吉林大学大学物理期末试卷及答案

吉林大学物理试题（2007~2008学年第二学期）（上册）题号一二三总分分数注意：第一大题和第二大题的答案填写在题后的表格内，否则按零分处理。玻尔兹曼常数:普适气体常数：单选题1、汽车用不变力制动时，决定其停止下来所通过路程的量是（A）速度（B）质量(C)动量(D)动能2、一均质细棒绕过其一端和绕过其中心并与棒垂直的轴转动时，角加速度相等，则二种情况下棒所受的外力矩之比是（A）1:1（B）2:1（C）4:1（D）1:43、在由两个质点组成的系统中，若此系统所受的外力的矢量和为零，则此系统（A）动量、机械能守恒，但角动量是否守恒不能确定（B）动量守恒，但机械能和角动量是否守恒不能确定(C)动量和角动量守恒，但机械能是否守恒不能确定(D)动量、机械能守恒、角动量均守恒4、已知一定量的某种理想气体，在温度为T1与T2时，分子最可几速率分别为和，分子速率分布函数的最大值分别为和。若，则（A），(B)，（C），（C），5、两容器内分别盛有氢气和氦气，若它们的温度和摩尔数分别相同，则（A）两种气体分子的平均平动动能相同(B)两种气体分子的平均动能相同（C）两种气体分子的平均速率相同（D）两种气体的内能相同6、有人设计一台卡诺热机（可逆的），每循环一次可以从400k的高温热源吸热1800J，向300k的低温热源放热800J。同时对外作功1000J，这样的设计是(A)可以的，符合热力学第一定律。(B)可以的，符合热力学第二定律。(C)不行的，卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量。(D)不行的，这个热机的效率超过理论值。7、在下述四种力中，做功与路径有关的力是(A)万有引力(B)弹性力(C)静电场力(D)涡旋电场力8、当一个带电导体达到静电平衡时，则（A）表面上电荷密度较大处电势较高(B)表面曲率较大处电势较高(C)导体内部的电势比导体表面的电势高(D)导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零9、位移电流的大小取决于电场强度的大小（B）电位移矢量的大小电通量的大小（C）电场随时间变化率的大小10、一圆线圈的半径为R，载有电流I，置于均匀外磁场中。线圈的法线方向与的方向相同。在不考虑载流线圈本身所激发的磁场的情况下，线圈导线上的张力是（A）(B)0(C)(D)[一题答案填写处]请按题号将选项填入表格中12345678910二、填空题（将答案填写在题后表格内）1、已知质点运动方程为，则该质点的轨道方程为______________________________。2、一质量沿半径为0.1m的圆周运动，其角位置随时间t的变化规律是（SI）则在t=2s时，它的法向加速度an=_____________，切向加速度at=。3、转动着的飞轮的转动惯量为I，在t=0时角速度为，此后飞轮经历制动过程，阻力矩M的大小与角速度的平方成正比，比例系数为k（k为大于0的常数）。当时，飞轮的角加速度，从开始制动到所经过的时间t=。4、摩尔质量为的理想气体，温度是T，分子的平均速率表达式为_______________。5、所谓第二类永动机是指，它不可能制成是因为违背了。6、对处于温度为的平衡状态下的双原子理想气体，气体分子的平均平动动能是；1摩尔气体的内能是。7、一半径为带有缺口的细圆环，缺口长度为d（d<<R），环上均匀带正电，总电量为q，则圆心O处的场强大小E=_________________________，圆心O处电势大小U0=___________________。8、若是麦克斯韦方程组中的方程之一，则磁场强度可能由和激发产生。9、有一通有电流为、半径为的单匝圆形线圈，该线圈的磁矩大小是，在线圈中心处产生的磁感应强度的大小是。10、半径分别为和的同轴圆柱面，每单位长度上均匀带有等量异号电荷。一电子（电量是）在两圆柱面之间沿半径为的圆周上旋转，则电子轨道处的电场强度大小是，电子的动能是。三、计算题[要求有计算步骤]质量为的物体受到合外力的作用而在平面内运动， 时刻物体位于原点并静止。求：（1）时物体速率；（2）前内合外力的功和时的功率。2、如图所示，一根质量为m、长为l的均匀细棒OA可绕通过其一端的光滑轴O在竖直平面内转动，今使棒从水平位置开始自由下摆，试求：细棒摆到竖直位置时重力矩的功；细棒摆到竖直位置时的角速度；细棒摆到竖直位置时中心点C和端点A的线速度。OOCA3、如图所示，一质量为m的小球置于光滑的水平面上，轻绳的一端系小球，另一端通过桌面上一无摩擦的小孔向下由人握持，先使小球以速率沿半径为的圆周运动，然后人用手向下拉绳，使小球转动半径由减小到，试求：mrF小球转动半径为mrF由减小到过程中拉力F做的功。4、以摩尔双原子理想气体，作如图所示的循环，其中bc是绝热过程。求：（1）以此循环过程中系统对外作的功；（2）循环效率。P(10P(105Pa)abcV（10-3m05、一介电常数为、半径为的带电球体，其电荷体密度为其中A是常数。该介质球置于空气中，求：（1）带电球体内、外的电场强度；（2）若在球体表面放置电荷为、质量为的静止粒子，在电场力的作用下运动到无穷远时的速率。6、一半径为的长直圆柱形载流体（视为无限长），电流沿轴线方向且均匀分布在圆柱体截面上。圆柱体内外磁导率是、，求：（1）圆柱体内外的磁感应强度（2）在圆柱体轴线平面内放一长为、通有电流的水平直导线，其左端到圆柱体轴线的距离是（），如图所示。载流直导线所受的力。LLaRI1I27、在圆柱形均匀磁场中，与磁场方向相垂直放置一段长为的导体棒。磁场随时间变化关系是（、为正常数），以垂直于纸外为正方向。导体棒从O点开始以匀速沿纸面运动。在时，运动到距磁场中心O为处，图示位置。求：（1）在该位置时的动生电动势，并指示其方向；（2）在该位置时的感生电动势，并指示其方向；（3）在该位置时的感应电动势。BBhabLυO吉林大学物理试题（2007~2008学年第一学期）参考答案及评分标准一．单选题（每小题2分，共20分）12345678910CDCDADCBDD二．填空题（第5、7、8题各2分，其它题每空1分，共20分）1（1）m(2)2（1）30°（2）3（1）能量（2）电子自旋角动量在外磁场方向的分量4自发辐射，受激辐射，受激吸收5x=10k+10k=0,±1,±2,…6（1）（2）或712089（1）（2）65510电子具有波动性三．计算题（50分）1.（5分）(1)（2分）(2)设时（1分）振动方程（2分）2.（7分）由题知：(1)0点：t=0时振动方程（2分）(2)波动方程（2分）(3)B点：由得（3分）3.（7分）(1)由（2分）(2)由取缺级：能观察到的全部主极大级数（3分）(3)斜入射由取最高级数（2分）4.（7分）(1)由（3分）(2)空气劈尖：充入液体：（2分）（2分）5.（6分）设相对k沿x轴正向运动(1)k系中：两事件同地发生，则为原时系中：由得（3分）(2)系测：()（3分）6.（7分）(1)电子（3分）(2)由（2分）(3)由（2分）7.（4分）由（1分）又由题意（1分）（2分）另种解法：由（1分）得（1分）（1分）将、代入（1分）8.（7分）(1)由（2分）(2) 令得处最大（3分）(3)基态(n=1)（2分）吉林大学考试命题专用纸学院______________吉林大学考试命题专用纸学院______________班级_______________姓名_____________学号_________________------------------------------------------------------------------------------------装订线----------------------------------------------------------------------------题号一二三总分分数注意：第一大题和第二大题的答案填写在题后的表格内，否则按零分处理。试题共5页。请自己检查。单选题1．在牛顿力学中，描述质点运动的状态参量是[]（A）能量和动量 （B）速度和加速度（C）势能和动能 （D）位矢和速度2．已知分子总数为N，速率分布函数为，则速率分布在区间内分子的平均速率为[]（A） （B）（C） （D）3.处于平衡态温度为T的理想气体，气体分子一个自由度的平均能量为[]（A）（B）（C）（D）4.用公式计算理想气体内能增量时，正确的表述是[]（A）适用于始末态为平衡态的一切过程（B）仅适用于准静态的等容过程（C）仅适用于一切准静态过程 （D）除等压过程的一切过程5.对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与外界吸收热量之比A/Q等于[]（A）2/7 （B）1/3 （C）1/4 （D）2/56．质量为m内径为R1外径为R2的均质薄园环，对其通过环心且与环面垂直轴的转动惯量I为[]（A） （B）（C） （D）7．关于静磁场的安培环路定律正确的叙述应为[]（A）适用于任何稳恒磁场 （B）仅适用于轴对称稳恒磁场（C）若,则必有H＝0（D）若，则L上H＝常量 8．真空中平行放置两块金属平板，板面积均为S，板间距为d（设板线度远大于d），板上分别带电量为+Q和-Q，则二板间的相互作用力为[]（A） （B） （C） （D）9．在麦克斯韦方程组中属于变化的电场激发磁场的方程是[]（A） （B）（C） （D）10．公式表明[]（A）是保守场 （B）与静电场相同（C）对电荷没有力作用 （D）是非保守场二、填空题（不要求计算步骤，将结果填写在下边表格）1.一质点运动方程为（SI），则在t由0至4s的时间间隔内质点通过的路程为[]。2.一质点沿x轴运动，其加速度为a=4t（SI），已知t=0时，质点位于x0=10m处，初速度v0=0，试求其运动方程为[]。3.一质点沿x轴运动，加速度a与位置坐标x的关系为a=2+6x2（SI）。若质点在t=0时，x0=0，v0=0，试求质点的速度方程为[]。吉林大学考试命题专用纸学院______________班级_______________姓名_____________学号_________________------------------------------------------------------------------------------------装订线----------------------------------------------------------------------------4.吉林大学考试命题专用纸学院______________班级_______________姓名_____________学号_________________------------------------------------------------------------------------------------装订线----------------------------------------------------------------------------5.一质点沿半径为R的圆周运动，在t＝0时经过P点，此后它的速度按（A、B均为正常数）。求质点沿圆周运动一周再经过P点时的法向加速度an为[]。6.一摩尔理想气体在等压过程温度上升1K比等容过程温度上升1K多吸收[]热量。7.真空中有一半径R，带电量为+Q的均匀带电球面，今在球面上挖掉很小一块面积，则球心处电场强度的大小为[]。8.真空中有一细杆长为l，均匀带有电荷，线密度为，求在细杆的延长线上，距端点为a的P点电场强度的大小为[]。9.真空中一均匀带电细园环，电荷线密度为，则将单位正电荷从园心移至无限远处时电场力的功为[]。10.真空中有二平行长直导线，相距为a，流过的电流分别为I1和I2，则二导线单位长度所受力的大小为[]。11.真空中有一园线圈，半径为R，流过的电流为I，置于均强磁场B中，则线圈所受最大磁力矩为[]。12.真空中，间距为d，面积为S的平板电容器的电容为[]。13.一薄园盘状砂轮，以匀角速度绕垂直于盘面的光滑质心轴转动。园盘质量为M，半径为R。转动中边缘有一质量为m的小碎块突然沿切线方向飞出，则碎块飞出后园盘的角速度为[]。14.有一直导线质量为m，长为l，处于匀强磁场B中（见图14）当导线由水平位置自由下落到竖直位置时，导线的角速度为[]，导线的动生电动势为[]。三、计算题[要求有计算步骤并将计算结果填在表格中]1.一质量为m的质点在xoy平面上运动，其位置矢量为式中a、b、均为正常数，且a>b求：[1]质点的轨道方程；[2]任一时刻速度的大小;[3]求质点从A点（a,0）运动到B点(0,b)外力所作的功。2.如图所示，一质量为m半径为R的匀质薄园盘，可绕通过盘心水平轴无摩擦转动。一轻绳绕在盘的边缘下端悬挂一质量同为m的质点，若绳与盘间无相对滑动。求：[1]物体m从静止下落盘的角加速;[2]绳中的张力T;[3]m下落2s时下降的距离h。3.一半径为R的带电介质球体（介电常数为），球内电荷体密度分布为（A为正常数），球外为真空。试求：[1]球内场强E1和球外场强E2大小;[2]球内电势U1和球外电势U24.如图所示，真空中一无限长直导线，通过电流为I，中部弯成半径为R的园弧。试求、和de段在O点产生磁感应强度B1、B2、B3的大小。6.如图所示，真空中矩形回路与无限长直导线共面，且矩形一边与直导线平行，导线通过电流(为正常数)。起始时与导线重合，并以匀速率v垂直于导线运动。求：[1]任意时刻通过回路的磁通量;[2]任意时刻回路中动生电动势和感生电动势;[3]当时，回路中感应电动势方向是顺时针还是逆时针方向。大物参考答案及评分标准（2005—2006学年第二学期）选择题（共20分，每题2分）12345678910DDAAAAAADD填空题（共30分，每空2分）192103114125136147158计算题（要求有计算步骤并将计算结果填在表格中）1．（6分）（1）轨道方程（2）速度大小（3）2．（6分）（1）（2）（3）3．（8分）（1）（2）（3）（4）4．（6分）（1）（2）5．（6分）（1）（2）（3）6．（8分）（1）（2）（3）（4）工科大学物理试题（2005~2006学年第一学期）(下册)题号一二三总分分数注意：第一大题和第二大题的答案填写在题后的表格内，否则按零分处理。普朗克常数：电子电量：里德堡常数：电子质量：一、单选题（将答案填写在题后表格内，每小题2分）1．平面电磁波在各向同性介质中传播，空间任一点处的电场强度、磁场强度和波的传播方向之间的关系是（A）与相互垂直但两者与不垂直（B）与不垂直但两者与垂直（C）与不垂直且两者与也不垂直（D）、、三者相互垂直2．物体在周期性外力作用下发生受迫振动，且周期性外力的频率与物体固有频率相同。若忽略阻尼，在稳定情况下，物体的运动表现出如下特点（A）物体振动频率与外加驱动力的频率不同，振幅呈现有限值；（B）物体振动频率与外加驱动力的频率相同，振幅呈现有限值；（C）物体振动频率与外加驱动力的频率不同，振幅趋于无限大；（D）物体振动频率与外加驱动力的频率相同，振幅趋于无限大。3.两相干波源S1、S2相距（是波长），S1的位相比S2的位相超前，在过S1、S2的直线上，两波源在S1外侧各点引起振动的位相差是（A）0(B)(C)(D)4.中心波长是、波长不确定量的光沿x轴的正向传播，利用不确定关系可以得出光的坐标x的不确定量至少是（A）500cm（B）250cm（C）50cm（D）25cm5.黑体温度升高，其辐射的峰值波长和辐出度M0将（A）峰值波长向长波方向移动，辐出度增大；（B）峰值波长向长波方向移动，辐出度减小；（C）峰值波长向短波方向移动，辐出度增大；（D）峰值波长向短波方向移动，辐出度减小。6．在激光工作物质中，处于高能级的粒子数为N2，处于低能级的粒子数为N1，则产生受激辐射的必要条件是(B)（C）（D）与无关7．在单缝夫琅和费衍射实验中，波长是的平行光垂直入射宽度为5的单缝，对应衍射角300的方向，单缝处波面可以划分的半波带数目为(A)3个(B)4个(C)5个(D)8个8．对于位置固定的声源，观察者相对声源沿直线以一定速率运动，他听到的声音频率相对声源振动频率的变化是（A）移近声源时频率升高，频率改变量与观察者的速率成正比；（B）移近声源时频率降低，频率改变量与观察者的速率成正比；（C）远离声源时频率升高，频率改变量与观察者的速率成反比；（D）远离声源时频率降低，频率改变量与观察者的速率成反比。9．粒子在加速器中被加速，其质量达到静止质量的3倍，其动能是静止能量的（A）2倍(B)3倍(C)4倍(D)5倍10．电子除绕核运动外，还存在一种自旋运动，相应自旋角动量满足（A）大小不变，取向量子化(B)大小不变，取向恒定(C)大小可变，取向量子化(D)大小可变，取向恒定二、填空题（将答案填写在题后表格内，每小题3分）1.一质点沿x轴作简谐振动，振幅A＝4cm，周期T=2s,平衡位置取为坐标原点。t=0时刻质点第一次通过x=-2cm处，且向x轴正方向运动，其振动方程是；而质点第二次通过x=-2cm处时刻为。SI2.氢原子中核外电子所处状态的角量子数是,其绕核运动的角动量的大小是；该角动量的空间取向可能有种。3.一根长为L、两端固定的弦，在弦上形成基频驻波。弦上各点振动相位（填写相同或相反），此时驻波的波长是。4.折射率为的介质劈尖，劈尖长为，夹角是，置于空气中。在某一单色光垂直照射下，测出两相邻明纹间距是，该单色光在空气中的波长是nm，总共可以出现条明纹。5.某金属产生光电效应的红限频率是，用频率为（）的单色光照射该金属时，从金属中逸出的光电子（质量是）的动能为，其对应的德布罗意波长是（不考虑相对论效应）。6.氦氖激光放电管的自发辐射的自然谱线宽度是。对于腔长的激光器（腔内介质折射率视为1），相邻两个纵模间隔是，该激光器可以输出纵模的数目是个。7.S系的x轴上相距放置两只同步时钟A、B，读数相同。系的轴上也有一只同样时钟，系相对S系以速度沿x轴运动。当与A相遇时，两钟读数为零，那么当与B相遇时，B钟读数是，钟读数是。8.空气中的一束单色自然光沿主截面入射到方解石上，在方解石内产生双折射，两折射光是（选填自然光、线偏振光、部分偏振光三者之一），而且振动方向（选填垂直或不垂直）。9.大量基态氢原子被外来单色光激发后，自发辐射出的巴耳末线系中，仅观察到三条谱线，则外来光子的能量至少是eV；在自发辐射谱线中，波长最长一条谱线的波长是nm。10.真空中波长为的单色光在折射率为的均匀介质内由A点传播到B点，相位改变了，则光程改变量是，AB间的几何距离是。三、计算题（要求有计算步骤，每小题5分）1.火箭相对地面以的速度匀速向上飞离地球，在火箭发射后（火箭上的时钟）地面观测火箭飞行的距离是多少若火箭中静止放置长度（平行火箭运行方向）为的卫星，则地面观测该卫星的长度是多少2.在同一均匀介质中有两个相干波源A、B，其振幅均为A，频率都是，初相差。若两点间距离是，波速都是，求：（1）AB间连线上因干涉而静止的各点位置（A点为坐标原点）（2）在过AB的直线上，A、B外侧各点振动的振幅3.在杨氏双缝干涉试验中，波长的单色平行光垂直照射间距是的双缝，接收屏到双缝的距离是，求：（1）正负第10级干涉明纹间距；（2）若用厚度为、折射率是的云母片覆盖一缝后，零级条纹移动的距离是多少4.波长单色平行光垂直照射透光缝宽为的光栅，测得在衍射角方向出现第二级明纹，求在范围内，实际呈现的全部级数。5.在康普顿散射中，波长的x射线被自由电子散射。当散射角是时，求（1）散射x射线的波长改变量；（2）反冲电子的动能。6.设粒子在宽度的一维无限深势阱中运动，其运动状态的波函数是求：（1）满足归一化条件的波函数；（2）粒子处于基态时，粒子出现在区间的概率是多少7.一束单色自然光由空气入射到平面玻璃上，这时反射光是线偏振光，折射光的折射角是，问：（1）自然光的入射角和玻璃的折射率；（2）让透射光通过旋转的偏振片，若测得出射光的最大强度为，最小强度为，则透射光中自然光和线偏振光的强度各是多少工科大学物理试题（2005~2006学年第一学期）参考答案及评分标准一．单选题（每小题2分，共20分）12345678910DDBBCCCAAA二．填空题（每空分，若二题合计分数出现小数，则四舍五入计分，满分30分）1（1）（2）2（1）（2）53（1）相同（2）4（1）（2）145（1）（2）6（1）（2）17（1）（2）8（1）线偏振光