大学物理(上)期末试题及答案

99级大学物理试题 级大学物理试题一、选择题： 选择题： 1、某人骑自行车以速率V向正西方向行驶，遇到由北向南刮的 、某人骑自行车以速率 向正西方向行驶 向正西方向行驶， 设风速大小也为V), ),则他感到的风是从 风(设风速大小也为 ),则他感到的风是从 A)东北方向吹来 B)东南方向吹来 ) ) C)西北方向吹来 D)西南方向吹来 ) )

√

2、质量分别为m A和m B的两滑块 和B 通过一轻弹簧水平连结 、质量分别为 的两滑块A 后置于水平桌面上，滑块与桌面间的摩擦系数均为 ， 后置于水平桌面上，滑块与桌面间的摩擦系数均为µ,系统 在水平拉力F作用下匀速运动。如突然撤消拉力， 在水平拉力 作用下匀速运动。如突然撤消拉力，则刚撤消 作用下匀速运动 后瞬间，二者的加速度 后瞬间，二者的加速度a A和a B分别为 v:

F

B

A

A )a A = 0 , a B = 0 C )a A < 0 , a B > 0

D √ )a

B )a A > 0 , a B < OA

< 0, a B = 0

v v 3、力 F = 12 t i ( SI ) 作用在质量 m = 2kg 的物体上，使物体由 的物体上， 、 原点从静止开始运动，则它在3秒末的动量应为 秒末的动量应为： 原点从静止开始运动，则它在 秒末的动量应为：

v A ) 54 i kg .m / s v C ) 27 i kg .m / s

v B √ )54 ivkg .m / s D ) 27 i kg .m / s

4、对功的概念有以下几种说法； 、对功的概念有以下几种说法； ① 保守力作正功时，系统内相应的势能增加。 保守力作正功时，系统内相应的势能增加。 质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零。 ② 质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零。 作用力与反作用力大小相等、方向相反， ③ 作用力与反作用力大小相等、方向相反，所以两者所 作的功的代数和必为零。 在上述说法中： 在上述说法中： 作的功的代数和必为零。 A) ① 和 ② 是正确的 ) C ) 只有 ② 是正确的 B) ② 和 ③ 是正确的 ) D) 只有 ③ 是正确的 )

√

5、有一个小块物体，置于一个光滑的水平桌面上，有一绳其 、有一个小块物体，置于一个光滑的水平桌面上， 上一端连结此物体，另一端穿过桌面中心的小孔， 上一端连结此物体，另一端穿过桌面中心的小孔，该物体 原以角速度在距孔为R 的圆周上转动， 原以角速度在距孔为 的圆周上转动，今将绳从小孔缓慢 往下拉， 往下拉，则物体 A)动能不变，动量改变 B)角动量不变，动量不变 )动能不变， )角动量不变， C)动量不变，动能改变 D)角动量不变，动能、动量都改变 )动量不变， )角动量不变，动能、 6、几个力同时作用在一个具有固定转轴的刚体上， 6、几个力同时作用在一个具有固定转轴的刚体上，如果这 几个

力的矢量和为零， 几个力的矢量和为零，则此刚体 A)必然不会转动 ) C)转速必然改变 ) B)转速必然不变 ) D)转速可能改变，也可能不变。 √)转速可能改变，也可能不变。

√

7、一定量理想气体从体积V1 膨胀到体积 2 分别经历的过程是： 、一定量理想气体从体积 膨胀到体积V 分别经历的过程是： A→B等压过程；A→C等温过程；A→D绝热过程。其中吸 等压过程； 等温过程； 绝热过程。 等压过程 等温过程 绝热过程 P 热最多的过程: 热最多的过程 A) 。 √)是A→B。

A

B)是A→C 。 C)是A→D。 ) ) 。

D)既是A→B,也是A→C, )既是 ，也是 ， 两过程吸热一样多。 两过程吸热一样多。

o

V1

V2 V

B C D

8、已知某简谐振动的振动曲线如图，位移的单位为厘米， 、已知某简谐振动的振动曲线如图，位移的单位为厘米， 时间的单位为秒，则简谐振动的振动方程为： 时间的单位为秒，则简谐振动的振动方程为：

A ) x = 2 cos( 2 π t / 3 + 2 π / 3 ) cm B ) x = 2 cos( 2 π t / 3 2 π / 3 ) cm C ) x = 2 cos( 4 π t / 3 + 2 π / 3 ) cm D ) x = 2 cos( 4 π t / 3 2 π / 3 ) cm

x (cm )

√

o 2 1

1 t (s )

9、一平面简谐波沿 x 轴负方向传播。已知 x = x 0 处质点的振动 、 轴负方向传播。 若波速为u 方程为 y = A cos( ω t + 0 ) 。若波速为 ，则此波的波动 方程为： 方程为：

√

C ) y = A cos { t [( x 0 x ) / u ]+ 0 } ω

B ) y = A cos { [t ( x x 0 ) / u ]+ 0 } ω

A ) y = A cos { [t ( x 0 x ) / u ]+ 0 } ω

D ) y = A cos { t + [( x 0 x ) / u ]+ 0 } ω

10、一束波长为 λ 的单色光由空气垂直入射到折射率为 n 的 、 透明薄膜上，透明薄膜放在空气中， 透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉 加强，则薄膜最小的厚度为： 加强，则薄膜最小的厚度为： A)λ / 4 ) B) λ / (4n) )

√

C) λ / 2 )

D) λ / (2n) )

11、把一个静止质量为 m0 的粒子，由静止加速到 v = 0.6 c (c为 、 的粒子， 为 真空中光速) 真空中光速) 需要作的功等于 A)0.18m0c2 ) C) 0.36m0c2 ) 二、填空题： 填空题： 1、人造地球卫星沿椭圆轨道运动，地球的中心为 该椭圆的一 、人造地球卫星沿椭圆轨道运动， 个焦点， 个焦点，以知地球半径 R = 6378km, 卫星与地面的最近距 ， 离 l 1 = 439km ,与地面的最远距离 l2 = 2384km 。若卫星 在近地点 A 1 的速度v1 = 8.1 km / s,则卫星在远地点 A 2 的 的速度 ， 速度V ) 速度 2 = ( ) √B) 0.25m c0 2

D) 1.25m0c2 )

6.3 km/ s

A2

l2

R o

l1

A1

2、一轻绳绕于半径 r = 0.2m 的飞轮边缘，并施以 、 的飞轮边缘， F = 98N 的拉力，若不计摩擦，飞轮的角加速度等于 的拉力，若不计摩擦

, 39.2rad/s2,此飞轮的转动惯量为( 此飞轮的转动惯量为( 2 0.5kgm

)

F3、处于重力场中的某种气体，在高度Z 处单位体积内的分子 、处于重力场中的某种气体，在高度 数即分子数密度为 n 。若f(v)是分子的速率分布函数，则 ( )是分子的速率分布函数， 介于区间内， 坐标 x ~x + dx 、y ~ y + dy 、z ~ z + dz 介于区间内，速率介 于v ~v + dv 区间内的分子数 dN =( ( )

nf (v)dvd xd yd z

4、一列强度为 I 的平面简谐波通过一面积为 S 的平面，波 、 的平面，

v v 的夹角为θ 速 u 与该平面的法线 n0 的夹角为 ，则通过该平面的的能流是( 能流是(

IS cosθ

)

5、波长为λ1 与λ2 (设 λ1 >λ2 )的两种平行单色光垂直照射 、波长为 到劈尖形成的薄膜上， 到劈尖形成的薄膜上，已知劈尖薄膜折射率为 n( n>1 ),劈 ， 尖薄膜放在空气中，在反射光形成的干涉条纹中， 尖薄膜放在空气中，在反射光形成的干涉条纹中，这两种 单色光的第五级暗条纹所对应的薄膜厚度之差是( 单色光的第五级暗条纹所对应的薄膜厚度之差是

)

i0

5 e = (λ λ2) 1 2n

6、一束自然光入射到两种媒质交界面上产生反射光 和折射光。 、 和折射光。 按图中所表示的各种偏振状态，反射光是( 按图中所表示的各种偏振状态，反射光是( 偏振光 ) 光； 折射光是( );这时的入射角称为 折射光是( );这时的入射角称为( 布儒 ) 部分偏振光 这时的入射角称为( 斯特角 角。

7、一束光线入射到光学单轴晶体后，成为两束光线，沿着不 、一束光线入射到光学单轴晶体后，成为两束光线， 同方向折射。这样的现象称为双折射现象。 同方向折射。这样的现象称为双折射现象。其中一束折射 光称为寻常光。 定律。 光称为寻常光。它( 遵守通常的折射)定律。另一束光线 称为非常光， 定律。 称为非常光，它( 不遵守通常的折射 )定律。 8、π+介子是不稳定的粒子，在它自己的参照系中测得平均寿 、 介子是不稳定的粒子， 命是2.6× 命是 ×10-8 秒，如果它相对实验室以 0.8c(c 为真空中 ( 光速)的速度运动，那么实验室坐标系中测得的π 光速)的速度运动，那么实验室坐标系中测得的 +介子的 8 寿命是( 寿命是( )。

4.33×10 s

9、质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量的3倍时， 、质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量的 倍时 倍时， 其质量为静止质量的( 其质量为静止质量的(

4

)倍。

三、计算题： 计算题： 1、0.02kg 的氦气(视为理想气体),温度由 0C升为 0C, 、 的氦气(视为理想气体),温度由17 升为 ),温度由

升为27 , 若在升温过程中， )体积保持不变； )压强保持不变； 若在升温过程中，1)体积保持不变；2)压强保持不变； 3)不与外界交换热量。试分别求出气体内能的改变、吸收 )不与外界交换热量。试分别求出气体内能的改变、 的热量、外界对气体所作的功。 的热量、外界对气体所作的功。 解：1)等容过程： )等容过程： 2)等压过程： )等压过程：

A=0

m Q = E = CV T = 623 J M mol

m E = CV T = 623 J M mol m Q= C p T = 1040 J M mol3)绝热过程 )

A = Q E = 417 J

Q=0

A = E = 623 J

2、图示一平面简谐波在t = 0 时刻的波形图，求 、图示一平面简谐波在 时刻的波形图， 1)该波的波动方程； )该波的波动方程； 2)P 处质点的振动方程。 ) 处质点的振动方程。 u = 0.08m / s y(m) 点的振动方程为： 解：1)设O点的振动方程为： ) 点的振动方程为

y = A cos( ω t + )由旋转矢量法得： 由旋转矢量法得：

0 0.04

P0.2x(m)

2 2π π ∴ y = 0 . 04 cos( t ) 5 2 2π x π 波动方程为： (t ) ] 波动方程为： y = 0 . 04 cos[ 5 0 . 08 22)P 点的振动方程为： ) 点的振动方程为：

=

π

A = 0.04

T = λ / u = 5s

2π 0 .2 π 3π y = 0.04 cos[ (t ) ] = 0.04 cos( 0.4πt ) 5 0.08 2 2

3、一衍射光栅，每厘米有 200 条透光缝，每条透光缝宽为 、一衍射光栅， 条透光缝， a = 2×10-3cm,在光栅后放一焦距 = 1 m 的凸透镜，现以 的凸透镜， × ,在光栅后放一焦距f λ = 6000Å 的单色平行光垂直照射光栅，求： 的单色平行光垂直照射光栅， 1)透光缝 a 的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？ 的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？ ) 2)在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？ )在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？ 解：1) )

2 fλ Q l0 = a 2 × 1 × 6 × 10 7 Q l0 = = 6 × 10 5 2 × 10 1×10 2 2)光栅常数 ： d = )光栅常数d = 5 ×10 5 m 200 d k = k ′ = 2 .5 k ′ a

2

m

个主极大明纹。 有k = 0、±1、 ± 2 级， 共5 个主极大明纹。 、 、

2000级大学物理试卷 级大学物理试卷一、选择题 1、一块很长的木板，下面装有活动轮子，静止地 置于光滑的 、一块很长的木板，下面装有活动轮子， 水平面上，质量分别为m 两个人A和 站在板的两头 站在板的两头， 水平面上，质量分别为 A 的m B 两个人 和B站在板的两头， 他们由静止开始相向而行， 和 他们由静止开始相向而行，若m A < m B,A和B 对地的速度 小相同， 大 小相同，则木板将 A)向左运动 B)静止不动 C)向右运动 D)不能确定 ) ) ) )

√

2、质量为m的质点在外力作用下v 其运动方程为， 、质量为 的质点在外力作用下，其运动方程为， 的

质点在外力作用下， v v 式中A、 、 都是正的常数 都是正的常数， 式中 、B、ω都是正的常数，则里在 t = 0 到 t = π/ (2ω) 这段时间内所作的功为 1 A) mω 2(A2 + B 2) 2 1 C ) mω 2(A2 B2) 2B )m ω D)2 2

r = A cos ω t i + B sin ω t j

(A2

+ B2)2

√

1 mω 2

(B

A2)

3、三个容器A、B、C中装有同种理想气体，其分子数密度相 、三个容器 、 、 中装有同种理想气体 中装有同种理想气体， 同，而方均根速率之比为： (v A 2 ) 1 2 : (v B 2 ) 1 2 : (vC 2 ) 1 2 = 1 : 2 : 4 而方均根速率之比为： 则其压强之比 p A : pB : pC 为：

A )1 : 2 : 4

B )4 : 2 : 1

C √ )1 : 4 : 16

D )1 : 4 : 8

4、一瓶氦气和一瓶氨气密度相同，分子平均平动动能相同， 、一瓶氦气和一瓶氨气密度相同，分子平均平动动能相同， 而且它们都处于平衡状态，则它们 而且它们都处于平衡状态， A)温度相同，压强相同 )温度相同， B)温度、压强都不相同 )温度、

pMmol ρ= R T

C)温度相同， √ )温度相同，但氦气压强大于氨气的压强 D)温度相同，但氦气压强小于氨气的压强 )温度相同，

5、轻质弹簧下挂一小盘，小盘作简谐振动，平衡位置为原点， 、轻质弹簧下挂一小盘，小盘作简谐振动，平衡位置为原点， 位移向下为正，以余弦表示。 位移向下为正，以余弦表示。小盘处于最低位置时有一小 物体落到盘上并粘住。若以新的平衡位置为原点， 物体落到盘上并粘住。若以新的平衡位置为原点，设新的 平衡位置相对原平衡位置向下移动的距离小于原振幅， 平衡位置相对原平衡位置向下移动的距离小于原振幅，物 体与盘相碰为计时零点， 体与盘相碰为计时零点，那么新的位移表示式的初相在

A ) 0 ~ π / 2 B ) π / 2 ~ π C )π ~ 3π / 2

D √ ) 3π / 2 ~ 2π

6、已知某简谐振动的振动曲线如图，位移的单位为厘米， 、已知某简谐振动的振动曲线如图，位移的单位为厘米， 时间的单位为秒，则简谐振动的振动方程为： 时间的单位为秒，则简谐振动的振动方程为：

A ) x = 2 cos( 2 π t / 3 + 2 π B ) x = 2 cos( 2 π t / 3 2 π C ) x = 2 cos( 4 π t / 3 + 2 π D ) x = 2 cos( 4 π t / 3 2 π

√

/ 3 ) cm x (cm ) / 3 ) cm o 1 / 3 ) cm 2 / 3 ) cm

1 t (s )

7、图示为一向右传播的简谐波在 t 时刻的波形图，BC为波密 、 时刻的波形图， 为波密 介质的反射面， 点反射 点反射， 时刻的波形图为: 介质的反射面，P点反射，则反射波在 t 时刻的波形图为y

BP

o

Ay A o yP

xC

x

o Ay A o

√

P

x

y A o

P

P

x

x

8、两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光 、两偏振片堆叠在一起， 线通过，当其中一偏振片慢慢转动180 0 时透射光强度发生 线通过

,当其中一偏振片慢慢转动 的变化为： 的变化为： A)光强单调增加 ) B)光强先增加，后又减小到零。 )光强先增加，后又减小到零。 C)光强先增加，后又减小，再增加。 )光强先增加，后又减小，再增加。 D)光强先增加，后减小，再增加，再减小到零。 )光强先增加，后减小，再增加，再减小到零。

√

9、一束自然光自空气射向一块平板玻璃，设入射角等于布儒 、一束自然光自空气射向一块平板玻璃， 则在界面2 斯特角 i0 。则在界面 的反射光

√

A)自然光 自然光 B)完全偏振光且光矢量的 ) 振动方向垂直于入射面。 振动方向垂直于入射面。 C)完全偏振光且光矢量的 ) 振动方向平行于入射面。 振动方向平行于入射面。 D)部分偏振光 )

i0

1 2

10、已知电子的静能为0. 511MeV,若电子的动能为 25MeV, 、已知电子的静能为 ，若电子的动能为0. , 则它所增加的质量 △m 与静止质量 m0 的比值近似为 A)0.1 ) 填空题： 二、填空题： B)0.2 ) C √ )0.5 D)0.9 )

1、一质点的运动方程为 x = 6 t – t 2(SI),则在 t 由0至4s 、 ),则在 ), 至 的时间间隔内，质点位移大小为( ),在 的时间间隔内，质点位移大小为( ),在 t 的时间间隔内质点走过的路程为( 由0 到4s 的时间间隔内质点走过的路程为 )。

8m 10m

2、人造地球卫星沿椭圆轨道运动，地球的中心为 该椭圆的一 、人造地球卫星沿椭圆轨道运动， 个焦点， 个焦点，以知地球半径 R = 6378km, 卫星与地面的最近距 ， 离 l1 = 439km ,与地面的最远距离 l2 = 2384km 。若卫星在 的速度v 近地点 A 1 的速度 1 = 8.1 km/s,则卫星在远地点 A 2 的速度 ， V2 = (

6.3 km/ s A 2

)

l2

R o

l1

A1

3、一轻绳绕于半径为 r 的飞轮边缘，并以质量为 的物体挂在 、 的飞轮边缘，并以质量为m 绳端， 绳端，飞轮对过轮心且与轮面垂直的水平固定轴的转动惯 量为J 若不计算摩擦， 量为 ，若不计算摩擦，飞轮的角加速度 β = ( )

r m

m gr 2 J +m r( SI )2

4、一质点同时参与了两个同方向的简谐振动，它们的振动方 、一质点同时参与了两个同方向的简谐振动， 程分别为 x1 = 0 . 05 cos( ω t + π / 4 )

x 2 = 0 . 05 cos( ω t + 19 π / 12 )其合成运动的运动方程为 x = (

( SI )

0.05cos(ω ) t 12

π

)

5、有两个同相的相干点光源 S1 和 S2 ,发出波长为 λ 的光。A 、 的光。 是它们连线的中垂线上的一点。 是它们连线的中垂线上的一点。若 在S1与A之间插入厚度为 之间插入厚度为 e、折射率为 的薄玻璃片，则两光源发出的光在 点的位相 、折射率为n 的薄玻璃片，则两光源发出的光在A点的位相 )。若

已知 差△φ =( ( )。若已知 λ = 5000Å,n = 1.5,A点恰为 ， 点恰为 第四级明纹中心，则 e = ( 第四级明纹中心， )Å。S1

e nA

=

π 2 λ

(n 1 e )o

S2

e = 40000A

6、当惯性系S 和 S ′ 坐标原点 和O ′重合时，一点光源从坐 、当惯性系 坐标原点O和 重合时 重合时， 标原点发出一光脉冲，对S系经过一段时间 后(对S ′ 系经 标原点发出一光脉冲， 系经过一段时间t 系经过一段时间 过时间为t ),此光脉冲的球面方程 用直角坐标系) 此光脉冲的球面方程( 过时间为 ′ ),此光脉冲的球面方程(用直角坐标系)分 别为S系 别为 系( S ′ 系(

x + y + z =c t ) 2 2 2 2 2 x′ + y′ + z′ = c t′ )2 2 2 2 2

三、计算题： 计算题： 1、一质量为 1kg 的钢球 ，系于长为 l 的轻绳一端，绳的另一 、 的钢球A, 的轻绳一端， 端固定。今将绳拉到水平位置后由静止释放， 端固定。今将绳拉到水平位置后由静止释放，球在最低点 的钢块B作完全弹性碰撞 与在粗糙平面上的另一质量为 5kg 的钢块 作完全弹性碰撞 沿水平面滑动最后停止。 后能回升到 h = 0.35m 处，而B沿水平面滑动最后停止。求： 沿水平面滑动最后停止 1)绳长；2)B克服阻力所做的功。(取 g = 10 m/s2) 克服阻力所做的功。( )绳长； ) 克服阻力所做的功。(取 解：1)取小球为研究对象 )A

则 v0 = 2 gl

v A = 2 ghh A B

取A,B 为一系统。 碰撞过程中动 为一系统。 量和机械能守恒。 量和机械能守恒。

1 2 A f = E k = 0 m B v B 2)取B为研究对象，由动能定理： 为研究对象， ) 为研究对象 由动能定理： 2

m Av0 = mB vB m Av A 1 1 1 2 2 2 m A v0 = m B v B + m A v A 2 2 2

l = 0.8 m

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