2022年大学仪器仪表专业大学物理二期末考试试题C卷-附解析

第第页2022年大学仪器仪表专业《大学物理（二）》期末考试试题C卷附解析姓名：______班级：______学号：______考试须知：1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、一圆锥摆摆长为I、摆锤质量为m，在水平面上作匀速圆周运动，摆线与铅直线夹角，则：(1)摆线的张力T＝_____________________；(2)摆锤的速率v＝_____________________。2、若静电场的某个区域电势等于恒量，则该区域的电场强度为_______________，若电势随空间坐标作线性变化，则该区域的电场强度分布为_______________。3、质量为的物体，初速极小，在外力作用下从原点起沿轴正向运动，所受外力方向沿轴正向，大小为。物体从原点运动到坐标为点的过程中所受外力冲量的大小为_________。4、一小球沿斜面向上作直线运动，其运动方程为：，则小球运动到最高点的时刻是=_______S。5、四根辐条的金属轮子在均匀磁场中转动，转轴与平行，轮子和辐条都是导体，辐条长为R，轮子转速为n，则轮子中心O与轮边缘b之间的感应电动势为______________，电势最高点是在______________处。6、将热量Q传给一定量的理想气体：（1）若气体的体积不变，则热量转化为_____________________________。（2）若气体的温度不变，则热量转化为_____________________________。（3）若气体的压强不变，则热量转化为_____________________________。7、长为、质量为的均质杆可绕通过杆一端的水平光滑固定轴转动，转动惯量为，开始时杆竖直下垂，如图所示。现有一质量为的子弹以水平速度射入杆上点，并嵌在杆中.，则子弹射入后瞬间杆的角速度___________。8、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：（）。①②③④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．__________________________9、图示曲线为处于同一温度T时氦（原子量4）、氖（原子量20）和氩（原子量40）三种气体分子的速率分布曲线。其中曲线（a）是________气分子的速率分布曲线；曲线（c）是________气分子的速率分布曲线。10、在主量子数n=2，自旋磁量子数的量子态中，能够填充的最大电子数是______________。二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）1、热力学第零定律：2、基态：3、瞬时加速度：4、自由度：5、半波损失：6、介质的极化：三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）1、一质量为m,长度为L的匀质细杆对过杆中点且垂直的轴的转动惯量为（）。A.B.C.D.2、一无限长直导体薄板宽为l，板面与z轴垂直，板的长度方向沿y轴，板的两侧与一个伏特计相接，如图．整个系统放在磁感强度为的均匀磁场中，的方向沿z轴正方向．如果伏特计与导体平板均以速度向y轴正方向移动，则伏特计指示的电压值为（）。A.0B.vBlC.vBlD.2vBl3、在下列各种说法中，哪些是正确的？（）。（1）热平衡就是无摩擦的、平衡力作用的过程。（2）热平衡过程一定是可逆过程。（3）热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接。（4）热平衡过程在P—V图上可用一连续曲线表示。A.（1）、（2）B.（3）、（4）C.（2）、（3）、（4）D.（1）、（2）、（3）、（4）4、在一直线上相向运动的两个小球作完全弹性碰撞，碰撞后两球均静止，则碰撞前两球应满足：（）。A.质量相等B.速率相等C.动能相等D.动量大小相等，方向相反5、如图，在一圆形电流所在的平面内，选一个同心圆形闭合回路（）。(A)，且环路上任意一点(B)，且环路上任意一点(C)，且环路上任意一点(D)，且环路上任意一点常量6、一质点在x轴上运动，其坐标与时间的变化关系为x=4t-2，式中x、t分别以m、s为单位，则4秒末质点的速度和加速度为（）。A.12m/s、4m/B.-12m/s、-4m/C.20m/s、4m/D.-20m/s、-4m/7、一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为（其中a、b为常量）则该质点作（）。A.匀速直线运动B.变速直线运动C.抛物线运动D.一般曲线运动8、在真空中的静电场中，作一封闭的曲面，则下列结论中正确的是（）。A.通过封闭曲面的电通量仅是面内电荷提供的B.封闭曲面上各点的场强是面内电荷激发的C.由高斯定理求得的场强仅由面内电荷所激发的D.由高斯定理求得的场强是空间所有电荷共同激发的9、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.C.D.10、关于静电场中的电位移线，下列说法中，哪一种是正确的？（）A．起自正电荷,止于负电荷,不形成闭合线,不中断B．任何两条电位移线互相平行C．起自正自由电荷，止于负自由电荷，任何两条电位移线在无自由电荷的空间不相交D．电位移线只出现在有电介质的空间四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）1、一电子以0.99c(c为真空中光速)的速率运动．试求：(1)电子的总能量是多少？(2)电子的经典力学的动能与相对论动能之比是多少？(电子静止质量)2、一卡诺热机的低温热源温度为，效率为40%。若要将其效率提高到50%，求高温热源的温度需提高多少？3、如图所示，一个质量为m的物体与绕在定滑轮上的绳子相联，绳子质量可以忽略，它与定滑轮之间无滑动．假设定滑轮质量为M、半径为R，其转动惯量为，滑轮轴光滑．试求该物体由静止开始下落的过程中，下落速度与时间的关系。4、一衍射光栅，每厘米200条透光缝，每条透光缝宽为，在光栅后放一焦距=1m的凸透镜，现以=600nm(1nm=m)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？参考答案一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、，2、处处为零；均匀分布3、4、2S5、，06、（1）气体的能，（2）气体对外所做的功，（3）气体的能和对外所做的功7、8、②③①9、氩，氦10、4二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）1、热力学第零定律：如果有三个物体A、B、C，A、B两个物体分别处于确定状态的C达到了热平衡，那么A、B两个物体也会处于热平衡状态，两者相互接触，不会有能量的传递。2、基态：微观粒子的能量是量子化的，当主量子数n=1时的能级，称基态。3、瞬时加速度：(1)指时刻质点速度随时间的变化情况;(2)瞬时加速度的物理意义是，如果从时刻起质点作匀变速运动，则该匀变速运动的瞬时加速度为；(3)瞬时加速度。4、自由度：确定一个物体在空间的位置需要的独立坐标数目。5、半波损失：由波疏到波密介质的反射波，在反射点有位相π的突变，相当于有/2的波程差。6、介质的极化：将有极分子或无极分子放到外电场中，会发现电介质沿方向在两端出现等量异号电荷的现象。三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）1、D2、A3、B4、D5、B6、B7、B8、D9、C10、C四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）1、2、解：由卡诺热机效率：可得可得3、解：根据牛顿运动定律和转动定律列方程对物体：mg－T＝ma①对滑轮：