2025年大学应用物理学（应用物理技巧）试题及答案

2025年大学应用物理学（应用物理技巧）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。（总共6题，每题5分）1.关于电场强度，下列说法正确的是（）A.由\(E=\frac{F}{q}\)可知，电场强度\(E\)跟电场力\(F\)成正比，跟放入电场中的电荷电荷量\(q\)成反比B.由\(E=k\frac{Q}{r^{2}}\)可知，在离点电荷很近的地方，\(r\)接近于零，电场强度为无穷大C.电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力方向相同D.电场中某点的电场强度的大小和方向与放入该点的试探电荷无关2.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图可知（）A.在\(t=0\)时刻，线圈平面与中性面垂直B.在\(t=0.01s\)时刻，穿过线圈的磁通量最大C.线圈转动的角速度为\(50\pirad/s\)D.该交变电流的有效值为\(2A\)3.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比\(n_1∶n_2=2∶1\)，原线圈接正弦交流电源，副线圈接电阻\(R\)，下列说法正确的是（）A.原、副线圈中电流频率之比\(f_1∶f_2=2∶1\)B.原、副线圈中电流之比\(I_1∶I_2=1∶2\)C.原、副线圈两端电压之比\(U_1∶U_2=2∶1\)D.变压器输入功率与输出功率之比\(P_1∶P_2=2∶1\)4.如图所示，通电导线\(MN\)与单匝矩形线圈\(abcd\)共面，位置靠近\(ab\)且相互绝缘。当\(MN\)中电流突然减小时，线圈所受安培力（）A.方向向左，使\(ab\)边向\(MN\)靠近B.方向向左，使\(ab\)边远离\(MN\)C.方向向右，使\(ab\)边向\(MN\)靠近D.方向向右，使\(ab\)边远离\(MN\)5.如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为\(\theta\)，经折射后射出\(a\)、\(b\)两束光线，则（）A.在玻璃中，\(a\)光的传播速度小于\(b\)光的传播速度B.在真空中，\(a\)光的波长小于\(b\)光的波长C.玻璃砖对\(a\)光的折射率小于对\(b\)光的折射率D.若改变光束的入射方向使\(\theta\)角逐渐变大，则折射光线\(a\)首先消失E.分别用\(a\)、\(b\)光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，\(a\)光的干涉条纹间距大于\(b\)光的干涉条纹间距6.如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与纸面垂直。一个闭合线圈从某一高度由静止开始下落，进入磁场区域后，在磁场力作用下速度先减小后增大，最后匀速下落穿出磁场。已知线圈匝数为\(n\)，电阻为\(R\)，重力加速度为\(g\)，磁场区域宽度为\(d\)，线圈下落过程中始终保持水平，且其平面与磁场方向垂直。则在线圈穿过磁场区域的过程中，下列说法正确的是（）A.线圈先做减速运动，后做加速运动，最后做匀速运动，匀速运动的速度\(v=\frac{mgR}{nB^{2}d^{2}}\)B.线圈匀速运动时，受到的安培力大小\(F=mg\)C.线圈匀速运动时，通过线圈横截面的电荷量\(q=\frac{nBd^{2}}{R}\)D.线圈从进入磁场到穿出磁场的过程中，产生的焦耳热\(Q=mgd\)第II卷（非选择题共70分）7.（10分）如图所示，一灵敏电流计\(G\)的内阻\(R_g=300\Omega\)，满偏电流\(I_g=1mA\)。现要把它改装成量程为\(3V\)的电压表，需串联一个阻值为多大的电阻\(R\)？改装后的电压表内阻\(R_V\)为多大？8.（15分）如图所示，两根足够长的平行金属导轨\(MN\)、\(PQ\)固定在水平面上，导轨间距\(L=0.5m\)，导轨电阻不计。导轨左端接有阻值\(R=2\Omega\)的电阻。质量\(m=0.1kg\)、电阻\(r=1\Omega\)的金属棒\(ab\)垂直导轨放置，且与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度\(B=2T\)的匀强磁场中。现使金属棒\(ab\)以初速度\(v_0=10m/s\)向右运动，运动过程中金属棒始终与导轨垂直，且受到方向水平向左、大小\(F=0.2N\)的恒定拉力作用。已知金属棒受到的安培力\(F_{安}=BIL\)，求：（1）金属棒\(ab\)向右运动的最大速度\(v_m\)；（2）金属棒\(ab\)速度从\(v_0\)减小到\(v_m\)的过程中，电阻\(R\)上产生的热量\(Q\)。9.（15分）如图所示，一理想变压器原线圈接在电压\(u=220\sqrt{2}\sin(100\pit)V\)的交流电源上，副线圈接有两个相同的灯泡\(L_1\)和\(L_2\)，灯泡的额定电压均为\(220V\)，额定功率均为\(110W\)。已知变压器原、副线圈匝数比\(n_1∶n_2=2∶1\)，求：（1）通过灯泡\(L_1\)的电流\(I_1\)；（2）变压器的输入功率\(P_1\)。10.（20分）材料：如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为\(\theta\)，经折射后射出\(a\)、\(b\)两束光线。已知光在真空中的传播速度为\(c\)。问题：（1）若玻璃砖对\(a\)光的折射率为\(n_a\)，求\(a\)光在玻璃砖中的传播速度\(v_a\)。（2）若改变光束的入射方向使\(\theta\)角逐渐变大，分析折射光线\(a\)、\(b\)的变化情况。11.（20分）材料：如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与纸面垂直。一个闭合线圈从某一高度由静止开始下落，进入磁场区域后，在磁场力作用下速度先减小后增大，最后匀速下落穿出磁场。已知线圈匝数为\(n\)，电阻为\(R\)，重力加速度为\(g\)，磁场区域宽度为\(d\)，线圈下落过程中始终保持水平，且其平面与磁场方向垂直。问题：（1）求线圈匀速运动时的速度\(v\)。（2）若线圈从进入磁场到穿出磁场的时间为\(t\)，求此过程中通过线圈横截面的电荷量\(q\)。答案：1.