大学物理考试试题及答案3套

1、大学物理考试试题及答案 3 套2011 年 12 月考试大学物理第一次作业一、判断题 (本大题共 30 分，共 10 小题，每小题 3 分) 1.物体运动的速度越大，它具有的功也越大 ( ) 2. 物体处于一定的高度， 就具有一定的重力势能 ( ) 3.若刚体所受到的合外力为零，则刚体对 定轴的角动量守恒 ( ) 4.一物体的加速度恒定，而其速度方向不断改 变( ) 5.不可逆过程一定找不到另一过程使系统和外界同时复原( ) 6. 气体的温度表示每个分子的冷热程度 ( ) 7.弹性势能和重力势能的零势点均可任意选择 ( ) 8. 气体的温度是分子平均动能的量度 ( ) 9. a 变化但质点作直

2、线运动是可能的 ( ) 10. 在封闭容器中有一定量的理想气体，若气体各部分压强相等，分子数密度也相同，则该气体处于 平衡态( )二、填空题 ( 本大题共 40 分，共 8 小题，每小题5 分 ) 1. 质量为 M 的车以速度 v 沿光滑水平地面直线前进，车上的人将一质量为 m 的物体相对于车以速度u 竖直上抛，则此时车的速度为 2.温度 27 时， 1mol 氢气具有的平动动能为， 转动动能为3. 一质点沿 x 轴运动，速度与位置的关系为v=kx ，其中 k 为一正常量， 则质点在任意x 处的加速度为 4. 一圆运动质点的轨迹半径 R=1.24 ，质点的角加速度 =2，t 若 t=0时质点角

3、速度为 =0.32 ，t=1时质点的角速度为、切向加速度为何法向加速度为5.一质点运动的速度与路程关系为 v=4+3s，则切向加速度与路程的关系为6.一星球可看作绕轴转动的匀质球体， 若在一个演化过程中它的半径缩小为原来的一半，它的自转周期为原来的倍，它赤道上一点的 速率是原来的倍 7. 有氦气、氢气和水蒸气混合处于平衡态， 若氦分子的平均动能为0.03eV ，则氢分子的平均动能为eV ， 水分子的平均平动动能为eV ，平均转动动能为eV 8. 一质点沿半径为 R 的圆周运动，角速度，其中 k 为一正常量。设 t=0时质点角位置，则任意t 时刻质点的角位置、角加速度、切向加速度和法向加速度 三

4、、计算题 ( 本大题共 30 分，共 6 小题，每小题5 分 ) 1. 质量 m=2kg的物体沿 x 轴作直线运动，所受合外力F=10+6x 2 ( SI ) 。如果在 x o =0处时速度 V o =0 ; 试求该物体运动到 x=4m 处时速度的大小 2. 如图，一辆静止在光滑水平面上的小车，车上装有光滑的弧形轨道，总质量为M ，今有一质量为 m 、速度为的铁球，从轨道下端水平射入，求球沿弧形轨道上升的最大高度h 及此后下降离开小车时的速度V 3. 一定量的理想气体，等温线与绝热线在 P-V 图上相交，交点处的斜率比为0.714 ，求该气体的定体摩尔热容 4. 如图所示， 410 -3 kg

5、 氢气被活塞封闭在一容器的下半部1/2体积，与外界平衡 (忽略活塞质量与厚度，且不能脱离容器 )。现把 210 4 J 的热量缓慢传给气体，使之逐渐膨胀，活塞外大气处于标准状态，求氢气最后的压强、温度和体积。5. 对于如图所示的循环过程: (1) 说明各分过程的名称， 问循环曲线所包围的三角形面积是否代表该循环的净功 ?能否有图中标出的顺时针循环确定它的热机循环?(2) 将该循环在 P-v 图中表示出来 (3) 该循环的各分过程是吸热还是放热?用各分过程吸、放热量的绝对值表示循环的热机效率或制冷 系数? 6. 长 l 的绳一端固定，另一端系一质量为m 的小球，今小球以水平速度从A 点抛出，在竖

6、直平面内作圆周运动，由于存在空气阻力，小球在 C 点( 90)脱离圆轨道，求阻力所作的功答案:一、判断题 (30 分，共 10 题，每小题 3 分) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.二、填空题 (40 分，共 8 题，每小题 5 分) 1. 参考答案 : A 解题方案: 抛出前系统的动量为 (M+m)v ，抛出后 m 的动量为 mv 评分标准: 2. 参考答案 : 解题方案 : 平动动能 E=3RT/2 转动动能 E=RT 评分标准 : 3. 参考答案 : 解题方案 : a =dv/dt=kdx/dt=kv 评分标准 :参考答案 : 解题方案 : 对 = d积/d分

7、t可计算角速度， a t = R ， a n = R评2分标准 : 5.参考答案 : at =12+9s解题方案 : at=dv/dt=3ds/dt=3v评分标准 : 6. 参考答案 : 1/42 解题方案 : 转动惯量减小为 1/4 ，而角动量守恒，因此角速度增加为 4 倍，周期减小为 1/4 ，赤道的速率等于角速度乘以半径， 是原来的 2 倍评分标准 : 7. 参考答案 : 0.05 0.03 0.03解题方案 : 氦气、氢气和水蒸气的自由度分别为 3、5 和 6，每一自由度上的能量相等，水分子的平动、转动自由度分别都是 3 评分标准 : 8. 参考答案 : 解题方案 : 对 =d /dt

8、积分可计算角位置， = d 分标准:，/dta t = R，a n = R评2三、计算题 (30 分，共 6 题，每小题 5 分) 1. 参考答案 : 解题方案: 评分标准 : 给出合力的功 4 分，写出动能定理等式 4 分，结果 2 分 2. 参考答案 : 解题方案 : 评分标准 : 上升过程中动量守恒、机械能守恒各 2 分，结果 1 分，下降过程动量守恒、机械能守恒各分，结果 1 分 3. 参考答案 : 解题方案 : 评分标准 : 写出等温线斜率 3 分，绝热线斜率 3 分，求出 2 分，求出等体摩尔热 4. 参考答案: 解题方案 : 评分标准 : 写出初始条件 1 分，求出 Q 1 得

9、1 分，比较 Q 1 、 Q 得 1 分，得到等压膨胀的末态参数2 分，求出 Q 2 得 1 分，写出等容过程的吸热表达式1 分，求出最后的 P 、V 、 T 各 1 分 5. 参考答案 : 解题方案 : 评分标准 : 分布判断出 3 个分过程各 1 分，两个回答各 1 分，画出 P-V 图 3 分，求出制冷系数 2 分 6. 参考答案 : 解题方案 : 评分标准 : 写出功能原理表达式 3 分，求出机械能的增量 3 分，写出 C 点处的临界条件 2 分， 结 果 2 分2011 年 12 月考试大学物理第二次作业一、判断题 ( 本大题共 24 分，共 8 小题，每小题3 分 ) 1. 电介质

10、极化时，有极分子的极化方式是位移极化( ) 2.磁场线是无头无尾的封闭曲线，有别于电场线 ( ) 3.磁场的安培环路定理中，环路之外的电流对磁场没有贡献 ( ) 4.电场强度始终指向电势降落的方向 ( )电场中某区域电势处处相等， 该区域内场强一定处处为零 ( ) 6.场强为零的点，电势必为零 ( ) 7.导体静电平衡时，导体净电荷量为零 而电势不为零是可能的 ( ) 8.带电粒子在磁场中旋转时的回旋周期与粒子的运动速率无关 ( )二、填空题 (本大题共 36 分，共 12 小题，每小题 3 分) 1.一圆柱形无限长导体，磁导率为，半径为R ，有电流 I沿轴线方向均匀流过。则导体内 H =，

11、B =; 导体外 H =;B =2. 一质点带有电荷q=8.0，以速度 v=3.0在半径为R=6.00 m的圆周上，作匀速圆周运动。该带电质点在轨道中心所产生的磁感应强度 B=该带电质点轨道运动的磁矩= 3. 一个电量为 q 的点电荷处于一个立方体的中心处， 则通过立方体任意一个表面的电场强度通量为4. 在如图所示的匀强磁场中(磁感应强度为 B )，有一个长为 l 的导体细棒以速度 v 在垂直于磁场的平面内平动，速度与细棒的夹角为 ，则导体细棒上的动生电动势大小为5. 在如图所示的匀强磁场中 ( 磁感应强度为B )，有一个长为 l 的导体细棒绕过 O 点的平行于磁场的轴以角速度 在垂直于磁场的

12、平面内转动，则导体细棒上的动生电动势大小为6. 在一个半径为R ，带电为 q 的导体球内，距球心 r( r r 1 ) ，当大环以变角速度 =绕(垂t) 直于环面的中心轴旋转时，求小环中的感应电流3. 一半径为 R 的带电细圆环， 其电荷线密度为 = 0cos，式中 0为一常数， 为半径 R 与 X 轴正向所成的夹角，试求环心处的电场强度4. 实验证明，地球表面上方电场不为0，晴天大气电场的平均场强 约为 120V/m ，方向向下，这意味着地球表面上有多少过剩电荷 ?试以每平方厘米的额外电子数来表示5. 一根很长的铜导线，载有电流10A ，在导线内部通过中心线作一平面S ，如图所示，试计算通过

13、导线1m 长的 S 平面内的磁通量 6. 在极板间距为d 的空气平行板电容器中，平行于极板插入一块厚度为，面积与极板相同的金属板后，其电容为原来电容的多少倍 ? 7. 一电偶极子由电量q=1.0 10 -6 C 的两个异号点电荷所组成，两电荷相距 l =2.0cm 。把这电偶极子放在场强大小为E =1.0 10 5 N/C的均匀电场中。 试求: (1)电场作用于电偶极子的最大力矩。(2) 电偶极子从受最大力矩的位置转到平衡位置过程，电场力作的功8. 如图所示， 半径为 R 的均匀带电球面，带电量为q ，沿矢径方向上有一均匀带电细线，电荷线密度为， 长度为， 细线近端离球心距离为r n 。设球和

14、线上的电荷分布不受相互作用影响，试求细线所受球面电荷的电场力和细线在该电场中的电势能(设无穷远处的电势为零 )答案:一、判断题 (24 分，共 8 题，每小题 3 分) 1. 2. 3.4. 5. 6. 7. 8.二、填空题 (36 分，共 12 题，每小题 3 分) 1. 参考答案: I r 2 R 2 I r 2 R 2 I 2 解r题方案0 I:2 柱对称r 分布，选择同轴圆环可以用安培环路定理计算 (书上的例题 ) 评分标准 : 2. 参考答案 : 解题方案 : 评分标准 : 3. 参考答案 : 解题方案 : 每个面占总通量的 1/6 评分标准 : 4. 参考答案 :解题方案 : 代入

15、动生电动势的公式积分运算，注意方向评分标准 : 5. 参考答案 : 解题方案 : 代入动生电动势的公式积分运算评分标准 : 6. 参考答案 : 解题方案 : 球面分布电荷， 内部电势等于表面上的电势评分标准: 7. 参考答案 : 改变不变解题方案 : q 在球面内移动不改变它相对于球面的通量关系，但影响 P 点的电场强度评分标准 : 8. 参考答案 : 1 : 1 2 : 1解题方案 : 最大磁力矩 M=ISB ，因此 B 1 : B 2 =S 2 : S 1 =2 : 1， 最大磁通量 =BS=M/I ，因此为1 : 1 评分标准 : 9. 参考答案: 解题方案 : 评分标准 : 10. 参

16、考答案 : 解题方案 : 评分标准: 11. 参考答案 : I 解题方案 : 最大磁力矩 M=mB=ISB=I 评分标准 : 12. 参考答案 : B 解题方案 : 评分标准 :三、计算题 (40 分，共 8 题，每小题 5 分) 1. 参考答案: 解题方案 : 评分标准 : 插入的是金属板， 分析出极板间距减小得 2 分，得出电容得2 分，插入的是介质板，分析出是串联得2 分，写出串联的各电容值得2 分，得出最后结果 2 分 2. 参考答案 : 解题方案 : 评分标准 : 写出等效电流 2 分，写出环心出的磁场2 分，求出磁通量2 分，求出感应电动势 2 分，求出感应电流2 分 3. 参考答

17、案 : 解题方案 : 评分标准 : 取电荷元表达出 dq 得 2 分，写出的表达式 2 分， 分解得 2 分，计算 Ex 和 Ey 各 2 分 4. 参考答案 : 解题方案: 评分标准 : 求出高斯定理左边的通量积分得4 分，写出高斯定理 3 分，求出结果 3 分 5. 参考答案 : 解题方案 : 评分标准 : 磁场表达式 4 分，磁通量表达式4 分，结果 2 分6. 参考答案 : 解题方案 : 评分标准 : 等效 4 分，平板电容的电容表达式 3 分，结果 3 分 7. 参考答案 : 解题方案 : 评分标准: (1)写出力矩的一般表达式3 分，最大力矩2 分， (2)力矩的功积分 3 分，结

18、果 2 分 8. 参考答案 : 解题方案 : 评分标准 : 取电荷元 2 分，写出 dF 2 分，求出 F 2 分，写出dW 2 分，求出 W 2 分2011 年 12 月考试大学物理第三次作业一、填空题 (本大题共 60 分，共 20 小题，每小题 3 分)1. 一平面简谐机械波在媒质中传播时，若一质元在 t 时刻的波的能量是 10J，则在 (t+T)(T 为波的周期 )时刻该质元的振动动能是2. 一质点同时参与了两个同方向的简谐振动，它们的振动方程分别为: 其合振动的振幅为3. 一广播电台的平均辐射功率为20KW，假定辐射的能流均匀 分布在以电台为球心的球面上，那么距离电台为10Km 处电

19、磁波的平均辐射强度为4. 一平面简谐机械波在媒质中传播时，若一质元在t 时刻的波的能量是16J，则在(t+T)(T 为波的周期 )时刻该质元的振动势能是5. 用波长为 的单色光垂直入射在缝宽a=4 的单缝上，对应衍射角为 30的衍射光， 单缝可以划分为 个半波带 6.用波长为的平行单色光垂直照射折射率为n 的劈尖上形成等厚干涉条纹， 若测得相邻两明条纹的间距是l ，则劈尖角为7. A、B 是简谐波波线上的两点，已知B 点的位相比 A 点落后 /3，波长为 =3m，则 A、B 两点相距 L= m 8. 当波从一种介质透入第二种介质，设两种介质的相对折射率 n211，在第二种介质中波的频率， 波速

20、，波长9. 两质点沿水平轴线作相同频率和相同振幅的简谐振动。它们每次沿相反方向经过同一个坐标为 x 的点时，它们的位移 x 的绝对值均为振幅的一半， 则它们之间的相位差为10. 在截面积为 S 的圆管中， 有一列平面简谐波在传播， 其波的表达式为y = Acos(-2 t x/ ，)管中波的平均能量密度是W，则通过截面积 S 的平均能流是11. 若在迈克尔逊干涉仪的可移动反射镜M 移动 0.620mm的过程中，观察到干涉条纹移动了2300 条， 则所用的光波波长为nm 12. 一束波长为 =600nm 的平行单色光垂直入射到折射率为n=1.33 的透明薄膜上， 该薄膜是放在空气中的。要使反射光

21、得到最大限度的加强，薄膜最小厚度应为。 13. 质量为 m 的物体和一个轻弹簧组成弹簧振子，其固有振动周期为T 。当它作振幅为 A 的自由谐振动时，振动能量为14. 有一列简谐波在第一种介质中从a 点出发，行进了 l 1 的路程后传入第二种介质，在第二种介质中又走了l 2 的路程后到达b 点。若波的频率为v ，在第一种介质中的波速为u 1 ，在第二种介质中的波速为u 2 ，则波在 b 点的振动比在a 点的振动在时间上要落后，在相位上要落后15.如果在固定端x = 0 处反射的发射波方程式是y 2 = Acos2( -xt/，设) 反射波无能流损失，那么入射波的方程式是y1= ，形成的驻波的表达

22、式是y =16. 一平面简谐波在 t =0 时的波形曲线如图所示，波速u =0.08m/s，该波的波动方程为17. 18. 一竖直悬挂的弹簧振子，自然平衡时弹簧的伸长量为X 0 ，此振子自由振动的周期T = 19. 一平面简谐波沿x 轴正向传播， 振幅 A =0.2m ， 周期 T=2.0s ，波长，当 t =1.0s 时， x =1.0m 处的质点 a 的位移为 0.1m 并向负方向运动，则波的方程为20. 用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时，波长为1=440nm 的第 3 级光谱线，将与波长为nm 的 第 2级光谱线重叠二、计算题 (本大题共 40 分，共 8 小题， 每小题 5 分)

23、1. 一束平行的自然光，以58角入射到平面玻璃上，反射 光束是完全线偏振光。问: (1) 透射光束的折射角是多少? (2) 玻璃的折射率是多少 ? 2. 一质点作简谐振动，其振动方程为x=0.24cos(1/2 t+1/3，试)用(S旋I)转矢量法求出质点由初始状态 (t=0 的状态 )运动到 x=-0.12m，v 0 的状态所需最短时t 3. 如图所示，牛顿环装置的平凸透镜与平板玻璃有一小缝隙 e0.现用波长为 l 的单色光垂直照射，已知平凸透镜的曲率半径为 R，求反射光形成的牛顿环的各暗环半径4. 日光照射到一层折射率为1.33 的薄油膜上，当我们观察方向与膜面法线成30角时，可以观察到反

24、射光为波长500nm 的绿色光。求油膜的最小厚度。如果从膜的法线方向看，反射光波长为多少 ?呈现什么颜色 ? 5. 可以利用空气劈尖测钢丝的直径。观察劈尖表面相干反射光形成的干涉条纹。已知入射光波长 =589nm 。L=10.0 m, 测得 50 个明纹间距为0.10m (1)求钢丝的直径 (2)在空气劈尖中装进折射率为1.52的油，试求这时条纹的间距为多大? 6. 如果起偏器和检偏器的偏振化方向之间的夹角为60假定没有吸收， 问自然光通过起偏器和检偏器后，其出射光强与原来的入射光强之比是多少 ? (2) 如果起偏器和检偏器分别吸收了10%的光能， 则出射光强与原入射光强之比为多少? 7. 一

25、平面单色光波垂直照射在厚度均匀的薄油膜上，油膜覆盖在玻璃板上，所用单色光的波长可以连续变化，只观察到 500nm 与 700nm 这两个波长的光在反射中消失，油的折射率为1.30，玻璃的折射率为 1.50，试求油膜的厚度8. 平行的白光垂直入射到光栅常数 d=4000nm的光栅上， 用焦距为 2m 的透镜把通过光栅的光线聚焦在屏上，已知紫光的波长为400nm ，红光波长为 750nm ，求: (1) 第二级光谱的紫光和红光的距离; (2) 第二级光谱的紫光和一级光谱中的红光的距离; (3) 证明此时的第二级和第三级光谱相互重迭答案:一、填空题 (60 分，共 20 题，每小题 3 分) 1.

26、参考答案: 5J 解题方案 : 动能和势能都占总能量的一半评分标准: 2. 参考答案 : A=0.05m 解题方案 : 代入公式计算合成之后的振幅即可，也可以用旋转矢量图解三角形得到评分标准: 3. 参考答案 : 1.59 10-5W/m2解题方案 : 用辐射功率除以球面面积即可评分标准 : 4. 参考答案 : 8J 解题方案 : 动能和势能都占总能量的一半评分标准: 5. 参考答案 : 4 解题方案 : 最大光程差为 asin =2 ，可以分为 4 个半波带评分标准 : 6. 参考答案 : 解题方案 : = e/l= /2nl评分标准 : 7. 参考答案 :0.5 解题方案 : /3=2 L

27、/ 评分标准 : 8. 参考答案 : 不变变小变短解题方案 : 频率与介质无关，因此不变，而n2n1 ，波速变小， =v，T 因此波长也变短了评分标准: 9. 参考答案 :2 /3 解题方案 : 画旋转矢量图，易知两相位分别为 /3 和- /3 或者 2 /3 和-2 /3，结果都一样评分标准 : 10. 参考答案: 解题方案 : P=WV/T =WS /T 评分标准 : 11. 参考答案 : 5391 解题方案 : 2300 /2=0.62评分标准 : 12. 参考答案 :112.5nm 解题方案 : =2ne+ /2，=k取 e 的最小值即可k=1评分标准 : 13. 参考答案 : 解题方案 : E=kA 2 /2 ， T 2 =4 2 m/k评分标准 : 14. 参考答案 : 解题方案 :