大学物理试卷

大学物理模拟试卷一一、填空题Ⅰ(24分，每空2分)1.一质点作直线运动，它的运动方程是2xbtct,b,c是常数.则此质点的速度是________，加速度是________【考查重点】：这是第一章中的考点，考查运动方程的基本性质。要注意速度是运动方程的一次导数，加速度是运动方程的二次导数。【答案解析】：速度(2)dxctbdt，加速度2dacdt.2.质量分别为200kg和500kg的甲、乙两船静止于湖中，甲船上一质量为50kg的人通过轻绳拉动乙船，经5秒钟乙船速度达到0.51ms，则人拉船的恒力为________，甲船此时的速度为________【考查重点】：这是第二章中的考点，考察质点动力学中牛顿第二定律及动量守恒定律【答案解析】：;0.1/vvatamst500*0.150FmaN1/mvmvvms甲甲乙乙甲动量守恒3..花样滑冰运动员绕过自身的竖直轴运动，开始时两臂伸开，转动惯量为0I，角速度为0。然后她将两臂收回，使转动惯量减少为03I，这时她转动的角速度变为________【考查重点】：这是第三章中的考点，考察定轴转动刚体的角动量守恒定律，即刚体受到的沿转轴的合力矩始终为零，zLI常数【答案解析】：000=3II4.一弹簧振子作简谐振动，总能量为1E，如果简谐振动振幅增加为原来的两倍，重物的质量增为原来的四倍，则它的总能量2E变为______【考查重点】：这是第四章中的考点，考察的是简谐振动的总能量212EkA【答案解析】：2112EkA2211(2)42EkAE5.火车A以201ms的速度向前行驶，A车的司机听到本车的汽笛频率为120Hz，另一火车B，以251ms的速度向A迎面驶来，则B车司机听到A车汽笛的频率是______（设空气中声速为3401ms）【考查重点】：这是第五章中的考点，考察波源和介质相对运动时产生的多普勒效应，要记得多普勒效应的公式【答案解析】13402512013734020ossuVHzuV6.静电场的环路定理的数学表示式为_____。该式的物理意义是_____，该定理表明，静电场是_____场【考查重点】：这是第八章的考点，着重考察静电场的相关性质【答案解析】：*0LEdI物理意义：单位正电荷在静电场中沿闭合路径绕行一周，电场力做功为0表明：静电场是保守力场7.一瓶氢气和一瓶氧气温度相同，若氢气分子的平均平动动能为216.2110J，则氧气分子的平均平动动能是______，氧气的温度是______【考查重点】：这是第六章的考点，考察的是分子的平均平动动能及其公式变换【答案解析】：22136.21102OKEkT23003kETKk二、填空题Ⅱ(20分，每空2分)1.在双缝干涉实验中，两缝的间距为0.6mm，照亮狭缝S的光杠杆汞弧灯加上绿色滤光片，在2.5m远处的屏幕上出现干涉条纹，测得相邻两明条纹中心的距离为2.27mm。则计算入射光的波长为_____【考查重点】：这是第十四章的考点，考察杨氏双缝干涉条件，对号入座数据，代入公式即可【答案解析】：由杨氏双缝干涉条件xDd045.4510()5450()dxmmAD2.若电子在垂直于磁场的平面内运动,均匀磁场作用于电子上的力为F，轨道的曲率为R，则磁感应强度的大小为_______【考查重点】：这是第十章的考点，考察在匀强磁场中电荷的受力作用【答案解析】：若电子的速度方向与匀强磁场方向垂直，即θ＝90°时，电子所受洛伦兹力F＝Beυ，方向总与速度υ垂直．由洛伦兹力提供向心力，使电子在匀强磁场中做匀速圆周运动．mvRBeFBev．可以得到2RemFB3.波长600nm的单色光垂直入射在一光栅上，第二级明条纹分别出现在sin=0.20处,第四级缺级。则光栅上相邻两缝的间距(a+b)为_____，光栅上狭缝可能的最小宽度为_____【考查重点】：这是第十五章的考点，考察光栅衍射的间距和最小宽度问题，要记得相关公式并注意衍射的极小值条件【答案解析】：（1）4()sin2600()610sin0.2abkkab（2）单缝衍射的极小值条件sinan缺级条件为：44416101.510()44abkanabacm4.如图所示，均匀磁场的磁感应强度为B=0.2T，方向沿x轴正方向，则通过aefd面的磁通量为_______【考查重点】：这是第十章的考点，考察的是磁通量的计算方法，注意的是磁场跟法向方向的夹角，再计算【答案解析】：4cos0.2*0.15*0.0245sBdSBSwb5.一质点带有电荷q=-198.010C，以速度v=53.010m/s在半径为R=-86.010m的圆周上作匀速圆周运动，该运动的带电质点在轨道中心所产生的磁感应强度B=______。该运动的带电质点轨道运动的磁矩mP=_____【考查重点】：这是第十章的考点，考察的是磁感应强度的计算方法及其磁矩，要记得几种情况的磁感应强度的计算方法【答案解析】：6026.7104qvBTR221217.21022mqPISRqvRAmRvabodefxyzBcm30cm40cm30cm506..处于激发态的钠原子，发出波长为589nm的光子的时间平均约为-810s。根据不确定度关系式，光子能量不确定量的大小E=_________，发射波长的不确定度范围（即所谓谱线宽度）是_________【考查重点】：这是第十九章得考点，考察的是不确定度的问题，要掌握相关公式【答案解析】：342686.63106.631010hEthEJt21921.1510hchcEEmhc7.若粒子在均匀磁场中沿半径为R的圆形轨道运动，磁场的磁感应强度为B，则粒子的德布罗意波长=_________【考查重点】：这是第十八章的考点，考察物质的德布罗意波长，要记得=hE和hp两个公式【答案解析】：2vvvqBmpmqBRR=h2qBRheBR三．(14分)一质量为0.20kg的球，系在长为2m的绳索上，绳索的另一端系在天花板上.把小球移开，使绳索与铅直方向成30o角，然后从静止放开.求:(1)在绳索从30o角到0角的过程中，重力和张力所作的功.(2)物体在最低位置时的动能和速率.【考查重点】：这是第一章和第二章的考点，考察重力做功和机械能守恒定律，注意机械能守恒的条件是系统的外力和非保守内力都不做功【答案解析】(1)张力始终与运动方向垂直,不作功.重力作功为1cos30AmgR＝0.525J.(2)以最低处为势能零点，在整个过程中只有重力作功，机械能守恒，最低位置时的动能210.5252kEmJ,因此,速率2kEm=2.29（m/s）.四.（14分）气缸内有一定量的氧气（看成刚性分子理想气体），作如图pVabcOTpaVaVb所示的循环过程，其中ab为等温过程，bc为等体过程，ca为绝热过程．已知a点的状态参量为aP、aV、aT，b点的体积bV=a3V．求该循环的效率．【考查重点】：这是第七章的考点，考察的是卡洛循环中循环效率的问题，关键是分析到各个过程做功，吸放热的问题，再计算整个工程的量【答案解析】：设气缸中有ν摩尔氧气，根据热力学第一定律Q=ΔE+A对于ab等温过程，ΔE=0，故有ln(/)ln3ln3abababaaaaQARTVVRTpV①对于bc等体过程，TcTb，A=0，故为放热过程.放出的热量()()bcbcVbcVacQEECTTCTT②对于cd绝热过程，有11ccaaVTVT，即1(/)caacTTVV因氧气为刚性双原子分子体，故271.405PVCiCi0.401()0.6443caaTTT把Tc代入②式得5(10.644)0.3560.8902bcVaaaaQCTRTpV循环效率为0.8901119.0%ln3bcabQQ五.（12分）两个半径分别为1R和2R的同心球壳，中间是空气，构成一球形电容器，设所带电量分别为+Q和-Q且均匀分布，求：（1）两球壳之间的电场强度。（2）两球壳之间的电势差。（3）电容器的电容。【考查重点】：这是八，九两章的考点，考察的是电场强度，电势差，电容的问题，直接运用相关公式即可求解【答案解析】：根据高斯定理：(1)rerQE204(2))11(424210210RRQrdrQldEURRl(3)212104RRRRCUQC六．（12分）半径为R=0.1m的半圆形闭合线圈，载有电流I=10A，放在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面平行，如图所示。已知B=0.5T，求（1）线圈所受力矩的大小和方向（以直径为转轴）；（2）若线圈受上述磁场作用转到线圈平面与磁场垂直的位置，则力矩作功为多少？【考查重点】：这是第十章的考点，考察的是磁场的的力矩及其做功的问题，要注意的是力矩是个矢量，既有大小又有方向【答案解析】：（1）MmB，方向如右图212MmBISBRIB213210.1105.010225107.8510()Nm（2）221()7.8510()AIIBSJ七.（14分）如图所示，AB和CD为两根金属棒，长度l都是1m，电阻R都是4，放置在均匀磁场中，已知磁场的磁感应强度B=2T，方向垂直于纸面向里。当两根金属棒在导轨上分别以1v=4m/s和2v=2m/s的速度向左运动时，忽略导轨的电阻，试求（1）两金属棒中各自的动生电动势的大小和方向，并在图上标出方向；（2）金属棒两端的电势差ABU和CDU；（3）金属棒中点1O和2O之间的电势差。【考查重点】：这是第十二章的考点，考察的是物体在磁场中运动切割磁感线引起的动生电动势，要注意及时没有闭合回路动生电动势任然存在【答案解析】：（1）18()ABVBLV从B到A24()CDVBLV从D到CIRoBMmBABDC1O2O1v2v（2）总电流0.5(A)RI总)(6IRUABABV)(6IRUABCDV（3）12OU/2/20OABCDUU八．（14分）一平面简谐波沿x轴正向传播，波的振幅A=10cm，角频率为7rad/s.当t=1.0s时，x=10cm处的a质点正通过其平衡位置向y轴负方向运动，而x=20cm处的b质点正通过y=5.0cm点向y轴正方向运动．设该波波长10cm，求该平面波的表达式．【考查重点】：这是第四章的考点，考察的是平面简谐波的表达式，一般先设出方程，再根据条件往里面代入求出各个参量即可【答案解析】：设ycos[()]xAtωψυmX24.0651.022λπλπΔλπΔψsmT/84.024.0272πλωλυt=1时，154263πππφt=0时，047633ππφππ即3π所以y0.1cos[7()]0.843xtππ九．（13分）波长0=6000A的单色光垂直入射到光栅上，已知第二级明纹出现在0=30，第三级为缺级。求：（1）光栅常数（2）光屏上可以看到的明纹数【考查重点】：这是第十五章的考点，考察的是光栅衍射的问题，这里要注意缺级现象和缺级条件【答案解析】：（1）6sin242.410ddabm（2）sinsin40,1,2.dddkkk共五条明纹十．（13分）铝的逸出功为4.2eV，今用波长为200nm的紫外光照射到铝表面上，发射的光电子的最大初动能为多少？遏止电势差为多少？铝的红限波长是多少？【考查重点】：这是