2022年大学天文学专业大学物理二期末考试试卷D卷-附解析

第第页2022年大学天文学专业《大学物理（二）》期末考试试卷D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、二质点的质量分别为、.当它们之间的距离由a缩短到b时，万有引力所做的功为____________。2、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。3、质量为m的物体和一个轻弹簧组成弹簧振子，其固有振动周期为T．当它作振幅为A的自由简谐振动时，其振动能量E＝__________。4、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．__________________________5、刚体绕定轴转动时，刚体的角加速度与它所受的合外力矩成______，与刚体本身的转动惯量成反比。（填“正比”或“反比”）。6、一长直导线旁有一长为，宽为的矩形线圈，线圈与导线共面，如图所示.长直导线通有稳恒电流，则距长直导线为处的点的磁感应强度为___________；线圈与导线的互感系数为___________。7、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_____________________________。8、一个半径为、面密度为的均匀带电圆盘，以角速度绕过圆心且垂直盘面的轴线旋转；今将其放入磁感应强度为的均匀外磁场中，的方向垂直于轴线。在距盘心为处取一宽度为的圆环，则该带电圆环相当的电流为________，该电流所受磁力矩的大小为________，圆________盘所受合力矩的大小为________。9、两个同振动方向、同频率、振幅均为A的简谐振动合成后振幅仍为A，则两简谐振动的相位差为_______。10、一质点的加速度和位移的关系为且，则速度的最大值为_______________。二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）1、位移：2、电通量：3、磁矩描：4、多普勒效应：5、狭义相对论相对性原理：6、位移极化：三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）1、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.抛物线运动C.变速直线运动D.一般曲线运动2、一个物体沿固定圆弧光滑轨道由静止下滑，在下滑过程中（）。A.它的加速度方向永远指向圆心,其速率保持不变B.它受到的轨道的作用力的大小不断增加C.它受到的合外力的大小变化,方向永远指向圆心D.它受到的合外力的大小不变,其速率不断增加3、距一根载有电流为3×A的电线1m处的磁感强度的大小为（）。A.3×TB.6×TC.1.9×TD.0.6T(已知真空的磁导率)4、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/5、一质点作简谐振动，周期为T．质点由平衡位置向x轴正方向运动时，由平衡位置到二分之一最大位移这段路程所需要的时间为（）。A.T/4B.T/6C.T/8D.T/126、关于可逆过程和不可逆过程的判断：（）。（1）可逆热力学过程一定是准静态过程。（2）准静态过程一定是可逆过程。（3）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程。（4）凡有摩擦的过程，一定是不可逆过程。以上四种判断，其中正确的是A.（1）、（2）、（3）B.（1）、（2）、（4）C.（2）、（4）D.（1）、（4）7、花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动，开始时两臂伸开，转动惯量为，角速度为，然后将两手臂合拢，使其转动惯量为，则转动角速度变为（）。A.B.C.D.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，直角三角形金属框架放在均匀磁场中，磁场平行于边，的长度为。当金属框架绕边以匀角速度转动时，回路中的感应电动势和、两点间的电势差为（）。A.B.C.D.10、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.一般曲线运动四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）1、有一以理想气体为工作物质的热机，其循环如图所示，试证明热机效率为2、已知一质点的运动方程为（a、b为常数，且不为零），求此质点运动速度的矢量表达式、加速度的矢量表达式和轨迹方程。3、电荷为q1的一个点电荷处在一高斯球面的中心处，问在下列三种情况下，穿过此高斯面的电场强度通量是否会改变？电场强度通量各是多少？(1)将电荷为q2的第二个点电荷放在高斯面外的附近处；(2)将上述的q2放在高斯面内的任意处；(3)将原来的点电荷移离高斯面的球心，但仍在高斯面内。4、如图所示，已知滑轮的半径为，转动惯量为J，弹簧的劲度系数为，物体的质量为.设开始时物体静止且弹簧无伸长，在物体下落过程中绳与滑轮无相对滑动，轴间摩擦不计，试求：（1）物体下落的距离为时，物体的速率。（2）物体能够下落的最大距离。参考答案一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、2、，03、4、②③①5、正比6、，7、（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8、9、3/4π10、10cm/s二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）1、位移：(1)指质点位置的改变；(2)从质点初位置指向末位置的矢量。2、电通量：通过电场中任一面积的电场线数目。3、磁矩描：述载流线圈或微观粒子磁性的物理量4、多普勒效应：由于声源与观察者的相对运动，造成接收频率发生变化的现象。5、狭义相对论相对性原理：在一切惯性系中，物理现象的规律都相同。6、位移极化：是电介质（不导电的物质）极化的一种方式。在电场中的无极分子正负电荷“重心”向相反的方向作一微小位移，故谓位移极化三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）1、C2、B3、B4、B5、D6、D7、C8、D9、B10、B四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）1、证明：C-A过程：吸热