2022年大學(xué)儀器儀表專業(yè)大學(xué)物理下冊期末考試試題-附解析

第第頁2022年大學(xué)儀器儀表專業(yè)《大學(xué)物理（下冊）》期末考試試題附解析姓名：______班級：______學(xué)號：______考試須知：1、考試時(shí)間：120分鐘，本卷滿分為100分。2、請首先按要求在試卷的指定位置填寫您的姓名、班級、學(xué)號。一、填空題（共10小題，每題2分，共20分）1、兩個(gè)相同的剛性容器，一個(gè)盛有氧氣，一個(gè)盛氦氣（均視為剛性分子理想氣體）。開始他們的壓強(qiáng)和溫度都相同，現(xiàn)將3J的熱量傳給氦氣，使之升高一定的溫度。若使氧氣也升高同樣的溫度，則應(yīng)向氧氣傳遞的熱量為_________J。2、剛體繞定軸轉(zhuǎn)動時(shí)，剛體的角加速度與它所受的合外力矩成______，與剛體本身的轉(zhuǎn)動慣量成反比。（填“正比”或“反比”）。3、兩個(gè)同振動方向、同頻率、振幅均為A的簡諧振動合成后振幅仍為A，則兩簡諧振動的相位差為_______。4、如圖所示，軸沿水平方向，軸豎直向下，在時(shí)刻將質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)由a處靜止釋放，讓它自由下落，則在任意時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)所受的對點(diǎn)的力矩＝________；在任意時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)對原點(diǎn)的角動量=_____________。5、一電子以0.99c的速率運(yùn)動(電子靜止質(zhì)量為9.11×10-31kg，則電子的總能量是__________J，電子的經(jīng)典力學(xué)的動能與相對論動能之比是_____________。6、一彈簧振子系統(tǒng)具有1.OJ的振動能量，0.10m的振幅和1.0m／s的最大速率，則彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)為_______，振子的振動頻率為_______。7、某人站在勻速旋轉(zhuǎn)的圓臺中央，兩手各握一個(gè)啞鈴，雙臂向兩側(cè)平伸與平臺一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)他把啞鈴收到胸前時(shí)，人、啞鈴和平臺組成的系統(tǒng)轉(zhuǎn)動的角速度_____。8、靜電場中有一質(zhì)子(帶電荷)沿圖示路徑從a點(diǎn)經(jīng)c點(diǎn)移動到b點(diǎn)時(shí)，電場力作功J．則當(dāng)質(zhì)子從b點(diǎn)沿另一路徑回到a點(diǎn)過程中，電場力作功A＝___________；若設(shè)a點(diǎn)電勢為零，則b點(diǎn)電勢＝_________。9、真空中有一半徑為R均勻帶正電的細(xì)圓環(huán)，其電荷線密度為λ，則電荷在圓心處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小為____。10、從統(tǒng)計(jì)的意義來解釋,不可逆過程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)________________的轉(zhuǎn)變過程,一切實(shí)際過程都向著________________的方向進(jìn)行。二、名詞解釋（共6小題，每題2分，共12分）1、熱力學(xué)第零定律：2、干涉現(xiàn)象：3、電通量：4、波的干涉：5、電位梯度：6、能量按自由度均分定理：三、選擇題（共10小題，每題2分，共20分）1、剛體定軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)它的角加速度很大時(shí)，作用在剛體上的（）。A．力一定很大B．力矩一定很大C．力矩可以為零D．無法確定。2、一個(gè)物體沿固定圓弧光滑軌道由靜止下滑，在下滑過程中（）。A.它的加速度方向永遠(yuǎn)指向圓心,其速率保持不變B.它受到的軌道的作用力的大小不斷增加C.它受到的合外力的大小變化,方向永遠(yuǎn)指向圓心D.它受到的合外力的大小不變,其速率不斷增加3、一定量的理想氣體，開始時(shí)處于壓強(qiáng)，體積，溫度分別為P1、V1、T1，的平衡態(tài)，后來變到壓強(qiáng)、體積、溫度分別為P2、V2、T2的終態(tài)。若已知V2>V1,且T2=T1,則以下各種說確的是:（）。A.不論經(jīng)歷的是什么過程，氣體對外凈做的功一定為正值B.不論經(jīng)歷的是什么過程，氣體從外界凈吸的熱一定為正值C.若氣體從始態(tài)變到終態(tài)經(jīng)歷的是等溫過程，則氣體吸收的熱量最少D.如果不給定氣體所經(jīng)歷的是什么過程，則氣體在過程中對外凈做功和外界凈吸熱的正負(fù)皆無法判斷4、把理想氣體的狀態(tài)方程寫成恒量時(shí)，下列說法中正確的是（）。A.對一定質(zhì)量的某種氣體，在不同狀態(tài)下，此恒量不等B.對摩爾數(shù)相同的不同氣體，此恒量相等C.對不同質(zhì)量的同種氣體，此恒量相等D.以上說法都不對5、已知一高斯面所包圍的體積內(nèi)電量代數(shù)和為零，則可肯定：（）A.高斯面上各點(diǎn)場強(qiáng)均為零B.穿過高斯面上每一面元的電通量均為零C.穿過整個(gè)高斯面的電通量為零D.以上說法都不對6、有兩個(gè)傾角不同、高度相同、質(zhì)量一樣的斜面放在光滑的水平面上，斜面是光滑的，有兩個(gè)一樣的物塊分別從這兩個(gè)斜面的頂點(diǎn)由靜止開始下滑，則（）。A．物塊到達(dá)斜面底端時(shí)的動量相等B．物塊到達(dá)斜面底端時(shí)的動能相等C．物塊和斜面組成的系統(tǒng)，機(jī)械能不守恒D．物塊和斜面組成的系統(tǒng)水平方向上動量守恒7、一質(zhì)點(diǎn)沿軸運(yùn)動，其速度與時(shí)間的關(guān)系為：，當(dāng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位于處，則質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程為（）。A.B.C.D.8、一質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動，其坐標(biāo)與時(shí)間的變化關(guān)系為x=4t-2，式中x、t分別以m、s為單位，則4秒末質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度為（）。A.12m/s、4m/B.-12m/s、-4m/C.20m/s、4m/D.-20m/s、-4m/9、花樣滑冰運(yùn)動員繞通過自身的豎直軸轉(zhuǎn)動，開始時(shí)兩臂伸開，轉(zhuǎn)動慣量為，角速度為，然后將兩手臂合攏，使其轉(zhuǎn)動慣量為，則轉(zhuǎn)動角速度變?yōu)椋ǎ?。A.B.C.D.10、下述說法中，正確的是（）。A.本征半導(dǎo)體是電子與空穴兩種載流子同時(shí)參予導(dǎo)電，而雜質(zhì)半導(dǎo)體(n型或p型)只有一種載流子(電子或空穴)參予導(dǎo)電，所以本征半導(dǎo)體導(dǎo)電性能比雜質(zhì)半導(dǎo)體好B.n型半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能優(yōu)于p型半導(dǎo)體，因?yàn)閚型半導(dǎo)體是負(fù)電子導(dǎo)電，p型半導(dǎo)體是正離子導(dǎo)電C.n型半導(dǎo)體中雜質(zhì)原子所形成的局部能級靠近空帶(導(dǎo)帶)的底部，使局部能級中多余的電子容易被激發(fā)躍遷到空帶中去，大大提高了半導(dǎo)體導(dǎo)電性能D.p型半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)完全決定于滿帶中空穴的運(yùn)動四、解答題（共4小題，每題12分，共48分）1、已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動學(xué)方程為：.式中的單位為米，的單位為秒，求作用于質(zhì)點(diǎn)的合力的大小。2、一衍射光柵，每厘米200條透光縫，每條透光縫寬為，在光柵后放一焦距=1m的凸透鏡，現(xiàn)以=600nm(1nm=m)的單色平行光垂直照射光柵，求：(1)透光縫a的單縫衍射中央明條紋寬度為多少？(2)在該寬度內(nèi)，有幾個(gè)光柵衍射主極大？3、一簡諧波沿OX軸正方向傳播，波長λ=4m，周期T＝4s，已知x＝0處質(zhì)點(diǎn)的振動曲線如圖所示，（1）寫出x＝0處質(zhì)點(diǎn)的振動方程；（2）寫出波的表達(dá)式；（3）畫出t＝1s時(shí)刻的波形曲線。4、有一以理想氣體為工作物質(zhì)的熱機(jī)，其循環(huán)如圖所示，試證明熱機(jī)效率為參考答案一、填空題（共10小題，每題2分，共20分）1、5J2、正比3、3/4π4、5、6、7、變大8、9、010、從幾率較小的狀態(tài)到幾率較大的狀態(tài)，狀態(tài)的幾率增大(或熵值增加)二、名詞解釋（共6小題，每題2分，共12分）1、熱力學(xué)第零定律：如果有三個(gè)物體A、B、C，A、B兩個(gè)物體分別處于確定狀態(tài)的C達(dá)到了熱平衡，那么A、B兩個(gè)物體也會處于熱平衡狀態(tài)，兩者相互接觸，不會有能量的傳遞。2、干涉現(xiàn)象：兩個(gè)頻率相同、振動方向相同、相位差恒定或相位相同的波源發(fā)出的兩列波，在它們相遇區(qū)域內(nèi)，某些點(diǎn)處的振動始終加強(qiáng)，而在另一些點(diǎn)處的振動始終減弱的現(xiàn)象。3、電通量：通過電場中任一面積的電場線數(shù)目。4、波的干涉：兩列頻率相同，振動方向相同，相位相同或相位差恒定的波的疊加。5、電位梯度：如果在細(xì)胞膜兩側(cè)存在有電位梯度差時(shí)，這種電位在空間上的遞減叫做電位梯度6、能量按自由度均分定理：氣體分子的每一個(gè)自由度都具有相同的平均平動動能，其大小都等于kT/2。三、選擇題（共10小題，每題2分，共20分）1、B2、B3、D4、B5、C6、D7、A8、B9、C10、C四、解答題（共4小題，每題12分，共48分）1、解：2、解：3、解：（1）（SI）