大学物理学试卷1及答案.doc
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一填空题(共32分)
1.(本题3分)(0355)
假如地球半径缩短1%,而它的质量保持不变,则地球表面的重力加速度g
增大的百分比是________.
2.(本题3分)(0634)
如图所示,钢球A和B质量相等,正被绳
牵着以ω0=4rad/s的角速度绕竖直轴转动,二
球与轴的距离都为r1=15cm.现在把轴上环C
下移,使得两球离轴的距离缩减为r2=5cm.则
钢球的角速度ω=_____
3.(本题3分)(4454)。
lmol的单原子分子理想气体,在1atm的恒定压强下,从0℃加热到100℃,
则气体的内能改变了_____J.(普适气体常量R=8.31J·mol-1·k-1)
4。
(本题3分)(4318)
右图为一理想气体几种状态变化过程的p-v图,
其中MT为等温线,MQ为绝热线,在AM,
BM,CM三种准静态过程中:
(1)
(1) 温度升高的是_____过程;
(2)气体吸热的是______过程.
5。
(本题3分)(4687)
已知lmol的某种理想气体(其分子可视为刚性分子),在等压过程中温度上
升1K,内能增加了20.78J,则气体对外作功为______气体吸收热
量为________.(普适气体常量R=8.31.J·mol-1·K-1)
6.(本题4分)(4140)
所谓第二类永动机是指____________________________________________________
它不可能制成是因为违背了_________________________________________________。
7。
(本题3分)(1391)
一个半径为R的薄金属球壳,带有电荷q壳内充满相对介电常量为εr的各
向同性均匀电介质.设无穷远处为电势零点,则球壳的电势
U=_________________________.
8.(本题3分)(2620)
在自感系数L=0.05mH的线圈中,流过I=0.8A的电流.在切断电路后经
过t=100μs的时间,电流强度近似变为零,回路中产生的平均自感电动势
εL=______________·
9。
(本题3分)(5187)
一竖直悬挂的弹簧振子,自然平衡时弹簧的伸长量为xo,此振子自由振动的
周期T=____.
10·(本题4分)(3217):
一束单色光垂直入射在光栅上,衍射光谱中共出现5条明纹;若已知此光栅
缝宽度与不透明部分宽度相等,那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是
第_________级和第________级谱线.
二.计算题(共63分)
11.(本题10分)(5264),
一物体与斜面间的摩擦系数μ=0.20,斜面固定,倾角
a=450.现给予物体以初速率v0=l0m/s,使它沿斜面向
上滑,如图所示.求:
(1)物体能够上升的最大高度h;
(2)
(2) 该物体达到最高点后,沿斜面返回到原出发点时速率v.
12。
(本题8分)(0130)
如图所示,A和B两飞轮的轴杆在同一中心线上,
设两轮的转动惯量分别为J=10kg·m2和J=20
kg·m2.开始时,A轮转速为600rev/min,B轮静止.C
为摩擦啮合器,其转动惯量可忽略不计.A、B分别
与C的左、右两个组件相连,当C的左右组件啮合时,B轮得到加速而A轮减
速,直到两轮的转速相等为止.设轴光滑,求:
(1)两轮啮合后的转速n;
(2)两轮各自所受的冲量矩.
13.(本题lO分)(1276)
如图所示,三个“无限长”的同轴导体圆柱面A、B
和C,半径分别为Ra、Rb、Rc.圆柱面B上带电荷,A
和C都接地.求B的内表面上电荷线密度λl和外表面上
电荷线密度λ2之比值λ1/λ2。
14.(本题5分)(1652)
假想从无限远处陆续移来微量电荷使一半径为R的导体球带电.
(1)当球上已带有电荷q时,再将一个电荷元dq从无限远处移到球上的过
程中,外力作多少功?
(2)使球上电荷从零开始增加到Q的过程中,外力共作多少功?
15。
(本题l0分)(2010)
一根半径为R的长直导线载有电流I,作一宽为
R、长为l的假想平面S,如图所示。
若假想平面S
可在导线直径与轴00'所确定的平面内离开00'
轴移动至远处,试求当通过S面的磁通量最大时S平
面的位置(设直导线内电流分布是均匀的).
16.(本题l0分)(3099)
如图所示,两相干波源在x轴上的位置为s1和s2,其间
距离为d=30m,s1位于坐标原点O.设波只沿x轴正负方
向传播,单独传播时强度保持不变.xl=9m和x2=12m
处的两点是相邻的两个因干涉而静止的点.求两波的波长和
两波源间最小相位差.
17。
(本题l0分)(3198)
如图所示,牛顿环装置的平凸透镜与平板玻璃有一小缝
隙eo.现用波长为λ的单色光垂直照射,已知平凸透镜的曲
率半径为R,求反射光形成的牛顿环的各暗环半径.
三回答问题(共5分)
18.(本题5分)(2754)
如图,当进行下列操作时,流过电阻器r的
电流方向如何?
就如下每一种情况作简单解释
(1)开关S合上的瞬间.
(2)S合上后,线圈2移向线圈1的过程中.
(3)S合上后,使电阻R减小.
一填空题(共32分)
1.(本题3分)(0355)
3分
2.(本题3分)(0634)
3分
参考解:
系统对竖直轴的角动量守恒.
3.(本题3分)(4454)
3分
4.(本题3分)(4318)
各1分
1分
5.(本题3分)(4687)
8.31J 1分
29.09J 2分
6.(本题4分)(4140)
从单一热源吸热,在循环中不断对外作功的热机 2分
热力学第二定律 2分
7.(本题3分)(1391)
3分
8.(本题3分)(2620)
0.4V 3分
9.(本题3分)(5180)
3分
10.(本题4分)(3217)
一 2分
三 2分
二计算题(共63分)
11.(本题10分)(5264)
解:
⑴根据功能原理,有 2分
2分
2分
⑵根据功能原理有 1分
1分
2分
12.(本题8分)(0130)
解:
⑴选择两轮为系统,啮合过程中只有内力锯作用,故系统角动量守恒
1分
2分
又得
转速 1分
⑵轮受的冲量矩
2分
负号表示与方向相反。
轮受的冲量矩
2分
方向与相同。
13.(本题10分)(1276)
解:
设上带正电荷,内表面上电荷线密度为,外表
面上电荷线密度为,而上相应地感应等量负电荷,
如图所示。
则间场强分布为
方向由指向2分
间场强分布为
方向由指向2分
间电势差 2分
间电势差 2分
因,得到 2分
14.(本题5分)(1652)
解:
⑴令无限远处电势为零,则带电荷为的导电体球,其电势为
将从无限远处搬到球上过程中,外力作的功等于该电荷元在球上所具有的电势能
3分
⑵带电球体的电荷从零增加到的过程中,外力作功为
2分
15.(本题10分)(2010)
解:
设x为假想平面里面的一边与对称中心轴线距离,
2分
(导线内)2分
(导线外)2分
2分
令,得最大时2分
16.(本题10分)(3099)
解:
设和的振动相位分别为和。
在点两波引起的振动相位差
即①2分
在点两波引起的振动相位差
即②3分
由②-①的
m2分
由①2分
当K=-2、-3时相位差最小1分
17.(本题10分)(3198)
解:
设某暗环半径为r,由图可知,根据几何关系,近似有
①3分
再根据干涉减弱条件有
②4分
式中K为大于零的整数。
把式①代入②可得
2分
(k为整数,且k>/)1分
三回答问题(共5分)
18.(本题5分)(2754)
答:
以上三种情况均使线圈1激发的磁场在线圈2中增强。
3分
由右手定则与楞次定律可知,线圈2的感应电流激发的磁场应阻止线圈2中
磁通的增加,所以电流从B流向A.2分