大学物理模拟试题(1)

华南理工大学网络教育学院华南理工大学网络教育学院 大学物理大学物理模拟卷（模拟卷（2012-52012-5） 教学中心：教学中心： 专业层次：专业层次： 学学 号：号： 姓姓 名：名： 座号：座号： 注意事项注意事项：1.1. 本试卷共本试卷共 三三 大题，满分大题，满分 100100 分，考试时间分，考试时间 120120 分钟，分钟，闭闭卷；卷； 2.2. 考前请将以上各项信息填写清楚；考前请将以上各项信息填写清楚； 3.3. 所有答案直接做在试卷上所有答案直接做在试卷上, ,做在草稿纸上无效；做在草稿纸上无效； 4 4考试结束，试卷、草稿纸一并交回。考试结束，试卷、草稿纸一并交回。 一：选择题（共一：选择题（共 30 分）分） 1 （本题 3 分） 设质点的运动学方程为 (式中 R、皆为常量) jtRi tRtr sin cos)( 则质点的和加速度的大小分别为v a （A）-Rsint, 10m（B）17m, Rcost.i j （C）R, R （D）R, 8m C 2. （本题 3 分） 一光滑的内表面半径为 R 的半球形碗，以匀角速度绕其对称 OC 旋转已知放在碗内表 面上的一个小球 P 相对于碗静止，其位置高于碗底为 h，则由此可推知碗旋转的角速度约为 (A) (B) hR g R g (C) (D) 18 rad/s g R B 3. （本题 3 分） 一子弹以水平速度 v0射入一静止于光滑水平面上的木块后，随木块一起运动对于这一过 程正确的分析是 (A) 子弹、木块组成的系统水平方向的动量守恒 (B) 子弹、木块组成的系统机械能守恒 (C) 子弹所受的冲量等于木块所受的冲量 (D) 子弹动能的减少等于木块动能的增加 B 4 （本题 3 分） 题题 号号一一二二 三三 (20)(20) 三三 (21)(21) 三三 (22)(22) 三三 (23)(23) 总分总分评分人评分人 得得 分分 教学中心： 专业层次： 姓名： 学号： 座号： （ 密 封 线 内 不 答 题 ） 教学中心： 专业层次： 姓名： 学号： 座号： P C O （ 密 封 线 内 不 答 题 ） 已知某简谐振动的振动曲线如图所示，位移的单位为厘米，时间单位为秒则此简谐振动的 振动方程为： (A) ) 3 2 3 2 cos(2tx (B) ) 3 2 3 2 cos(2tx (C) ) 3 2 3 4 cos(2tx (D) ) 3 2 3 4 cos(2tx (E) C ) 4 1 3 4 cos(2tx 5 （本题 3 分） 根据高斯定理的数学表达式 可知下述各种说法中，正确的是： S qSE 0 /d (A) 闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强一定为零 (B) 闭合面内的电荷代数和不为零时，闭合面上各点场强一定处处不为零 (C)闭合面上各点场强均为零时，闭合面内一定处处无电荷 (D) 闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强不一定处处为零 D 6. （本题 3 分） 如图所示，两个同心的均匀带电球面，内球面半径为 R1、带电荷 Q1，外球面半径为 R2、带电荷 Q2 .设无穷远处 为电势零点，则在两个球面之间、距离球心为 r 处的 P 点 的电势 U 为： (A) (B) 20 2 0 1 44R Q r Q 20 2 10 1 44R Q R Q (C) (D) r QQ 0 21 4 r Q R Q 0 2 10 1 44 A 7 （本题 3 分） 如图，在一圆形电流 I 所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路 L，则由安培环路定理可 知 (A) ，且环路上任意一点 B = 0 0d L lB (B) ，且环路上任意一点 B0 0d L lB (C) ，且环路上任意一点 B0 0d L lB (D) ，且环路上任意一点 B =常量 B 0d L lB 8 （本题 3 分） x (cm) t (s) O -1 -2 1 r Q 1 Q 2 R 1 R 2 O P L O I 第第 3 页页 （共（共 6 6 页）页） 尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中，通以相同变化率的磁通量，当不计环的自感时，环 中 (A) 感应电动势不同 (B) 感应电动势相同，感应电流相同 (C) 感应电动势不同，感应电流相同 (D) 感应电动势相同，感应电流不同 D 9 （本题 3 分） 在玻璃(折射率 n21.60)表面镀一层 MgF2 (折射率 n21.38)薄膜作为惯于增透膜为了使波 长为 500 nm(1nm=109m)的光从空气(n11.00)正入射时尽可能少反射，MgF2薄膜的最少厚度应 是 (A)78.1 nm (B) 90.6 nm (C) 125 nm (D) 181 nm B 10 （本题 3 分） 一单色平行光束垂直照射在宽度为 1.0 mm 的单缝上，在缝后放一焦距为 2.0 m 的会聚透 镜已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为 2.0 mm，则入射光波长约为 (1nm=109m) (A) 100 nm (B) 400 nm (C) 500 nm (D) 600 nm C 二、填空题：（共二、填空题：（共 3分）分） 11 （本题 4 分） 一质量 m10 g 的子弹，以速率 v0500 m/s 沿水平方向射穿一物体穿出时，子弹的速率为 v30 m/s，仍是水平方向则子弹在穿透过程中所受的冲量的大小为 4.7 Ns，方向为_与速度 方向相反_ 12. （本题 4 分） 一横波沿绳子传播时, 波的表达式为 (SI)，则 )104cos(05 . 0 txy 其波长为_波长为 0.5 m _ 波速为_波速为 2.5 m/s _ 13 （本题 4 分） 图示 BCD 是以 O 点为圆心，以 R 为半径的半圆弧，在 A 点有一电 荷为+q 的点电荷，O 点有一电荷为q 的点电荷线段现将RBA 一单位正电荷从 B 点沿半圆弧轨道 BCD 移到 D 点，则电场力所作的功 为 _波速为 2.5 m/s q / (60R) _ 将该电荷从 B 点出发沿 BOD 方向移到无穷远处，设无穷远处电势为零，则电 场力作功为 _0_ 14 （本题 3 分） 如图，两根导线沿半径方向引到铁环的上 A、A两点，并 在很远处与电源相连，则环中心的磁感强度为_0_ +q A -q BO D C R I I A A O + - 15 （本题 3 分） 有一根质量为 m，长为 l 的直导线，放在磁感强度为 的均匀磁场B 中的方向在水平面内，导线中电流方向如图所示，当导B 线所受磁力与重力平衡时，导线中电流 I =_ )/(lBmg _ 16 （本题 3 分） 反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为 ， VS VSDdd ， SL S t B lE dd ， 0d S SB SL S t D JlH d)(d 试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的将你确定的方程式用代号填在 相应结论后的空白处 (1) 变化的磁场一定伴随有电场；_ (2) 磁感线是无头无尾的；_ _ (3)电荷总伴随有电场_ 17 （本题 3 分） 一根长度为 L 的铜棒，在均匀磁场 中以匀角速度绕通过其一端的定轴旋转着，的B B 方向垂直铜棒转动的平面，如图所示设 t =0 时，铜棒与 Ob 成角(b 为铜棒转动的平面上的一 个固定点)，求任一时刻 t 这根铜棒两端之间的感应电动势 _ _BL2 2 1 18. （本题 3 分） 在真空中波长为的单色光，在折射率为 n 的透明介质中从 A 沿某路径传播到 B，若 A、B 两点相位差为 3，则此路径 AB 的光程为 _1.5 _ 19 （本题 3 分） 检验滚珠大小的干涉装置示意如图(a)S 为单色光源，波长为 ，L 为会聚透镜，M 为半透半反镜在平晶 T1、T2之间放置 A、B、C 三个滚珠，其中 A 为标准件，直径为 d0在 M 上方观察 时，观察到等厚条纹如图(b)所示若轻压 C 端，条纹间距变小， 则可算出 B 珠的直径 d1_ d0 _； I B B L O b 图(b) T1 T2 M 45 S A C f LB 图(a) （ 密 封 线 内 不 答 题 ） 第第 5 页页 （共（共 6 6 页）页） 三、计算题：（共分）三、计算题：（共分） 20. （本题 10 分） 如图所示，质量为 m 的木块，从高为 h，倾 角为 的光滑斜面上由静止开始下滑，滑入装 着砂子的木箱中，砂子和木箱的总质量为 M， 木箱与一端固定, 劲度系数为 k 的水平轻弹簧 连接，最初弹簧为原长，木块落入后，弹簧的 最大压缩量为 l，试求木箱与水平面间的摩擦 系数 解：m 落入木箱前的瞬时速度 . gh2 0 v 以 M、m 为系统，m 落入木箱时沿水平方向 m 与 M 间的冲力（内力）远大于地面与木箱间 的摩擦力（外力） ，在水平方向动量守恒 vv)(cos 0 mMm )/(cos2mMghmv 由功能原理 22 )( 2 1 2 1 )(vMmklglMm 22 2 1 )( 2 1 )(klMmglMmv gmM kl lmM hm )(2)( cos 2 22 21.（本题分） 如图所示，一内半径为 a、外半径为 b 的金属球壳，带有电荷 Q，在球壳空腔内距离球心 r 处有 一点电荷 q设无限远处为电势零点，试求： (1) 球壳内外表面上的电荷 (2) 球心 O 点处，由球壳内表面上电荷产生的电势 (3) 球心 O 点处的总电势 解：(1) 由静电感应，金属球壳的内表面上有感生电荷-q，外表 面上带电荷 q+Q (2) a dq U q 0 4 a q 0 4 (3 qQqqO UUUU ) 111 ( 4 0 bar q b Q 0 4 k m M l h q Q a b O r （ 密 封 线 内 不 答 题 ） 22.（本题 10 分） 一平面简谐波沿 x 轴正向传播，其振幅和角频率分别为 A 和 ，波速为 u，设 t = 0 时的波形 曲线如图所示 (1) 写出此波的表达式 解：(1) 以 O 点为坐标原点由图可知，该点振动初始条件为 ， 0cos 0 Ay0sin 0 Av 所以 2 1 波的表达式为 2 1 )/(cosuxtAy (2) 处振动方程为 8/x 2 1 )8/2(costAy)4/cos(tA 的振动方程为 8/3x 2 18/3 2cos tAy)4/cos(tA 23.本题（10 分） 设光栅平面和透镜都与屏幕平行，在平面透射光栅上每厘米有 5000 条刻线，用它来观察钠黄 光（=589 nm）的光谱线 (1)当光线垂直入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级次 km是多少？ (2)当光线以 30的入射角（入射线与光栅平面的法线的夹角）斜入 射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级次 是多少？ (1nm=109m) m k 解：光栅常数 d=210-6 m (1) 垂直入射时，设能看到的光谱线的最高级次为