大学物理(上)期末试题及答案PPT课件.ppt

99级大学物理试题 2 质量分别为mA和mB的两滑块A和B通过一轻弹簧水平连结后置于水平桌面上 滑块与桌面间的摩擦系数均为 系统在水平拉力F作用下匀速运动 如突然撤消拉力 则刚撤消后瞬间 二者的加速度aA和aB分别为 一 选择题 1 某人骑自行车以速率V向正西方向行驶 遇到由北向南刮的风 设风速大小也为V 则他感到的风是从A 东北方向吹来B 东南方向吹来C 西北方向吹来D 西南方向吹来 1 3 力作用在质量的物体上 使物体由原点从静止开始运动 则它在3秒末的动量应为 4 对功的概念有以下几种说法 保守力作正功时 系统内相应的势能增加 质点运动经一闭合路径 保守力对质点作的功为零 作用力与反作用力大小相等 方向相反 所以两者所作的功的代数和必为零 在上述说法中 A 和 是正确的B 和 是正确的C 只有 是正确的D 只有 是正确的 2 5 有一个小块物体 置于一个光滑的水平桌面上 有一绳其上一端连结此物体 另一端穿过桌面中心的小孔 该物体原以角速度在距孔为R的圆周上转动 今将绳从小孔缓慢往下拉 则物体 6 几个力同时作用在一个具有固定转轴的刚体上 如果这几个力的矢量和为零 则此刚体 A 动能不变 动量改变B 角动量不变 动量不变C 动量不变 动能改变D 角动量不变 动能 动量都改变 A 必然不会转动B 转速必然不变C 转速必然改变D 转速可能改变 也可能不变 3 7 一定量理想气体从体积V1膨胀到体积V2分别经历的过程是 A B等压过程 A C等温过程 A D绝热过程 其中吸热最多的过程 A 是A B B 是A C C 是A D D 既是A B 也是A C 两过程吸热一样多 8 已知某简谐振动的振动曲线如图 位移的单位为厘米 时间的单位为秒 则简谐振动的振动方程为 4 9 一平面简谐波沿x轴负方向传播 已知x x0处质点的振动方程为 若波速为u 则此波的波动方程为 10 一束波长为 的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上 透明薄膜放在空气中 要使反射光得到干涉加强 则薄膜最小的厚度为 A 4B 4n C 2D 2n 5 11 把一个静止质量为m0的粒子 由静止加速到v 0 6c c为真空中光速 需要作的功等于 二 填空题 A 0 18m0c2B 0 25m0c2C 0 36m0c2D 1 25m0c2 1 人造地球卫星沿椭圆轨道运动 地球的中心为该椭圆的一个焦点 以知地球半径R 6378km 卫星与地面的最近距离l1 439km 与地面的最远距离l2 2384km 若卫星在近地点A1的速度v1 8 1km s 则卫星在远地点A2的速度V2 6 2 一轻绳绕于半径r 0 2m的飞轮边缘 并施以F 98N的拉力 若不计摩擦 飞轮的角加速度等于39 2rad s2 此飞轮的转动惯量为 3 处于重力场中的某种气体 在高度Z处单位体积内的分子数即分子数密度为n 若f v 是分子的速率分布函数 则坐标x x dx y y dy z z dz介于区间内 速率介于v v dv区间内的分子数dN 7 4 一列强度为I的平面简谐波通过一面积为S的平面 波速与该平面的法线的夹角为 则通过该平面的的能流是 5 波长为 1与 2 设 1 2 的两种平行单色光垂直照射到劈尖形成的薄膜上 已知劈尖薄膜折射率为n n 1 劈尖薄膜放在空气中 在反射光形成的干涉条纹中 这两种单色光的第五级暗条纹所对应的薄膜厚度之差是 6 一束自然光入射到两种媒质交界面上产生反射光和折射光 按图中所表示的各种偏振状态 反射光是 光 折射光是 这时的入射角称为 角 偏振光 部分偏振光 布儒斯特角 8 7 一束光线入射到光学单轴晶体后 成为两束光线 沿着不同方向折射 这样的现象称为双折射现象 其中一束折射光称为寻常光 它 定律 另一束光线称为非常光 它 定律 8 介子是不稳定的粒子 在它自己的参照系中测得平均寿命是2 6 10 8秒 如果它相对实验室以0 8c c为真空中光速 的速度运动 那么实验室坐标系中测得的 介子的寿命是 9 质子在加速器中被加速 当其动能为静止能量的3倍时 其质量为静止质量的 倍 遵守通常的折射 不遵守通常的折射 9 1 0 02kg的氦气 视为理想气体 温度由170C升为270C 若在升温过程中 1 体积保持不变 2 压强保持不变 3 不与外界交换热量 试分别求出气体内能的改变 吸收的热量 外界对气体所作的功 三 计算题 解 1 等容过程 2 等压过程 3 绝热过程 10 2 图示一平面简谐波在t 0时刻的波形图 求1 该波的波动方程 2 P处质点的振动方程 解 1 设O点的振动方程为 由旋转矢量法得 波动方程为 2 P点的振动方程为 11 3 一衍射光栅 每厘米有200条透光缝 每条透光缝宽为a 2 10 3cm 在光栅后放一焦距f 1m的凸透镜 现以 6000 的单色平行光垂直照射光栅 求 1 透光缝a的单缝衍射中央明条纹宽度为多少 2 在该宽度内 有几个光栅衍射主极大 解 1 2 光栅常数d 有k 0 1 2级 共5个主极大明纹 12 2000级大学物理试卷 一 选择题 1 一块很长的木板 下面装有活动轮子 静止地置于光滑的水平面上 质量分别为mA的mB两个人A和B站在板的两头 他们由静止开始相向而行 若mA mB A和B对地的速度大小相同 则木板将 2 质量为m的质点在外力作用下 其运动方程为 式中A B 都是正的常数 则里在t 0到t 2 这段时间内所作的功为 A 向左运动B 静止不动C 向右运动D 不能确定 13 3 三个容器A B C中装有同种理想气体 其分子数密度相同 而方均根速率之比为 则其压强之比为 4 一瓶氦气和一瓶氨气密度相同 分子平均平动动能相同 而且它们都处于平衡状态 则它们 A 温度相同 压强相同B 温度 压强都不相同C 温度相同 但氦气压强大于氨气的压强D 温度相同 但氦气压强小于氨气的压强 14 5 轻质弹簧下挂一小盘 小盘作简谐振动 平衡位置为原点 位移向下为正 以余弦表示 小盘处于最低位置时有一小物体落到盘上并粘住 若以新的平衡位置为原点 设新的平衡位置相对原平衡位置向下移动的距离小于原振幅 物体与盘相碰为计时零点 那么新的位移表示式的初相在 6 已知某简谐振动的振动曲线如图 位移的单位为厘米 时间的单位为秒 则简谐振动的振动方程为 15 7 图示为一向右传播的简谐波在t时刻的波形图 BC为波密介质的反射面 P点反射 则反射波在t时刻的波形图为 16 9 一束自然光自空气射向一块平板玻璃 设入射角等于布儒斯特角i0 则在界面2的反射光 A 自然光B 完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面 C 完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面 D 部分偏振光 8 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 当其中一偏振片慢慢转动1800时透射光强度发生的变化为 A 光强单调增加B 光强先增加 后又减小到零 C 光强先增加 后又减小 再增加 D 光强先增加 后减小 再增加 再减小到零 17 二 填空题 1 一质点的运动方程为x 6t t2 SI 则在t由0至4s的时间间隔内 质点位移大小为 在t由0到4s的时间间隔内质点走过的路程为 2 人造地球卫星沿椭圆轨道运动 地球的中心为该椭圆的一个焦点 以知地球半径R 6378km 卫星与地面的最近距离l1 439km 与地面的最远距离l2 2384km 若卫星在近地点A1的速度v1 8 1km s 则卫星在远地点A2的速度V2 10 已知电子的静能为0 511MeV 若电子的动能为0 25MeV 则它所增加的质量 m与静止质量m0的比值近似为 A 0 1B 0 2C 0 5D 0 9 18 4 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其合成运动的运动方程为x 3 一轻绳绕于半径为r的飞轮边缘 并以质量为m的物体挂在绳端 飞轮对过轮心且与轮面垂直的水平固定轴的转动惯量为J 若不计算摩擦 飞轮的角加速度 19 6 当惯性系S和S 坐标原点O和O 重合时 一点光源从坐标原点发出一光脉冲 对S系经过一段时间t后 对S 系经过时间为t 此光脉冲的球面方程 用直角坐标系 分别为S系 S 系 5 有两个同相的相干点光源S1和S2 发出波长为 的光 A是它们连线的中垂线上的一点 若在S1与A之间插入厚度为e 折射率为n的薄玻璃片 则两光源发出的光在A点的位相差 若已知 5000 n 1 5 A点恰为第四级明纹中心 则e 20 1 一质量为1kg的钢球A 系于长为l的轻绳一端 绳的另一端固定 今将绳拉到水平位置后由静止释放 球在最低点与在粗糙平面上的另一质量为5kg的钢块B作完全弹性碰撞后能回升到h 0 35m处 而B沿水平面滑动最后停止 求 1 绳长 2 B克服阻力所做的功 取g 10m s2 三 计算题 解 1 取小球为研究对象 取A B为一系统 碰撞过程中动量和机械能守恒 2 取B为研究对象 由动能定理 21 2 1mol理想气体在T1 400K的高温热源与T2 300K的低温热源间作卡诺循环 可逆的 在400K的等温线上起始体积为V1 0 001m3 终止体积V2 0 005m3 试求此气体在每一循环中1 从高温热源吸收的热量Q1 2 气体所作的净功A 3 气体传给低温热源的热量Q2 解 1 在高温热源等温膨胀时 吸热 2 由热机效率 3 22 3 一平面简谐波在t 0时刻的波形图 设此简谐波的频率为250Hz 且此时质点P的运动方向向下 求1 该波的波动方程 2 在距原点O为100m处质点的振动方程与振动速度表达式 解 1 由题意知 传播方向向左 设波动方程为 由旋转矢量法知 2 23 4 以氢放电管发出的光垂直照射在某光栅上 在衍射角 410的方向上看到 1 6562 和 2 4101 的谱线重合 求光栅常数最小是多少 解 故 取 故 24 01级期末考试题 一 选择题 1 质量为m的物体自空中落下 它除受重力外 还受到一个与速度平方呈正比的阻力的作用 比例系数为k k为正常数 该下落物体的收尾速度 作匀速运动的速度 是 2 一小珠可在半径为R的圆环上无摩擦地滑动 且圆环能以其竖直直径为轴转动 当圆环以恒定角速度 转动 小珠偏离圆环转轴而且相对圆环静止时 小珠所在处圆环半径偏离竖直方向的角度为 25 3 质量为m的一艘宇宙飞船关闭发动机返回地球时 可认为该飞船只在地球的引力场中运动 已知地球质量为M 万有引力恒量为G 则当它从距离地球中心R1处下降到R2处时 飞船增加的动能应等于 4 一静止的均匀的细棒 长为L 质量为M 可绕通过棒的端点且垂直于棒的光滑固定轴O在水平面内转动 转动惯量为1 3ML2 一质量为m 速率为v的子弹在水平面内沿与棒垂直的方向射入棒的自由端 设穿过棒后子弹的速率为1 2v 则此时棒的角速度应为 26 5 两瓶不同种类的理想气体 它们的温度和压强都相同 但体积不同 则单位体积内的气体分子数n 单位体积内气体分子的总平均动能 EK V 单位体积内的气体质量 分别有如下的关系 A n不同 EK V 不同 不同 B n不同 EK V 不同 相同 C n相同 EK V 相同 不同 D n相同 EK V 相同 相同 6 给定理想气体 从标准状态 P0V0T0 开始作绝热膨胀 体积增大到3倍 膨胀后温度T 压强P与标准状态时T0 P0的关系为 27 7 一弹簧振子作简谐振动 当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1 4时 其动能为振动总能量的 8 在夫琅和费衍射装置中 将单缝宽度a稍稍变窄 同时使会聚透镜L沿y轴正方向作微小位移 则屏幕C上的中央衍射条纹将 A 变宽 同时向上移动 B 变宽 同时向下移动 C 变宽 不移动 D 变窄 同时向上移动 E 变窄 不移动 28 9 如果两个偏振片堆叠在一起 且偏振化方向之间夹角为600 光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上 则出射光强为 A I0 8 B 3I0 8 C I0 4 D 3I0 4 10 宇宙飞船相对于地面以速度v作匀速直线飞行 某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光信号 经过 t 飞船上的时间 时间后 被尾部的接受器收到 则由此可知飞船的固有长度为 29 二 填空题 1 质量为0 25kg的质点 受力的作用 t为时间 t 0时该质点以的速度通过坐标原点 则该质点任意时刻的位置矢量为 2 若作用于一力学系统上外力的合力为零 则外力的合力矩为零 这种情况下力学系统的动量 角动量 机械能三个量中一定守恒的量为 不一定 动量 30 3 一根长为l的细绳的一端固定于光滑水平面的O点 另一端系一质量为m的小球 开始时绳子是松弛的 小球与O点的距离为h 使小球以某个初速率沿该光滑水平面上一直线运动 该直线垂直于小球初始位置与O点的连线 当小球与O点的距离达到l时 绳子绷紧从而使小球沿一个以O点为圆心的圆形轨迹运动 则小球作圆周运动时的动能与初动能的比值 4 已知三个简谐振动曲线 则振动方程分别为 31 5 一个点波源位于O点 以O为圆心作两个同心球面 半径分别为R1 R2 在两个球面上分别取相等的面积 S1和 S2 则通过它们的平均能流之比P1 P2为 32 6 有两个同相的相干点光源S1和S2 发出波长为 的光 A是它们连线的中垂线上的一点 若在S1与A之间插入厚度为e 折射率为n的薄玻璃片 则两光源发出的光在A点的位相差 若已知 5000 n 1 5 A点恰为第四级明纹中心 则e 7 子是一种基本粒子 在相对于 子静止的坐标系中测得其寿命为 0 2 10 6s 如果 子相对于地球的速度为v 0 998c 则在地球坐标系中测出的 子的寿命 33 1 质量为mA的小球A沿光滑的弧形轨道滑下 与放在轨道端点P处的静止小球B发生弹性碰撞 小球B的质量为mB A B两小球碰撞后 同时落在水平地面上 如果A B两球的落地点距P点的正下方O点的距离之比LA LB 2 5 求两小球的质量mA mB之比 解 1 两球正碰后的运动为平抛运动 2 两球弹性碰撞的过程 取A B为一个系统 则碰撞过程中 系统的动量和机械能都守恒 三 计算题 34 2 abcd为1mol单原子理想气体的循环过程 求 1 气体循环一次 在吸热过程中从外界共吸收的热量 2 气体循环一次对外作的净功 3 证明 TaTc TbTd 解 1 ab为等容过程 bc为等压过程 2 35 3 由理想气体状态方程 36 3 一平面简谐波沿OX轴的负向传播 波长为 P处质点的振动规律如图 求 1 P处质点的振动方程 2 该波的波动方程 3 若图中 求坐标原点O处质点的振动方程 解 1 设P点的振动方程为 由旋转矢量法知 2 设B点距O点为x 则波动方程为 3 37 4 以氢放电管发出的光垂直照射在某光栅上 在衍射角 410的方向上看到 1 6562 和 2 4101 的谱线重合 求光栅常数最小是多少 解 故 取 故 38 02级期末考试题 一 选择题 1 一光滑的内表面半径为10cm的半球形碗 以匀角速度 绕其对称轴OC旋转 已知放在碗内表面上的一个小球P相对碗静止 其位置高于碗底4cm 则碗旋转的角速度约为 2 一质点作匀速率圆周运动时 A 它的动量不变 对圆心的角动量也不变 B 它的动量不变 对圆心的角动量不断变化 C 它的动量不断变化 对圆心的角动量不变 D 它的动量不断变化 对圆心的角动量也不断变化 39 3 两质量分别为m1 m2的小球 用一倔强系数为k的轻弹簧相连 放在水平光滑桌面上 今以等值反向的力分别作用于两小球时 若以两小球和弹簧为系统 则系统的 A 动量守恒 机械能守恒 B 动量守恒 机械能不守恒 C 动量不守恒 机械能守恒 D 动量不守恒 机械能不守恒 4 一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动 射来两个质量相同 速度大小相同 方向相反的子弹 子弹射入圆盘并留在盘内 则子弹射入后的瞬间 圆盘的角速度 A 增大 B 不变 C 减小 D 不能确定 40 5 下列各图所示的速率分布曲线 哪一图中的两条曲线能是同一温度下氮气和氦气的分子速率分布曲线 41 6 一定量的理想气体 经历某过程后 它的温度升高了 则根据热力学定律可以断定 理想气体系统在此过程中吸了热 在此过程中外界对理想气体系统作了功 理想气体系统的内能增加了 理想气体系统既从外界吸了热 又对外作了功 A B C D E 7 用余弦函数描述一简谐振子的振动 若其速度 时间关系曲线如图 则振动的初相位为 42 9 波长的单色光垂直照射到宽度a 0 25mm的单缝上 单缝后面放置一凸透镜 在凸透镜的焦平面上放置一接受屏 今测得屏幕上中央明条纹一侧第三个暗纹和另一侧第三个暗纹之间的距离为d 12mm 则凸透镜的焦距f为 A 2mB 1mC 0 5mD 0 2mE 0 1m 43 10 光强为I0的平面偏振光先后通过两个偏振片P1 P2 P1 P2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别为 和900 则通过这两个偏振片后的光强I为 11 在某地发生两件事 静止于该地的甲测得时间间隔为4s 若相对甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5s 则乙相对于甲的运动速度为 44 二 填空题 45 4 有一电子管 其真空度为 则270C时管内单位体积的分子数为 5 给定的理想气体 热容比 已知 从标准状态 P0V0T0 开始 作绝热膨胀 体积增大到三倍 膨胀后的温度T 压强P 6 两相干波源S1和S2的振动方程是 S1距P点6个波长 S2距P点为13 4个波