2022年大学力学专业大学物理二期末考试试题D卷-附答案

第第页2022年大学力学专业《大学物理（二）》期末考试试题D卷附答案姓名：______班级：______学号：______考试须知：1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、设描述微观粒子运动的波函数为，则表示_______________________；须满足的条件是_______________________；其归一化条件是_______________________。2、二质点的质量分别为、.当它们之间的距离由a缩短到b时，万有引力所做的功为____________。3、长为、质量为的均质杆可绕通过杆一端的水平光滑固定轴转动，转动惯量为，开始时杆竖直下垂，如图所示。现有一质量为的子弹以水平速度射入杆上点，并嵌在杆中.，则子弹射入后瞬间杆的角速度___________。4、一个质点的运动方程为（SI），则在由0至4s的时间间隔内，质点的位移大小为___________，在由0到4s的时间间用内质点走过的路程为___________。5、两列简谐波发生干涉的条件是_______________，_______________，_______________。6、如图所示，一静止的均匀细棒，长为、质量为，可绕通过棒的端点且垂直于棒长的光滑固定轴在水平面内转动，转动惯量为。一质量为、速率为的子弹在水平面内沿与棒垂直的方向射出并穿出棒的自由端，设穿过棒后子弹的速率为，则此时棒的角速度应为______。7、一长直导线旁有一长为，宽为的矩形线圈，线圈与导线共面，如图所示.长直导线通有稳恒电流，则距长直导线为处的点的磁感应强度为___________；线圈与导线的互感系数为___________。8、在热力学中，“作功”和“传递热量”有着本质的区别，“作功”是通过__________来完成的;“传递热量”是通过___________来完成的。9、反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为：（）。①②③④试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的．将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处。(1)变化的磁场一定伴随有电场；__________________(2)磁感线是无头无尾的；________________________(3)电荷总伴随有电场．__________________________10、真空中有一半径为R均匀带正电的细圆环，其电荷线密度为λ，则电荷在圆心处产生的电场强度的大小为____。二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）1、卡诺循环：2、转动惯量：3、机械能守恒定律：4、平均自由程：5、电位梯度：6、波函数：三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）1、在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4s，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5s，则乙相对于甲的运动速度是（）(c表示真空中光速)。A.(4/5)cB.(3/5)cC.(2/5)cD.(1/5)c2、一质量为0.02kg的弹簧振子,振幅为0.12m,周期为2s,此振动系统的机械能为（）。A.0.00014JB.0.0014JC.0.014JD.0.14J3、一带电体可作为点电荷处理的条件是（）。A.电荷必须呈球形分布。B.带电体的线度很小。C.带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计。D.电量很小。4、真空中一半径为R的球面均匀带电Q，在球心O处有一带电量为q的点电荷，设无穷远处为电势零点，则在球内离球心O距离的r的P点处的电势为：（）。A.B.C.D.5、当一平面简谐机械波在弹性媒质中传播时，下述各结论哪个是正确的？（）A.媒质质元的振动动能增大时，其弹性势能减小，总机械能守恒B.媒质质元的振动动能和弹性势能都作周期性变化，但二者的相位不相同C.媒质质元的振动动能和弹性势能的相位在任一时刻都相同，但二者的数值不相等D.媒质质元在其平衡位置处弹性势能最大6、有下列几种说法：(1)所有惯性系对物理基本规律都是等价的(2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关(3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同若问其中哪些说法是正确的,答案是（）。A.只有(1)、(2)是正确的B.只有(1)、(3)是正确的C.只有(2)、(3)是正确的D.三种说法都是正确的7、一平面简谐波沿x轴负方向传播．已知x＝b处质点的振动方程为，波速为u，则波动方程为：（）。A.B.C.D.8、已知一螺绕环的自感系数为．若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管，则两个半环螺线管的自感系数（）。A.都等于B.有一个大于，另一个小于C.都大于D.都小于9、一质点在x轴上运动，其坐标与时间的变化关系为x=4t-2，式中x、t分别以m、s为单位，则4秒末质点的速度和加速度为（）。A.12m/s、4m/B.-12m/s、-4m/C.20m/s、4m/D.-20m/s、-4m/10、如图所示，A、B为两个相同的定滑轮，A滑轮挂一质量为m的物体，B滑轮受力F=mg，设A、B两滑轮的角加速度分别为和，不计滑轮的摩擦，这两个滑轮的角加速度的大小关系为：（）。A.B.C.D.无法判断四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）1、一衍射光栅，每厘米200条透光缝，每条透光缝宽为，在光栅后放一焦距=1m的凸透镜，现以=600nm(1nm=m)的单色平行光垂直照射光栅，求：(1)透光缝a的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？(2)在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？2、AA＇和CC＇为两个正交地放置的圆形线圈，其圆心相重合，AA＇线圈半径为20.0cm，共10匝，通有电流10.0A；而CC＇线圈的半径为10.0cm，共20匝，通有电流5.0A，求两线圈公共中心O点的磁感强度的大小和方向。()3、电荷为q1的一个点电荷处在一高斯球面的中心处，问在下列三种情况下，穿过此高斯面的电场强度通量是否会改变？电场强度通量各是多少？(1)将电荷为q2的第二个点电荷放在高斯面外的附近处；(2)将上述的q2放在高斯面内的任意处；(3)将原来的点电荷移离高斯面的球心，但仍在高斯面内。4、如图所示，设两重物的质量分别为和，且＞，定滑轮的半径为r，对转轴的转动惯量为J，轻绳与滑轮间无滑动，滑轮轴上摩擦不计。设开始时系统静止，试求t时刻滑轮的角加速度。参考答案一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、粒子在t时刻在(x，y，z)处出现的概率密度单值、有限、连续2、3、4、8m10m5、振动方向相同、频率相同，相位相同或具有恒定的相位差6、7、，8、物体作宏观位移，分子之间的相互作用。9、②③①10、0二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）1、卡诺循环：由两个可逆的等温过程和两个可逆的绝热过程所组成的理想循环2、转动惯量：反映刚体的转动惯性大小。3、机械能守恒定律：对于物体组（系统）而言，如果只有保守内力（重力、弹性力）做功，没有非保守内力及一切外力的功，那么，物体组内各物体之间的动能和势能虽然可以互相转换，但它们的总和是恒量。4、平均自由程：指分子在连续两次相继碰撞间所经历的自由路程的平均值5、电位梯度：如果在细胞膜两侧存在有电位梯度差时，这种电位在空间上的递减叫做电位梯度6、波函数：波函数是量子力学中用来描述粒子的德布罗意波的函数。三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）1、B2、C3、C4、B5、D6、D7、C8、D9、B10、B四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）1、解：2、解：AA＇线圈在O点所产生的磁感强度