大学物理试卷

1、大学物理模拟试卷一、填空题I (24分，每空2分)1 .一质点作直线运动，它的运动方程是x bt ct2, b, c 是常数.则此质点的速度是,力口速度是 【考查重点】：这是第一章中的考点，考查运动方程的基本性质。要注意速度是运动方程的一次导数，加速度是运动方程的二次导数。【答案解析】：速度 dx ( 2ct b),力口速度a 2c. dtdt2 .质量分别为200kg和500kg的甲、乙两船静止于湖中，甲船上一质量为 50kg的人通过轻1绳拉动乙船，经 5秒钟乙船速度达到 0.5 m s ,则人拉船的恒力为 ,甲船此时的速度为【考查重点】：这是第二章中的考点，考察质点动力学中牛顿第二定律及动

2、量守恒定律【答案解析】：v at；a v 0.1m/s F ma 500*0.150Nt动量守恒 m甲v甲 mfc v乙v甲 1m/s3.花样滑冰运动员绕过自身的竖直轴运动，开始时两臂伸开，转动惯量为I0,角速度为 0 1然后她将两臂收回，使转动惯量减少为I0/3,这时她转动的角速度变为 【考查重点】：这是第三章中的考点，考察定轴转动刚体的角动量守恒定律，即刚体受到的沿转轴的合力矩始终为零，Lz I 常数【答案解析】：I0 0 I =3 04. 一弹簧振子作简谐振动，总能量为Ei ,如果简谐振动振幅增加为原来的两倍，重物的质量增为原来的四倍，则它的总能量E2变为 1c【考查重点】：这是第四章中

3、的考点，考察的是简谐振动的总能量E -kA221c1c【答案解析】：E1 -kA2E2 k(2A)2 4E1225 .火车A以20 m s 1的速度向前行驶，A车的司机听到本车的汽笛频率为120Hz,另一火车B,以25 m s 1的速度向A迎面驶来，则B车司机听到A车汽笛的频率是 (设空气 1中严速为340 m s )【考查重点】：这是第五章中的考点，考察波源和介质相对运动时产生的多普勒效应，要记得多普勒效应的公式【答案解析】1 uVo s 340 25 120 137 Hz u Vs340 206 .静电场的环路定理的数学表示式为 。该式的物理意义是 ,该定理表明，静电场是 场【考查重点】：

4、这是第八章的考点，着重考察静电场的相关性质*【答案解析】：L E dI 0物理意义：单位正电荷在静电场中沿闭合路径绕行一周，电场力做功为 0表明：静电场是保守力场7 . 一瓶氢气和一瓶氧气温度相同，若氢气分子的平均平动动能为6.21 10 21J,则氧气分子的平均平动动能是,氧气的温度是【考查重点】：这是第六章的考点，考察的是分子的平均平动动能及其公式变换3【答案解析】：Ek 3kT 6.21 1021 KO2 22 E7TL 300 K3k、填空题H (20分，每空2分)1 .在双缝干涉实验中，两缝的间距为0.6mm,照亮狭缝S的光杠杆汞弧灯加上绿色滤光片，在2.5m远处的屏幕上出现干涉条纹

5、，测得相邻两明条纹中心的距离为2.27mm。则计算入射光的波长为【考查重点】：这是第十四章的考点，考察杨氏双缝干涉条件，对号入座数据，代入公式即 可【答案解析】：由杨氏双缝干涉条件D x d d x0x 5.45 10 4(mm) 5450(A) D2 .若电子在垂直于磁场的平面内运动，均匀磁场作用于电子上的力为F,轨道的曲率为 R,则磁感应强度的大小为 【考查重点】：这是第十章的考点，考察在匀强磁场中电荷的受力作用【答案解析】：若电子的速度方向与匀强磁场方向垂直，即0= 90。时，电子所受洛伦兹力 F= Beu,方向总与速度 u垂直.由洛伦兹力提供向心力，使电子在匀强磁场中做匀速圆周运动.m

6、vRBeB mFF Bev,可以得到YRe23.波长600nm的单色光垂直入射在一 光栅上，第 二级明条纹分别出现在 sin =0.20处，第四级缺级。则光栅上相邻两缝的间距(a+b)为,光栅上狭缝可能的最小宽度为【考查重点】：这是第十五章的考点, 式并注意衍射的极小值条件考察光栅衍射的间距和最小宽度问题，要记得相关公(a b)sin【答案解析】：(1)k(a b) sin36 1040.2(2)单缝衍射的极小值条件asin n缺级条件为:a na ba 416 10 441.5 10 (cm)44 .如图所示，均匀磁场的磁感应强度为B=0.2T,方向沿x轴正方向，则通过 aefd面的磁通量为

7、 【考查重点】：这是第十章的考点，考察的是磁通量的计算方法，注意的是磁场跟法向方向的夹角，再计算【答案解析】：r r4s B dS B Scos 0.2*0.15*0.024wb55 . 一质点带有电荷 q = 8.0 10-19C,以速度v = 3.0 105 m/s在半彳仝为R = 6.0 10-8m的圆周上作匀速圆周运动，该运动的带电质点在轨道中心所产生的磁感应强度B=。该运动的带电质点轨道运动的磁矩Pm =【考查重点】：这是第十章的考点,考察的是磁感应强度的计算方法及其磁矩，要记得几种情况的磁感应强度的计算方法【答案解析】：B3吗 6.7 10 6T4 R2Pmis 六 R21_ 21

8、2-qvR 7.2 10 21A m2欢迎下载3根据不确定度6.处于激发态的钠原子，发出波长为589nm的光子的时间平均约为 10-8s。关系式，光子能量不确定量的大小E =,发射波长的不确定度范围（即所谓谱线欢迎下载9宽度）是【考查重点】：这是第十九章得考点，考察的是不确定度的问题，要掌握相关公式【答案解析】346.63 1026 ,.-6.63 10 Jhchc210 82 E 1.15 10 m hc7.若粒子在均匀磁场中沿半径为R的圆形轨道运动，磁场的磁感应强度为B,则子的德布罗意波长【考查重点】:这是第十八章的考点,考察物质的德布罗意波长， 要记彳导=E/h和h/ p两个公式【答案解

9、析】2 v :qvB m Rmv qBR=h. qBRh 2eBR=2.29 (m/s).（14分）一质量为0.20kg的球，系在长为2m的绳索上，绳索的另一端系在天花板上.把小球移开，使绳索与铅直方向成30o角，然后从静止放开.求：（1）在绳索从30o角到0o角的过程中，重力和张力所作的功.（2） 物体在最低位置时的动能和速率.【考查重点】：这是第一章和第二章的考点，考察重力做功和机械能守恒定律，注意机械能守恒的条件是系统的外力和非保守内力都不做功【答案解析】（1）张力始终与运动方向垂直，不作功.重力作功为A mgR 1 cos30o = 0.525J.（2）以最低处为势能零点，在整个过程中

10、只有重力作功，机械能守恒，最低位置12_ _时的动能 Ek -m 2 0.525J ,2,因此，速率Vb四.（14分）气缸内有一定量的氧气（看成刚性分子理想气体）所示的循环过程，其中 ab为等温过程，bc为等体过程，ca为绝热过程.已知 a点的状态参量为Pa、Ya、Ta, b点的体积 5= 3Va .求该循环的效率.【考查重点】：这是第七章的考点，考察的是卡洛循环中循环效率的问题，关键是分析到各个过程做功，吸放热的问题，再计算整个工程的量【答案解析】：设气缸中有丫摩尔氧气，根据热力学第一定律Q= AE + A对于ab等温过程，A E = 0 ,故有Qab AabRTaln(Vb/Va)RTa

11、ln3 PaVa ln3对于bc等体过程，Tc < Tb , A = 0 ,故为放热过程.放出的热量QbcEb EcCv(Tb Tc)Cv(Ta Tc).111对于cd绝热过程，有Vc Tc Va Ta ,即Tc Ta (Va /Vc)C i 2 7因氧气为刚性双原子分子体，故CP 7 1.40Cvi 5Tc Ta(1)0.40 0.644Ta3一一 5 把Tc代入式得 QbcCVTa(1 0.644)| RTa 0.356 0.890paVa循环效率为 1组1”90 19.0%QabIn 3五.(12分) 两个半径分别为 R1和R2的同心球壳，中间是空气，构成一球形电容器，设所带电量分

12、别为+Q和-Q且均匀分布，求：(1)两球壳之间的电场强度。(2)两球壳之间的电势差。(3)电容器的电容。【考查重点】：这是八，九两章的考点，考察的是电场强度，电势差，电容的问题，直接运 用相关公式即可求解【答案解析】：根据高斯定理：E (1)U Q/er40 r2Q R2 dr Q 11i E?dl R1()40 r2 40 R1 R2Q C 40Ri-UR1R2六.(12分)半径为 R=0.1m的半圆形闭合线圈，载有电流I=10A,放在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面平行，如图所示。已知 B=0.5T,求(1)线圈所受力矩的大小和方向(以直径为转轴)(2)若线圈受上述磁场作用转到线圈平面与磁场

13、垂直的位置，则力矩作功为多少?【考查重点】：这是第十章的考点，考察的是磁场的的力矩及其做功的问题，要注意的是力 矩是个矢量，既有大小又有方向u*v v v【答案解析】：(1) M m B , 方向如右图C 12M mB ISBR2IB21210,110 5.0 1023225107.85 10 (Nm)A 1( 21) IBS 7.85 10 2 (J)七.(14分) 如图所示，AB和CD为两根金属棒，长度l都是1m,电阻R都是4 ,放置在均匀磁场中，已知磁场的磁感应强度B=2T,方向垂直于纸面向里。当两根金属棒在导轨上分别以v1 =4m/s和v2=2m/s的速度向左运动时，忽略导轨的电阻，试

14、求(1)两金属棒中各自的动生电动势的大小和方向，并在图上标出方向;v1。1V2 一O2AC(2)金属棒两端的电势差 U AB和UCD ;(3)金属棒中点O1和O2之间的电势差。【考查重点】：这是第十二章的考点，考察的是物体在磁场中运动切割磁感线引起的动生电动势，要注意 及时没有闭合回路动生电动势任然存在【答案解析】：(1) AB V1BL 8(V)从B到Acd V2BL 4(V)从 D 至UC(2)总电流 I -1 0.5(A) RUaB IR AB 6(V) Ucd IR AB 6(V)(3) Uo1o2 Uab/2 Ucd/20八.（14分）一平面简谐波沿 x轴正向传播，波的振幅A = 1

15、0 cm,角频率为 7rad/s.当 t =1.0 s时，x = 10 cm处的a质点正通过其平衡位置向y轴负方向运动，而 x = 20 cm 处的b质点正通过y = 5.0 cm 点向y轴正方向运动.设该波波长>10 cm,求该平面波的表达【考查重点】：这是第四章的考点，考察的是平面简谐波的表达式，一般先设出方程，再根据条件往里面代入求出各个参量即可x【答案解析】：设 y Acos心（t -）同UA .27tA 2nc /5九A巾AX 0.1入入60.24mUt=1t=0XT时,7 0.24 0.84m/s2九 2冗 5冗 4冗L 2634冗冗- Hr九时，小0 7九 一6九即一333所以 y 0.1cos7Mt )- 0.8430九.（13分）波长 =6000A的单色光垂直入射到光栅上，已知第二级明纹出现在=30°,第三级为缺级。求：（1）光栅常数（2）光屏上可以看到的明纹数【考查重点】：这是第十五章的考点，考察的是光栅衍射的问题，这里要注意缺级现象和缺级条件【答案解析】：（1） dsin 2 d a b 42.4 10 6md sin k（2）k 0, 1, 2.共五条明纹十.（13分）铝