2019年《大学物理》期末考核题库300题

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2019年大学物理期末考试题库300题含答案一、选择题1根据气体动理论，单原子理想气体的温度正比于 （ ）（A）气体的体积；（B）气体分子的平均自由程；（C）气体分子的平均动量；（D）气体分子的平均平动动能。2一个转动惯量为J的圆盘绕一固定轴转动，初角速度为。设它所受阻力矩与转动角速度成正比M=(k为正常数) (1)它的角速度从变为/2所需时间是 ( ) (A) J/2； (B) J/k； (C) (J/k)ln2； (D) J/2k。 (2)在上述过程中阻力矩所作的功

2、为 ( ) (A) J/4； (B) -3J/8； (C) -J/4； (D) J/8。3一个带正电的点电荷飞入如图所示的电场中，它在电场中的运动轨迹为 （ ）(A)沿a； (B)沿b； (C) 沿c；(D) 沿d。4两列完全相同的平面简谐波相向而行形成驻波。以下哪种说法为驻波所特有的特征： （ ）（A）有些质元总是静止不动； （B）迭加后各质点振动相位依次落后；（C）波节两侧的质元振动位相相反； （D）质元振动的动能与势能之和不守恒。5电荷分布在有限空间内，则任意两点P1、P2之间的电势差取决于 （ ） (A) 从P1移到P2的试探电荷电量的大小； (B) P1和P2处电场强度的大小； (C

3、) 试探电荷由P1移到P2的路径； (D) 由P1移到P2电场力对单位正电荷所作的功。6由量子力学可知，一维势阱中的粒子可以有若干能态，如果势阱的宽度缓慢地减少至较小宽度，则 （ ）（A）每个能级的能量减小；（B）能级数增加；（C）每个能级的能量保持不变；（D）相邻能级间的能量差增加；（E）粒子将不再留在阱内。7一个质点作简谐振动，周期为T，当质点由平衡位置向x轴正方向运动时，由平衡位置到二分之一最大位移这段路程所需要的最短时间为： （ ）（A）T/4； （B）T/12； （C）T/6； （D）T/8。8在下面几种说法中，正确的是： （ ）（A）波源不动时，波源的振动周期与波动的周期在数值上是

4、不同的；（B）波源振动的速度与波速相同；（C）在波传播方向上，任一质点的振动位相总是比波源的位相滞后；（D）在波传播方向上，任一质点的振动位相总是比波源的位相超前。9压强、体积和温度都相同（常温条件）的氧气和氦气在等压过程中吸收了相等的热量，它们对外作的功之比为 （ ）（A）1:1； （B）5:9； （C）5:7； （D）9:5。10如果氢气和氦气的温度相同，摩尔数也相同，则 （ ）（A）这两种气体的平均动能相同；（B）这两种气体的平均平动动能相同；（C）这两种气体的内能相等；（D）这两种气体的势能相等。11（1） （2） （3） （4）如图所示，导线AB在均匀磁场中作下列四种运动，（1）垂直

5、于磁场作平动；（2）绕固定端A作垂直于磁场转动；（3）绕其中心点O作垂直于磁场转动；（4）绕通过中心点O的水平轴作平行于磁场的转动。关于导线AB的感应电动势哪个结论是错误的？ （ ）(A)（1）有感应电动势，A端为高电势；(B)（2）有感应电动势，B端为高电势；(C)（3）无感应电动势；(D)（4）无感应电动势。12如图所示，有一边长为1m的立方体，处于沿y轴指向的强度为0.2T的均匀磁场中，导线a、b、c都以50cm/s的速度沿图中所示方向运动，则 （ ）(A)导线a内等效非静电性场强的大小为0.1V/m；(B)导线b内等效非静电性场强的大小为零；(C)导线c内等效非静电性场强的大小为0.2

6、V/m；(D)导线c内等效非静电性场强的大小为0.1V/m。13有一长为l截面积为A的载流长螺线管绕有N匝线圈，设电流为I，则螺线管内的磁场能量近似为 （ ） (A)； (B) ； (C) ； (D) 。14若理想气体的体积为V，压强为P，温度为T，一个分子的质量为，为玻耳兹曼常量，为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为 （ ）（A）； （B）； （C）； （D）。15下列哪种情况的位移电流为零？ （ ） (A)电场不随时间而变化；(B)电场随时间而变化； (C)交流电路； (D)在接通直流电路的瞬时。16在边长为a的正立方体中心有一个电量为q的点电荷，则通过该立方体任一面的电场强度通量为 （

7、 ） (A) q/e0 ； (B) q/2e0 ； (C) q/4e0 ； (D) q/6e0。17在如图所示的夫琅和费单缝衍射实验装置中，S为单缝，L为凸透镜，C为放在的焦平面处的屏。当把单缝垂直于凸透镜光轴稍微向上平移时，屏幕上的衍射图样 ( )SCL(A) 向上平移； (B) 向下平移；(C) 不动； (D) 条纹间距变大。18两个载有相等电流I的半径为R的圆线圈一个处于水平位置，一个处于竖直位置，两个线圈的圆心重合，则在圆心o处的磁感应强度大小为多少? （ ）（A）0； （B）；（C）； （D）。19一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数（a+b）为下列那种情况时（a代表每条缝的宽

8、度），k=3、6、9级次的主极大均不出现？ ( )(A) a+b=2a； (B) a+b=3a； (C) a+b=4a； (D) a+b=6a。20在一定速率附近麦克斯韦速率分布函数的物理意义是：一定量的气体在给定温度下处于平衡态时的 （ ）（A）速率为的分子数；（B）分子数随速率的变化；（C）速率为的分子数占总分子数的百分比；（D）速率在附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比。21用氪灯的光=606nm作为迈克尔逊干涉仪的光源来测量某间隔的长度，当视场中某点有3000条条纹移过时，被测间隔的长度为 ( )(A) 9.610-4 m； (B) 9.110-4 m； (C) 8.110-4

9、 m； (D) 7.910-4 m。22两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射时没有光线通过。当其中一振偏片慢慢转动180时透射光强度发生的变化为 ( )(A) 光强单调增加； (B) 光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零(C) 光强先增加，后又减小至零； (D) 光强先增加，后减小，再增加。23自然光以60的入射角照射到某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则( )(A) 折射光为线偏振光，折射角为30；(B) 折射光为部分偏振光，折射角为30；(C) 折射光为线偏振光，折射角不能确定；(D) 折射光为部分偏振光，折射角不能确定。24下列哪一能量的光子，能被处在n=2的能级的氢原子吸收？

10、 （ ） （A）1.50eV； （B）1.89eV； （C）2.16eV； （D）2.41eV； （E）2.50eV。25在康普顿散射中，若散射光子与原来入射光子方向成角，当等于多少时，散射光子的频率减少最多？ （ ）（A）； （B）； （C）； （D）。26“理想气体与单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外作功。”对此说法，有如下几种评论，哪个是正确的？ （ ）（A）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律；（B）不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律；（C）不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律；（D）违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。27如果电子被限制在边界

11、与之间，为。电子动量分量的不确定度数量级为（以kg/ms为单位） （ ）（A）； （B）； （C）； （D）； （E）。28一平面简谐波在弹性媒质中传播时，在传播方向上某质元在某一时刻处于最大位移处，则它的 ( )（A）动能为零，势能最大；（B）动能为零，势能也为零；（C）动能最大，势能也最大；（D）动能最大，势能为零。29光谱系中谱线的频率（如氢原子的巴尔末系） （ ）（A）可无限制地延伸到高频部分； （B）有某一个低频限制；（C）可无限制地延伸到低频部分； （D）有某一个高频限制；（E）高频和低频都有一个限制。30在恒定不变的压强下，理想气体分子的平均碰撞次数与温度T的关系为 ( )（A）

12、与T无关； （B）与成正比； （C）与成反比； （D）与T成正比；（E）与T成反比。31一均匀磁化的磁棒长30cm，直径为10mm，磁化强度为1200。它的磁矩为 （ ）（A）1.13； （B）2.26；（C）； （D）。32如图所示，波长为的平行单色光垂直入射在折射率为的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉。若薄膜厚度为e，而且，则两束反射光在相遇点的位相差为 （ ）（A）； （B）；（C）； （D）。33在夫琅和费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽度变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹 ( )(A) 对应的衍射角变小； (B) 对应的衍射角变大；(C) 对应的衍

13、射角也不变； (D) 光强也不变。34测量单色光的波长时，下列方法中哪一种方法最为准确？ ( )(A) 双缝干涉； (B) 牛顿环； (C) 单缝衍射； (D) 光栅衍射。35两个事件分别由两个观察者、观察，、彼此相对作匀速运动，观察者测得两事件相隔3s，两事件发生地点相距10m，观察者测得两事件相隔5s，测得两事件发生地的距离最接近于多少m? ( )(A) 0； (B) 2； (C) l0； (D) 17； (E)10 9 。361摩尔双原子刚性分子理想气体，在1atm下从0上升到100时，内能的增量为 （ ）（A）23J； （B）46J； （C）2077.5J； （D）1246.5J； （

14、E）12500J。37在时，单原子理想气体的内能为 （ ）（A）部分势能和部分动能； （B）全部势能； （C）全部转动动能；（D）全部平动动能； （E）全部振动动能。38气体的摩尔定压热容大于摩尔定体热容，其主要原因是 （ ）（A）膨胀系数不同； （B）温度不同；（C）气体膨胀需作功； （D）分子引力不同。39一物体对某质点p作用的万有引力 （ ）(A)等于将该物体质量全部集中于质心处形成的一个质点对p的万有引力；(B)等于将该物体质量全部集中于重心处形成的一个质点对p的万有引力；(C)等于该物体上各质点对p的万有引力的矢量和；2x(cm)F (N)200002(D)以上说法都不对。40一摩尔

15、单原子理想气体，从初态温度、压强、体积，准静态地等温压缩至体积，外界需作多少功？ （ ）（A）； （B）； （C）； （D）。41一质量为60kg的人站在一质量为60kg、半径为lm的匀质圆盘的边缘，圆盘可绕与盘面相垂直的中心竖直轴无摩擦地转动。系统原来是静止的，后来人沿圆盘边缘走动，当人相对圆盘的走动速度为2m/s时，圆盘角速度大小为 ( ) (A) 1rad/s； (B) 2rad/s； (C) 2/3rad/s； (D) 4/3rad/s。 42分振动方程分别为和（SI制）则它们的合振动表达式为： （ ）（A）； （B）；（C）； （D）。43一质量为20g的子弹以200m/s的速率射入

16、一固定墙壁内，设子弹所受阻力与其进入墙壁的深度x的关系如图所示，则该子弹能进入墙壁的深度为 （ ）(A)3cm； (B)2 cm； (C)cm； (D)12.5 cm。1ref SHAPE * MERGEFORMAT 4.将一个物体提高10m，下列哪一种情况下提升力所作的功最小? （ ）(A)以5m/s的速度匀速提升；(B)以10 m/s的速度匀速提升；(C)将物体由静止开始匀加速提升10m，速度增加到5m/s；(D)物体以10m/s的初速度匀减速上升10m，速度减小到5m/s。44一定量的理想气体，处在某一初始状态，现在要使它的温度经过一系列状态变化后回到初始状态的温度，可能实现的过程为 （

17、 ）（A）先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而增大压强；（B）先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强；（C）先保持体积不变而使它的压强增大，接着保持压强不变而使它体积膨胀；（D）先保持体积不变而使它的压强减小，接着保持压强不变而使它体积膨胀。45如图所示为一定量的理想气体的pV图，由图可得出结论 ( )（A）是等温过程；（B）；（C）；（D）。46ref SHAPE * MERGEFORMAT 8.如图所示，质点从竖直放置的圆周顶端A处分别沿不同长度的弦AB和AC (AC； (C) EbEc ； (B) EaEbUbUc ； (D) UaUb）、总匝数为的螺线

18、管，通以稳恒电流，当管内充满相对磁导率为的均匀介质后，管中任意一点的 （ ）（A）磁感应强度大小为； （B）磁感应强度大小为；（C）磁场强度大小为； （D）磁场强度大小为。77一质量为m、电量为q的粒子，以速度垂直射入均匀磁场中，则粒子运动轨道所包围范围的磁通量与磁场磁感应强度大小的关系曲线是 ( ) （A） （B） （C） （D）78两个均匀带电的同心球面，半径分别为R1、R2(R1、或=）。81磁介质有三种，的称为_，的称为_，的称为_。82b(3,2)ocaxy质点在力(SI制)作用下沿图示路径运动。则力在路径oa上的功Aoa= ，力在路径ab上的功Aab= ，力在路径ob上的功Aob=

19、 ，力在路径ocbo上的功Aocbo= 。83设有两个静止质量均为m0的粒子，以大小相等的速度v0相向运动并发生碰撞，并合成为一个粒子，则该复合粒子的静止质量M 0=_，运动速度v=_。84图示为三种不同磁介质的BH关系曲线，其中虚线表示的是的关系。说明a、b、c各代表哪一类磁介质的BH关系曲线：a代表 BH关系曲线。b代表 BH关系曲线。c代表 BH关系曲线。85引起动生电动势的非静电力是 力，引起感生电动势的非静电力是 力。86两段形状相同的圆弧如图所示对称放置，圆弧半径为R，圆心角为，均匀带电，线密度分别为和，则圆心O点的场强大小为 。电势为 。87一物体作如图所示的斜抛运动，测得在轨道

20、点处速度大小为v，其方向与水平方向成30角。则物体在点的切向加速度a= ，轨道的曲率半径= 。88真空中一个半径为R的球面均匀带电，面电荷密度为，在球心处有一个带电量为q的点电荷。取无限远处作为参考点，则球内距球心r的P点处的电势为 。89两个惯性系和，相对速率为0.6 c，在系中观测，一事件发生在=10- 4s，=510 3m处，则在系中观测，该事件发生在_s，_m处。90在单缝夫琅和费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小。若钠黄光(589nm)为入射光，中央明纹宽度为4.0mm；若以蓝紫光(442nm)为入射光，则中央明纹宽度为_mm。91在迈克尔逊干涉仪实验中，可移动反射镜M移动0.62

21、0mm的过程中，观察到干涉条纹移动了2300条，则所用光的波长为_nm。92波长为480nm的平行光垂直照射到宽为0.40mm的单缝上，单缝后面的凸透镜焦距为60cm，当单缝两边缘点A、B射向P点的两条光线在P点的相位差为时，P点离中央明纹中心的距离等于_。93为测定一个光栅的光栅常数，用波长为632.8nm的光垂直照射光栅，测得第一级主极大的衍射角为18，则光栅常数d=_，第二级主极大的衍射角=_。94已知某金属的逸出功为，用频率为光照射使金属产生光电效应，则，（1）该金属的红限频率=_；（2）光电子的最大速度=_。95A、B为真空中两块平行无限大带电平面，已知两平面间的电场强度大小为，两平

22、面外侧电场强度大小都是/3，则A、B两平面上的电荷面密度分别为 和 。96康普顿实验中，当能量为0.5MeV的X射线射中一个电子时，该电子获得0.10MeV的动能。假设原电子是静止的，则散射光的波长=_，散射光与入射方向的夹角=_（1MeV=106eV）。97一汽笛发出频率为700Hz的声音，并且以15m/s的速度接近悬崖。由正前方反射回来的声波的波长为（已知空气中的声速为330m/s） 。98有一相对磁导率为500的环形铁芯，环的平均半径为10cm，在它上面均匀地密绕着360匝线圈，要使铁芯中的磁感应强度为0.15T，应在线圈中通过的电流为_。99用一根很细的线把一根未经磁化的针在其中心处悬

23、挂起来，当加上与针成锐角的磁场后，顺磁质针的转向使角_；抗磁质针的转向使角_。（选取：增大、减少或不变填入。）100产生机械波的必要条件是 和 。101两种不同种类的理想气体，其分子的平均平动动能相等，但分子数密度不同，则它们的温度 ，压强 。 如果它们的温度、压强相同，但体积不同，则它们的分子数密度 ，单位体积的气体质量 ，单位体积的分子平动动能 。（填“相同”或“不同”）。102一驻波表式为（SI制），在x=1/6（m）处的一质元的振幅为 ，振动速度的表式为 。103把白炽灯的灯丝看成黑体，那么一个100W的灯泡，如果它的灯丝直径为0.40mm，长度为30cm，则点亮时灯丝的温度T=_.1

24、04线偏振的平行光，在真空中波长为589nm，垂直入射到方解石晶体上，晶体的光轴和表面平行，如图所示。已知方解石晶体对此单色光的折射率为no=1.658，ne=1.486，在晶体中的寻常光的波长=_，非寻常光的波长=_。105在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹角变大时，干涉条纹将向 方向移动，相邻条纹间的距离将变 。106一平面简谐波的周期为2.0s，在波的传播路径上有相距为2.0cm的M、N两点，如果N点的位相比M点位相落后/6，那么该波的波长为 ，波速为 。107使4mol的理想气体，在T=400K的等温状态下，准静态地从体积V膨胀到2V，则此过程中，气体的熵增加是_，若此气体膨胀是绝

25、热状态下进行的，则气体的熵增加是_。108当光线沿光轴方向入射到双折射晶体上时，不发生_现象，沿光轴方向寻常光和非寻常光的折射率_；传播速度_。109波函数满足的标准化条件为 。归一化条件的表达式为 。110从量子力学观点来看，微观粒子几率密度的表达式： 。其物理统计意义是：_。在电子衍射实验中，如果入射电子流的强度增加为原来的N倍，则在某处找到粒子的概率为原来的_倍。111半径r=0.1cm的圆线圈，其电阻为R=10W，匀强磁场垂直于线圈，若使线圈中有稳定电流i=0.01A，则磁场随时间的变化率为 。112（a）一列平面简谐波沿正方向传播，波长为。若在处质点的振动方程为，则该平面简谐波的表式

26、为 。 （b）如果在上述波的波线上（）处放一垂直波线的波密介质反射面，且假设反射波的振幅衰减为，则反射波的表式为 （）。113设氮气为刚性分子组成的理想气体，其分子的平动自由度数为_，转动自由度为_；分子内原子间的振动自由度为_。114一根匀质细杆质量为m、长度为l，可绕过其端点的水平轴在竖直平面内转动。则它在水平位置时所受的重力矩为 ，若将此杆截取2/3，则剩下1/3在上述同样位置时所受的重力矩为 。115xx0OO一质点在二恒力的作用下，位移为=3+8（m），在此过程中，动能增量为24J，已知其中一恒力=12-3（N），则另一恒力所作的功为 。116边长为a的正六边形每个顶点处有一个点电荷

27、，取无限远处作为参考点，则o点电势为 ，o点的场强大小为 。117一束单色光垂直入射在光栅上，衍射光谱中共出现5条明纹。若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等，那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第_级和第_级谱线。118在场强为E的均匀电场中取一半球面，其半径为R，电场强度的方向与半球面的对称轴平行。则通过这个半球面的电通量为 ，若用半径为R的圆面将半球面封闭，则通过这个封闭的半球面的电通量为 。119在单缝夫琅和费衍射中，若单缝两边缘点A、B发出的单色平行光到空间某点P的光程差为1.5，则A、B间可分为_个半波带，P点处为_（填明或暗）条纹。若光程差为2，则A、B间可分为_个半波带，P点处为

28、_（填明或暗）条纹。120我们 （填能或不能）利用提高频率的方法来提高波在媒质中的传播速度。121双缝干涉实验中，若双缝间距由变为，使屏上原第十级明纹中心变为第五级明纹中心，则： ；若在其中一缝后加一透明媒质薄片，使原光线光程增加，则此时屏中心处为第 级 纹。122质量为m的子弹，以水平速度v0射入置于光滑水平面上的质量为M的静止砂箱，子弹在砂箱中前进距离l后停在砂箱中，同时砂箱向前运动的距离为S，此后子弹与砂箱一起以共同速度匀速运动，则子弹受到的平均阻力= ，砂箱与子弹系统损失的机械能E= 。123有两个相同的弹簧，其倔强系数均为k，（1）把它们串联起来，下面挂一个质量为m的重物，此系统作简

29、谐振动的周期为 ；（2）把它们并联起来，下面挂一质量为m的重物，此系统作简谐振动的周期为 。124长为l的匀质细杆，可绕过其端点的水平轴在竖直平面内自由转动。如果将细杆置与水平位置，然后让其由静止开始自由下摆，则开始转动的瞬间，细杆的角加速度为 ，细杆转动到竖直位置时角速度为 。125人从10m深的井中匀速提水，桶离开水面时装有水10kg。若每升高1m要漏掉0.2kg的水，则把这桶水从水面提高到井口的过程中，人力所作的功为 。126处于n=4激发态的氢原子，它回到基态的过程中，所发出的光波波长最短为_nm，最长为_nm。127测量星球表面温度的方法之一是把星球看成绝对黑体，利用维恩位移定律，测

30、量便可求得星球表面温度，现测得太阳的=550nm，天狼星的=290nm，北极星的=350nm，则 =_， =_， =_。128一卡诺热机（可逆的），低温热源为27，热机效率为40%，其高温热源温度为_K。今欲将该热机效率提高到50%，且低温热源保持不变，则高温热源的温度增加_K。129如图所示，一弹簧竖直悬挂在天花板上，下端系一个质量为m的重物，在O点处平衡，设x0为重物在平衡位置时弹簧的伸长量。（1） 以弹簧原长O 处为弹性势能和重力势能零点，则在平衡位置O处的重力势能、弹性势能和总势能各为_、_、_。（2） 以平衡位置O处为弹性势能和重力势能零点，则在弹簧原长O 处的重力势能、弹性势能和总

31、势能各为_、_、_。1301mol氧气和2mol氮气组成混合气体，在标准状态下，氧分子的平均能量为_，氮分子的平均能量为_；氧气与氮气的内能之比为_。131真空中一载有电流I的长直螺线管，单位长度的线圈匝数为n，管内中段部分的磁感应强度为_，端点部分的磁感应强度为_。132如图所示，质量m=2.0kg的质点，受合力=12t的作用，沿ox轴作直线运动。已知t=时x0=0，v0=0，则从t=0到t=3s这段时间内，合力的冲量为 ，质点的末速度大小为v= 。133理想气体的微观模型：（1）_；（2）_；（3）_。134麦克斯韦关于电磁场理论的两个基本假设是_；_。135一个薄壁纸筒，长为30cm、截

32、面直径为3cm，筒上均匀绕有500匝线圈，纸筒内充满相对磁导率为5000的铁芯，则线圈的自感系数为 。136半径为a的无限长密绕螺线管，单位长度上的匝数为n，螺线管导线中通过交变电流，则围在管外的同轴圆形回路（半径为r）上的感生电动势为 V。137内、外半径分别为R1、R2的均匀带电厚球壳，电荷体密度为。则，在rR1的区域内场强大小为 ，在R1rR2的区域内场强大小为 。138一人站在转动的转台上，在他伸出的两手中各握有一个重物，若此人向着胸部缩回他的双手及重物，忽略所有摩擦，则系统的转动惯量_，系统的转动角速度_，系统的角动量_，系统的转动动能_。（填增大、减小或保持不变）139如图所示，A

33、BCD是无限长导线，通以电流I，BC段被弯成半径为R的半圆环，CD段垂直于半圆环所在的平面，AB的沿长线通过圆心O和C点。则圆心O处的磁感应强度大小为_，方向_。140平行板电容器极板面积为S、充满两种介电常数分别为和的均匀介质，则该电容器的电容为C= 。141形状如图所示的导线，通有电流I，放在与磁场垂直的平面内，导线所受的磁场力F=_。142如图所示，把一根匀质细棒AC放置在光滑桌面上，已知棒的质量为M，长为L。今用一大小为F的力沿水平方向推棒的左端。设想把棒分成AB、BC两段，且BC=0.2L，则AB段对BC段的作用力大小为_。143为了把4个点电荷q置于边长为L的正方形的四个顶点上，外

34、力须做功 。144半径分别为R和r的两个弧立球形导体（Rr），它们的电容之比/为 ，若用一根细导线将它们连接起来，并使两个导体带电，则两导体球表面电荷面密度之比/为 。三、解答题145如图所示,子弹射入放在水平光滑地面上静止的木块后而穿出以地面为参考系,下列说法中正确的说法是()(A) 子弹减少的动能转变为木块的动能(B) 子弹-木块系统的机械能守恒(C) 子弹动能的减少等于子弹克服木块阻力所作的功(D) 子弹克服木块阻力所作的功等于这一过程中产生的热分析与解子弹-木块系统在子弹射入过程中,作用于系统的合外力为零,故系统动量守恒,但机械能并不守恒这是因为子弹与木块作用的一对内力所作功的代数和不

35、为零(这是因为子弹对地位移大于木块对地位移所致),子弹动能的减少等于子弹克服阻力所作功,子弹减少的动能中,一部分通过其反作用力对木块作正功而转移为木块的动能,另一部分则转化为热能(大小就等于这一对内力所作功的代数和)综上所述,只有说法(C)的表述是完全正确的1460如图(a)所示,在一只半径为R 的半球形碗内,有一粒质量为m 的小钢球,当小球以角速度在水平面内沿碗内壁作匀速圆周运动时,它距碗底有多高？分析维持钢球在水平面内作匀角速度转动时,必须使钢球受到一与向心加速度相对应的力(向心力),而该力是由碗内壁对球的支持力FN 的分力来提供的,由于支持力FN 始终垂直于碗内壁,所以支持力的大小和方向

36、是随而变的取图示Oxy 坐标,列出动力学方程,即可求解钢球距碗底的高度解取钢球为隔离体,其受力分析如图(b)所示在图示坐标中列动力学方程 (1) (2)且有 (3)由上述各式可解得钢球距碗底的高度为可见,h 随的变化而变化147直升飞机的螺旋桨由两个对称的叶片组成每一叶片的质量m136kg,长l3.66m求当它的转速n320 r/min 时,两个叶片根部的张力(设叶片是宽度一定、厚度均匀的薄片)分析螺旋桨旋转时,叶片上各点的加速度不同,在其各部分两侧的张力也不同；由于叶片的质量是连续分布的,在求叶片根部的张力时,可选取叶片上一小段,分析其受力,列出动力学方程,然后采用积分的方法求解解设叶片根部

37、为原点O,沿叶片背离原点O 的方向为正向,距原点O 为r处的长为dr一小段叶片,其两侧对它的拉力分别为F(r)与F(rdr)叶片转动时,该小段叶片作圆周运动,由牛顿定律有由于r l 时外侧F 0,所以有上式中取r 0,即得叶片根部的张力F0 -2.79105N负号表示张力方向与坐标方向相反14829中子星表面的磁场估计为108，该处的磁能密度有多大？解由磁场能量密度149一质点沿半径为R 的圆周按规律运动,v0 、b 都是常量(1) 求t 时刻质点的总加速度；(2) t 为何值时总加速度在数值上等于b？(3) 当加速度达到b 时,质点已沿圆周运行了多少圈？分析在自然坐标中,s 表示圆周上从某一

38、点开始的曲线坐标由给定的运动方程s s(t),对时间t 求一阶、二阶导数,即是沿曲线运动的速度v 和加速度的切向分量a,而加速度的法向分量为anv2 /R这样,总加速度为a aeanen至于质点在t 时间内通过的路程,即为曲线坐标的改变量sst -s0因圆周长为2R,质点所转过的圈数自然可求得解(1) 质点作圆周运动的速率为其加速度的切向分量和法向分量分别为, 故加速度的大小为其方向与切线之间的夹角为(2) 要使ab,由可得(3) 从t0 开始到tv0 /b 时,质点经过的路程为因此质点运行的圈数为1502质量为7.2 115137一长为l、质量为m 的均匀细棒，在光滑的平面上绕质心作无滑动的

39、转动，其角速度为.若棒突然改绕其一端转动，求：(1) 以端点为转轴的角速度 ；(2) 在此过程中转动动能的改变.分析这是一个变轴转动问题.棒的质心在变轴转动中将受到一瞬间力的作用，它改变了质心的速度；同时，该瞬间力对新的转轴又产生力矩作用，从而改变棒的转动角速度.根据质心的动量定理和棒的转动定律，并考虑到角速度与线速度的关系，即可求得新的角速度.由棒绕不同轴转动的转动动能，可计算该过程中的动能变化.解(1) 棒的质心的动量定理为式中F是棒所受的平均力，vC 为棒质心的速度.棒在转动过程中受到外力矩作用，根据角动量定理，有式中J 为棒绕质心的转动惯量(即).而根据角量与线量的关系可解得(2) 在

40、此过程中转动动能的改变为15229一圆盘半径R 3.00 102 m.圆盘均匀带电，电荷面密度2.00105Cm2 .(1) 求轴线上的电势分布；(2) 根据电场强度与电势梯度的关系求电场分布；(3) 计算离盘心30.0 cm 处的电势和电场强度.分析将圆盘分割为一组不同半径的同心带电细圆环，利用带电细环轴线上一点的电势公式，将不同半径的带电圆环在轴线上一点的电势积分相加，即可求得带电圆盘在轴线上的电势分布，再根据电场强度与电势之间的微分关系式可求得电场强度的分布.解(1) 带电圆环激发的电势由电势叠加，轴线上任一点P 的电势的 (1)(2) 轴线上任一点的电场强度为 (2)电场强度方向沿x

41、轴方向.(3) 将场点至盘心的距离x 30.0 cm 分别代入式(1)和式(2)，得当xR 时，圆盘也可以视为点电荷，其电荷为.依照点电荷电场中电势和电场强度的计算公式，有由此可见，当xR 时，可以忽略圆盘的几何形状，而将带电的圆盘当作点电荷来处理.在本题中作这样的近似处理，E 和V 的误差分别不超过0.3和0.8，这已足以满足一般的测量精度.1532将一带负电的物体M靠近一不带电的导体N，在N 的左端感应出正电荷，右端感应出负电荷。若将导体N 的左端接地（如图所示），则（）（A） N上的负电荷入地（B）N上的正电荷入地（C） N上的所有电荷入地 （D）N上所有的感应电荷入地分析与解导体N 接

42、地表明导体N 为零电势，即与无穷远处等电势，这与导体N在哪一端接地无关。因而正确答案为（A）。15421两个带有等量异号电荷的无限长同轴圆柱面，半径分别为R1 和R2 R1 )，单位长度上的电荷为.求离轴线为r 处的电场强度：(1) r R1 ，(2) R1 r R2 ，(3) r R2 .分析电荷分布在无限长同轴圆柱面上，电场强度也必定沿轴对称分布，取同轴圆柱面为高斯面，只有侧面的电场强度通量不为零，且，求出不同半径高斯面内的电荷.即可解得各区域电场的分布.解作同轴圆柱面为高斯面，根据高斯定理r R1 ，在带电面附近，电场强度大小不连续，电场强度有一跃变R1 r R2 ，r R2， 在带电面

43、附近，电场强度大小不连续，电场强度有一跃变这与520 题分析讨论的结果一致.15514设匀强电场的电场强度E 与半径为R 的半球面的对称轴平行，试计算通过此半球面的电场强度通量.分析方法1：由电场强度通量的定义，对半球面S 求积分，即方法2：作半径为R 的平面S与半球面S 一起可构成闭合曲面，由于闭合面内无电荷，由高斯定理这表明穿过闭合曲面的净通量为零，穿入平面S的电场强度通量在数值上等于穿出半球面S 的电场强度通量.因而解1由于闭合曲面内无电荷分布，根据高斯定理，有依照约定取闭合曲面的外法线方向为面元dS 的方向，解2取球坐标系，电场强度矢量和面元在球坐标系中可表示为156地面上垂直竖立一高

44、20.0 m 的旗杆,已知正午时分太阳在旗杆的正上方,求在下午200 时,杆顶在地面上的影子的速度的大小在何时刻杆影伸展至20.0 m？分析为求杆顶在地面上影子速度的大小,必须建立影长与时间的函数关系,即影子端点的位矢方程根据几何关系,影长可通过太阳光线对地转动的角速度求得由于运动的相对性,太阳光线对地转动的角速度也就是地球自转的角速度这样,影子端点的位矢方程和速度均可求得解设太阳光线对地转动的角速度为,从正午时分开始计时,则杆的影长为shtgt,下午200 时,杆顶在地面上影子的速度大小为当杆长等于影长时,即s h,则即为下午300 时1572 将形状完全相同的铜环和木环静止放置在交变磁场中

45、，并假设通过两环面的磁通量随时间的变化率相等，不计自感时则（）（A） 铜环中有感应电流，木环中无感应电流（B） 铜环中有感应电流，木环中有感应电流（C） 铜环中感应电动势大，木环中感应电动势小（D） 铜环中感应电动势小，木环中感应电动势大分析与解根据法拉第电磁感应定律，铜环、木环中的感应电场大小相等，但在木环中不会形成电流因而正确答案为（A）158质点的运动方程为式中x,y 的单位为m,t 的单位为试求：(1) 初速度的大小和方向；(2) 加速度的大小和方向分析由运动方程的分量式可分别求出速度、加速度的分量,再由运动合成算出速度和加速度的大小和方向解(1) 速度的分量式为当t 0 时, vox

46、 -10m-1 , voy 15m-1 ,则初速度大小为设vo与x 轴的夹角为,则12341(2) 加速度的分量式为 , 则加速度的大小为设a 与x 轴的夹角为,则-3341(或32619)15924一转台绕其中心的竖直轴以角速度0 s-1 转动，转台对转轴的转动惯量为J0 4.0 11606一系统由质量为3.0 kg、2.0 kg 和5.0 kg 的三个质点组成,它们在同一平面内运动,其中第一个质点的速度为(6.0 ms-1 )j,第二个质点以与x轴成-30角,大小为8.0 ms-1 的速度运动如果地面上的观察者测出系统的质心是静止的,那么第三个质点的速度是多少？分析因质点系的质心是静止的,

47、 质心的速度为零, 即vC drC,故有,这是一矢量方程将质点系中各质点的质量和速度分量代入其分量方程式,即可解得第三质点的速度解在质点运动的平面内取如图16130两个很长的共轴圆柱面(R1 3.0102 m，R2 0.10m)，带有等量异号的电荷，两者的电势差为450 .求：(1) 圆柱面单位长度上带有多少电荷？(2) r 0.05m 处的电场强度.解(1) 由习题521 的结果，可得两圆柱面之间的电场强度为根据电势差的定义有解得 (2) 解得两圆柱面之间r 0.05m 处的电场强度16232在一次典型的闪电中，两个放电点间的电势差约为109，被迁移的电荷约为30 C.(1) 如果释放出来的

48、能量都用来使0 的冰融化成0 的水，则可溶解多少冰？ (冰的融化热L 3.34105J kg)(2) 假设每一个家庭一年消耗的能量为300kWh，则可为多少个家庭提供一年的能量消耗？解(1) 若闪电中释放出来的全部能量为冰所吸收，故可融化冰的质量即可融化约 90 吨冰.(2) 一个家庭一年消耗的能量为一次闪电在极短的时间内释放出来的能量约可维持3个家庭一年消耗的电能.1630质量为45.0 kg 的物体,由地面以初速60.0 m-1 竖直向上发射,物体受到空气的阻力为Fr kv,且k 0.03N/( m-1 )(1) 求物体发射到最大高度所需的时间(2) 最大高度为多少？分析物体在发射过程中,

49、同时受到重力和空气阻力的作用,其合力是速率v 的一次函数,动力学方程是速率的一阶微分方程,求解时,只需采用分离变量的数学方法即可但是,在求解高度时,则必须将时间变量通过速度定义式转换为位置变量后求解,并注意到物体上升至最大高度时,速率应为零解(1) 物体在空中受重力mg和空气阻力Fr kv 作用而减速由牛顿定律得 (1)根据始末条件对上式积分,有(2) 利用的关系代入式(1),可得分离变量后积分故 讨论如不考虑空气阻力,则物体向上作匀减速运动由公式和分别算得t6.12和y184m,均比实际值略大一些1641一物体自地球表面以速率v0 竖直上抛假定空气对物体阻力的值为Fr kmv2 ,其中m 为

50、物体的质量,k 为常量试求：(1) 该物体能上升的高度；(2)物体返回地面时速度的值(设重力加速度为常量)分析由于空气对物体的阻力始终与物体运动的方向相反,因此,物体在上抛过程中所受重力P 和阻力Fr 的方向相同；而下落过程中,所受重力P 和阻力Fr 的方向则相反又因阻力是变力,在解动力学方程时,需用积分的方法解分别对物体上抛、下落时作受力分析,以地面为原点,竖直向上为y 轴(如图所示)(1) 物体在上抛过程中,根据牛顿定律有依据初始条件对上式积分,有物体到达最高处时, v 0,故有(2) 物体下落过程中,有对上式积分,有则 16525在A 点和B 点之间有5个电容器，其连接如图所示（1） 求

51、A、B 两点之间的等效电容；（2） 若A、B 之间的电势差为12 V，求UAC 、UCD 和UDB 解（1） 由电容器的串、并联，有求得等效电容CAB 4F（2） 由于，得1667已知铜的摩尔质量M 63.75mol1 ，密度 8.9g cm3，在铜导线里，假设每一个铜原子贡献出一个自由电子，（1）为了技术上的安全，铜线内最大电流密度 ，求此时铜线内电子的漂移速率vd ；（2） 在室温下电子热运动的平均速率是电子漂移速率vd的多少倍？分析一个铜原子的质量,其中NA 为阿伏伽德罗常数，由铜的密度 可以推算出铜的原子数密度根据假设，每个铜原子贡献出一个自由电子，其电荷为e，电流密度 从而可解得电子

52、的漂移速率vd将电子气视为理想气体，根据气体动理论，电子热运动的平均速率其中k 为玻耳兹曼常量，me 为电子质量从而可解得电子的平均速率与漂移速率的关系解（1） 铜导线单位体积的原子数为电流密度为jm 时铜线内电子的漂移速率（2） 室温下（T 300 ）电子热运动的平均速率与电子漂移速率之比为室温下电子热运动的平均速率远大于电子在恒定电场中的定向漂移速率电子实际的运动是无规热运动和沿电场相反方向的漂移运动的叠加考虑到电子的漂移速率很小，电信号的信息载体显然不会是定向漂移的电子实验证明电信号是通过电磁波以光速传递的167C m-2现将两极板与电源断开，然后再把相对电容率为 2.0 的电介质插入两

53、极板之间此时电介质中的D、E 和P 各为多少？分析平板电容器极板上自由电荷均匀分布，电场强度和电位移矢量都是常矢量充电后断开电源，在介质插入前后，导体板上自由电荷保持不变取图所示的圆柱面为高斯面，由介质中的高斯定理可求得电位移矢量D，再根据，可求得电场强度E 和电极化强度矢量P解由分析可知，介质中的电位移矢量的大小介质中的电场强度和极化强度的大小分别为D、P、E方向相同，均由正极板指向负极板（图中垂直向下）16814地球和电离层可当作球形电容器，它们之间相距约为100 km，试估算地球电离层系统的电容设地球与电离层之间为真空解由于地球半径R1 6.37106m；电离层半径R2 1.00105m

54、 R1 6.47106m，根据球形电容器的电容公式，可得169一架以3.0 102 m-1 的速率水平飞行的飞机,与一只身长为0.20 m、质量为0.50 kg 的飞鸟相碰设碰撞后飞鸟的尸体与飞机具有同样的速度,而原来飞鸟对于地面的速率甚小,可以忽略不计试估计飞鸟对飞机的冲击力(碰撞时间可用飞鸟身长被飞机速率相除来估算)根据本题的计算结果,你对于高速运动的物体(如飞机、汽车)与通常情况下不足以引起危害的物体(如飞鸟、小石子)相碰后会产生什么后果的问题有些什么体会？分析由于鸟与飞机之间的作用是一短暂时间内急剧变化的变力,直接应用牛顿定律解决受力问题是不可能的如果考虑力的时间累积效果,运用动量定理

55、来分析,就可避免作用过程中的细节情况在求鸟对飞机的冲力(常指在短暂时间内的平均力)时,由于飞机的状态(指动量)变化不知道,使计算也难以进行；这时,可将问题转化为讨论鸟的状态变化来分析其受力情况,并根据鸟与飞机作用的相互性(作用与反作用),问题就很简单了解以飞鸟为研究对象,取飞机运动方向为x 轴正向由动量定理得式中F为飞机对鸟的平均冲力,而身长为20cm 的飞鸟与飞机碰撞时间约为t l /v,以此代入上式可得鸟对飞机的平均冲力为式中负号表示飞机受到的冲力与其飞行方向相反从计算结果可知,2.25105N的冲力大致相当于一个22 t 的物体所受的重力,可见,此冲力是相当大的若飞鸟与发动机叶片相碰,足

56、以使发动机损坏,造成飞行事故17023已知均匀带电长直线附近的电场强度近似为为电荷线密度.(1)求在r r1 和r r2 两点间的电势差；(2)在点电荷的电场中，我们曾取r处的电势为零，求均匀带电长直线附近的电势时，能否这样取？ 试说明.解(1) 由于电场力作功与路径无关，若沿径向积分，则有(2) 不能.严格地讲，电场强度只适用于无限长的均匀带电直线，而此时电荷分布在无限空间，r处的电势应与直线上的电势相等.17115如图所示装置，定滑轮的半径为r，绕转轴的转动惯量为J，滑轮两边分别悬挂质量为m1 和m2 的物体A、B.A 置于倾角为 的斜面上，它和斜面间的摩擦因数为，若B 向下作加速运动时，

57、求：(1) 其下落加速度的大小；(2) 滑轮两边绳子的张力.(设绳的质量及伸长均不计，绳与滑轮间无滑动，滑轮轴光滑.)分析这是连接体的动力学问题，对于这类问题仍采用隔离体的方法，从受力分析着手，然后列出各物体在不同运动形式下的动力学方程.物体A和B可视为质点，则运用牛顿定律.由于绳与滑轮间无滑动，滑轮两边绳中的张力是不同的，滑轮在力矩作用下产生定轴转动，因此，对滑轮必须运用刚体的定轴转动定律.列出动力学方程，并考虑到角量与线量之间的关系，即能解出结果来.解作A、B 和滑轮的受力分析，如图(b).其中A 是在张力F1 、重力P1 ，支持力F 和摩擦力FF 的作用下运动，根据牛顿定律，沿斜面方向有

58、 (1)而B 则是在张力F2 和重力P2 的作用下运动，有 (2)由于绳子不能伸长、绳与轮之间无滑动，则有 (3)对滑轮而言，根据定轴转动定律有 (4), (5)解上述各方程可得17210如图所示，有两根导线沿半径方向接触铁环的a、b 两点，并与很远处的电源相接。求环心O 的磁感强度分析根据叠加原理，点O 的磁感强度可视作由ef、be、fa三段直线以及acb、adb两段圆弧电流共同激发由于电源距环较远，而be、fa两段直线的延长线通过点O，由于，由毕萨定律知流过圆弧的电流I1 、I2的方向如图所示，两圆弧在点O 激发的磁场分别为,其中I1 、I2 分别是圆弧acb、adb的弧长，由于导线电阻R

59、 与弧长l 成正比，而圆弧acb、adb又构成并联电路，故有将B1 、B2 叠加可得点O 的磁感强度B解由上述分析可知，点O 的合磁感强度17314质量为m1 和m2 的两物体A、B 分别悬挂在图(a)所示的组合轮两端.设两轮的半径分别为R 和r，两轮的转动惯量分别为J1 和J2 ，轮与轴承间、绳索与轮间的摩擦力均略去不计，绳的质量也略去不计.试求两物体的加速度和绳的张力.分析由于组合轮是一整体，它的转动惯量是两轮转动惯量之和，它所受的力矩是两绳索张力矩的矢量和(注意两力矩的方向不同).对平动的物体和转动的组合轮分别列出动力学方程，结合角加速度和线加速度之间的关系即可解得.解分别对两物体及组合

60、轮作受力分析，如图(b).根据质点的牛顿定律和刚体的转动定律，有 (1) (2) (3), (4)由角加速度和线加速度之间的关系，有 (5) (6)解上述方程组，可得17424试证明霍耳电场强度与稳恒电场强度之比,这里 为材料电阻率，n 为载流子的数密度分析在导体内部，稳恒电场推动导体中的载流子定向运动形成电流，由欧姆定律的微分形式，稳恒电场强度与电流密度应满足其中 是导体的电阻率当电流流过位于稳恒磁场中的导体时，载流子受到洛伦兹力的作用，导体侧面出现电荷积累，形成霍耳电场，其电场强度为其中v 是载流子定向运动速率根据导体内电流密度由上述关系可得要证明的结果证由分析知，在导体内稳恒电场强度为由