安徽农业大学大学物理期末考试试卷及答案

安徽农业大学2。07—20。8学年第二学期

《普通物理学U》试卷答题纸(A卷)

一选择题

1.用铁锤把质量很小的钉子敲入木板，设木板对钉子的阻力与钉子进入木板

的深度成正比。在铁锤敲打第一次时，能把钉子敲入2.OOcmo如果铁锤第二

次敲打的速度与第一次完全相同，那么第二次敲入多深为()

(A)0.50cm；(B)0.41cm；(C)0.83cm；(D)2.00cmo

2.一个平面简谐波沿x轴正方向传播，波速为u=160m/s,t=0时刻的波形图

如图所示，则该波的表式为

(A)y=3cos(40^r+^x-y)m；

(B)y=3cos(40m+?x+gm；

(C)y=3cos(40/zt--y)m；

(D)y=3cos(40^r--^x+y)mo

3.关于高斯定理的理解有下面儿种说法,

(A)如果高斯面上E处处为零，则该面内必无电荷;

(B)如果高斯面内无电荷，则高斯面上E处处为零;

(C)如果高斯面上E处处不为零，则该面内必无电荷;

(D)如果高斯面内有净电荷，则通过该面的电通量必不为零。

4.容器中储有一定量的处于平衡状态的理想气体，温度为T,分子质量为机，

则分子速度在x方向的分量平均值为(根据理想气体分子模型和统计假设讨论)

(A)匕=0；)

5.一轻绳绕在具有水平转轴的定滑轮上，绳下用大小等于mg,方向向下的力

拉绳子，此时滑轮的角加速度为6。若将外力卸掉，而用大小等于m的物体

挂在绳下，则滑轮的角加速度将：()

(A).变大；(B).不变；(C).变小；(D).无法确定

6.用细导线均匀密绕成长为/、半径为。(/>>“)、总匝数为N的螺线管，通

以稳恒电流/,当管内充满相对磁导率为〃,的均匀介质，管中任意一点()

(A)磁感应强度大小为〃。从刀/；(B)磁感应强度大小为〃，阳〃；

(C)磁场强度大小为〃。加〃；(D)磁场强度大小为N/〃。

7.一根质量为〃?、长度为L的匀质细直棒，平放在水平桌面上。若它与桌面

间的滑动摩擦系数为〃，在仁0时，使该棒绕过其一端的竖直轴在水平桌面上

旋转，其初始角速度为0°，则棒停止转动所需时间为()

(A)2Lg/3g〃；(B)Lg/3g〃；(C)4Lg/3g〃；(D)Lg/6g〃。

8.两相干平面简谐波沿不同方向传播，如图所示，波速均为“=0.40〃〃s,其

中一列波在A点引起的振动方程为％=A,cos(2^-1),另一列波在8点引

起的振动方程为力=&cos(2m+叁)，它们在P点相遇，AP=0.80//Z,

BP^1.20m,则两波在尸点的相位差为：()A.---------7t

(A)0；(B)兀12；(C)兀；(D)34/2。

B/

9.一个空气平行板电容器，充电后把电源断开，这时电容器中储存的能量为

Wo,然后在两极板间充满相对介电常数为吟的各向同性均匀电介质，则

该电容器中储存的能量为()

(A)srW0;(B)Wo/sr；(C)(l+£r)W0；(D)Wo。

10.已知某带电体的静电场U-r的关系曲线如图所示。则该带电体是()

(A)半径为R的均匀带电球面；

(B)半径为R的均匀带电球体；

(C)半径为R的均匀带电柱面一；

(D)半径为R的均匀带电柱体。

11.一定量的理想气体起始温度为T体积为V,先经绝热膨胀到体积2V,又

经等容过程使温度恢复到T,最后在等温压缩中体积回到V,则在此过程中：

()

(A)气体向外界放热(B)气体对外界做功

(C)气体内能增加(D)气体内能减少

12.电磁波在自由空间传播时，电场强度及与磁场强度百()

(A)在垂直于传播方向上的同一条直线上;

(B)朝互相垂直的两个方向传播；

(C)互相垂直，且都垂直于传播方向；

(D)有相位差%/2。

二填空题

1.一平行板电容器的面电荷密度为。，其间为真空(介电常数为4),则

在其内部产生的电场强度的大小.2.半径为r的均匀带电球面1,

带电量为力，其外有一同心的半径为R的均匀带电球面2,带电量为“2,则

两球面间的电势差为o

3.在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角夕=LOxl(T4rad,在波长4=700nm

的单色光垂直照射下，测得干涉相邻明条纹间距1=0.25cm,此透明材料的折

射率n=o

4.在单缝夫琅和费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小。若钠黄光

（4=589nm）为入射光，中央明纹宽度为4.0mm；若以蓝紫光（友=442nm）为

入射光，则中央明纹宽度为mm。

5.一束光强为I。的自然光,相继通过三个偏振片P、P2、P3后出射光强为1。/8。

已知Pi和P：,的偏振化方向相互垂直。若以入射光线为轴旋转P2,要使出射光

强为零，P?至少应转过的角度是o

6.一质点沿半径为0.2m的圆周运动，其角位置随时间的变化规律是

夕=6+5/（si制）。在t=2s时，它的法向加速度a„=,切向加

速度a.=o

7.长为1的匀质细杆，可绕过其端点的水平轴在竖直平面内自由转动。如果

将细杆置与水平位置，然后让其由静止开始自由下摆，则开始转动的瞬间，

细杆的角加速度为,细杆转动到竖直位置时角速度为O

8.宏观量温度T与气体分子的平均平动动能不的关系为o

9.如右图，在静电场中，一质子沿四分之一圆弧从A移到

B,电场力做功8X1015J,则当质子沿四分之三圆弧轨道从BB（.」

回到A时，电场力做功为,设A点的电势为零，

则B点的电势为.

三判断题

1.物体的温度愈高，则其内能愈大，所含热量愈多。（）

2.振动的速度与波的传播速度方向可以平行也可以垂直。（）

3.通过螺线管的电流I愈大，螺线管的自感系数L也愈大。（）

4.波长为500nm的单色光垂直入射到宽为0.25mm的单缝上，单缝后面放置

一凸透镜，凸透镜的焦平面上放置一光屏，用以观测衍射条纹，今测得中央

明条纹一侧第三个暗条纹与另一侧第三个暗条纹之间的距离为12mm,则凸透

镜的焦距f为0.8m。（）

四计算题

1.如图所示，无限长直导线中电流为i，矩形导线框abed与长直导线共面,

且ad//AB,de边固定，ab边沿da及cb以速度v无摩擦地匀速平动，设线框

自感忽略不计，t=0时，ab边与de边重合。

（1）如i=I。，I。为常量，求ab中的感应电动势，a.b两点哪点电势高？

（2）如i=1°cos电，求线框中的总感应电动势。

A,

2.波长600nm的单色光垂直照射在光栅上，

第二级明条纹分别出现在s力76=0.20处，第四级缺级。

试求：⑴光栅常数（亦加。

⑵光栅上狭缝可能的最小宽度a。

⑶按上述选定的a、6值，在光屏上可能观察到的全部级数。

3.一条均匀的金属链条，质量为m,挂在一个光滑的钉子上，一边长度为a,

另一边长度为b,且a〉b,试证链条从静止开始到滑离钉子所花的时间为：

\[a+y/b

4.半径为2cm的导体球，外套同心的导体球壳，壳的内、外半径分别为4cm

和5cm,球与壳之间是空气，壳外也是空气，当内球的电荷量为3xlO-8c时，

这个系统储存了多少电能？57mol双原子理想气体经过如图所示的循环过

程，先经过等压过程，再经过等体过程，再经过绝热过程回到原来状态。

求⑴各过程中理想气体分别从外界吸收了多少热量？其增加了多少内能？

对外做了多少功？用图示已知条件"W。"」等表示。（2）理想气体在一个循环

过程中的循环效率

安徽农业大学2007—2008学年第二学期

《普通物理学n》试卷答题纸（A卷）

得分评阅人一选择题：（共12小题，每小题2分，共24分）

1.C2.C3.D4.A5.C6.D

7.A8.A9.B10.A11.B12.C

得分评阅人二填空题（写出最简化结果，否则不得分）：（共9小

-----------题，每空2分，共24分）

6.-8X10%5000V

得分评阅人三判断题：（正确在题后写T,错误在题后写F。共4

小题，每题3分，共12分）

1.F.2._T______.3._F_______.4._F.

得分评阅人四计算题（共5小题，每题8分，共40分）

(1)由于右=4，所以，ab中感应电动势为〈”

=,=_d①”=_d/?m九+1I=_um%+k4分)'

dt2万dr/02万/0

由楞次定律可知，。6中感应电动势方向由方指向G，即。点为高电势。（1分）

（2）由于i=/oCOSd和（=比，所以，〃）中感应电动势为

d①,〃=〃0，出2]n'o+44[出也，o+)

2

dt2乃drZo2万dtZo

(3分)

〃。/（），o+，i

L>(COSa)t-cotsincot)In

2〃I。

2.解：(1)(a+力)sin6=A4。+力=""=」又乂1°_=6x10”帆(3分)

sin&.0.2

(2)asine=JtN(a+〃)sin6-kX

a+b,,6x10-6

=-----K=-------X1=1.5x10-6/〃（3分）

k4

0、7,.zj,,(a+b)sinC6x106xl

(3)(«+b)xsin0=kA0,k—----------=---------=10(2分)

mni2600xlO-9

观测到的全部级数为k=0,±1,±2,±3,±5,±6,±7,±9(2分)

3.略解

4.

解：由于是单原子分子，则i=3.（1分）

等温过程中：。7=水7'111旦=一处?7'1112（2分）

2Vo

有理想气体方程得PV=*T=>2P0V0=/T,则QT=一24匕In2

等压过程：Qp=yCpM=ygRNT

有理想气体方程得PV=yRT=>2P0V0=yRT和2R2%=阿'n2与匕=4?AT

QP=5P0V0（3分）

等体过程：AT=O,QV=yCvl^'==-3^V0,（2分）

循环效率：

|。吸|-|。放I

(54％_24匕如2一3痣%)/(5/匕)=0.123(2分)

力以I

安徽农业大学大学物理期末考试试卷及答案

1.用细导线均匀密绕成长为/、半径为。(/>>。)、总匝数为N的螺线管，通以稳恒电

流/,当管内充满相对磁导率为〃,的均匀介质后，管中任意一点的

()

(A)磁感应强度大小为(B)磁感应强度大小为〃，N/〃；

(C)磁场强度大小为〃。(D)磁场强度大小为N/〃。

2.压强、体积和温度都相同(常温条件)的氮气和氧气在等压过程中吸收了相等的热量,

它们对外作的功之比为()

(A)1:1：(B)7:5；(C)5:7；(D)9:5。

3.用铁锤把质量很小的钉子敲入木板，设木板对钉子的阻力与钉子进入木板的深度成正

比。在铁锤敲打第一次时，能把钉子敲入2.00cm。如果铁锤第二次敲打的速度与第一次

完全相同，那么第二次敲入多深为()

(A)0.50cm；(B)0.41cm；(C)0.83cm；(D)2.00cm。

4.-轻绳绕在具有水平转轴的定滑轮上，绳下端挂一物体，物体的质量为m,此时滑轮

的角加速度为6。若将物体卸掉，而用大小等于mg,方向向下的力拉绳子，则滑轮的角

加速度将：()

(A).变大；(B).不变；(C).变小；(D).无法确定

5.一束光强为10的自然光，相继通过三个偏振片Pl、P2、P3后出射光强为10/8。已知

P1和P3的偏振化方向相互垂直。若以入射光线为轴旋转P2,要使出射光强为零，P2至

少应转过的角度是()

(A)30°；(B)45°；(C)60°；(D)90°。

6.在2°。。时，理想气体的内能为()

(A)全部动能的和；(C)全部转动动能的和；

(D)全部平动动能的和；(E)全部振动动能与势能的和。

7.关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是()

(A)如果高斯面上E处处为零，则该面内必无电荷；

(B)如果高斯面内无电荷，则高斯面上E处处为零；

(C)如果高斯面上E处处不为零，则该面内必无电荷；

(D)如果高斯面内有净电荷，则通过该面的电通量必不为零。

8.下面的叙述正确的是()

(A)物体的温度愈高，则其内能愈大，所含热量愈多；

(B)等势面上各点的场强大小都相等；

(C)金属中电流的速度是电子定向移动的速度；

(D)绝热过程对外作正功，系统的内能必减少。

9.有一长为1截面积为A的载流长螺线管绕有N匝线圈，设电流为I,则螺线管内的磁

场能量近似为

（b）〃。4/2止/（2/2）；

（C）（D）.

10.一个平面简谐波沿X轴正方向传播，波速为u=160m/s,t=0时刻的波形图如图所示,

则该波的表式为

y(M

y=3cos(40^r+—x--)

x(〃?)

y=3cos(40加+—x+—)

y=3cos(40万--%+—)

2m。

二填空题（写出最简化结果）：（共10小题，每题2分，共20分）

1.一个空气平行板电容器，充电后把电源断开，这时电容器中储存的

能量为W0,然后在两极板间充满相对介电常数为er的各向同性均匀

电介质，则该电容器中储存的能量为。

2.有一磁矩为瓦"的我流线圈，置于磁感应强度为B的均匀磁场中，P"-与B的夹角为a,

那么：当线圈由。=0。转到&=180。时，外力矩作的功为。

3.使2moi的理想气体，在T=400K的等温状态下，准静态地从体积V膨胀到2V,则此

过程中，气体的牖增加是o

4.一质量为2kg的物体在力F=4ti+（2+3t）j的作用下，以初速度lj米/秒运动，若此力作

用在物体上2秒后，动量为o

5.半径为r的均匀带电球面1,带电量为由,其外有一同心的半径为R的均匀带电球

面2,带电量为%,则两球面间的电势差为。

6.半径为a的无限长密绕螺线管，单位长度上的匝数为n,螺线管导线中通过交变电流

i=I0sincot则围在管外的同轴圆形回路（半径为r）上的感生电动势为V。

7.一列平面简谐波沿8负方向传播，波长为九。若在x=/l/3处质点的振动方程为

y=Acos则该平面简谐波的表式为。

8.如右图，在静电场中，一质子沿四分之一圆弧从A移动到B,电场

力做功8X10-17J,设A点的电势为零，则B点的电势为

9.定轴转动刚体的运动学方程是夕=5+2/，”1.00s时刚体上距

转轴0.10m的一点的加速度的大小是。

10.一“探测线圈”由50匝导线组成，截面积S=4cm2,电阻R=25。若把探测线圈

在磁场中迅速翻转90°,测得通过线圈的电荷量为=4x10"C,则磁感应强度B的

大小为。

三判断正误(正确在题后写T,错误在题后写F。共5小题，每小题2

评阅人

分,共10分)

1.在系统不受外力作用的非弹性碰撞过程中，动量不守衡，动能守衡。

()

2.同种气体在理想状态下定压摩尔热熔比定体摩尔热熔小，说明等压过程要比等体过程

多做功

3.磁场的高斯定理说明：穿入闭合曲面的磁感应线条数必然等于穿出的磁感应线条数,

同时说明磁场是有旋场。

4.一个质点作简谐振动，周期为T,当质点由平衡位置向x轴正方向运动时，山平衡位

置到二分之一-最大位移这段路程所需要的最短时间为T/8。()

5.波长为500nm的单色光垂直入射到宽为0.25mm的单缝上，单缝后面放置一凸透镜，

凸透镜的焦平面上放置一光屏，用以观测衍射条纹，今测得中央明条纹一侧第三个暗条

纹与另一侧第三个暗条纹之间的距离为12mm,则凸透镜的焦距f为1m。

四计算题(共5小题，每题10分，共50分)

1.Imol多原子刚性理想气体经过如图所示的循环过程，先经过等压过

程，再经过等体过程，最后经过等温过程回到原来状态.

求(1)各过程中理想气体吸放热以及内能的变化？用图示已知条件表示。(2)理想气体在一

个循环过程中的循环效率〃。

2.波长500nm的单色光垂直照射在光栅匕第二级明条纹分别出现在sin。=0.20处，第

三级缺级。试求：

(1)光栅常数(a+b)。

(2)光栅上狭缝可能的最小宽度a。

(3)按上述选定的a、b值，在光屏上可能观察到的全部级数。

3.长，=0.8m、质量加=L0°依的匀质木棒，可绕水平轴O在竖直平面内转动，开始

时棒自然竖直悬垂，现有质量机=的子弹以v=200机人的速率从A点射入棒中，

-I

A点与O点的距离为4,如图所示。求：(1)棒开始运动时的角速度；(2)棒的最大

偏转角。

4.半径为2cm的导体球，外套同心的导体球壳，壳的内、外半径分别为4cm和5cm,

球与壳之间是空气，壳外也是空气，当内球的电荷量为3x10'C时，

(1)这个系统储存了多少电能？

(2)如果用导线把球与壳连在•起，结果将如何？

5.如图所示，无限长直导线中电流为i,矩形导线框abed与长直导线共面，且ad//AB,

de边固定，ab边沿da及cb以速度v无摩擦地匀速平动，设线框自感忽略不计，t=0时,

ab边与de边重合。

(1)如i=IO,10为常量，求ab中的感应电动势，a,b两点咖点电势高？

(2)如'=求线框中的总感应电动势。

安徽农业大学大学物理期末考试试题答案

1.D2.B3.C4.A5.B6.A7.D8.D9.D10C

l.WO/ero2.-2PMB。3.2Rln2。48i+12j5.qlRr(R-r)/4eORr

2式2万

y=Acos(&+——x------)

6HoiOnn3a2cos3。7,43mo

8f-500Vo9,3.8m/s2o10,OST0

分)

1F2F3T4F5T

1由于是多原子刚性分子，则i=6.有理想气体方程得PY=阿=2尸°匕=yRT

Qp=yCp^T=/■—--RATo_opi/

1)等压过程:23分

叫==6痣匕

1分

等体过程:1分

△号=_6痣匕］分

2V

。7=一冰Tln3=-冰Tln2

等温过程中:匕=-2R%ln2i分

\ET=y：RAT=。

2)循环效率:2分

|。吸|-|。放I

“—-----------------------=

|Q吸|(8PM_2/Xln2_6/X)/8/X=Q078

2解,2)(a+>)sin>=44

JO_2x500x102

a+b==5x10-6机

sin00.2

k4分

(a+〃)sin6=kX

(2)asin6二kN4分

a=xl=1.67x10-6m

(3)(a+b)sin8=kA2分

(a+b)sin65x10-6,i

2—500x10-9

全良滋■为"=°，±L±2，±4，±5,±7,±8,±10

3解:(1)应用角动量守恒定律

mo-I+—Io

43U)4分

-mu-xlOxlO_3x200

CD—7-------------r-=：------------------------------=5.5(raJ/s)

\^M+—m\lI-xl+—xlOxlO_3)x0.8

得U16)U10)]分

(2)应用机械能守恒定律4分

I।3II3Z

—[—Ml2+/n(—Z)](»2-Mg——mg一=-Mg—c^sO-mg-cos。

-A/+-加］

cose=1--3-------'0=-0.079

得2M+3加g

6=94.5。

4解:

(J)由高斯定理结合静电平衡,可得内外空间场强分部为:2分

E=-------

r<R、E=0R2>r>4九4厂

£=_e_

黑>r>&,E=0r>&4乃分尸

系统储存的电能为

W=JwdV£^(w)2dv

1Q2”02

=9x1。隈四空

4f2224

-4

®1.8X10(J)5分

（2）导线把球与球壳相连后,电荷全部分布在球壳外表面,电量为Q,有静电平衡

可知,只有球壳外部至无穷远有电场分布,'>&,44£。〃。系统储存的电能

为

叩=2=均"7或章）%昨直当看

(318)

^9X109XX0-xlxl02«8.5X10-5(J)

253分

5解:

通过线圈abed的磁通量为2分

①”,=[d①,.=[8.dS=f，祟4dr

=W/2in^±k

2%~I。

(1)矽于’2=)，所以,ab中感应电动势为

2=_d①_〃亿）/，o+A_"o'。十|n，o+L

dr2/rdr/024/0

由楞次定律可知,ab中感应电动势方向由b指向a,即a点为高电势。4分

（2）由于》=Ac°sd和k=£,所以,曲中感应电动势为

4分

8二d①小二闻叱10+，i〃(),出(o+1

2

dt2/rdrZo2〃dtZo

=-u(coscot-cotsincot)In"”

24/0

2008年下学期2007级《大学物理(下)》期末考试(A卷)

一、选择题(共27分)

1.(本题3分)(2717)

距一根载有电流为3X104A的电线1m处的磁感强度的大小为

(A)3X10，T.(B)6X10”.

(C)1.9X102T.(D)0.6T.

(已知真空的磁导率例=4兀X10；T•m/A)

2.(本题3分)(2391)

一电子以速度垂直地进入磁感强度为月的均匀磁场中，此电子在__________邑

磁场中运动轨道所围的面积内的磁通量将

(A)正比于B,反比于(B)反比于B,正比于小.

(C)正比于B,反比于5(D)反比于B,反比于V.

3.(本题3分)(2594)

有一矩形线圈AOCD,通以如图示方向的电流/，将它置于均

匀磁场与中，月的方向与x轴正方向一致，线圈平面与x轴之间“卜、夕

的夹角为a,a<90°.若4。边在y轴上，且线圈可绕y轴自由J二'〃

转动，则线圈将

(A)转动使a角减小.

(B)转动使a角增大.

(C)不会发生转动.

(D)如何转动尚不能判定.

4.(本题3分)(2314)

如图所示，V、N为水平面内两根平行金属导轨，-

而与cd为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸M片养书怦

导线.外磁场垂直水平面向上.当外力使m向右平移।，

(A)不动.(B)转动.

(C)向左移动.(D)向右移动.[]

5.(本题3分)(2125)

如图，长度为/的直导线ab在均匀磁场片中以速度力移---------”b>

动，直导线成中的电动势为——

(A)Blv.(B)Blvsma.、Q

(C)Blvcosa.(D)0.[]~—»

6.(本题3分)(2421)---------------A

已知一螺绕环的自感系数为L.若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管，则两个半

环螺线管的自感系数

(A)都等于(B)有一个大于另一个小于

222

(C)都大于(D)都小于工力.[]

22

II（本题3分）（5125）

一根无限长直导线通有电流/,在P点处被弯成了一个半径为R

的圆，且P点处无交叉和接触，则圆心。处的磁感强度,0力

大小为，方向为V/

-------------------------------•P

12.（本题3分）（5134）

图示为三种不同的磁介质的，关系曲线，其中虚线表绅a

示的是8="出的关系.说明a、b、c各代表哪一类磁介质的

关系曲线：/b

a代表