2022年大学工程力学专业大学物理下册期末考试试题D卷-附解析

第第页2022年大学工程力学专业《大学物理（下册）》期末考试试题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、两个相同的刚性容器，一个盛有氧气，一个盛氦气（均视为刚性分子理想气体）。开始他们的压强和温度都相同，现将3J的热量传给氦气，使之升高一定的温度。若使氧气也升高同样的温度，则应向氧气传递的热量为_________J。2、一平行板空气电容器的两极板都是半径为R的圆形导体片，在充电时，板间电场强度的变化率为dE/dt．若略去边缘效应，则两板间的位移电流为__________________。3、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___________。4、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_______________。5、一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，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_____。6、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____________。7、静电场中有一质子(带电荷)沿图示路径从a点经c点移动到b点时，电场力作功J．则当质子从b点沿另一路径回到a点过程中，电场力作功A＝___________；若设a点电势为零，则b点电势＝_________。8、已知质点的运动方程为，式中r的单位为m，t的单位为s。则质点的运动轨迹方程，由t=0到t=2s内质点的位移矢量______m。9、如图，在双缝干涉实验中，若把一厚度为e、折射率为n的薄云母片覆盖在缝上，中央明条纹将向__________移动；覆盖云母片后，两束相干光至原中央明纹O处的光程差为_________________。10、如图所示，轴沿水平方向，轴竖直向下，在时刻将质量为的质点由a处静止释放，让它自由下落，则在任意时刻，质点所受的对点的力矩＝________；在任意时刻，质点对原点的角动量=_____________。二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）1、瞬时速度：2、能量子：3、光的衍射现象：4、电偶极矩：5、偏振光（线偏振光）：6、平衡态：三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）1、关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是（）。A.只取决于刚体的质量,与质量的空间分布和轴的位置无关B.取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关C.取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置D.只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关2、把理想气体的状态方程写成恒量时，下列说法中正确的是（）。A.对一定质量的某种气体，在不同状态下，此恒量不等B.对摩尔数相同的不同气体，此恒量相等C.对不同质量的同种气体，此恒量相等D.以上说法都不对3、在真空中的A、B两平行金属板，相距为d，板面积为S（S→∞），各带电q和q，两板间的作用力f大小为（）。4、一均质细杆可绕垂直它且离其一端（为杆长）的水平固定轴在竖直平面内转动。杆的质量为，当杆自由悬挂时，给它一个起始角速度，如杆恰能持续转动而不作往复摆动则需要（已知细杆绕轴的转动惯量，一切摩擦不计）。A.B.C.D.5、一带电体可作为点电荷处理的条件是（）。A.电荷必须呈球形分布。B.带电体的线度很小。C.带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计。D.电量很小。6、质点沿半径R做圆周运动，运动方程为(单位)，则任意时刻质点角速度的大小=（）。A.B.C.D.7、在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽，其他条件不变，则中央明条纹（）。A.宽度变小B.宽度变大C.宽度不变，且中心强度也不变D.宽度不变，但中心强度增大8、一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，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，但氦气的压强大于氮气的压强D.温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强9、在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4s，若相对于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是（）(c表示真空中光速)。A.(4/5)cB.(3/5)cC.(2/5)cD.(1/5)c10、一质量为0.02kg的弹簧振子,振幅为0.12m,周期为2s,此振动系统的机械能为（）。A.0.00014JB.0.0014JC.0.014JD.0.14J四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）1、如图所示：长为的匀质细杆，质量为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。求：（1）开始转动的瞬间，细杆的角加速度为多少？（2）细杆转动到竖直位置时角速度为多少？2、一束具有动量的电子，垂直地射入宽度为a的狭缝，若在狭缝后远处与狭缝相距为R的地方放置一块荧光屏，试证明屏幕上衍射图样中央最大强度的宽度，式中h为普朗克常量。3、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？4、如图所示，两个带有等量异号电荷的无限长同轴圆柱面，半径分别是、，单位长度上的电荷为λ，内筒带正电，外筒带负电，求空间各点的电场强度及两筒间的电势差。参考答案一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、5J2、3、4、处处为零；均匀分布5、减小6、7、8、m9、上(n-1)e10、二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）1、瞬时速度：(1)指时刻质点运动的快慢和方向；(2)瞬时速度的物理意义是，如果从时刻起质点作匀速直线运动，则该直线运动的瞬时速度为；(3)瞬时速度。2、能量子：一个物理量如果有最小的单元而不可连续的分割，就说这个物理量是量子化的，并把最小的单元称为量子。3、光的衍射现象：当光通过窄缝（缝宽小到可以与波长相比拟(10-4m数量级以下)时，在屏幕上呈现明暗相间的条纹的现象。4、电偶极矩：对于电偶极子，该矢量的模等于电荷之间距离与正电荷的乘积，方向是由负电荷指向正电荷5、偏振光（线偏振光）：光振动只沿某一固定方向的光。6、平衡态：如果气体与外界没有能量和物质的交换，内部也无任何形式能量的转化，则密度、温度和压强都将长期维持均匀不变，这种状态称为平衡态。三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）1、C2、B