大學物理學試卷2及答案

1、一 填空題（共32分） 1.（本題3分）（0043） 沿水平方向的外力F將物體A壓在豎直墻上，由于物體與墻之間有摩擦力，此時物體保持靜止，并設其所受靜摩擦力為f0，若外力增  至2F，則此時物體所受靜摩擦力為_ 2(本題3分)(0127) 質(zhì)量為0.05kg的小塊物體，置于一光滑水平桌面上有一繩一端連接此物，另一端穿過桌面中心的小孔(如圖所示)該物體原以3rads的角速度在距孔0.2m的圓周上轉(zhuǎn)動今將繩從小孔緩慢往下拉，使該物體之轉(zhuǎn)動半徑減為0.1m則物體的角速度 =_3。(本題3分)(5058) ·  處于平衡狀態(tài)下溫度為T的理想氣體，kT的物理意義是

2、_ _.(k為玻爾茲曼常量).4. (本題4分)（4032）圖示曲線為處于同一溫度T時氦（原子量4）、氖(原子量20)和氬(原子量40)三種氣體分子的速率分布曲線。其中  曲線(a)，是_氣分子的速率分布曲線；  曲線(c)是_氣分子的速率分布曲線；5(本題35分)(4147) 同一種理想氣體的定壓摩爾熱容Cp大于定體摩爾熱容Cv，其原因是 _。6.(本題35分)(4128) 可逆卡諾熱機可以逆向運轉(zhuǎn)逆向循環(huán)時，從低溫熱源吸熱，向高溫熱源放熱，而且吸的熱量和放出的熱量等于它正循環(huán)時向低溫熱源放出的熱量和從高溫熱源吸的熱量設高溫熱源的溫度為Tl=450K；

3、低溫熱源的溫度為T2=300K，卡諾熱機逆向循環(huán)時從低溫熱源吸熱Q2=400J，則該卡諾熱機逆向循環(huán)一次外界必須 作功W=_.7(本題3分)(1105) 半徑為R1和R2的兩個同軸金屬圓筒，其間充滿著相對介電常量為r的均勻介質(zhì)。設兩筒上單位長度帶有的電荷分別為+腳-，則介質(zhì)中離軸線的距離為r處的電位移矢量的大小D=_，電場強度的大小E=_.8(本題3分)(25lO) 如圖所示，一段長度為l的直導線MN，水平放置在載電流為I的豎直長導線旁與豎直導線共面,并從靜止圖示位置自由下落，則t秒末導線兩端的電勢差 UM-UN=_.9(本題3分)(3816)一質(zhì)點沿x軸以x=0為平衡位置

4、作簡諧振動，頻率為0.25Hzt=0時 x=-0.37cm而速度等于零，則振幅是_，振動的數(shù)值表 達式為_.10。(本題4分)(3358) 在單縫夫瑯禾費衍射示意圖中，所畫出的各條正入射光線間距相等，那末光線1與2在幕上 p點上相遇時的相位差為_，p點應為 _點二計算題(共63分) 11。(本題l0分)(0438) 如圖所示，勁度系數(shù)為k的彈簧，一端 固定于墻上，另一端與一質(zhì)量為m1的木塊A 相接，A又與質(zhì)量為m2的木塊B用不可伸長 的輕繩相連，整個系統(tǒng)放在光滑水平面上現(xiàn) 在以不變的力向右拉m2，使m2自平衡位置 由靜止開始運動，求木塊A、B系統(tǒng)所受合外

5、力為零時的速度，以及此過程中 繩的拉力了對m1所作的功，恒力對m2所作的功 12。(本題8分)(0242) 一質(zhì)量為M=15kg、半徑為R=0.30m的圓柱體，可繞與其幾何軸重合的水 平固定軸轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)動慣量J=MR2)現(xiàn)以一不能伸長的輕繩繞于柱面，而在繩的 下端懸一質(zhì)量m=8.0kg的物體不計圓柱體與軸之間的摩擦，求： (1)物體自靜止下落， 5s內(nèi)下降的距離； (2)繩中的張力13。(本題l0分)(1501) 在蓋革計數(shù)器中有一直徑為2.00cm的金屬圓筒，在圓筒軸線上有一條直徑為0.134mm的導線如果在導線與圓筒之間加上850V的電壓，試分別求： (1)導線表面處(2)金屬圓筒內(nèi)表面處的

6、電場強度的大小14(本題5分)(5682) 一絕緣金屬物體，在真空中充電達某一電勢值；其電場總能量為Wo若斷開電源，使其上所帶電荷保持不變，并把它浸沒在相對介電常量為r的無限大的各向同性均勻液態(tài)電介質(zhì)中，問這時電場總能量有多大?15。(本題l0分)(2471) 如圖所示，載有電流Il和I2的長直導線ab和cd相互平行，相距為3r，今有載有電流I3的導線MN=r；水平放置，且其兩端MN分別與Il、I2的距離都是r，ab、cd和MN共面，求導線MN所受的磁力大小和方向 16(本題l0分)(3146) 如圖為一平面簡諧波在t=0時刻的波形圖，已知波速u=20ms試畫出P處質(zhì)點與Q處質(zhì)點的振

7、動曲線，然后寫出相應的振動方程  17。(本題l0分)(3687) 雙縫干涉實驗裝置如圖所示，雙縫與屏之間的距離 D=120cm，兩縫之間的距離d=0.50mm，用波長= 500nm(1nm=10-9m)的單色光垂直照射雙縫； (1)求原點O(零級明條紋所在處)上方的第五級明 條紋的坐標x (2)如果用厚度l=1.0X10-2mm， 折射率n=1.58 的透明薄膜復蓋在圖中的Sl縫后面，求上述第五級明條紋的坐標x'三回答問題(共5分) 18(本題5分)(2534) 在自感系數(shù)為L，通有電流I的螺線管內(nèi)，磁場能量為W=LI2這能量 是什么能量轉(zhuǎn)化來的?怎樣才能使它以熱的形式釋放

8、出來一 填空題 （共32分）1（本題 3分）(0043) 3分2（本題 3分）(0127) 3分3（本題 3分）(0127)每個氣體分子熱運動的平均平動動能 3分4（本題 4分）(4032)氬 2分 氦 2分5（本題 3分）(4147)在等壓升溫過程中，氣體要膨脹而對外作功，所以要比氣體等體升溫過程多吸收一部分熱量. 3分6（本題 3分）(4128) 3分7（本題 3分）(1105) 2分1分8（本題 3分）(2510) 3分9（本題 3分）(3816)0.37cm 1分 (SI) 2分10（本題 4分）(3358)2分 2分2分    二 計算題(共6

9、3分)11.(本題10分)(0438)解: 設彈簧伸長時,木塊所受合外力為零, 即有:1分設繩的拉力對所作的功為,恒力對所作的功為, 木塊系統(tǒng)所受合外力為零時的速度為,彈簧在此過程中所作的功為.對系統(tǒng),由動能定理有2分對有2分而 , 2分代入式可求得1分由式可得由于繩拉和的力方向相反大小相等，而和的位移又相同，所以繩的拉力對作的功為 2分12.(本題8分)(0242)解： 1分 2分1分 1分因此下落距離 2分張力 1分13(本題10分)(1501) 解：設導線上的電荷線密度為，與導線同軸作單位長度的半徑為的(導線半徑圓筒半徑)高斯圓柱面，則按高斯定理有得到 2分方向沿半徑指向圓筒，導線與圓筒之間的電勢差2分則 2分代入數(shù)值，則： 導線表面處 2分 圓筒內(nèi)表面處 2分14(本題5分)(5682)解：因為所帶電荷保持不變，故電場中各點的電位移矢量保持不變，又 3分因為介質(zhì)均勻，電場總能量 2分15(本題10分)(2471)解：載流導線上任一點處的磁感強度大小為： 3分上電流元所受磁力： 2分 3分若 ，則的方向向下，則的方向向上2分16(本題10分)(3146)解：波的周期 2分處處質(zhì)點振動周期與波的周期相等，故處質(zhì)點的振動曲線如圖（a）振動方程為： 2分 2分處質(zhì)點的振動曲線如圖（b）振動方程為 或 2分17(本題10分)(3687)解： 4分 從