高起本《大学物理》期末考试复习题及答案.pdf

1、大大学学物物理理学学复复习习题题及及答答案案 一、填空题一、填空题 1一物体在某瞬间以速度v v0从某点开始运动，在t时间内，经一长度为 s的路径后，又回到出发点，此时速度为-v v 0 ，则在这段时间内,物体的平均加速 度是_。 2.质量为m的子弹以速度 0 水平射入沙土中。设子弹所受阻力与速度反向， 大小与速度成正比，比例系数为k，忽略子弹的重力。则子弹射入沙土后，速度 随时间变化的函数式为_。 3. 质量为M的木块静止在光滑的水平桌面上，质量为m、速度为v 0的子弹 水平的射入木块，并陷在木块内与木块一起运动。则子弹相对木块静止后，子弹 与木块共同运动的速度v=_，在这个过程中，子弹施与

2、木块的冲量I =_。 4. 在系统从一个平衡态过渡到另一个平衡态的过程中，如果任一个中间状 态都可看作是平衡状态，这个过程就叫_过程。 5.温度为T的热平衡态下，自由度为i的物质分子的每个自由度都具有的 平均动能为 6.位移电流和传导电流的共同点是 _。 7.在无限长载流导线附近有一个闭合球面S，当S面向导线靠近时，穿过S 面的磁通量 m将 ；面上各点的磁感应强度的大小将（填：增 大、不变或变小） 。 8. 真空中， 有一个长直螺线管， 长为l， 截面积为S， 线圈匝数线密度为n， 则其自感系数L为_。 9.波长 600nm的单色光垂直照射到牛顿环装置上，第二级明纹与第五级 明纹所对应的空气膜

3、厚度之差为_nm。 10.有一单缝，宽a0.2mm，缝后放一焦距为 50cm 的会聚透镜，用平行绿 光=546nm 垂直照射单缝，则位于透镜焦面处的屏幕上的中央明纹宽度为 _mm。 11.在x，y面内有一运动质点其运动方程为r r 10cos5ti i 10sin5tj j，则t时刻其 速度_。 12.将质量为 10kg 的一桶水从深 6m 的水面以0.6 ms2的加速度拉至井口,则 拉力做的功为_。 13. 如图所示，光滑的水平桌面上有一长为2L、质量为m的匀质细杆，可 1 绕过其中点且垂直于杆的竖直光滑固定轴O自由转动，其转动惯量为mL2，起 3 初杆静止，桌面上有两个质量均为m的小球，各

4、自在垂直于杆的方向上，正对着 杆的一端，以相同速率v相向运动，如图所示，当两小球同时与杆的两个端点发 生完全非弹性碰撞后，就与杆粘在一起运动， 则这一系统碰撞后的转动角速度应 为。 v O v 俯视图 14.一定量的空气，并保持在 1.0105Pa 下膨胀，体积从 1.010-2m3增加到 1.510-2m3，则空气对外做的功为_J. 15.温度为T的热平衡态下，自由度为i的物质，每个分子的平均总能 量 . 16.一根载流圆弧导线，半径 1m，弧所对圆心角 圆心处的磁感应强度为。 ，通过的电流为 10A，在 6 17. 在各向同性均匀电介质和磁介质中，电介质的介电常量为，磁介质的 磁导率为，则

5、电场中的能量密度为。 18. 半径为R的无线长圆柱形导体，大小为I的电流均匀地流过导体截面。 则单位长度圆柱形导体内所具有的磁场能量为。 19.由紫光 1= 400nm 和红光 2 = 750nm 组成的平行光垂直照射在光栅上， 光栅常数为d=0.001cm，透镜焦距为f=2.0m ，第二级光谱中紫色与红色谱线间 的宽度为。 20.使一光强为I 0 的平面偏振光先后通过两个偏振片 P 1和 P2。P1和 P2的偏振 化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是和90，则通过这两个偏振片 后的光强I是。 二、选择题二、选择题 1如图所示，用一斜向上的力F F(与水平成30)，将一重为G的木块压靠在

6、 竖直壁面上，如果不论用怎样大的力F F，都不能使木块向上滑动，则说明木块与 壁面间的静摩擦系数的大小为（） 。 1 2 (A) (B) 1 3 (C) 2 3 (D) 3 2.一力F F 6ti i作用在物体上，使物体在光滑平面上由静止开始运动，则物体 在 3s 末的动量应为（）kgms1。 （A）18i i（B） 27i i（C）54i i（D）81i i 3. 如图所示，质量为m的物体悬于绳，绳绕在飞轮轴上，轴的半径为r， 支于无摩擦的固定轴承上。 当物体从静止释放后， 在 5s 内下降了 17.5m 的距离。 则轮和轴杆的转动惯量为（用m和r表示） （） 。 1 （A）mr2（B）mr

7、2（C）2mr2（D）6mr2 2 r m 4根据气体动理论，单原子理想气体的温度正比于( )。 （A）气体的体积（B）气体分子的压强 （C）气体分子的平均动量（D）气体分子的平均平动动能 5下列关于稳恒电流的磁场强度H H的说法中正确的是( )。 （A）H H仅与传导电流有关 （B）若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的H H必为零 （C）若闭合曲线上各点H H均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零 （D）以闭合曲线为边缘的任意曲面的H H通量均相等 6.如图，在同一铁芯上绕两个线圈 A 和 B，单刀双掷开关 S 原来接触点 1， 现在把它扳向触点 2，则在开关S 断开 1 和闭合

8、 2 的过程中，流过电阻R 中电流 的方向是： （） 。 （A）先由 P 到 Q，再由 Q 到 P （B）先由 Q 到 P，再由 P 到 Q （C）始终是由 Q 到 P （D）始终是由 P 到 Q A A S S 1 1 B B R R P P 2 2 Q Q 7. 如图所示，若线框ABCD中不产生感应电流，则线框一定 ( ) （A）匀速向右运动 （B）以导线 EE为轴匀速转动 （C）以BC为轴匀速转动 （D）以AB为轴匀速转动 E E A I B E E CD 8. 在通常情况下，人眼最敏感的黄绿光 550nm，人眼瞳孔的直径约为 3.0mm，则人眼的最小分辨角为（）rad。 （A）2.21

9、02（B）6.6102（C）6.6104（D）2.2104 9.在劈尖干涉装置中， 如果增大上面平板的倾斜度， 干涉条纹间距将 （） 。 (A) 变窄 (B)变宽 (C)不变 (D)无法确定 10.两偏振片堆叠在一起， 一束自然光垂直入射其上时没有光线通过，当将 其中一偏振片慢慢转动180时,透射光强度发生的变化为（） 。 (A 光强先增加，后减小，再增加 (B)光强先增加，后又减小至零 （C）)光强单调增加 （D）光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零 11. 质点在某瞬时位于矢径r r(x, y)的端点处其速度大小为（） 。 d r rdrdr r dx dy (A) (B) (C) (

10、D) + dtdtdt dtdt 22 12. 下列对动量守恒的表述中正确的是（） 。 （A）外力做功的代数和为零，则系统的动量守恒 （B）系统所受合外力恒为零，则系统的动量守恒 （C）完全弹性碰撞，系统动量守恒，非弹性碰撞，系统动量不守恒 （D）动量守恒定律仅适用于惯性参照系，且与惯性参照系的选择有关 13. 一匀质圆盘状飞轮质量为 20kg，半径为 30cm， 当它以每分钟 60 转的速 率旋转时，其动能为（）J。 （A）16.22（B）8.12（C）8.1（D）1.82 14如果氢气和氦气的温度相同，摩尔数也相同，则 ( )。 （A）这两种气体分子的平均动能相同（B）这两种气体分子的平均

11、平 动动能相同 （C）这两种气体的内能相等（D）这两种气体的势能相等 15在赤道平面上空沿东西方向水平放置一根直导线，如果让它保持水平位 置自由下落，那么导线两端的电势差( )。 （A）为零（B）不为零（C）恒定不变（D）以上说法均不对 16.均匀磁场局限在半径为 R 的无限长圆柱形空间内，有一长为R的金属细 杆 MN 如图所示位置放置，若磁场变化率dB/dt为常数，则杆两端的电势差U M-UN 为（） 。 R2dB 3R2dB3R2dB （A）0（B）（C）（D） 4dt4dt6dt 17. 磁场中高斯定理： S B B dS 0 ，以下说法正确的是( )。 （A）高斯定理只适用于封闭曲面中

12、没有永磁体和电流的情况 （B）高斯定理只适用于封闭曲面中没有电流的情况 （C）高斯定理只适用于稳恒磁场 （D）高斯定理也适用于交变磁场 18. 双缝干涉实验中， 入射光在真空中的波长为 0， 用玻璃纸遮住其中一缝， 若在玻璃纸中的光程比相同厚度的空气中的光程大 2.5 0，则屏上原中央明纹处 （） 。 (A)仍为明条纹 (B)变为暗条纹 (C)非明非暗 (D)无法确定是明纹还是暗纹 19.将牛顿环装置中的平凸透镜缓慢向上平移时，空气膜厚度逐渐增大，可 以看到环状干涉条纹（） 。 (A)静止不动 (B)向右平移 (C)向中心收缩 (D)向外 扩张 20.一束光线由空气射向玻璃，没有检测到反射光，

13、设i是入射角，i B是布 儒斯特角，则入射光（） 。 (A)i i B ，线偏振光 (B)i i B ，自然光 (C)i i B ，线偏振光 (D) 无法确定 三、三、 1、由楼房窗口以水平初速度v v 0 射出一发子弹，取枪口为坐标原点，沿v v 0 方 向为x轴，竖直向下为 y 轴，并取发射时t=0s，试求： （1）子弹在任意时刻t的位置坐标及轨迹方程； （2）子弹在t时刻的速度，切向加速度和法向加速度。 2、一粒子沿抛物线轨道y= x2运动。粒子速度沿x轴的投影vx为常数，等于 3m s-1。试计算粒子在x = 2 m 处时，其速度和加速度的大小和方向。 3 四、四、 1、质量为m的质点

14、在变力F=F 0 (1kt)（F 0、k 为常量）作用下沿ox轴作 直线运动。若t=0 时，质点在坐标原点，速度为v 0，求 （1）质点任一时刻的速度； （2）质点的运动学方程。 2、如图所示，一长为l、质量可以忽略的直杆，可绕通过其一端的水平光滑 轴在竖直平面内作定轴转动， 在杆的另一端固定着一质量为m的小球， 如图所示。 现将杆由水平位置无初转速地释放。求杆刚被释放时的角加速度的大小 0及杆 与水平方向夹角为 60 度时的角加速度的大小。 O m 五五 1、用卡诺制冷机将质量M=1.00kg、温度为 0的水变成温度为 0的冰， 若冰的熔解热为 3.35105J kg-1，环境温度为 27。

15、试求： （1）制冷机的制冷 系数？（2）需要对制冷机做多少功？（3）制冷机向温度为 27的周围环境放 出多少热量？ 2、1mol 理想气体，其定体摩尔热容量CV 3R/2，从状态A（p A，VA，TA）分 别经图所示的ADB过程和ACB过程， 到达状态B（p B， V B， T B） ， 图中 AD为绝热线。 试问： （1）在这两个过程中气体的熵变各为多少？（2）如果图中AD为等温线， 上述两个过程中气体的熵变又各为多少？ p p D D B p A A VD C O V A V C V 六、六、 1、一个塑料圆盘，半径为R，电荷q均匀分布于表面，圆盘绕通过圆心垂 直盘面的轴转动，角速度为，如

16、图所示。求圆盘中心处的磁感应强度。 q q R 2、如图所示，真空中一无限长圆柱形铜导体，磁导率为 0，半径为 R，I 均匀分布，求通过S（阴影区）的磁通量。 I R dr 1m 2R 七、七、 1、为了测量一根细的金属丝直径D，按图的办法形成空气劈尖，用单色光 照射形成等厚干涉条纹。用读数显微镜测出干涉明条纹的间距，就可以算出D。 实验所用光源为钠光灯，波长为=589.3 nm，测量结果是：金属丝与劈尖顶点 距离L=28.880 mm，第 1 条明条纹到第 31 条明条纹的距离为 4.295 mm。求金属 丝的直径D。 2、单色光垂直照射宽度为a=2.010 m 的单缝，缝后放置焦距为f=0

17、.40m 的透镜，如果测得光屏上第 3 级明条纹的位置x 34.210 -3m，求此单色光的波 长。 -4 参考答案参考答案 一、填空题一、填空题 1 2v v 0 t k t m2.= 0e 3. mv 0 mMv 0， mMmM 4. 准静态 5.kT 6. 都可以在空间激发磁场。 7. 不变，增大； 8. 0n 2lS 9. 900 10. 2.73 11. v v 50sin5ti i 50cos5tj j 12. 36J 13. 14.500 15.kT 16. 106T； 6 1 2 6v 7L i 2 17. w e E2 18. 0I 2 16 1 2 19. 0.14m 1

18、20.I 0 sin2(2)； 4 二、选择题二、选择题 1B; 2.B; 3. D; 4D; 5C; 6.C; 7. B; 8. D; 9.A; 10.B 11. D；12. B；13. D；14B；15B；16.C；17. D；18. B；19.C；20.C 三、三、 1、解：(1)已知x v0t， y=gt2， x2g 轨迹方程是：y= 2 。 2v 0 1 2 (2)v x =v 0 ，vy= gt，速度大小为： 222v v x v y v 0 g2t2。 与 x 轴的夹角= tg-1 gt v 0 dvg2t a t = ，与v v同向。 2 dt v 0 +g2t2 a n =(

19、g -a ) = 22 t 1 2 v 0g v +g t 2 0 2 2 ，方向与a t 垂直。 2、解：根据题意：v x =3m s-1，对 y= x2两边求微分得到：v y = 2xv x ，v y = 6x 速度大小定义：v = v x 2+v y 2， 将前面结果代入得v = 9+36x，速度的方向：cos =2 v x v ,cos = v x v v v y v v y v v 4 5 当x= m时：v v 936x25ms-1，速度的方向：cos 加速度大小：a a a x 2 a y 2 a y ，a y = 6v x =18m s-2， 2 3 3 5 ,cos a =18

20、m s-2，方向沿y轴方向。 四、四、 1、解： （1）根据牛顿第二定律F F 0 1kt ma,a a dv v , dt v dv tF0 因此F 0 1kt m , 1ktdt v0 dv, dt 0m v=v 0+ F 0 1 2 t- kt ； m 2 （2）v t dx ， dt x 0 因此vdt dx 0 x v0t F0 2 1 3 t kt 2m3 2、解：由刚体定轴转动定律知, l mgsin ml2 2 1 gsin 2l 水平位置时, 2 ， 1 g 2l 在与水平方向夹角为 60 度时， 五、五、 6 ， 1 g 4l 1、解： （1）已知T 1=300K，T2=2

21、73K，由于制冷机进行的是卡诺循环，故 C Q 2 Q 2 T 2 273 10.1 WQ 1 Q 2 T 1 T 2 300273 （2）制冷机需从低温热源吸热Q 2 M 3.351051.00 3.35105(J) 3.35105 3.32104(J)外界对制冷机所做的功为W C 10.1 Q 2 （3）制冷机向环境放热Q 1 W Q 2 3.321043.35105 3.68105(J) 2、解：熵是状态量，熵变与过程无关，由热力学第一定律 dQ dW dE pdV CVdT，得 1mol 气体的熵变 S 12 1 22C dT pdV TVdQ V C V ln2 Rln2 1 TTT

22、 1 V 1 （1）AB过程的熵变 S ACB S ADB S AB C V ln T B VTV3 RlnBRlnB RlnB T A V A 2T A V A （2）AD为等温线时，因熵变与过程无关，只要A和B状态不变，则有SAB 不变。 六、六、 1、解：如图所示， dr q q r R 在圆盘上取半径为r、宽为 dr的细圆环，环上所带电荷量为 dq 2rdr（其中 q ） 2R 电流为dI fdq f2rdr（其中f 在盘心所产生的磁感应强度的大小为 dB ） 2 0dI 2r 0ndr 每一载流圆环在盘心处的dB方向相同，故盘心处的合磁感应强度的大小为 B dB 0 fdr 0 fR

23、 0 R 0q 2R 方向沿轴线与电流成右手螺旋关系。 2、解：如图所示，取平行于无限长圆柱形铜导体轴线的面元dS 1dr， I R dr 1m 2R 无限长圆柱形铜导体周围空间磁场强度分布为 0Ir 2 R2 B 0I 2r r R r R 在导体内阴影部分的磁通量为 1 B 1 ds B 1ds R 0 0I 0Irdr 2R24 在导体外阴影部分的磁通量为 2 B 2 ds B 2ds 2R R 0I I dr 0ln2 2r2 所以，通过S（阴影区）的总磁通量为 1 2 0I 0Iln2 42 七、七、 1、解：因角度很小，故可取 sin D L 空气劈尖，n=1，于是由式（13-26a）可得相邻明条纹的间距为 a 2nsin L 2D 由题设条件可知，a= 4.295/30=0.14317 mm 。故金属丝直径为 L28.880589.3106 D 6.0102(mm) a20.143172 2、解：根据明条纹中心位置公式 asin (2k 1) 2 ，k 1,2,3, 由于x 3/f=1.0510 -2，故衍射角较小，因此上式可写成 a xk (2k 1) ，k=3 f2 2ax 3 22.01044.2103 解得 6.0107(m)=600 nm 2k 1f2310.40