2022年大学数学专业大学物理二开学考试试卷-附解析

第第页2022年大学数学专业《大学物理（二）》开学考试试卷附解析姓名：______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、质量分别为m和2m的两物体(都可视为质点)，用一长为l的轻质刚性细杆相连，系统绕通过杆且与杆垂直的竖直固定轴O转动，已知O轴离质量为2m的质点的距离为l，质量为m的质点的线速度为v且与杆垂直，则该系统对转轴的角动量(动量矩)大小为________。2、质量为的物体，初速极小，在外力作用下从原点起沿轴正向运动，所受外力方向沿轴正向，大小为。物体从原点运动到坐标为点的过程中所受外力冲量的大小为_________。3、一条无限长直导线载有10A的电流．在离它0.5m远的地方它产生的磁感强度B为____________。一条长直载流导线，在离它1cm处产生的磁感强度是T，它所载的电流为____________。4、一束平行单色光垂直入射在一光栅上，若光栅的透明缝宽度与不透明部分宽度相等，则可能看到的衍射光谱的级次为____________。5、四根辐条的金属轮子在均匀磁场中转动，转轴与平行，轮子和辐条都是导体，辐条长为R，轮子转速为n，则轮子中心O与轮边缘b之间的感应电动势为______________，电势最高点是在______________处。6、两根相互平行的“无限长”均匀带正电直线1、2，相距为d，其电荷线密度分别为和如图所示，则场强等于零的点与直线1的距离a为_____________。7、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．__________________________8、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_______________________。9、同一种理想气体的定压摩尔热容大于定容摩尔热容，其原因是_______________________________________________。10、一质点作半径为R的匀速圆周运动，在此过程中质点的切向加速度的方向______，法向加速度的大小______。（填“改变”或“不变”）二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）1、自由度：2、瞬时速度：3、介质的极化：4、功能原理:5、转动惯量：6、黑体辐射：三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）1、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2、在静电场中，作一闭合曲面S，若有则S面内必定（）。A．既无自由电荷，也无束缚电荷B．没有自由电荷C．自由电荷和束缚电荷的代数和为零D．自由电荷的代数和为零3、质点系的内力可以改变（）。A.系统的总质量B.系统的总动量C.系统的总动能D.系统的总动量4、关于刚体对轴的转动惯量，下列说法正确的是（）。A.只取决于刚体质量，与质量的空间分布和轴的位置无关B.取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关C.取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置D.只取决于轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关5、有两个倾角不同、高度相同、质量一样的斜面放在光滑的水平面上，斜面是光滑的，有两个一样的物块分别从这两个斜面的顶点由静止开始下滑，则（）。A．物块到达斜面底端时的动量相等B．物块到达斜面底端时的动能相等C．物块和斜面组成的系统，机械能不守恒D．物块和斜面组成的系统水平方向上动量守恒6、质量为m的一艘宇宙飞船关闭发动机返回地球时，可认为该飞船只在地球的引力场中运动．已知地球质量为M，万有引力恒量为G，则当它从距地球中心处下降到处时，飞船增加的动能应等于（）。A.B.C.D.E.7、如图所示，当汽缸中的活塞迅速向外移动从而使汽缸膨胀时，气体所经历的过程（）。A.是平衡过程，它能用P—V图上的一条曲线表示B.不是平衡过程，但它能用P—V图上的一条曲线表示C.不是平衡过程，它不能用P—V图上的一条曲线表示D.是平衡过程，但它不能用P—V图上的一条曲线表示8、刚体定轴转动，当它的角加速度很大时，作用在刚体上的（）。A.力一定很大B.力矩一定很大C.力矩可以为零D.无法确定。9、物体在恒力F作用下作直线运动，在时间内速度由0增加到v，在时间内速度由v增加到2v，设F在内作的功是W1，冲量是Il，F在内作的功是W2，冲量是I2，那么（）。A.W2＝W1，I2＞I1B.W2＝W1，I2＜I1C.W2＞W1，I2＝I1D.W2＜W1，I2＝I110、下述说法中，正确的是（）。A.本征半导体是电子与空穴两种载流子同时参予导电，而杂质半导体(n型或p型)只有一种载流子(电子或空穴)参予导电，所以本征半导体导电性能比杂质半导体好B.n型半导体的导电性能优于p型半导体，因为n型半导体是负电子导电，p型半导体是正离子导电C.n型半导体中杂质原子所形成的局部能级靠近空带(导带)的底部，使局部能级中多余的电子容易被激发跃迁到空带中去，大大提高了半导体导电性能D.p型半导体的导电机构完全决定于满带中空穴的运动四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）1、如图所示，一个质量为m的物体与绕在定滑轮上的绳子相联，绳子质量可以忽略，它与定滑轮之间无滑动．假设定滑轮质量为M、半径为R，其转动惯量为，滑轮轴光滑．试求该物体由静止开始下落的过程中，下落速度与时间的关系。2、一轻绳跨过两个质量为m、半径为r的均匀圆盘状定滑轮，绳的两端分别挂着质量为3m和m的重物，如图所示，绳与滑轮间无相对滑动，滑轮轴光滑，两个定滑轮的转动惯量均为，将由两个定滑轮以及质量为3m和m的重物组成的系统从静止释放，求重物的加速度和两滑轮之间绳内的张力。3、一质点在OXY平面内运动,其运动方程为,求：（1）质点运动的轨迹方程；（2）质点在任意时刻的速度和加速度矢量。4、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。参考答案一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、mvl2、3、，5A4、0，，5、，06、7、②③①8、粒子在t时刻在(x，y，z)处出现的概率密度单值、有限、连续9、在等压升温过程中，气体要膨胀而作功，所以要比气体等体升温过程多吸收一部分热量。10、改变，不变二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）1、自由度：确定一个物体在空间的位置需要的独立坐标数目。2、瞬时速度：(1)指时刻质点运动的快慢和方向；(2)瞬时速度的物理意义是，如果从时刻起质点作匀速直线运动，则该直线运动的瞬时速度为；(3)瞬时速度。3、介质的极化：将有极分子或无极分子放到外电场中，会发现电介质沿方向在两端出现等量异号电荷的现象。4、功能原理:系统所受外力的功和非保守内力的功的总和等于系统机械能的增量。5、转动惯量：反映刚体的转动惯性大小。6、黑体辐射：在任何条件下，对任何波长的外来辐射完全吸收而无任何反射的物体，即吸收比为1的物体。三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）1、D2、D3、C4、C5、D6、C7、C8、B9、C10、C四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）1、解：根据牛顿运动定律和转动定律列方程对物体：mg－T＝ma①对滑轮：TR=J②运动学关系：a＝