大学物理试卷0001

1、大学物理模拟试卷一一、填空题I(24分，每空2分)1. 一质点作直线运动，它的运动方程是x=bt-ct2,b,c是常数.则此质点的速度是，加速度是【考查重点】：这是第一章中的考点，考查运动方程的基本性质。要注意速度是运动方程的一次导数，加速度是运动方程的二次导数。【答案解析】：速度U=dx=(-2ct+b),加速度a=竺=-2c.dtdt2. 质量分别为200kg和500kg的甲、乙两船静止于湖中，甲船上一质量为50kg的人通过轻绳拉动乙船，经5秒钟乙船速度达到0.5m-s-1，则人拉船的恒力为，甲船此时的速度为【考查重点】：这是第二章中的考点，考察质点动力学中牛顿第二定律及动量守恒定律【答案

2、解析】：v=at；a=0.1m/sF=ma=500*0.1=50Nt动量守恒mv=mvnv=1m/s甲甲乙乙甲3. .花样滑冰运动员绕过自身的竖直轴运动，开始时两臂伸开，转动惯量为10，角速度为。然后她将两臂收回，使转动惯量减少为IJ3，这时她转动的角速度变为【考查重点】：这是第三章中的考点，考察定轴转动刚体的角动量守恒定律，即刚体受到的沿转轴的合力矩始终为零，L=I=常数z【答案解析】：I=In=30004弹簧振子作简谐振动，总能量为E,如果简谐振动振幅增加为原来的两倍，重物的质量增为原来的四倍，则它的总能量E变为2【考查重点】：这是第四章中的考点，考察的是简谐振动的总能量E=-kA22【答

3、案解析】：E=-kA2E=-k(2A)2=4E122215-火车A以20m-s-1的速度向前彳亍驶，A车的司机听到本车的汽笛频率为120Hz，另一火车B，以25m-s-1的速度向A迎面驶来，则B车司机听到A车汽笛的频率是(设空气中声速为340m-s-1)【考查重点】：这是第五章中的考点，考察波源和介质相对运动时产生的多普勒效应，要记得多普勒效应的公式【答案解析】v=ov=x120=137Hzi u-Vs340-20s6. 静电场的环路定理的数学表示式为。该式的物理意义是，该定理表明，静电场是场【考查重点】：这是第八章的考点，着重考察静电场的相关性质【答案解析】：JE*dI二0L物理意义：单位正

4、电荷在静电场中沿闭合路径绕行一周，电场力做功为0表明：静电场是保守力场7. 一瓶氢气和一瓶氧气温度相同，若氢气分子的平均平动动能为6.21x10-21J，则氧气分子的平均平动动能是，氧气的温度是【考查重点】：这是第六章的考点，考察的是分子的平均平动动能及其公式变换3【答案解析】：E=kT=6.21x10-21KO222 ET=k=300K3 k二、填空题II（20分，每空2分）1在双缝干涉实验中，两缝的间距为0.6mm,照亮狭缝S的光杠杆汞弧灯加上绿色滤光片，在2.5m远处的屏幕上出现干涉条纹，测得相邻两明条纹中心的距离为2.27mm。则计算入射光的波长为【考查重点】：这是第十四章的考点，考察

5、杨氏双缝干涉条件，对号入座数据，代入公式即可【答案解析】：由杨氏双缝干涉条件D九Ax=d九=dAx=5.45x10-4（mm）=5450（A）2.若电子在垂直于磁场的平面内运动，均匀磁场作用于电子上的力为F,轨道的曲率为R，则磁感应强度的大小为【考查重点】：这是第十章的考点，考察在匀强磁场中电荷的受力作用【答案解析】：若电子的速度方向与匀强磁场方向垂直，即隹90。时，电子所受洛伦兹力Fjz*=Beu，方向总与速度u垂直由洛伦兹力提供向心力，使电子在匀强磁场中做匀速圆周运动mvBeF=BevB=可以得到3.波长600nm的单色光垂直入射在一光栅上，第二级明条纹分别出现在sin0=0.20处，第四

6、级缺级。则光栅上相邻两缝的间距(a+b)为光栅上狭缝可能的最小宽度为【考查重点】：这是第十五章的考点，考察光栅衍射的间距和最小宽度问题，要记得相关公式并注意衍射的极小值条件(a+b)sinQ=k九【答案解析】：门)/ik九2x600攵“(a+b)=6x10-4sinQ0.22)单缝衍射的极小值条件asin申=n九缺级条件为：an1a+b6x10-41“/、a=1.5x10-4（cm）444.如图所示，均匀磁场的磁感应强度为B=0.2T，方向沿x轴正方向，则通过aefd面的磁通量为考查重点】：这是第十章的考点，考察的是磁通量的计算方法，注意的是磁场跟法向方向的夹角，再计算zd答案解析】：=B-d

7、S=B-Scos0=E*4=0.024wb5.一质点带有电荷q=8.0xlO-19C，以速度v=3.0x05m/s在半径为只=6.0x10-8m的圆周上作匀速圆周运动，该运动的带电质点在轨道中心所产生的磁感应强度B=。该运动的带电质点轨道运动的磁矩P=m【考查重点】：这是第十章的考点，考察的是磁感应强度的计算方法及其磁矩，要记得几种情况的磁感应强度的计算方法【答案解析】：B=比qV=6.7x10-6T4兀R2q1P=IS=兀R2=qvR=7.2xl0-2iA-m2m2兀R2v6.处于激发态的钠原子，发出波长为589nm的光子的时间平均约为10-8s。根据不确定度关系式，光子能量不确定量的大小A

8、E=发射波长的不确定度范围(即所谓谱线宽度)是【考查重点】：这是第十九章得考点，考察的是不确定度的问题，要掌握相关公式【答案解析】：AEAt沁hTAE=6.63x10一34=6.63x10-26JAt10-8AE与另AXTAX=九2AEhc=1.15x10-19m7.若a粒子在均匀磁场中沿半径为R的圆形轨道运动，磁场的磁感应强度为B,则粒子的德布罗意波长九=【考查重点】这是第十八章的考点，考察物质的德布罗意波长，要记得v=Eh和x=hp两个公式【答案解析】：qvB=mTp=mv=qBRR九=h.qBR=h2eBR三.(14分)一质量为0.20kg的球，系在长为2m的绳索上，绳索的另一端系在天花

9、板上.把小球移开，使绳索与铅直方向成30o角，然后从静止放开.求:(1)在绳索从30o角到0。角的过程中，重力和张力所作的功.(2)物体在最低位置时的动能和速率.【考查重点】：这是第一章和第二章的考点，考察重力做功和机械能守恒定律，注意机械能守恒的条件是系统的外力和非保守内力都不做功【答案解析】(1)张力始终与运动方向垂直,不作功.重力作功为A=mgRGcos30)=0.525J.(2)以最低处为势能零点，在整个过程中只有重力作功，机械能守恒，最低位置时的动能E=1mu2=0.525J,k2因此,速率u四.（14分）气缸内有一定量的氧气（看成刚性分子理想气体），作如图所示的循环过程，其中ab为

10、等温过程，be为等体过程，ca为绝热过程.已知a点的状态参量为P、V、T,aaab点的体积V=3V.求该循环的效率.ba【考查重点】：这是第七章的考点，考察的是卡洛循环中循环效率的问题，关键是分析到各个过程做功，吸放热的问题，再计算整个工程的量【答案解析】：设气缸中有V摩尔氧气，根据热力学第一定律Q=AE+A对于ab等温过程，E=0,故有Q二A二vRTln(V/V)abababa=vRTln3二pVln3aaa对于be等体过程，TcTb，A=0，故为放热过程.放岀的热量Qbcbc二E-E二vC(T-T)二vC(T-T)bcVbc对于cd绝热过程，有V：-1TC二Vy-iTaa即T二T(V/V)

11、y-i即caac.Ci+27因氧气为刚性双原子分子体，故y=p=1.40Ci5V.T=T(】)o.4o=0.644Tca3a把Tc代人式得Q=vCT(1-0.644)=v5RTx0.356=0.890pVbcVa2aaa循环效率为1-即二1-罟二19.0%ab五（12分）两个半径分别为R和R的同心球壳，中间是空气，构成一球形电容器，设所12带电量分别为+Q和-Q且均匀分布，求:（1）两球壳之间的电场强度。（2）两球壳之间的电势差。（3）电容器的电容。【考查重点】:这是八，九两章的考点，考察的是电场强度，电势差，电容的问题，直接运用相关公式即可求解【答案解析】:根据高斯定理:E=(1)Q4ksr

12、02JEdl亠JR2dr亠(丄(2)l4ksrir24ksRR0012CA:.C=仏0RRAUR-R12九(12分)半径为R=01m的半圆形闭合线圈，载有电流I=10A,放在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面平行，如图所示。已知B=05T,求(1) 线圈所受力矩的大小和方向(以直径为转轴)；(2) 若线圈受上述磁场作用转到线圈平面与磁场垂直的位置，则力矩作功为多少？【考查重点】：这是第十章的考点，考察的是磁场的的力矩及其做功的问题，要注意的是力矩是个矢量，既有大小又有方向【答案解析：(1)M二mxB,方向如右图M=mB=ISB=丄兀R2IB2=兀X0.12x10x5.0x10-12二25兀x10-

13、3二7.85x10-2(Nm)A=I(一)=IBS=7.85x10-2(J)(2)21七(14分)如图所示，AB和CD为两根金属棒，长度/都是1m，电阻R都是40，放置在均匀磁场中，已知磁场的磁感应强度B=2T，方向垂直于纸面向里。当两根金属棒在导轨上分别以v1=4m/s和m/s的速度向左运动时，忽略导轨的电阻，试求1)两金属棒中各自的动生电动势的大小和方向，并在图上标出方向；xx/xxxC:xxxxxxxv1xxOxvx2xO2xxxxxxxx(2) 金属棒两端的电势差U和U；ABCD(3) 金属棒中点O和O之间的电势差。12【考查重点：这是第十二章的考点，考察的是xxxBxxxDx物体在磁

14、场中运动切割磁感线引起的动生电动势，要注意D及时没有闭合回路动生电动势任然存在【答案解析：(1)*=VBL=8(V)AB1&二VBL=4(V)从D到CCD2总电流1=R=0.5（A）U=IR-s=-6(V)ABABU=-IR-s=-6(V)CDAB3)U=U/2-U/2=0O1O2ABCD八.（14分）一平面简谐波沿x轴正向传播，波的振幅A=10cm,角频率为7rad/s.当t=1.0s时，x=10cm处的a质点正通过其平衡位置向y轴负方向运动，而x=20cm处的b质点正通过y=5.0cm点向y轴正方向运动设该波波长九10cm,求该平面波的表达式.【考查重点】：这是第四章的考点，考察的是平面简

15、谐波的表达式，一般先设出方程，再根据条件往里面代入求出各个参量即可【答案解析】：设y=Acos3（t）+训uA血=2n2n八.5nxAX=x0.1=-入入6入入GD70.84m/su=一-x0.24=T2n2t=1时，n5n4皿=+=-1263t=0时，4皿nn=7n=6n即一0333n入=0.24m所以y=EE-缶弓九.（13分）波长九=6000A的单色光垂直入射到光栅上，已知第二级明纹出现在=300,第三级为缺级。求：（1）光栅常数（2）光屏上可以看到的明纹数【考查重点】：这是第十五章的考点，考察的是光栅衍射的问题，这里要注意缺级现象和缺级条件【答案解析】：（1）dsin0=2九d=a+b=4九=2.4x10-6mdsin0=k九dsin0dk=九厂42）k=0,1,2共五条明纹十（1