大學(xué)物理學(xué)試卷2及答案

1、填空題（共32分）1、（本題 3 分）（0043）沿水平方向的外力 F將物體A壓在豎直墻上，由于物體與墻之間 有摩擦力，此時(shí)物體保持靜止，并設(shè)其所受靜摩擦力為fo,若外力增至2F,則此時(shí)物體所受靜摩擦力為2.（本題 3 分）（0127）質(zhì)量為0、05kg的小塊物體，置于一光 滑水平桌面上.有一繩一端連接此物，另一 端穿過(guò)桌面中心的小孔（如圖所示）.該物 體原以3rad/s的角速度在距孔0、2m的圓周 上轉(zhuǎn)動(dòng).今將繩從小孔緩慢往下拉，使該物 體之轉(zhuǎn)動(dòng)半徑減為 0、1m.則物體的角速度 33。（本題 3 分）（5058）處于平衡狀態(tài)下溫度為T的理想氣體,2 kT的物理意義就是、（k為玻爾茲曼常量）

2、、4、（本題 4 分）（4032）圖示曲線為處于同一溫度T時(shí)氨（原子量曲線（a）,就是 氣分子的速率分布曲線；4）、窟（原子量20）與僦（原子量40）三種氣 體分子的速率分布曲線。其中曲線就是 氣分子的速率分布曲線；5 .（本題 35 分）（4147）同一種理想氣體的定壓摩爾熱容Cp大于定體摩爾熱容Cv,其原因就是 6、（本題 35 分）（4128）可逆卡諾熱機(jī)可以逆向運(yùn)轉(zhuǎn).逆向循環(huán)時(shí)，從低溫?zé)嵩次鼰?，向高溫?zé)嵩捶艧?而且吸的熱量與放出的熱量等于它正循環(huán)時(shí)向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃颗c從高溫?zé)嵩?吸的熱量.設(shè)高溫?zé)嵩吹臏囟葹?Ti=450K;低溫?zé)嵩吹臏囟葹?T2=300K,卡諾熱 機(jī)逆向循環(huán)時(shí)從低溫

3、熱源吸熱Q2=400J,則該卡諾熱機(jī)逆向循環(huán)一次外界必須作功W=7 .（本題 3 分）（1105）.半徑為Ri與R2的兩個(gè)同軸金屬圓筒，其間充滿著相對(duì)介電常量為 &的均勻 介質(zhì)。設(shè)兩筒上單位長(zhǎng)度帶有的電荷分別為+入腳-%則介質(zhì)中離軸線的距離為 r處的電位移矢量的大小 D=，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小 E=、8 .（本題 3 分）（25lO）如圖所示，一段長(zhǎng)度為l的直導(dǎo)線MN,水平放置在 載電流為I的豎直長(zhǎng)導(dǎo)線旁與豎直導(dǎo)線共面，并從靜止 圖示位置自由下落，則t秒末導(dǎo)線兩端的電勢(shì)差Um-Un=、9 .（本題 3 分）（3816）一質(zhì)點(diǎn)沿x軸以x=0為平衡位置作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，頻率為0、25Hz.t=0時(shí) x

4、=-0、37cm而速度等于零，則振幅就是 ，振動(dòng)的數(shù)值表 達(dá)式為、10。（本題 4 分）（3358）在單縫夫瑯禾費(fèi)彳行射示意圖中，所畫出的各p點(diǎn)上相遇時(shí)的相位差為,p點(diǎn)應(yīng)為與 _ 八、. 二計(jì)算題（共63分）11。（本題 l0 分）（0438）P條正入射光線間距相等，那末光線1與2在幕上如圖所示，勁度系數(shù)為k的彈簧，一端 固定于墻上，另一端與一質(zhì)量為m1的木塊A相接,A又與質(zhì)量為m2的木塊B用不可伸長(zhǎng) 的輕繩相連，整個(gè)系統(tǒng)放在光滑水平面上.現(xiàn) 在以不變的力 F向右拉m2,使m2自平衡位置由靜止開始運(yùn)動(dòng)，求木塊A、B系統(tǒng)所受合外力為零時(shí)的速度，以及此過(guò)程中繩的拉力了對(duì) m1所作的功，恒力F對(duì)m2

5、所作的功.12。（本題 8 分）（0242）一質(zhì)量為M=15kg、半徑為R=0、30m的圓柱體，可繞與其幾何軸重合的水12平固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J= MR2）.現(xiàn)以一不能伸長(zhǎng)的輕繩繞于柱面，而在繩的 下端懸一質(zhì)量 m=8、0kg的物體.不計(jì)圓柱體與軸之間的摩擦，求：（1）物體自靜止下落，5s內(nèi)下降的距離；（2）繩中的張力.13。（本題 l0 分）（1501）在蓋革計(jì)數(shù)器中有一直徑為2、00cm的金屬圓筒，在圓筒軸線上有一條直徑為0、134mm的導(dǎo)線.如果在導(dǎo)線與圓筒之間加上850V的電壓，試分別求：（1）導(dǎo)線表面處（2）金屬圓筒內(nèi)表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小14.（本題 5 分）（5682）一絕緣金

6、屬物體，在真空中充電達(dá)某一電勢(shì)值；其電場(chǎng)總能量為 Wo.若斷開電源，使其上所帶電荷保持不變，并把它浸沒(méi)在相對(duì)介電常量為小的無(wú)限大的各向同性均勻液態(tài)電介質(zhì)中，問(wèn)這時(shí)電場(chǎng)總能量有多大？15。（本題 l0 分）（2471）如圖所示，載有電流Il與I2的長(zhǎng)直導(dǎo)線ab與cd相互平行,相距為3r,今有載有電流I3的導(dǎo)線MN=r;水平放置，如圖為一平 速u=20m/s.試畫 然后寫出相應(yīng)的16.(本題 l0 分)(3146)且其兩端MN分別與h、I2的距離都就是r,ab、cd與MN共面, 求導(dǎo)線MN所受的磁力大小與方向.面簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)刻的波形圖，已知波 出P處質(zhì)點(diǎn)與Q處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線， 振動(dòng)方程.17。

7、(本題 10 分)(3687)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示 ，雙縫與屏之間的距離D=120cm,兩縫之間的距離 d=0、50mm,用波長(zhǎng) 入=500nm(1nm=10 -9m)的單色光垂直照射雙縫；(1)求原點(diǎn)0(零級(jí)明條紋所在處)上方的第五級(jí)明 條紋的坐標(biāo)x.(2)如果用厚度l=1、0X10-2mm, 折射率n=1、58的透明薄膜復(fù)蓋在圖中的Si縫后面，求上述第五級(jí)明條紋的坐標(biāo)x'.三回答問(wèn)題(共5分)18.(本題 5 分)(2534)1在自感系數(shù)為L(zhǎng),通有電流I的螺線管內(nèi)，磁場(chǎng)能量為 W=2LI2.這能量就是什么能量轉(zhuǎn)化來(lái)的？怎樣才能使它以熱的形式釋放出來(lái)一填空題(共32分)1 .(本

8、題 3 分)(0043)f03分2 .(本題 3 分)(0127)12rad/s3 分3 .(本題 3 分)(0127)每個(gè)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均平動(dòng)動(dòng)能3分4 .(本題 4 分)(4032)M2分氨2分5 .(本題 3 分)(4147)在等壓升溫過(guò)程中,氣體要膨脹而對(duì)外作功，所以要比 氣體等體升溫過(guò)程多吸收一部分熱量、3分6 .(本題 3 分)(4128)200J3 分7 .(本題 3 分)(1105)/(2 r)2 分/(2 0 rr)1 分8 .(本題 3 分)(2510)0 g -a l-t ln 2 a3分9.(本題 3 分)(3816)0、 37cm1 分x 0.37 10 2 co

9、s(1 t )(SI)2 分210.(本題 4 分)(3358)22分暗2分二計(jì)算題（共63分）11、（本題 10 分）（0438） 解：設(shè)彈簧伸長(zhǎng)xi時(shí)，木塊A、B所受合外力為零,即有:WF,木塊A、B系統(tǒng)所F kxi0xiF k設(shè)繩的拉力T對(duì)mb所作的功為 WT2，恒力F對(duì)mb所作的功為受合外力為零時(shí)的速度為v，彈簧在此過(guò)程中所作的功為對(duì)m1、m2系統(tǒng),由動(dòng)能定理有WfWk對(duì)m2有WFWT212WF kx221(mi21m2v2F22k、2m2)vWfFx1F2k代入式可求得v F . k(mi m2)由式可得WT2W1m2V2:12km22(m1 m2)1分2 ,F (2mi| m2)2

10、km mt)由于繩拉A與B的力方向相反大小相等，而A與B的位移又相同，所以繩的拉力對(duì) m1作的功29、WT1WT2F (2叫.2kg m2)12、(本題 8 分)(0242)122J -MR 0.675kg mmg T ma1分TR J2 分a R1分7(mR2 J) 5.06 m/s21分12h at 63.3m2張力T m（g a） 37.9 N1分13.（本題 10 分）（1501）解:設(shè)導(dǎo)線上的電荷線密度為，與導(dǎo)線同軸作單位長(zhǎng)度的、半徑為r的（導(dǎo)線半徑R1r圓筒半徑R2）高斯圓柱面，則按高斯定理有2 rE 0得到E /（2。）（R rR2）2 分方向沿半徑指向圓筒，導(dǎo)線與圓筒之間的電勢(shì)

11、差U12R2ER1drR2 dr2 0 R r 2U12則代入數(shù)值，則:rln(R2 R)2分導(dǎo)線表面處圓筒內(nèi)表面處14.(本題 5 分)(5682)解:因?yàn)樗鶐щ姾杀３植蛔僂1E2U 12Ri ln( R> Ri)2.54106V mU12Ri ln( R2 Ri)1.704104V m，故電場(chǎng)中各點(diǎn)的電位移矢量D保持不變,Wo11-12w DE DDWWor22 0 rr 2 0因?yàn)榻橘|(zhì)均勻，電場(chǎng)總能量15.(本題 10 分)(2471) 解:載流導(dǎo)線MN上任一點(diǎn)處的磁感強(qiáng)度大小為0112Fx) 20I 2(2r x)MN上電流元13dx所受磁力：dFI3BdxI3rF I3 00

12、I10I 22 (r x) 2 (2r x)dx01320112 (r x).r0112 (2r x)dxI1 r止111n 紅 I2ln-0111n 2 121n 22 r 2r 2一 dxx 001 32|2 2r-dx x(I1I2)ln 2F(m)(a)0(SI)(b)振動(dòng)方程為若12 L ,則F的方向向下J2 l,則F的方向向上16.(本題 10 分)(3146)解:波的周期T /u (4Q'20)s 2sp處Q處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期與波的周期相等，故P處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線如圖(a)振動(dòng)方程為：yP 0.20cos( rQ處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線如圖1-020或17.(本題解:(1200 5yQ 0.20cos( tyQ 0.20cos( t10 分)(3687)dx D k500 10 6 0.50)mm6.0mm(SI)(SI)xOix Dk d從幾何關(guān)系，近似有2ri.1 / _dx D有透明薄膜時(shí)，兩相干光線的光程差r2 (r1 l nl) r2 r1 (n 1)l dx