同济大学医用物理期末试题

医学生加油哦!!

一．选择题（每小题3分，共30分）

1.绿光（500nm）正入射在光栅常量为2.510 4cm,宽度为3cm的光栅上，会聚透镜的焦距

为50cm，第一级光谱中能分辨的最小波长差为（），最多能看到第（）级光谱。

A．0.42nm, 4

B.0.042nm, 4

C.0.42nm, 8

D.0.042nm, 8

2.目前在实验室里产生E=105V/m的电场和B=1T的磁场是不难做到的。今在边长为10cm

的立方体空间里产生上述两种均匀场，在上述空间里磁场能量是电场能量的（）倍。

A.8.99 104

105 B. 8.99

C. 8.99 106

D. 8.99 107

3.根据波尔理论，氢原子在n=5轨道上的角动量与在第一激发态的轨道角动量之比为（）

A.5/2

B.5/3

C.5/4

D．5

4. 花样滑冰运动员绕竖直轴旋转，两臂伸开时转动惯量为I,角速度为 ;收拢两臂，转动惯1I,则角速度为（ ） 3

1A. 3量为

B.

C.3

D.

。

5. 假设一个奥特曼在一次追击怪兽时以相对于地面45通过地球上空某点

时测得奥特曼距地h。不久后一颗人造卫星经过该点，则人造卫星相对地球的速度为( )

A.

B.

医学生加油哦!!

C.

D.

6. 劲度系数k=42N/m的轻弹簧，一端固定，另一端连接一质量m2=0.3kg的物体b，放在一

质量m1=0.2kg的物体a上，物体a放在光滑水平面上，ab间最大静摩擦系数 ab=0.5；物

体b上放一质量m3=0.1kg的物体c，bc间最大静摩擦系数 bc=0.7。则系统振动的最大能量

为( )

A. 0.21J

B.0.35J

C.0.42J

D.0.14J

7. 一滴极微小的雨滴半径为r，质量为m，密度为 0，在空气（密度为 ，黏度为 ）中

下落。假定它的运动符合斯托克斯定律，则雨滴末速度为（ ）。

r2

A. ( 0)g 9

2r2

B. ( 0)g 9

4r2

C. ( 0)g 9

2r2

D. ( 0)g 3

8. 无限大均匀带电介质平板A，电荷面密度为 1，将介质板移近一导体B，B表面上靠近p

点处的电荷面密度为 2，p点式非常靠近导体B表面的一点，如图所示，则p点的场强是

（ ）

A、

C、

9. 质量为0.1kg，温度为27C氮气，装在容积为0.01的容器中，容器以v=100m/s的速率

作匀速直线运动，若容器突然停下来，定向运动的动能全部转化为分子热运动的动能，

则平O 2 1 B、 2 1 0000 2 1 D、 2

医学生加油哦!!

衡后氮气的温度增加多少？（ ）

A.16.7C

B.3.6C

C.6.7C

D.0.36C

10. 在一点电荷产生的静电场中，一块电介质如图放置，以点电荷所在处为球心做一球形闭

合面，则对此球形闭合面（ ）。

A、高斯定理成立，且可用它求出闭合面上各点的场强

B、高斯定理成立，但不能用它求出闭合面上各点的场强

C、由于电介质不对称分布，高斯定理不成立

D、即使电介质对称分布，高斯定理也不成立

二、填空题(每小题4分,共20分)

1、在海拔h处，由于宇宙射线产生的 +介子以kc（0<k<1；c为真空中光速）垂直射向地

球表面，已知 +介子在静止参考系中的寿命为 t，则地球上的观察者观测到 +的寿命为

+介子衰变时的海拔高度为 。

2. 一质点同时参与两个在同一直线上的简谐振动，其表达式分别为OOOO

x1 0.04cos(2t ),x2 0.03cos(2t )。合振动的振幅为66

初相位为 。

3. 一无限长的均匀带电直线位于x轴上，电荷线密度为30 c/m,通过球心为坐标原点，

半径为3m的球面的电通量为 。

4. 如下图所示，长为0.50m的金属棒水平放置,以其长度的1/5处为轴在水平面内旋转,每

秒转两圈。已知地磁场在竖直方向上的分量B ＝0.50T。a、b两端的电势差为Uab＝ 。

5. 波长为589nm的钠平行光垂直入射至每毫米有500条缝的衍射光栅，最多可观察到第 级光谱，共看到 条谱线。

三、简答题（用简炼的语言回答下面两个问题。每小题5分，共10分）

1. 试解释飞机起飞的原理.

2. 请论述太阳系呈扁平盘状结构的原因。

四．计算题：（每小题10分，共40分）

1. 两块折射率为1.60的标准平面玻璃之间形成一个劈尖，用波长 =600nm的单色光垂直

医学生加油哦!!

入射，产生等厚干涉条纹。假如我们要求在劈尖内充满n=1.40的液体时的相邻明纹间距比劈尖内是空气时的间距缩小0.5mm，那么劈尖角 应是多少？

2. 一矩形载流线圈由20匝互相绝缘的细导线绕成，矩形边长为10.0cm和5.0cm，导线中

的电流为0.1A，这线圈绕它的一边OO’转动，如图所示，当加上B=0.5T的均匀外磁场，且B与线圈平面成30°角时，求：

(1) 线圈受到的力矩；

(2) 保持线圈的电流不变，当线圈转到平衡位置时，求磁场做的功。

3. 如图所示，一质量为M,长为L的均匀细

棒，可在水平面内绕通过其中心的竖直

轴转动，开始细棒静止。一质量为m的

小球，以水平速度u与棒的端点作弹性

碰撞。求碰撞后小球弹回的速率及棒的

角速度。

4. 有一密封水箱内装海水，水深h=2.00m,水面以上是空气，其压力为P=40.0atm，海水从

箱底的小孔流出，小孔截面积为S=10.0平方厘米，设海水的密度为 =1.03克每立方厘米，试求：（1）水流出的速度v和流量Q;(2)流出的水流施加于水箱的反作用力。

答案：

一．选择题：1.B 2.C 3.A 4.C.5.B.6.A

7.B.8.D.9.C 10.B

Δt

二．填空题：1.

2. 0.061m 4.7

7uc22 h1 uc22 o 3. 2.03 10（V·m）

医学生加油哦!!

4. -4.7 10V

5. 3 7

三．简答题： 1. 按照物理学的伯努利方程：同样是流过某个表面的流体，速度快的对这个表面产生的压强要小。因此就得出机翼上表面大气压强比下表面的要小的结论，这样子就产生了升力，升力达到一定程度飞机就可以离地而起。

（不答到伯努利方程最多得2分）。

2. 由大量星体组成的星系不受外力矩作用，角动量守恒。太阳系最初像一个球状的气云，以一定的角动量缓慢旋转，在万有引力作用下逐渐收缩，即旋转半径变小。由于角动量守恒，旋转半径减小则旋转速度必然增大，从而使惯性离心力增大，致使收缩作用减弱。而轴向上因为不存在惯性离心力，因此轴向上收缩作用不减弱，于是太阳系就逐渐形成了垂直于轴向同一方向高速转动的扁平盘状结构。

（不答到角动量守恒最多得2分）。

四．计算题：

1.空气劈尖时，间距L1= /2

液体劈尖时，间距L2=(2n/ ) -5

L=L1-L2= (1-1/n)/(2 )

所以 = （1-1/n）/2 L=1.7 10-4rad

2.(1)矩形载流平面线圈的磁矩为Pm=NIS

则线圈受到的力矩M=PmBsin

为线圈法线与B的夹角，当 =60°时，有

M=20 0.1 10 5 10-4 0.5 sin60°=4.3 10-3N m

(2)磁场对线圈做功，表现在力矩做功，沿力矩方向的角位移为-d ,那么

1NISB=2.5 10-3J 2

1NISB=2.5 10-3J 或者A= Id =I =I(NBS-NBScos60°)= 2A=0-Md= 60-NISBsin d =

3.对于整个系统，不考虑轴间摩擦阻力矩，可用角动量守恒定律（内力矩不改变系统的角动量），取顺时针转向为正，系统碰撞前后的角动量应守恒，即 llmu=I -mv 22

又系统弹性碰撞，机械能守恒，则

医学生加油哦!!

1mu2=1I 2+1mv2 222

l 整理得 u-v=2

M l解得 u+v= 6m

12mu棒的角速度 = M 3ml

u(M 3m) 小球弹回的速率v=M 3m

4.v=88.9m/s;Q=0.0889立方米每秒；（2）F=8140N

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/g62j.html