大学物理11-12第一学期A卷答案 2
更新时间:2023-12-05 21:53:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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井冈山大学2011—2012第一学期
2010级本科《 大学物理》期末试卷A 答案 2011.12 题 型 填空题 选择题 判断题 计算题 合 计 学院 级 班 姓名 学号 得 分 阅卷人 一、填空题(33分,每空3分) 得 分 阅卷人 A 图1
B1、A、B两闭合线圈为同种导线绕成且均为10匝,半径为2rA?rB,放入均匀变化的磁场中,即
dB。则A、B环中感应电动势之比为 ?A:?B=__1:4__,产生的?k(k为常数)
dt感应电流之比为IA∶IB=__1:2__.
2、一轻弹簧右端连着一物体放在光滑的水平面上,弹簧的劲度系数为k=0.72 N·m
?1,
物体的质量m=0.02kg。把物体从平衡位置向右拉到x=0.05m处静止释放,物体做简谐运动。则其运动的角频率?= 6rad/s ,振幅A= 0.05m 。 3、一平面简谐波沿轴正向传播,波速u?100m/s,t?0时刻
y (m) u = 100 m/s x (m) 1.20 的波形如图2所示,可知波长?? 0.80m ,振幅A? 0.08m , 频率?? 125Hz 。
4.光强为I0的线偏振光,透过检偏片后,入射线偏振光的光振
O -0.08 P 0.40 0.80 图2
动方向和检偏片偏振化方向之间的夹角为?,则透射光的强度(不考虑吸收)为:
I?I0cos2?。若两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I0的
自然光垂直入射在这两个偏振片上,则出射光强为
1I0 。 85、一卡诺热机,低温热源的温度为27℃,效率为40%,现要把效率提高到60%,若高温热源的温度不变,低温热源的温度要降低到T2? 200 (K);若低温热源的温度不变,则高温热源的要提高到T1? 750 (K)。
1
'' 二、选择题(15分,每题3分) 得 分 阅卷人
1. 一弹簧振子作简谐运动,已知此振子势能的最大值为100J,当振子处于位移最大的一半时,其动能瞬时值为 ( C )
(A)25J (B)50J (C)75J (D)100J
2. 波由一种介质进入另一种介质时,其传播速度、频率、波长 ( B )
(A ) 都不发生变化 ( B ) 速度和波长变化,频率不变
(C) 都发生变化 ( D ) 速度和频率变化,波长不变
3.单缝的夫琅禾费衍射实验中,屏幕上第2级暗纹所对应的单缝波面可划分为几个半波带 ( D )
(A ) 5 (B ) 2 (C ) 3 (D ) 4 4.根据经典的能量按自由度均分定理,每个自由度的平均能量为 ( C )
(A) kT/4; (B) kT/3; (C) kT/2; (D) 3kT/2
5. 一定质量的理想气体经历一膨胀过程后,体积增大一倍,若此过程分别为绝热、等温或等压过程,则气体作功最大的过程是 ( A ) (A)等压过程 (B) 等温过程 (C)绝热过程 (D)无法判断 三、判断题( 12分,每空2分,对的打“√”,错的打“×” ) 得 分 阅卷人
1. 位移电流和传导电流一样都是由定向运动的电荷形成的。 ( × ) 2. 对于一定的弹簧振子而言,振幅越大,振动周期越长。 ( × ) 3. 简谐横波中介质的振动速度和传播速度是不同的。 ( √ ) 4. 光的干涉是光波动性的一种表现,牛顿环是典型的等厚干涉现象。 ( √ ) 5. 对Maxwell速率分布中最概然速率?p是指气体分子具有的最大速率。 ( × ) 6. 从单一热源吸收热量使之完全变为有用功是不可能的。 ( × ) 三、计算题( 40分 )
2
得 分 阅卷人
1.一铁芯上绕有线圈100匝,已知一匝线圈的磁通量与时间的关系为
??8.0?10?5sin100?t,式中物理量均为国际单位。求在t?1.0?10?2s时,线圈中的
感应电动势。(6分)
d?d(8?10?5sin100?t)???N??100?解:根据电磁感应定律:i (4分) dtdt??8?10?1?cos100?t在t?1.0?10s时,
?2?i??8?10?1?cos(100??1.0?10?2)??8?10?cos??8?10??1?1?1 (2分)
答:在t?1.0?10s时,线圈中的感应电动势为8?10?伏。 2.一个质量为m=0.05kg的质点沿x轴作简谐运动,其运动方程为
?2x?0.06cos(5t??2)m。
求: 1)质点在起始位置时所受的力;2)在?秒末的位移、速度和加速度;
3)质点在何处其动能和势能相等。(12分) 解:1)∵t?0时,质点的位移:x0?0.06cos(5?0??2)?0
∴ 质点在起始位置时所受的力:F??kx?0 (2分)
2)?秒末的位移:x?0.06cos(5????2)?0
?秒末的速度:
d[0.06cos(5t?)]dx2|??0.06?5sin(5???)??0.30m/s (2分) v??t??dtdt2??秒末的加速度:
d[?0.06sin(5t?)]dv2|??0.06?5?5cos(5???)?0 (2分) a??t??dtdt2
3
?1212112 (2分) kA?mvmax?kx2?mvx22221111设在位移为x处动能和势能相等, 则有 kx2??kA2 x2?A2
22223)系统的总能量为E?因此 x??2A (2分) 23.放在空气中的某一很薄的劈形玻璃板,垂直的入射波长为589.3nm的钠光,测出相邻暗条纹中心之间的距离l为5mm,玻璃的折射率为1.52,求此劈形玻璃板的顶角。(保留三位有效数字)(10分) 解:此劈形玻璃板上下表面反射光的光程差为:??2nd??2;d为劈形玻璃板上下表
面垂直距离。 (2分) 相邻暗条纹中心之间的距离l?5mm, 产生暗纹条件??(2k?1)?2 (2分)
则相邻两暗条纹之间的垂直距离:?d?此劈形玻璃板的顶角:sin???2n (2分)
?d, (2分) l?d?589.3nm由于?很小,因此??sin??(2分) ???3.88?10?5rad
l2nl2?1.52?5mm
4. 有1mol的氧气,状态变化如图3所示:由态A等压膨胀到态B,再由B等体降压到
5?23态C,由C等温压缩回到态A。已知状态A:PA=1.01?10Pa , VA=2.24?10m;5?234状态B:PB=1.01?10Pa , VB=4.48?10m;状态C:PC=5.05?10Pa ,
5R 。 求:(1)这循环中系统对外作多少净功?2(2)系统从高温热源吸热多少?(3)此循环的效率? (已知ln2?0.693) (12VC=4.48?10?2m3;又已知CV,m=
分) 解:
4
P (Pa) PAPc A B C O V (m)
3VA VB
1) AB过程是等压膨胀过程,气体对外作正功:
WAB?p?V?1.01?105?(4.48?10?2?2.24?10?2)?2.26?103J (1分)
BC过程是等体降压过程,气体不作功:WBC?0 (1分) CA过程是等温压缩过程,气体对外作负功:
图3
WCA??pdV??VCVAVAVCPAVAVAAdV?PAVAlnV|V?PVlnAAVCVVC(1分)
??PAVAln2??1.01?105?2.24?10?2?0.693??1.57?103J则此循环中系统对外作的净功:
?W?WAB?WBC?WCA?2.26?103?0?1.57?103?0.69?103J (1分)
2)AB过程是等压膨胀过程,系统吸热:QAB??CP,m?TAB 由理想气体状态方程:PV??RT (1分)
PAVA1.01?105?2.24?10?2??2.72?102K 可知:TA??R1?8.31PBVB1.01?105?4.48?10?2TB???5.44?102K
?R1?8.31?TAB?TB?TA?5.44?102?2.72?102?2.72?102K(1分)
CP,m?CV,m?R?QAB??CP,m?TAB57R?R?R (1分) 227?1??8.31?2.72?102?7.91?103J (1分)
23BC过程是等体降压过程,系统向外放热。CA过程是等温压缩过程,系统向外放热。此循环中只有AB过程吸热。系统从高温热源吸热7.91?10J(1分)
5
?W0.69?103??0.087=8.7% (3分) 3)此循环的效率:??QAB7.91?1036
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