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40分）答题要求：本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.关于电场强度，下列说法正确的是（）A.由E=F/q可知，电场强度E跟放入电场中的试探电荷所受的电场力F成正比，跟试探电荷的电荷量q成反比B.由E=kQ/r²可知，在离点电荷Q很近的地方，r趋近于零，电场强度E趋近于无穷大C.电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正试探电荷在该点所受电场力的方向相同D.电场中某点的电场强度的大小和方向与试探电荷无关2.如图所示，一带电粒子以某一速度垂直射入匀强磁场中，粒子在磁场中做匀速圆周运动。若粒子的电荷量变为原来的2倍，而质量变为原来的一半，其他条件不变，则粒子做匀速圆周运动的（）A.半径不变，周期变为原来的一半B.半径变为原来的一半，周期变为原来的一半C.半径变为原来的2倍，周期变为原来的一半D.半径变为原来的2倍，周期不变3.一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流的图像如图所示，由图可以知道（）A.交变电流的频率为50HzB.交变电流的有效值为10AC.从t=0到t=0.02s的时间内，线圈转动的角度为360°D.从t=0到t=0.02s的时间内，电流的方向改变了100次4.关于理想变压器，下列说法正确的是（）A.它的输出功率等于输入功率B.它的输出功率可以大于输入功率C.原、副线圈两端的电压与它们的匝数成正比D.原、副线圈的电流与它们的匝数成正比5.如图所示，一平行板电容器与电源相连，在电容器的两板间有一带电小球处于静止状态。现将电容器两板间的距离增大，则（）A.电容变大，小球向上运动B.电容变大，小球向下运动C.电容变小，小球向上运动D.电容变小，小球向下运动6.如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1。当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2。则此时b受到的磁场力大小变为（）A.F2B.F1-F2C.F1+F2D.2F1-F27.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。现有一闭合线圈从图示位置开始绕垂直于纸面的轴匀速转动，在转动过程中，线圈中的感应电流（）A.方向不变，大小不断变化B.方向改变，大小不断变化C.方向不变，大小不变D.方向改变，大小不变8.关于楞次定律，下列说法正确的是（）A.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化B.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反C.感应电流的磁场总是阻止引起感应电流的磁通量的变化D.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相同9.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1，V和A均为理想电表，灯泡电阻RL=6Ω，AB端电压u1=12sin100πt（V）。下列说法正确的是（）A.电流频率为100HzB.V的读数为6VC.A的读数为1AD.变压器输入功率为6W10.如图所示，一水平放置的平行板电容器充电后与电源断开，一带电粒子以速度v0从A点射入，沿直线从B点射出；若将两板间距离增大一倍，其他条件不变，则这个粒子（）A.仍从B点射出，速度大小变为v0/2B.仍从B点射出，速度大小变为2v0C.从B点上方射出，速度大小小于v0D.从B点下方射出，速度大小大于v0第II卷（非选择题共60分）11.（10分）如图所示，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，有一个边长L=0.2m的等边三角形金属框abc，线框平面与磁场垂直，电阻R=0.1Ω。求：（1）若线框绕ab边以角速度ω=100rad/s匀速转动，求线框中产生的感应电动势的最大值；（2）若线框从图示位置开始绕ab边转过60°的过程中，通过线框某一截面的电荷量。12.（12分）如图所示，理想变压器原线圈接在u=220sin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比n1∶n2=2∶1，电流表、电压表均为理想电表。求：（1）电流表的示数；（2）变压器的输入功率。13.（12分）如图所示，一带电荷量q=+2×10⁻⁶C的粒子，从静止开始经电压U=100V的电场加速后，沿垂直于电场方向进入磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中，粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨道半径r=0.1m。求：（1）粒子进入磁场时的速度大小；（2）粒子的质量。14.（13分）材料：如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为L，导轨平面与水平面夹角为θ，导轨电阻不计。磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R。两金属导轨的上端连接阻值为R的电阻，重力加速度为g。现闭合开关S，将金属棒由静止释放。问题：（1）求金属棒下滑的最大速度vm；（2）若金属棒下滑速度为v时加速度为a，求此时金属棒的发热功率P。15.（13分）材料：如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一质量m=2×10⁻³kg、电荷量q=1×10⁻⁶C的带正电小球，静止在A点。某时刻，小球受到水平向右的恒定拉力F=4×10⁻⁴N作用，开始运动，经过t=2s到达B点。若A、B两点间距离x=0.8m。问题：（1）求小球在B点的速度大小；（2）求A、B两点间的电势差UAB。答案：1.CD2.B3.A4.AC5.D6.A7.A8.A9.BCD10.C11.（1）Em=BL²ω=0.5×0.2²×100=2V；（2）q=ΔΦ/R=BS/R=0.5×(√3/4)×0.2²/0.1=0.05√3C。12.（1）由u=220sin100πt（V）知U1=220V，根据U1/U2=n1/n2，得U2=110V，I2=U2/R=2A，再由I1/I2=n2/n1，得I1=1A；（2）P入=P出=U2I2=220W。13.（1）粒子经电场加速，由qU=1/2mv²，得v=√(2qU/m)=2×10⁴m/s；（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由qvB=mv²/r，得m=qBr/v=1×10⁻⁶kg。14.（1）当金属棒匀速下滑时速度最大，此时有mgsinθ=F安，F安=B²L²vm/R总，R总=2R，解得vm=2mgRsinθ/B²L²；（2）金属棒下滑速度为v时，F安=B²L²v/R总，由牛顿第二定律得mgsinθ-B²L²v/R总=ma，此时金属棒的发热功率P=I²R=(B²L²