2022年大学工程力学专业大学物理二期末考试试题-含答案

第第页2022年大学工程力学专业《大学物理（二）》期末考试试题含答案姓名：______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、两根相互平行的“无限长”均匀带正电直线1、2，相距为d，其电荷线密度分别为和如图所示，则场强等于零的点与直线1的距离a为_____________。2、一电子以0.99c的速率运动(电子静止质量为9.11×10-31kg，则电子的总能量是__________J，电子的经典力学的动能与相对论动能之比是_____________。3、两列简谐波发生干涉的条件是_______________，_______________，_______________。4、一质点沿半径R=0.4m作圆周运动，其角位置，在t=2s时，它的法向加速度=______，切向加速度=______。5、如图所示，一静止的均匀细棒，长为、质量为，可绕通过棒的端点且垂直于棒长的光滑固定轴在水平面内转动，转动惯量为。一质量为、速率为的子弹在水平面内沿与棒垂直的方向射出并穿出棒的自由端，设穿过棒后子弹的速率为，则此时棒的角速度应为______。6、一个中空的螺绕环上每厘米绕有20匝导线，当通以电流I=3A时，环中磁场能量密度w=_____________．()7、质量分别为m和2m的两物体(都可视为质点)，用一长为l的轻质刚性细杆相连，系统绕通过杆且与杆垂直的竖直固定轴O转动，已知O轴离质量为2m的质点的距离为l，质量为m的质点的线速度为v且与杆垂直，则该系统对转轴的角动量(动量矩)大小为________。8、同一种理想气体的定压摩尔热容大于定容摩尔热容，其原因是_______________________________________________。9、从统计的意义来解释,不可逆过程实质上是一个________________的转变过程,一切实际过程都向着________________的方向进行。10、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。二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）1、瞬时速度：2、等势面：3、玻尔兹曼分布律：4、自由度：5、能量按自由度均分定理：6、霍耳效应：三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）1、若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长，在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好？（）。A.5.0×mmB.1.0×mmC.1.0×mmD.1.0×mm2、假设卫星环绕地球作椭圆运动，则在运动过程中，卫星对地球中心的（）。A．角动量守恒，动能守恒。B．角动量守恒，机械能守恒。C．角动量不守恒，机械能守恒。D．角动量不守恒，动量也不守恒。3、有下列几种说法：(1)所有惯性系对物理基本规律都是等价的(2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关(3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同若问其中哪些说法是正确的,答案是（）。A.只有(1)、(2)是正确的B.只有(1)、(3)是正确的C.只有(2)、(3)是正确的D.三种说法都是正确的4、有一劲度系数为k的轻弹簧，原长为，将它吊在天花板上．当它下端挂一托盘平衡时，其长度变为．然后在托盘中放一重物，弹簧长度变为，则由伸长至的过程中，弹性力所作的功为（）。A.B.C.D.5、一匀质矩形薄板，在它静止时测得其长为a，宽为b，质量为．由此可算出其面积密度为/ab．假定该薄板沿长度方向以接近光速的速度v作匀速直线运动，此时再测算该矩形薄板的面积密度则为（）。A.B.C.D.6、长为的匀质细杆，可绕过其端点的水平轴在竖直平面内自由转动。如果将细杆置于水平位置，然后让其由静止开始自由下摆，则开始转动瞬间杆的角加速度和细杆转动到竖直位置时的角加速度分别为：（）。A.0;B.;0C.0;D.；0。7、当一平面简谐机械波在弹性媒质中传播时，下述各结论哪个是正确的？（）A.媒质质元的振动动能增大时，其弹性势能减小，总机械能守恒B.媒质质元的振动动能和弹性势能都作周期性变化，但二者的相位不相同C.媒质质元的振动动能和弹性势能的相位在任一时刻都相同，但二者的数值不相等D.媒质质元在其平衡位置处弹性势能最大8、下面说法正确的是（）。A.等势面上各点场强的大小一定相等B.在电势高处，电势能也一定高C.场强大处，电势一定高D.场强的方向总是从电势高处指向低处9、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10、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,其速率不断增加四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）1、如图所示，设两重物的质量分别为和，且＞，定滑轮的半径为r，对转轴的转动惯量为J，轻绳与滑轮间无滑动，滑轮轴上摩擦不计。设开始时系统静止，试求t时刻滑轮的角加速度。2、AA＇和CC＇为两个正交地放置的圆形线圈，其圆心相重合，AA＇线圈半径为20.0cm，共10匝，通有电流10.0A；而CC＇线圈的半径为10.0cm，共20匝，通有电流5.0A，求两线圈公共中心O点的磁感强度的大小和方向。()3、如图所示，一平面简谐波沿x轴正方向传播，BC为波密媒质的反射面．波由P点反射，=3/4，=/6．在t=0时，O处质点的合振动是经过平衡位置向负方向运动．求D点处入射波与反射波的合振动方程．（设入射波和反射波的振幅皆为A，频率为．）4、如图所示，在半径m的区域内有均匀磁场，方向垂直纸面向外，设磁场以T/s的匀速率增加。已知，m，试求：（1）半径为r的导体圆环中的感应电动势及P点处有旋电场强度的大小；（2）等腰梯形导线框中的感应电动势，并指出感应电流的方向。参考答案一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、2、3、振动方向相同、频率相同，相位相同或具有恒定的相位差4、57.6，2.45、6、7、mvl8、在等压升温过程中，气体要膨胀而作功，所以要比气体等体升温过程多吸收一部分热量。9、从几率较小的状态到几率较大的状态，状态的几率增大(或熵值增加)10、m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、等势面：电场中电势相等的各点构成的面叫做等势面3、玻尔兹曼分布律：当有保守外力(如重力场、电场等)作用时，气体分子的空间位置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、能量按自由度均分定理：气体分子的每一个自由度都具有相同的平均平动动能，其大小都等于kT/2。6、霍耳效应：当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）1、D2、B3、D4、C5、C6、B7、D8、D9、B10、B四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）1、解：作受力图。2、解：AA＇线圈在O点所产生的磁感强度(方向垂直AA＇平面)CC＇线圈在O点所产生的磁感强度