重庆大学大学物理本科考试模拟试卷三答案.doc

所有试卷资料免费下载重庆大学大学物理本科考试模拟试卷三答案一、填空题（每题3分，共3分）1、一质点从静止出发沿半径为R的圆周运动，其切向加速度为一常数。当总加速度与半径成45角时，质点所走过的路程为R/2。2、质量为M的车以速度v沿光滑水平地面直线前进，车上的人将一质量为m的物体相对于车以速度u竖直上抛，则此时车的速度为v。3、有一倔强系数为k的轻弹簧，竖直放置，下端悬一质量为m的小球。先使弹簧为原长，而小球恰好与地面接触。再将弹簧上端缓慢地提起，直到小球刚能脱离地面为止。在此过程中外力所作的功为。4、一理想气体的压强为p，质量密度为，则其方均根速率为。5、热力学第二定律的开尔文表述表明自发的功热转换过程是不可逆（填写可逆或不可逆）。6、一个电量为q的点电荷正好处于立方体的一个顶点处，则在与此顶点相对的顶点相连的立方体上任意一个平面（共有三个这种平面）的电位移通量为q/24。7、在一个半径为R，带电为q的导体球外，距球心r处的电势大小为。8、一个空气平行板电容器，电容为C，使用电压为v的电源充电后与电源断开，然后将电容器两个极板之间填满相对电容率为的电介质，则电容器两极板间的电压变为。9、一个半径为R，载流为I的圆线圈，在其圆心产生的磁场的磁感应强度大小为。10、氢原子中电子的质量为m，电量为e，它沿某一圆轨道绕原子核运动。则其等效圆电流的磁矩大小与电子轨道运动的角动量之比为e/2m。11、一平行板空气电容器的两极板都是半径为R的圆形导体片，在充电时板间电场强度的变化率为dE/dt。若略去边缘效应，则两板间的位移电流为。12、一个弹簧振子，其固有振动周期为T。当它的位置从振幅A处变化到A/2所需要的最短时间为T/6。13、一质点同时参与了两个同方向的简谐振动，它们的振动方程分别为：(SI)，(SI)。其合振动的振幅为A=0.05m。14、A，B是简谐波波线上的两点。已知B点的相位比A点落后/3，波长为3m，则A，B两点的距离为0.5m。15、用波长为的平行单色光垂直照射折射率为n的劈尖上形成等厚干涉条纹，若测得相邻两明条纹的间距是l，则劈尖角为/2nl。16、用波长为的单色光垂直入射在缝宽a4的单缝上，对应衍射角为30的衍射光，单缝可以划分为4个半波带。 二、计算题（共52分）1、（10分）一长为L质量为M的匀质细棒，可绕上端点处水平轴在竖直平面内自由转动，初始时刻静止在平衡位置（如图）。现有一质量为m的小球以水平初速度v0，在细棒的转轴下方l处与细棒发生完全弹性碰撞。试求细棒受到碰撞后上摆的最大角度。（）【答案】先使用角动量守恒和机械能守恒求得细棒的角速度，然后使用机械能守恒求最大上摆角度。 解题方程组：2、（6分）有摩尔的刚性双原子分子理想气体，原来处于平衡态，当它从外界吸收热量Q并对外做功A后，又达到一新的平衡态。试求分子的平均平动动能增加多少？【答案】先使用热力学第一定律计算内能增量，然后计算平均平动动能增加了多少。 ，内能中3/5的能量是平动能量，除以分子总数即得结论。 分子的平均平动动能增加。3、（10分）一半径为R的带电细圆环，其电荷线密度为，式中为常数，为半径与x轴的夹角，如图所示。试求圆环中心处的电场强度。【答案】将圆环微分成电荷元，求各个电场分量，最后对分量积分。注意积分变量选择为角度最好。 根据电荷分布的对称性，总电场只有x分量。 即。4、（10分）一内外半径分别为R1和R2的球形电容器，两球之间充有相对电容率为的电介质。在电容器上加电压，内外球之间的电压为：。假设不是太大，以致电容器电场分布与静电场情形近似相同，试求电介质中各处的位移电流密度，并计算两个球面之间的位移电流。【答案】根据电压变化求出电介质中各处D的变化，求偏导数即得位移电流密度，乘以球面面积可得位移电流。 由，和球形电容器的电容公式可得： ，于是介质中高斯定理可得D为： ，由可得位移电流密度等。 5、（6分）相干波源S1、S2，相距11m，S1的相位比S2超前/2。这两个相干波在S1、S2连线和延长线上传播时可以看成两等幅的平面余弦波，它们的频率都等于100Hz，波速都等于400m/s。试求在S1、S2的连线上因干涉而静止的各点的位置。【答案】在连线上任选一点，分别计算波程和波程差，使用干涉相消公式，即得到结果。 先求出波长为4m，任意点x处的波程差为：11-2x，考虑波源相位差后，可以得到干涉点的相位差为：即得结果。 在S1、S2的连线上因干涉而静止的各点的位置为1,3,5,7,9,11m。6、(10分)用波长为600nm的光垂直照射由两块平玻