大学物理试卷及答案

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1、大 学 物 理 试 卷班级:_ 姓名:_ 学号:_日期:_年_月_日 成绩:_一、选择题：（每题3分，共33分） 1、在恒定不变的压强下，气体分子的平均碰撞频率与气体的热力学温度T的关系为 (A) 与T无关 (B) 与成正比 (C) 与成反比 (D) 与T成正比 2、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)、(

2、4) 3、 如图，bca为理想气体绝热过程，b1a和b2a是任意过程，则上述两过程中气体作功与吸收热量的情况是: (A) b1a过程放热，作负功；b2a过程放热，作负功 (B) b1a过程吸热，作负功；b2a过程放热，作负功 (C) b1a过程吸热，作正功；b2a过程吸热，作负功 (D) b1a过程放热，作正功；b2a过程吸热，作正功 4、如图所示，设某热力学系统经历一个由cde的过程，其中，ab是一条绝热曲线，a、c在该曲线上由热力学定律可知，该系统在过程中 (A) 不断向外界放出热量 (B) 不断从外界吸收热量 (C) 有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量等于放出的热量 (D)

3、有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量大于放出的热量 (E) 有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量小于放出的热量. 5、气缸中有一定量的氮气(视为刚性分子理想气体)，经过绝热压缩，使其压强变为原来的2倍，问气体分子的平均速率变为原来的几倍？ (A) 22/5 (B) 22/7 (C) 21/5 (D) 21/7 6、一长为l的均匀细棒悬于通过其一端的光滑水平固定轴上，（如图所示），作成一复摆已知细棒绕通过其一端的轴的转动惯量，此摆作微小振动的周期为 (A) . (B) . (C) . (D) . 7、一质点作简谐振动，已知振动周期为T，则其振动动能变化的周期是 (A) T/4

4、 (B) (C) T (D) 2 T (E) 4T x t O A/2 -A x1x2 8、图中所画的是两个简谐振动的振动曲线若这两个简谐振动可叠加，则合成的余弦振动的初相为 (A) (B) (C) (D) 0 9、在简谐波传播过程中，沿传播方向相距为（l 为波长）的两点的振动速度必定 (A) 大小相同，而方向相反 (B) 大小和方向均相同 (C) 大小不同，方向相同 (D) 大小不同，而方向相反 10、两相干波源S1和S2相距l /4，（l 为波长），S1的相位比S2的相位超前，在S1，S2的连线上，S1外侧各点（例如P点）两波引起的两谐振动的相位差是： (A) 0 (B) (C) p (D

5、) 11、若在弦线上的驻波表达式是 则形成该驻波的两个反向进行的行波为： (A) (SI) (B) (SI) (C) (SI) (D) (SI) 二、填空题：（共25分） 12、两个容器容积相等，分别储有相同质量的N2和O2气体，它们用光滑细管相连通，管子中置一小滴水银，两边的温度差为 30 K，当水银滴在正中不动时，N2和O2的温度为 _，_(N2气的摩尔质量Mmol2810-3 kgmol-1) 13、在无外力场作用的条件下，处于平衡态的气体分子按速度分布的规律，可用_分布律来描述 如果气体处于外力场中，气体分子在空间的分布规律，可用_分布律来描述 14、 图示的两条f(v)v曲线分别表示

6、氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线由此可得 氢气分子的最概然速率为_； 氧气分子的最概然速率为_ 15、已知一简谐振动曲线如图所示，由图确定振子： (1) 在_s时速度为零 (2) 在_ s时动能最大 (3) 在_ s时加速度取正的最大值 16、一平面余弦波沿Ox轴正方向传播，波动表达式为 ， 则x = -l 处质点的振动方程是_；若以x = l处为新的坐标轴原点，且此坐标轴指向与波的传播方向相反，则对此新的坐标轴，该波的波动表达式是_ 17、如图所示，在平面波传播方向上有一障碍物AB，根据惠更斯原理，定性地绘出波绕过障碍物传播的情况 18、在真空中沿着z轴正方向传播的平面电磁波的磁

7、场强度波的表达式为 (SI)，则它的电场强度波的表达式为_ （真空介电常量 e 0 = 8.8510-12 F/m，真空磁导率 m 0 =4p10-7 H/m） 三、计算题：（共42分）19、有 210-3 m3刚性双原子分子理想气体，其内能为6.75102 J (1) 试求气体的压强； (2) 设分子总数为 5.41022个，求分子的平均平动动能及气体的温度 (玻尔兹曼常量k1.3810-23 JK-1) 20、汽缸内有一种刚性双原子分子的理想气体，若经过准静态绝热膨胀后气体的压强减少了一半，则变化前后气体的内能之比 E1E2？ 21、如图所示，有一定量的理想气体，从初状态a(p1,V1)开

8、始，经过一个等体过程达到压强为p1/4的b态，再经过一个等压过程达到状态c，最后经等温过程而完成一个循环求该循环过程中系统对外作的功W和所吸的热量Q Mxl0O 22、如图，劲度系数为k的弹簧一端固定在墙上，另一端连接一质量为M的容器，容器可在光滑水平面上运动当弹簧未变形时容器位于O处，今使容器自O点左侧l0处从静止开始运动，每经过O点一次时，从上方滴管中滴入一质量为m的油滴，求： (1) 容器中滴入n滴以后，容器运动到距O点的最远距离； (2) 容器滴入第(n+1)滴与第n滴的时间间隔 大 学 物 理 试 卷 解 答一、 选择题：（共33分）题号1234567891011答案CDBDDCBB

9、ACC二、填空题：（共25分）12、 210 K 2分 240 K 2分13、 麦克斯韦 2分 玻尔兹曼 2分14、 2000 ms-1 1分 500 ms-1 2分 15、 0.5(2n+1) n = 0，1，2，3， 1分 n n = 0，1，2，3， 1分 0.5(4n+1) n = 0，1，2，3， 1分16、 2分 3分 17、 答案见图 子波源、波阵面、波线各3分占1分18、 (SI) 3分三、计算题：（共42分）19（10分）、解：(1) 设分子数为N .据 E = N (i / 2)kT 及 p = (N / V)kT得 p = 2E / (iV) = 1.35105 Pa 4

10、分(2) 由 得 J 3分又 得 T = 2 E / (5Nk)362k 3分20（10分）、解：据 , 2分得 变化前 ， 变化后 2分绝热过程 即 3分题设 ， 则 即 3分21（10分）、解：设c状态的体积为V2，则由于a，c两状态的温度相同，p1V1= p1V2 /4 故 V2 = 4 V1 2分循环过程 E = 0 , Q =W 而在ab等体过程中功 W1= 0 在bc等压过程中功 W2 =p1(V2V1) /4 = p1(4V1V1)/4=3 p1V1/4 2分 在ca等温过程中功 W3 =p1 V1 ln (V2/V1) = -p1V1ln 4 2分 W =W1 +W2 +W3

11、=(3/4)ln4 p1V1 1分 Q =W=(3/4)ln4 p1V1 3分22（12分）、解：(1) 容器中每滴入一油滴的前后，水平方向动量值不变，而且在容器回到O点滴入下一油滴前， 水平方向动量的大小与刚滴入上一油滴后的瞬间后的相同。依此，设容器第一次过O点油滴滴入前的速度为v，刚滴入第个油滴后的速度为v,则有 3分系统机械能守恒 2分 2分由、解出 2分 (2) 时间间隔( tn+1-tn )应等于第n滴油滴入容器后振动系统周期Tn的一半 3分大学物理试题一、选择题：（共39分）1（本题3分） 质点作半径为R的变速圆周运动时的加速度大小为（v表示任一时刻质点的速率） （A）（B） （C

12、）（D） 2（本题3分） 质量为m的物体自空中落下，它除受重力外，还受到一个与速度平方成正比的阻力的作用。比例系数为k，k为正常数。该下落物体的收尾速度（即最后物体作匀速运动时的速度）将是 （A）（B） （C）gk（D） 3（本题3分） 一质量为M的弹簧振子，水平放置静止在平衡位置，如图所示，一质量为m的子弹以水平速度射入振子中，并随之一起运动。如果水平面光滑，此后弹簧的最大势能为 （A）（B） （C）（D） 4（本题3分） 质量为m的小孩站在半径为R的水平平台边缘上，平台可以绕通过其中心的竖直光滑固定轴自由转动，转动惯量为J。平台和小孩开始时均静止。当小孩突然以相对于地面为V的速率在台边缘沿

13、逆时针转向走动时，则此平台相对地面旋转的角速度和旋转方向分别为 （A），顺时针。 （B），逆时针。 （C）顺时针。 （D），逆时针。 5（本题3分） 两种不同的理想气体，若它们的最可几速率相等，则它们的 （A）平均速率相等，方均根速率相等。 （B）平均速率相等，方均根速率不相等。 （C）平均速率不相等，方均根速率相等。 （D）平均速率不相等，方均根速率不相等。 6（本题3分） 根据热力学第二定律可知： （A）功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功。 （B）热可以从高温物体转到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体。 （C）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程。 （D）一切自发过程都是不可逆

14、的。 7（本题3分） 关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是： （A）如果高斯面上处处为零，则该面内必无电荷。 （B）如果高斯面内无电荷，则高斯面上处处为零。 （C）如果高斯面上处处不为零，则高斯面内必有电荷。 （D）如果高斯面内有净电荷，则通过高斯面的电通量必不为零。 （E）高斯定理仅适用于具有高度对称性的电场。 8（本题3分） 一长直导线横截面半径为a，导线外同轴地套一半径为b的薄圆筒，两者互相绝缘。并且外筒接地，如图所示。设导线单位长度的带电量为，并设地的电势为零，则两导体之间的p点（Op=r）的场强大小和电势分别为： （A） （B） （C） （D） 9（本题3分） 边长为的正方

15、形线圈，分别用图示两种方式通以电流I（其中ab、cd与正方形共面），在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感应强度的大小分别为 （A） （B） （C） （D） 10（本题3分） 图为四个带电粒子在O点沿相同方向垂直于磁力线射入均匀磁场后的偏转轨迹的照片，磁场方向垂直纸面向外，轨迹所对应的四个粒子质量相等，电量大小也相等，则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是 （A）Oa（B）Ob （C）Oc（D）Od 11（本题3分） 一质点在x轴上作简谐振动，振辐A4cm，周期T2s，其平衡位置取作坐标原点，若t=0时刻质点第一次通过x=2cm处，且向x轴负方向运动，则质点第二次通过x=2cm处的时刻为 （A）

16、1s（B）(2/3)s （C）(4/3)s（D）2s 12（本题3分） 用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为的单色平行光垂直入射时，若观察到的干涉条纹如图所示，每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切，则工件表面与条纹弯曲处对应的部分 （A）凸起，且高度为（B）凸起，且高度为 （C）凹陷，且深度为（D）凹陷，且深度为 13（本题3分） 一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片，若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为 （A）12（B）15 （C）13（D）23二、填空题：（46分） 1（本题

17、3分） 设质点沿x轴运动，已知a=4t，初始条件为t=0时，初速度v0=0，坐标x0=10，则其运动方程是。 2（本题3分） 在恒力F的作用下，一物体作直线运动，运动方程为x=A-Bt+ct2（A、B、C为常数），则物体的质量应为m=。 3（本题3分） 在一以匀速行驶、质量为M的船上，分别向前和向后同时水平抛出两个质量相等（均为m）物体，抛出时两物体相对于船的速率相同（均为u）试写出该过程中船与物这个系统动量守恒定律的表达式（不必化简，以地为参照系）。 4（本题5分） 如图所示，一匀质木球固结在一细棒下端，且可绕水平光滑固定轴O转动，今有一子弹沿着与水平面成一角度的方向击中木球而嵌于其中，则在

18、此击中过程中，木球、子弹、细棒系统的守恒，原因是。木球被击中后棒和球升高的过程中，对木球、子弹、细棒、地球系统的守恒。 5（本题3分） 室温下1 mol双原子分子理想气体的压强为P，体积为V，则此气体分子的平均动能为。 6（本题3分） 保持某理想气体的压强和体积不变，但质量和温度改变，那么其内能是否改变。 7（本题3分） 设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n倍，则在一次卡诺循环中，气体交给低温热源的热量是从高温热源得到的热量的倍。 8（本题3分） 一简谐波沿x轴正方向传播，x1和x2两点处的振动速度与时间的关系曲线分别如图（a）和（b），已知，则x1和x2两点间的距离是（用波长表示

19、）。 9（本题3分） 白光（40007000）垂直入射于每厘米4000条缝的光栅，可以产生级的完整可见光谱。 10（本题3分） 一个带电的金属球，当其周围是真空时，储存的静电能量是Wo，使其电量保持不变，把它浸没在相对介电常数为的无限大各向同性均匀电介质中，这时它的静电能量We。 11（本题6分） 玻尔的氢原子理论的三个基本假设是： （1）， （2）， （3）。 12（本题5分） 一电子以0.99c的速率运动（电子静止质量为9.111031kg），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。 13（本题3分） 静质量为me的电子，经电势差为U12的静电场加速后，若不考虑相对论效

20、应，电子的德布罗意波长。三计算题：（共65分） 1（本题10分） 已知质点的运动方程为(为一常量)，求（1）质点的轨迹方程及速度？ （2）质点的速率，并分析质点的旋转方向？ （3）质点的加速度与位矢的关系？ 2（本题10分）质量为M的很短的试管，用长度为L、质量可忽略的硬直杆悬挂如图，试管内盛有乙醚液滴，管口用质量为m的软木塞封闭，当加热试管时软木塞在乙醚蒸汽的压力下飞出，要使试管绕悬点O在竖直平面内作一完整的圆运动，那么软木塞飞出的最小速度为多少？若将硬直杆换成细绳，如果如何？ 3（本题10分） 有半径为互相绝缘的二个同心导体球壳，当把q的电量给予内球时，问： （1）外球的电荷分布及电势？

21、（2）把外球接地后再重新绝缘，外球的电荷分布及电势？ （3）然后把内球接地，内球的电荷分布及外球的电势？ 4（本题10分） 如图所示，两个共面的平面带电圆环，其内外半径分别为R1、R2和R2、R3，外面的圆环以每秒钟n2转的转速顺时针转动，里面的圆环以每秒钟n1转的转速反时针转动。若电荷面密度都是，求n1和n2的比值多大时，圆心处的磁感应强度为零。 5（本题10分） 如图所示，长直导线中电流为i，矩形线框a b c d 与长直导线共面，且a d / A B，d c 边固定，a b边沿d a及c b以速度无摩擦地匀速平动，t=0时，a b边与c d边重合，设线框自感忽略不计。 （1）如i=I0，

22、求a b中的感应电动势，a b两点哪点电势高？ （2）如i=I0cost，求a b边运动到图示位置时线框中的总感应电动势。 6（本题10分） 一平面简谐波沿Ox轴的负方向传播，波长为，P处质点的振动规律如图所示。 （1）求P处质点的振动方程； （2）求此波的波动方程； （3）若图中，求坐标原点O处质点的振动方程。 7（本题5分） 在用白光做单缝夫琅和费衍射的实验中，测得波长为的第3级明条纹中心与波长为的红光的第2级明条纹中心相重合，求波长。大学物理试卷 04/05第一学期班级_; 学号_; 姓名_; 成绩_一、 选择题（30分）1、已知质点的振动方程为x=A con(t +)，当时间t=T/4

23、 时 (T为周期)，质点的速度为： （A）Asin;（B）Asin;（C）Acon;（D）Acon 2、已知波动方程为y=Acos (BtCx) 其中A、B、C 为正值常数，则： （A）波速为CB； （B）周期为1B；（C）波长为C / 2；（D）圆频率为B 3、由惠更斯菲涅耳原理知光在某时刻的波阵面为S，则S的前方某点P的光强度决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传播到P点的： （A）振动振幅之和； （B）光强之和；（C）振动振幅之和的平方； （D）振动的相干叠加 4、为了使双缝干涉的条纹间距变大，可以采取的方法是： （A）使屏靠近双缝； （B）使两缝的间距变小；（C）使两缝的宽度稍微变

24、小； （D）改用波长较小的单色光源。 5、一束自然光I0垂直穿过两个偏振片，已知两偏振片的偏振化方向陈45度角，则穿过两偏振片后的光强为： （A）; （B）I0 / 4 ; （C）I0 / 2 ; （D） 6、康普顿效应说明在微观粒子的相互作用中，以下定律严格适用： （A）动量守恒，动能守恒； （B）牛顿定律，动能守恒；（C）动能守恒，机械能守恒； （D）动量守恒，能量守恒。 7、已知在光电效应实验中，光电子的初动能随入射光频率的变化关系如图所示： 由图可知金属的逸出功W和普朗克常数h为： mv2/2 （A）W=OQ , h=OR; （B）W=OR , h=PQ; O（C）W=OP , h=O

25、P/OQ; （D）W=QS , h=QS/OS P Q S 8、下列说法哪些是正确的：（1）所有惯性系对物理定律都是等价的。（2）在真空中光的传播速度与光的频率、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度都相同。 （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）三种说法都正确。 9、若电量为2e的粒子在均匀磁场B中沿半径为R的圆轨道运动，其德布罗意波长为： （A）h / (2eBR);（B）h / (eBR);（C）1 / (2eBRh);（D）1 / (eBRh); 10、在一维无限深势阱中，已知粒子的波函数

26、为： ； （axa）则粒子x5a/6处出现的概率密度为：（A）12a ; （B）1/a ; （C）; （D） 二、 填空题（30分）1、 已知平面简谐波在t=t1 时刻的波形图为(设振幅A、波速u、波长都是已知量)其波动方程为：_P点的振动方程为：_2、 劲度系数k=100N/m，质量为10g的弹簧振子，第一次将其拉离平衡位置4cm后由静止释放；第二次将其拉离平衡位置2cm并给以2m/s的初速度，这两次振动能量之比 E1 / E2 =_。3、在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹角变大时，干涉条纹将 _劈棱方向移动，相邻条纹间的距离将变 。4、平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅和费衍射，若屏

27、上P点处为第二级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为 个半波带，若将单缝宽度缩小一半，P点将是第 _级 纹。5、自然光以57度角由空气投射到平板玻璃上，反射光为全偏振光，则折射角为_。6、测得不稳定粒子介子的固有寿命平均值是，当它相对某实验室以0.80c的速度运动时，所测的寿命应是 s。7、粒子的相对论动量是非相对论动量的2倍时其速度的大小v = _ ， 若粒子的相对论动能等于静止能量时，其速度的大小v = _ 。8、在电子的单缝衍射实验中，电子束垂直入射在缝宽为a=0.10nm的单缝上，则衍射电子的横向动量的最小不确定量 Ns , (h=6.6310-34Js; 1nm=10-9m)。9、微观粒

28、子的波函数应满足的条件是 _；归一化条件是 ；表示 _。10、多电子原子原中电子的的排列遵循_原理和_原理。三、 计算题（40分）1、 某质点作简谐振动，周期为2s，振幅为0.06m，开始计时(t=0)，质点恰好处在A/2处且向负方向运动，求：该质点的振动方程；此振动以速度u=2m/s沿X轴正方向传播时，求平面简谐波的波动方程；该波的波长。2、 在牛顿环装置中，透镜与玻璃平板间充以液体时，第10个暗环的直径由1.40cm变为1.27cm，求该液体的折射率。3、 每厘米有200条透光缝的衍射光栅，每条透光缝宽为b=210-3cm，在光栅后放一焦距f =1 m的凸透镜，现以=600nm的单色平行光垂直照射光栅。求：透光缝a的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？在该宽度内有几个光栅衍射主极大？4、 一个立方体的静质量为m0，体积为V0,当它相对某惯性系S沿一边长方向以匀速运动时，静止在S中的观察者测得其密度为多少？5、 点光源的功率为P，发出的单色光波长为，在距该光源为d的球面上单位时间内接收的光子数 N为多少？单位面积上接收功率w为多少？若663nm ，则光子的质量m是多少？（；）。