一次卡诺循环，在400K等温线上，气体起始体积为0.0010m3,终态体积为0.0050m3。此循环过程中气体对外界作的功多少，循环效率及从高温热源吸热和向低温热源放热的大小？5.（10分）一圆盘的半径为R1m,质量M10

15、kg,以02s-1的加速度绕通过圆盘中心且垂直盘面的轴转动。今有一块质量为m1kg的橡皮泥以v020ms1的速度与圆盘边缘相碰，碰后粘在圆盘边缘。求：（1）碰撞后该系统的加速度为多大？（2）碰撞中系统的能量损失多少?期末考试模拟试题答案、判断题:1.V2.V3.义4.7.义8.X9.，10.V二、填空题:1.v3i4tj,4j2.50K或50C,100K或100c3.4.(V)2cm或(V)2l1(V)25.路径，保守力,非保守力6.3kT2kT7.r0Sd1.D2.B3.C4.A5.A6.DQ0rS三、选择题：四、计算题:1,解：匀角加速度转动问题。120600.58/s2MJ1.26103

16、N.m2.解：（1）rR,时:Eds0“、_,_2_Q_Q(2) R1rR2时：oEds4rE一E2040r(3) rR2时：口EdsQQ0E03,解：(1)重力做功只与始末位置有关Wp=P-Ah=mgl(1-cos0)=1.005(J)Wt=0(2)根据动能定理EK=Wp=1.005(J)最低点速率21,0050.5=2m/s4.解:-V20.00503Q1RT1In28.31400In-5.35103JV10.0010T1T240030025%T1400WQ10.255.351031.34103J33Q2Q1W5.35101.3410J125.解：Jm-MR2JmmR2(1)Jm0mRv0

17、Jm)5s-1，一_12,212EJm0mv0(JmJm)135J222期末考试模拟试题一、判断题：（10分）（每题1分、对的打、错的打X'）1、线圈的磁通量越大，自感电动势就越大。2、质点振动速度与波的传播速度相同。3、普通光源的不同部分发光不能产生干涉现象。4、电子通过某区域时不发生偏转，说明此区域没有磁场。5、变化的磁场周围产生一种电场，叫感生电场。6、只要有光射到金属板上，金属板就能释放电子。7、光波在某一介质中经历的几何路程与该介质的折射率n的乘积nx,称为光程。8、光的偏振现象进一步证明了电磁波是横波。9、单缝衍射实验中，缝宽变窄时，中央明纹变窄。10、牛顿环的干涉条纹是等

18、间距的。二、填空题：（32分）（每空2分）1、在简谐波的一条传播路径上，相距0.2m两点的振动位相差为兀/6。又知振动周期为0.4（s）,则波长为,波速为。2、对自感为L的线圈来说，当其电流为I时，磁场的能量为。3、一质量为m10g的物体作简谐运动，其运动方程为x2cos（t一）（SI制），则该物体振动具有的最大加速度为,振动时具有的总能量为。4、一束光强为I。的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振化方向成45°角，若不考虑偏振的反射和吸收，则穿过两个偏振片的光强I为5、加热黑体过程中，其单色辐出度的峰值波长是由0.69m变化到0.50其总辐出度改变为原来的倍：（b=5.67x10-

19、8W/（m2.k）6、如图所示，导线长L0.2m,电流I20A,置于磁感2应强度B8.010T的均匀磁场中，则导线所受的安培力f,方向。7、当一束自然光以布儒斯特角入射到两种媒介的分界面上时，就偏振状态来看反射光为光，其振动方向于入射面。8、如图所示，用均匀细金属丝构成一半径为R的圆环C,电流I由导线1流入圆环A点，而后由圆环B点流出，进入导线2。设导线1和导线2与圆环共面，则环心O处的磁感应强度大小为方向。9、铝的逸出功为4.2eV,今用波长为200nm的紫外光照射到铝表面上，发射的光电子的最大初动能为,遏止电势差为10、波长为入的单色光垂直入射在缝宽a=4入的单缝上，对应于衍射角=30&#

20、176;,单缝处的波阵面可划分为个半波带。、单选题：(18分)(每题3分)1、作简谐运动的弹簧振子，当物体通过平衡位置时，则：()A速度为零，加速度最大。R速度最大，加速度为零。C速度为零，加速度为零。口速度最大，加速度最大。2、一束白光垂直照射到一光栅上，形成同级光谱中偏离中央明纹最远的是(A)紫光(B)黄光(Q绿光(D)红光3、一质点作简谐振动，周期为T,当它由平衡位置向X轴正方向运动时，从二分之一最大位移处到最大位移处这段路程所需要的时间为(A)T/4(B)T/12(QT/6(D)T/84、一匀强磁场，其磁场感应强度方向垂直于纸面。两带电粒子在该磁场中的运动轨迹如图所示，则：(A)两粒子

21、的电荷必然同号；(B)粒子的电荷可以同号也可以异号；(C)两粒子的动量大小必然不同；(D)两粒子的运动周期必然不同。5、用频率为1的单色光照射一金属表面产生光电效应。用频率为2的单色光照射另一金属表面也产生光电效应，而且测得他们的光电子初动能有Ek1Ek2的关系，则：()A、12；B、12；C、12；D、不能确定。A、B、C、将双缝（s1ffis2）的间距d减小;6、杨氏双缝实验中，下列那中方法会使干涉条纹变窄:用波长为632.8nm的氨速激光代替波长为589.3nm的钠黄光;将整个装置置入水中；将屏幕与双缝屏间距离变大。四、计算题：（40分）（每题8分）R,内心和外筒中的电1、如图，一同轴电

22、缆内芯半径R,外部圆筒结构内半径R,外半径流均为I,但电流流向相反，导体的磁性可不考虑，求以下各处磁感应强度(1)r<R(2)R<r<R(3)r>R2、用平行白光（400nm-760nm）垂直口射一6000条/cm的平面透射式光栅，（1）此光栅的光栅常数；（2）最多可看到几级完整的衍射光谱？3、如图所示，一长直导线通有电流I=0.5A,在与其相距d=5.0cm处放有一矩形线圈，共1000匝。线圈以速度u=3.0m/s沿垂直于长导线的方向向右运动时，线圈中的动生电动势是多少？（设线圈长L=4.0cm,宽b=2.0cm）4、某质点作简谐振动，周期为2s,振幅为0.06m,开

23、始计时（t=0）,质点恰好处在负向最大位移处，求：（1）该质点的振动方程；（2）此振动以速度u=2m/s沿x轴正方向传播时,形成的一维谐波的波动方程。（3）该波的波长。5、用钠光源发出的波长为589nm的单色光做牛顿环实验，测得第k个暗环的半径为5.63mm,第k+5个暗环的半径为7.96mm,求平凸透镜白曲率半径R常用物理常数3.0108m/s一一231.3810J/K._12一8.8510F/m,一一一23N06.0210/mol19.e1.6021019C.6.631034J.s.5.6710、判断题(10分)8.31J/(mol.K)319.111031kg二、填空（2X16=32分)

24、1、2.4m,6m/s4、7、线偏振光、垂直9、（2.0ev）,遏止电势差为三、选择（18）四、计算题（共40)1、解：（1）rRiBiR1rR2B2rR3B32、解：（1）b106000(2)(bb)sin107T.m/A.a08W/(m2.K4).b5.29102.89710期末考试模拟试题答案10、。口223.630I/42.0v)I0R12010(I10B2I)_510m11m3m.K、5、22,0.0220.16N,垂直纸面向内垂直纸面向里11、入/2nlBi01rR120I2rB3760nm,求得k2.2,所以可看到2级完整的衍射光谱。3、解：根据动生电动势公式可知:ABDC0AD

25、01NBJv=N上卜2d0IbcNB2lv=N0lv2(db)因而线圈电动势为：AD的方向是顺时针的，BC的方向是逆时针的。AD4、（1）振动方程N0IluBC-2y=0.06cos)=6.86105Vob兀)(2)波动方程xy0.06cos(t-)ux.0.06cos(t-)(3)ut=4(mi)5、解:kR,rk5.,(15厂R5R22(rk5rk)(rk255亚10.75m)期末考试模拟试题判断：（1X10）分1、 若一黑体其温度（K）增加一倍则其总辐射能增加4倍。2、 微观粒子的不确度关系说明仪器精度不够，所以测不准。3、 微观粒子和光子一样都有波粒二相性。4、 用作衍射的光栅不但要求

26、刻痕很多，而且刻痕宽度及间距更要相等。5、 劈尖夹角变大时，其条纹宽度不变6、 谐振动的振幅只与振动频率有关。7、 当波从一种介质透入到另一种介质时，波速不变。8、 杨氏双缝间距变小时，条纹间距变宽。9、 自然光通过偏振片后即变为完全偏振光。10、 运动的带电粒子在均匀磁场中一定做圆周运动。选择：（3X6=18分）1、在球面上竖直和水平的两个圆中，通过相等电流，电流方向如图所示，则球心处的磁感应强度B的大小为：（）nc巨包d、2R2R4R、若在尺寸相同的铁环和铜环所包围的面积中穿过相同变化率的磁通量，则两环中（）A、感应电动势不同，感应电流不同；B、感应电动势不同，感应电流不同；C、感应电动势

27、相同，感应电流相同；口感应电动势相同，感应电流不同。3、有两个线圈，长度相同，半径接近相等，下列哪一种情况放置，互感最大：A、两个线圈靠得很近，轴线在同一直线上；B、两个线圈靠得很近，且轴线相互垂直；C、一个线圈套在另一个线圈的外面，轴线相同；H两个线圈“十”字叠放。4、波长为700nm的单色光的第二级明纹与某一波长的光的第三级明纹在同一个光栅上的衍射谱线重合，则此光波长为:A400nm;B、600nm;C、466nm;D、700nm。5、如图为t=0时刻，以余弦函数表示的沿x轴正方向传播的平面简谐波波形，则点O处质点振动的初相是：（）A、3B、一C、0D226、设夫琅和费单缝衍射装置的缝宽为

28、a,当波长为的单色垂直入射时，屏幕上中央亮纹的宽度：（）A、与a、正比；B、与a、反比；C、与a正比，与反比；D、与a反比，与正比。填空（2X16=32分）1、照相机镜头上以镀MgF2薄膜（n=1.38<n玻璃）来达到增透，增反的目的。现以垂直入射光波长为550nm计算，若使此薄膜对此光增透，则最薄膜厚为若对此光增反则最薄膜厚为。2、如图，AB和BC两段导线固定连接，长度均为10cm,若它们在均匀磁场中以速度v=1.5m.s匀速运动，且B=2.5102T,则电动势AC=,电势高的一端是3、光强为I0的自然光射到偏振片A上，经A后其光强度变为,再入射到偏振片B上，其偏振化方向与A成45?,则透过B的光强为。4、将星球看成黑体，测得天狼星的辐射峰值波长为290nm,则其表面温度为，（b=2.897X103m-k）5、静止质量为m0的微观粒子，若以速率v运动（v<<c）,则其德布罗意波长为,此粒子波的本质与机械波（填“相同、不相同”）。6、某金属的逸出功为4.2eV,现用波长为200nm的紫外光照射金属表面。求