《大学物理 》下期末考试 有答案
大学物理期末考试试卷(含答案)
大学物理期末考试试卷(含答案)一、大学物理期末选择题复习1．一个质点在做圆周运动时,则有()(A) 切向加速度一定改变,法向加速度也改变(B) 切向加速度可能不变,法向加速度一定改变(C) 切向加速度可能不变,法向加速度不变(D) 切向加速度一定改变,法向加速度不变答案B2．对质点组有以下几种说法：(1) 质点组总动量的改变与内力无关；(2) 质点组总动能的改变与内力无关；(3) 质点组机械能的改变与保守内力无关．下列对上述说法判断正确的是()(A) 只有(1)是正确的(B) (1) (2)是正确的(C) (1) (3)是正确的 (D) (2) (3)是正确的答案C3．一带电粒子垂直射入均匀磁场中，如果粒子的质量增加为原来的2倍，入射速度也增加为原来的2倍，而磁场的磁感应强度增大为原来的4倍，则通过粒子运动轨道所围面积的磁通量增大为原来的：（）(A) 2倍 (B) 4倍 (C) 0.5倍 (D) 1倍答案B4．下列说法正确的是（）(A) 闭合回路上各点磁感强度都为零时回路内一定没有电流穿过(B) 闭合回路上各点磁感强度都为零时回路内穿过电流的代数和必定为零(C) 磁感强度沿闭合回路的积分为零时回路上各点的磁感强度必定为零(D) 磁感强度沿闭合回路的积分不为零时回路上任意一点的磁感强度都不可能为零答案B5．在图（ａ）和（ｂ）中各有一半径相同的圆形回路L1、L2，圆周内有电流I1、I2，其分布相同，且均在真空中，但在（ｂ）图中L2回路外有电流I3，P1、P2为两圆形回路上的对应点，则（ ）（A ） ⎰⎰⋅=⋅21L L d d l B l B ，21P P B B =（B ） ⎰⎰⋅≠⋅21L L d d l B l B ，21P P B B =（C ） ⎰⎰⋅=⋅21L L d d l B l B ，21P P B B ≠（D ） ⎰⎰⋅≠⋅21L L d d l B l B ，21P P B B ≠答案C6． 一运动质点在某瞬间位于位矢(,)r x y 的端点处，对其速度的大小有四种意见，即 （1）dr dt ；（2）dr dt ；（3）dsdt；（422()()dx dy dt dt +下列判断正确的是：（A ）只有（1）（2）正确 （B ）只有（2）正确 （C ）只有（2）（3）正确 （D ）只有（3）（4）正确 答案 D7． 质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a 表示加速度，s 表示路程，t a 表示切向加速度。
大学力学专业《大学物理（下册）》期末考试试题 含答案
大学力学专业《大学物理（下册）》期末考试试题含答案姓名：______ 班级：______ 学号：______考试须知：1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。
2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、一质点的加速度和位移的关系为且，则速度的最大值为_______________ 。
2、均匀细棒质量为，长度为，则对于通过棒的一端与棒垂直的轴的转动惯量为_____，对于通过棒的中点与棒垂直的轴的转动惯量_____。
3、两列简谐波发生干涉的条件是_______________，_______________，_______________。
4、某人站在匀速旋转的圆台中央，两手各握一个哑铃，双臂向两侧平伸与平台一起旋转。
当他把哑铃收到胸前时，人、哑铃和平台组成的系统转动角速度应变_____；转动惯量变_____。
5、一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度_____。
6、二质点的质量分别为、. 当它们之间的距离由a缩短到b时，万有引力所做的功为____________。
7、一长直导线旁有一长为，宽为的矩形线圈，线圈与导线共面，如图所示. 长直导线通有稳恒电流，则距长直导线为处的点的磁感应强度为___________；线圈与导线的互感系数为___________。
8、一束光线入射到单轴晶体后，成为两束光线，沿着不同方向折射．这样的现象称为双折射现象．其中一束折射光称为寻常光，它______________定律；另一束光线称为非常光，它___________定律。
9、一维保守力的势能曲线如图所示，则总能量为的粒子的运动范围为________；在________时，粒子的动能最大;________时，粒子的动能最小。
大学物理学专业《大学物理(二)》期末考试试卷-附答案
大学物理学专业《大学物理（二）》期末考试试卷附答案姓名：______ 班级：______ 学号：______考试须知：1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。
2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、一质点作半径为0.1m的圆周运动，其运动方程为：（SI），则其切向加速度为＝_____________。
2、一平行板空气电容器的两极板都是半径为R的圆形导体片，在充电时，板间电场强度的变化率为dE/dt．若略去边缘效应，则两板间的位移电流为__________________。
3、长为、质量为的均质杆可绕通过杆一端的水平光滑固定轴转动，转动惯量为，开始时杆竖直下垂，如图所示。
现有一质量为的子弹以水平速度射入杆上点，并嵌在杆中. ，则子弹射入后瞬间杆的角速度___________。
4、两列简谐波发生干涉的条件是_______________，_______________，_______________。
5、一弹簧振子系统具有1.OJ的振动能量，0.10m的振幅和1.0m／s的最大速率，则弹簧的倔强系数为_______，振子的振动频率为_______。
6、动方程当t=常数时的物理意义是_____________________。
7、花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动，开始时两臂伸开，转动惯量为，角速度为；然后将两手臂合拢，使其转动惯量变为，则转动角速度变为_______。
8、在主量子数n=2，自旋磁量子数的量子态中，能够填充的最大电子数是______________。
9、一长直导线旁有一长为，宽为的矩形线圈，线圈与导线共面，如图所示. 长直导线通有稳恒电流，则距长直导线为处的点的磁感应强度为___________；线圈与导线的互感系数为___________。
10、一个中空的螺绕环上每厘米绕有20匝导线，当通以电流I=3A时，环中磁场能量密度w =_____________ ．()二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）1、能量子：2、受激辐射：3、黑体辐射：4、布郎运动：5、熵增加原理：6、瞬时加速度：三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）1、气体在状态变化过程中，可以保持体积不变或保持压强不变，这两种过程（）。
大学物理下期末试题及答案
一、选择题（共30分，每题3分）1. 设有一“无限大”均匀带正电荷的平面．取x 轴垂直带电平面，坐标原点在带电平面上，则其周围空间各点的电场强度E随距平面的位置坐标x 变化的关系曲线为(规定场强方向沿x 轴正向为正、反之为负)：［ ］2. 如图所示，边长为a 的等边三角形的三个顶点上，分别放置着三个正的点电荷q 、2q 、3q ．若将另一正点电荷Q 从无穷远处移到三角形的中心O 处，外力所作的功为：(A) 0． (B) 0．(C)0． (D) 0 ［ ］3. 一个静止的氢离子(H +)在电场中被加速而获得的速率为一静止的氧离子(O +2)在同一电场中且通过相同的路径被加速所获速率的：(A) 2倍． (B) 22倍．(C) 4倍． (D) 42倍． ［ ］ 4. 球壳，则在球壳中一点P 处的场强大小与电势(点)分别为：(A) E = 0，U > 0． (B) E = 0，U < 0．(C) E = 0，U = 0． (D) E > 0，U < 0． 5. C 1和C 2两空气电容器并联以后接电源充电．在电源保持联接的情况下，在C 1中插入一电介质板，如图所示, 则 (A) C 1极板上电荷增加，C 2极板上电荷减少． (B) C 1极板上电荷减少，C 2极板上电荷增加． (C) C 1极板上电荷增加，C 2极板上电荷不变． (D) C 1极板上电荷减少，C 2极板上电荷不变． 6. 对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确． (A) 位移电流是指变化电场．(B) 位移电流是由线性变化磁场产生的． (C) 位移电流的热效应服从焦耳─楞次定律．(D) 位移电流的磁效应不服从安培环路定理． ［ ］ 7. 有下列几种说法： (1) 所有惯性系对物理基本规律都是等价的． (2) 在真空中，光的速度与光的频率、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率都相同．若问其中哪些说法是正确的, 答案是 (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．x(D) 三种说法都是正确的． ［ ］8. 在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光速的60％，则因散射使电子获得的能量是其静止能量的(A) 2倍． (B) 1.5倍．(C) 0.5倍． (D) 0.25倍． ［ ］ 9. 已知粒子处于宽度为a 的一维无限深势阱中运动的波函数为 ax n a x n π=sin 2)(ψ ， n = 1, 2, 3, … 则当n = 1时，在 x 1 = a /4 →x 2 = 3a /4 区间找到粒子的概率为(A) 0.091． (B) 0.182． (C) 1． . (D) 0.818． ［ ］10. 氢原子中处于3d 量子态的电子，描述其量子态的四个量子数(n ，l ，m l ，m s )可能取的值为(A) (3，0，1，21-)． (B) (1，1，1，21-)． (C) (2，1，2，21)． (D) (3，2，0，21)． ［ ］二、填空题（共30分）11.（本题3分）一个带电荷q 、半径为R 的金属球壳，壳内是真空，壳外是介电常量为ε 的无限大各向同性均匀电介质，则此球壳的电势U =________________． 12. （本题3分）有一实心同轴电缆，其尺寸如图所示，它的内外两导体中的电流均为I ，且在横截面上均匀分布，但二者电流的流向正相反，则在r < R 1处磁感强度大小为________________．13.（本题3分）磁场中某点处的磁感强度为)SI (20.040.0j i B-=，一电子以速度j i66100.11050.0⨯+⨯=v (SI)通过该点，则作用于该电子上的磁场力F 为__________________．(基本电荷e =1.6×10-19C) 14.（本题6分，每空3分）四根辐条的金属轮子在均匀磁场B 中转动，转轴与B 平行，轮子和辐条都是导体，辐条长为R ，轮子转速为n ，则轮子中心O 与轮边缘b 之间的感应电动势为______________，电势最高点是在______________处． 15. （本题3分） 有一根无限长直导线绝缘地紧贴在矩形线圈的中心轴OO ′上，则直导线与矩形线圈间的互感系数为_________________．16.（本题3分）真空中两只长直螺线管1和2，长度相等，单层密绕匝数相同，直径之比d 1 / d 2 =1/4．当它们通以相同电流时，两螺线管贮存的磁能之比为W 1 / W 2=___________．17. （本题3分）静止时边长为 50 cm 的立方体，当它沿着与它的一个棱边平行的方向相对于地面以匀速度 2.4×108 m ·s -1运动时，在地面上测得它的体积是____________．18. （本题3分）以波长为λ= 0.207 μm 的紫外光照射金属钯表面产生光电效应，已知钯的红限频率 ν 0=1.21×1015赫兹，则其遏止电压|U a | =_______________________V ．(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，基本电荷e =1.60×10-19 C) 19. （本题3分）如果电子被限制在边界x 与x +∆x 之间，∆x =0.5 Å，则电子动量x 分量的不确定量近似地为________________kg ·m ／s ． (取∆x ·∆p ≥h ，普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s) 三、计算题（共40分） 20. （本题10分）电荷以相同的面密度σ 分布在半径为r 1＝10 cm 和r 2＝20 cm 的两个同心球面上．设无限远处电势为零，球心处的电势为U 0＝300 V ． (1) 求电荷面密度σ．(2) 若要使球心处的电势也为零，外球面上电荷面密度应为多少，与原来的电荷相差多少？［电容率ε0＝8.85×10-12 C 2 /(N ·m 2)］ 21. （本题10分）已知载流圆线圈中心处的磁感强度为B 0，此圆线圈的磁矩与一边长为a 通过电流为I 的正方形线圈的磁矩之比为2∶1，求载流圆线圈的半径． 22．（本题10分） 如图所示，一磁感应强度为B 的均匀磁场充满在半径为R 的圆柱形体内，有一长为l 的金属棒放在磁场中，如果B 正在以速率dB/dt 增加，试求棒两端的电动势的大小，并确定其方向。
大学物理期末考试试题与答案
大学物理期末考试试题与答案一、选择题（共10题，每题2分，共20分）1. 下列哪一个是正确的光的传播速度？A. 300 m/sB. 3×10^8 m/sC. 3×10^3 m/sD. 3×10^5 m/s2. 牛顿第二定律以F=ma的形式表示，其中F表示什么？A. 力B. 质量C. 加速度D. 面积3. 以下哪个是正确的功率单位？A. 焦耳B. 麦克斯韦C. 瓦特D. 库仑4. 一个物体从高处自由下落，那么下列哪个不会改变？A. 重力加速度B. 物体的质量C. 物体的速度D. 物体的位移5. 下列哪个单位用于测量电阻？A. 安培B. 瓦特C. 欧姆D. 度6. 以下哪个是牛顿第三定律的陈述？A. 力总是成对出现的B. 加速度与力成比例C. 任何物体的质量都不可改变D. 物体只有在受到外力作用时才会加速7. 下列哪个情况不会导致机械能守恒？A. 重物从高处自由落下B. 弹簧被压缩C. 空气摩擦力作用于运动物体D. 两个物体完全弹性碰撞8. 下列哪一个是正确的速度单位？A. 千克B. 焦耳C. 瓦特D. 米/秒9. 下列哪个定律用于计算电路中的电流？A. 奥姆定律B. 阿伏伽德罗定律C. 法拉第定律D. 约翰逊噪声公式10. 光的屈光现象是由于什么引起的？A. 光的全反射B. 光的衍射C. 光的传播速度变化D. 光的折射二、填空题（共5题，每题4分，共20分）1. 牛顿第一定律也被称为______定律。
2. 阻碍物体运动的力又称为________。
3. 阅读电表时，我们读取的是________。
4. 电流的方向是由________极指向_______极。
5. 灯泡的亮度与电源电压的_______成正比。
三、简答题（共5题，每题10分，共50分）1. 解释什么是功率，并且列举一个功率的应用场景。
2. 什么是摩擦力？列举两个常见的摩擦力的例子。
3. 什么是电阻？解释电阻与电流、电压之间的关系。
大学物理下考试题及答案
大学物理下考试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是：A. 3×10^8 m/sB. 2×10^8 m/sC. 1×10^8 m/sD. 4×10^8 m/s答案：A2. 根据牛顿第二定律，力和加速度的关系是：A. F=maB. F=mvC. F=m/aD. F=a/m答案：A3. 一个物体从静止开始做匀加速直线运动，其位移与时间的关系为：A. s = 1/2at^2B. s = 1/2vtC. s = 1/2atD. s = vt答案：A4. 在理想气体状态方程中，压强、体积、温度的关系是：A. PV = nRTB. PV = nTC. PV = nRD. PV = n答案：A二、填空题（每题5分，共20分）1. 根据能量守恒定律，一个物体的动能和势能之和在任何情况下都______。
答案：保持不变2. 电场强度的定义式为______。
答案：E = F/q3. 根据库仑定律，两点电荷之间的力与它们电荷量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比，其公式为______。
答案：F = kQq/r^24. 光的折射定律表明，入射角和折射角之间的关系为______。
答案：n1sinθ1 = n2sinθ2三、简答题（每题10分，共40分）1. 简述波粒二象性的概念。
答案：波粒二象性是指微观粒子如电子、光子等，既表现出波动性，也表现出粒子性。
在某些实验条件下，它们表现出波动性，如干涉和衍射现象；而在另一些实验条件下，它们表现出粒子性，如光电效应和康普顿散射。
2. 什么是电磁感应定律？请给出其数学表达式。
答案：电磁感应定律描述了变化的磁场在导体中产生电动势的现象。
其数学表达式为ε = -dΦ/dt，其中ε是感应电动势，Φ是磁通量，t是时间。
3. 简述热力学第一定律的内容。
答案：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，指出在一个封闭系统中，能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转换为另一种形式。
大学物理期末考试试卷(含答案)
大学物理一、单选题（本大题共8小题，每小题5分，共40分）1．下面表述正确的是[ ](A)质点作圆周运动,加速度一定与速度垂直 (B) 物体作直线运动,法向加速度必为零 (C)轨道最弯处法向加速度最大 (D)某时刻的速率为零,切向加速度必为零。
2．用水平压力F 把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止．当F逐渐增大时，物体所受的静摩擦力f [ ](A) 恒为零 (B) 不为零，但保持不变(C) 随F 成正比地增大． (D) 开始随F 增大，达到某一最大值后，就保持不变 3．地球绕太阳公转，从近日点向远日点运动的过程中，下面叙述中正确的是 [ ] (A)太阳的引力做正功 (B)地球的动能在增加 (C)系统的引力势能在增加 (D) 系统的机械能在减少4.如图所示：一均匀细棒竖直放置，其下端与一固定铰链O 连接，并可绕其转动，当细棒受到扰动，在重力作用下由静止向水平位置绕O 转动，在转动过程中， 下述说法哪一种是正确的[ ](A) 角速度从小到大，角加速度从小到大； (B) 角速度从小到大，角加速度从大到小； (C) 角速度从大到小，角加速度从大到小； (D) 角速度从大到小，角加速度从小到大. 5．已知一高斯面所包围的体积内电量代数和iq =0，则可肯定：[ ]（A ）高斯面上各点场强均为零。
（B ）穿过高斯面上每一面元的电通量均为零。
（C ）穿过整个高斯面的电通量为零。
（D ）以上说法都不对。
6 有一半径为R 的单匝圆线圈，通以电流I ，若将该导线弯成匝数N=2的平面圆线圈，导线长度不变，并通以同样的电流，则该线圈中心的磁感强度是原来的［ ］（A ）4倍 （B ）2倍 （C ） 1/2 （D ）1/47. 如图，匀强磁场中有一矩形通电线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下，线圈发生转动，其方向是[ ](A) ad 边转入纸内，bc 边转出纸外 (B) ad 边转出纸外，bc 边转入纸内 (C) ab 边转出纸外，cd 边转入纸内(D) ab 边转入纸内，cd 边转出纸外8．两根无限长的平行直导线有相等的电流， 但电流的流向相反，如右图，而电流的变化率dtdI均小于零，有一矩形线圈与两导线共面，则[ ] （A ）线圈中无感应电流；（B ）线圈中感应电流不确定。
大学物理期末考试试卷和答案(G)
XXX 学年第二学期《大学物理（2-1）》期末试卷（答案附后）一、选择题1、（本题3分）两辆小车A 、B ，可在光滑平直轨道上运动．第一次实验，B 静止，A 以0.5 m/s 的速率向右与B 碰撞，其结果A 以 0.1 m/s 的速率弹回，B 以0.3 m/s 的速率向右运动；第二次实验，B 仍静止，A 装上1 kg 的物体后仍以 0.5 m/s 的速率与B 碰撞，结果A 静止，B 以0.5 m/s 的速率向右运动，如图．则A 和B 的质量分别为(A) m A = 2 kg m B = 1 kg ． (B) m A = 1 kg m B = 2 kg ．(C) m A = 3 kg m B = 4 kg ． (D) m A = 4 kg m B = 3 kg ．［ ］2、(本题3分）有一劲度系数为k 的轻弹簧，原长为l 0，将它吊在天花板上．当它下端挂一托盘平衡时，其长度变为l 1．然后在托盘中放一重物，弹簧长度变为l 2，则由l 1伸长至l 2的过程中，弹性力所作的功为(A)⎰-21d l l x kx ． (B)⎰21d l l x kx ．(C)⎰---0201d l l l l x kx ． (D)⎰--0201d l l l l x kx ．［ ］3、（本题3分）一圆盘绕过盘心且与盘面垂直的光滑固定轴O 以角速度ω按图示方向转动.若如图所示的情况那样，将两个大小相等方向相反但不在同一条直线的力F 沿盘面同时作用到圆盘上，则圆盘的角速度ω(A) 必然增大． (B) 必然减少． (C) 不会改变． (D) 如何变化，不能确定．［ ］4、（本题3分）在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的？(1) 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速．(2) 质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的．(3) 在一惯性系中发生于同一时刻，不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的．(4)惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时，会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些．(A) (1)，(3)，(4)．(B) (1)，(2)，(4)．(C) (1)，(2)，(3)．(D) (2)，(3)，(4)．［］5、（本题3分）某核电站年发电量为100亿度，它等于36×1015 J的能量，如果这是由核材料的全部静止能转化产生的，则需要消耗的核材料的质量为(A) 0.4 kg．(B) 0.8 kg．(C) (1/12)×107 kg．(D) 12×107 kg．［］6、（本题3分）已知一定量的某种理想气体，在温度为T1与T2时的分子最概然速率分别为v p1和v p2，分子速率分布函数的最大值分别为f(v p1)和f(v p2)．若T1>T2，则(A) v p1 > v p2， f (v p1)> f (v p2)．(B) v p1 > v p2， f (v p1)< f (v p2)．(C) v p1 < v p2， f (v p1)> f (v p2)．(D) v p1 < v p2， f (v p1)< f (v p2)．［］7、（本题3分）关于热功转换和热量传递过程，有下面一些叙述：(1) 功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功；(2) 一切热机的效率都只能够小于1；(3) 热量不能从低温物体向高温物体传递；(4) 热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的．以上这些叙述（A）只有(2)、(4)正确．（B）只有(2)、(3) 、(4)正确．（C）只有(1)、(3) 、(4)正确．（D）全部正确．［］8、（本题3分）频率为 100 Hz ，传播速度为300 m/s 的平面简谐波，波线上距离小于波长的两点振动的相位差为π31，则此两点相距（A ） 2.86 m ． （B) 2.19 m ．（C ） 0.5 m ． （D) 0.25 m ． ［ ］ 9、（本题3分）如图，S 1、S 2是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为r 1和r 2．路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 (A) )()(111222t n r t n r +-+．(B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+． (C) )()(111222t n r t n r ---． (D) 1122t n t n -．［ ］10、（本题3分）一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数（a+b ）为下列哪种情况时（a 代表每条缝的宽度），k ＝3、6、9等级次的主极大均不出现？ （A ） a+b ＝2a ．（B ） a+b ＝3a ． （C ） a+b ＝4a ．（D ） a+b ＝6a ．［ ］二、简单计算与问答题（共6小题，每小题5分，共30分） 1、（本题5分）一质点作直线运动，其x- t 曲线如图所示，质点的运动可分为OA 、AB 、BC 和CD 四个区间，AB 为平行于t 轴的直线，CD 为直线，试问每一区间速度、加速度分别是正值、负值，还是零？PS 1S 2 r 1n 1n 2t 2r 2t 1tx2、（本题5分）一车轮可绕通过轮心O 且与轮面垂直的水平光滑固定轴，在竖直面内转动，轮的质量为M ，可以认为均匀分布在半径为R 的圆周上，绕O 轴的转动惯量J ＝MR 2．车轮原来静止，一质量为m 的子弹，以速度v 0沿与水平方向成α角度射中轮心O 正上方的轮缘A 处，并留在A 处，如图所示．设子弹与轮撞击时间极短．问：(1) 以车轮、子弹为研究系统，撞击前后系统的动量是否守恒？为什么？动能是否守恒？为什么？角动量是否守恒？为什么？ (2) 子弹和轮开始一起运动时，轮的角速度是多少？3、（本题5分）经典力学的相对性原理与狭义相对论的相对性原理有何不同？4、（本题5分）试从分子动理论的观点解释：为什么当气体的温度升高时，只要适当地增大容器的容积就可以使气体的压强保持不变？5、（本题5分）一质点作简谐振动，其振动方程为x = 0.24)3121cos(π+πt (m)，试用旋转矢量法求出质点由初始状态（t = 0的状态）运动到x = -0.12 m ，v < 0的状态所需最短时间∆t ．6、（本题5分）让入射的平面偏振光依次通过偏振片P 1和P 2．P 1和P 2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是α和β．欲使最后透射光振动方向与原入射光振动方向互相垂直，并且透射光有最大的光强，问α 和β 各应满足什么条件？三．计算题（共4小题，每小题10分，共40分） 1、（本题10分）两个质量分别为m 1和m 2的木块A 和B ，用一个质量忽略不计、劲度系数为k 的弹簧联接起来，放置在光滑水平面上，使A 紧靠墙壁，如图所示．用力推木块B 使弹簧压缩x 0，然后释放．已知m 1 = m ，m 2 = 3m ，求： (1) 释放后，A 、B 两木块速度相等时的瞬时速度的大小；(2) 释放后，弹簧的最大伸长量．2、（本题10分）1 mol 双原子分子理想气体从状态A (p 1,V 1)沿p -V 图所示直线变化到状态B (p 2,V 2)，试求：（1）气体的内能增量．（2）气体对外界所作的功． （3）气体吸收的热量．（4）此过程的摩尔热容．3、（本题10分）已知一平面简谐波的表达式为 )24(cos x t A y +π= (SI)． (1) 求该波的波长λ，频率ν 和波速u 的值；(2) 写出t = 4.2 s 时刻各波峰位置的坐标表达式，并求出此时离坐标原点最近的那个波峰的位置；(3) 求t = 4.2 s 时离坐标原点最近的那个波峰通过坐标原点的时刻t ．4、（本题10分）（1）单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光含有两种波长，λ 1 = 400 nm ，λ2 = 760 nm (1 nm =10 -9 m)．已知单缝宽度a = 1.0×10 -2 cm ，透镜焦距f = 50 cm ．求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离．（2）用光栅常数-3101.0⨯=d cm 的光栅替换单缝，其他条件和上一问相同，求两种光第一级主极大之间的距离．p 1p p 12答案一、1、B 2、C 3、A 4、B 5、A 6、B 7、A 8、C 9、B 10、B 二、1、1、答： OA 区间：v > 0 , a < 0 2分AB 区间：v = 0 , a = 0 1分 BC 区间：v > 0 , a > 0 1分 CD 区间：v > 0 , a = 0 1分2、答：(1) 系统动量不守恒．因为在轴O 处受到外力作用，合外力不为零． 1分动能不守恒．因为是完全非弹性碰撞(能量损失转化为形变势能和热运动能)．1分 角动量守恒．因为合外力矩为零． 1分 (2) 由角动量守恒 m v 0R cos α = (M + m )R 2ω ∴ ()Rm M m +=αωcos 0v 2分3、答：经典的力学相对性原理是指对不同的惯性系，牛顿定律和其它力学定律的形式都是相同的． 2分 狭义相对论的相对性原理指出：在一切惯性系中，所有物理定律的形式都是相同的，即指出相对性原理不仅适用于力学现象，而且适用于一切物理现象。
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《大学物理》（下）期末统考试题（A 卷）说明 1考试答案必须写在答题纸上，否则无效。
请把答题纸撕下。
一、 选择题（30分，每题3分）1．一质点作简谐振动，振动方程x=Acos(ωt+φ)，当时间t=T/4(T 为周期)时，质点的速度为：(A) -Aωsinφ； (B) Aωsinφ； (C) -Aωcosφ； (D) Aωcosφ参考解：v =dx/dt = -Aωsin (ωt+φ),cos )sin(424/ϕωϕωπA A v T T T t -=+⋅-== ∴选(C)2．一弹簧振子作简谐振动，当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1/4时，其动能为振动总能量的(A) 7/6 (B) 9/16 (C) 11/16 （D ）13/16 (E) 15/16 参考解：,1615)(2212421221221221=-=kA k kA kA mv A ∴选（E ）3.一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元从平衡位置运动到最大位移处的过程中：(A) 它的动能转换成势能．(B) 它的势能转换成动能．(C) 它从相邻的一段质元获得能量其能量逐渐增大．(D) 它把自己的能量传给相邻的一段质元，其能量逐渐减小．参考解：这里的条件是“平面简谐波在弹性媒质中传播”。
由于弹性媒质的质元在平衡位置时的形变最大，所以势能动能最大，这时动能也最大；由于弹性媒质的质元在最大位移处时形变最小，所以势能也最小，这时动能也最小。
质元的机械能由最大变到最小的过程中，同时也把该机械能传给相邻的一段质元。
∴选（D ）4．如图所示，折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3，已知n 1＜n 2＜n 3．若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是(A) 2n 2 e ． (B) 2n 2 e －λ / 2 .(C) 2n 2 e －λ． (D) 2n 2 e －λ / (2n 2)． 参考解：半波损失现象发生在波由波疏媒质到波密媒质的界面的反射现象中。
两束光分别经上下表面反射时，都是波疏媒质到波密媒质的界面的反射，同时存在着半波损失。
所以，两束反射光的光程差是2n 2 e 。
∴选（A ）5．波长λ=5000Å的单色光垂直照射到宽度a=0.25mm 的单缝上，单缝后面放置一凸透镜，在凸透镜的焦平面上放置一屏幕，用以观测衍射条纹，今测得屏幕上中央明条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离d=12mm ，则凸透镜的焦距f 为：(A) 2m (B) 1m (C) 0.5m (D) 0.2m ； (E) 0.1m 参考解：由单缝衍射的暗纹公式, asin φ = 3λ，和单缝衍射装置的几何关系 ftg φ = d/2，另，当φ角很小时 sin φ = tg φ，有 1103310500061025.0101232==⋅=---⨯⨯⨯⨯⨯λa d f (m ) , ∴选（B ）6．测量单色光的波长时，下列方法中哪一种方法最为准确?(A) 双缝干涉 (B) 牛顿环 (C) 单缝衍射 (D) 光栅衍射 参考解：从我们做过的实验的经历和实验装置可知，最为准确的方法光栅衍射实验，其次是牛顿环实验。
∴选（D ）7．如果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I 0的自然光垂直入射在偏振片上，则出射光强为(A) I 0 / 8． (B) I 0 / 4． (C) 3 I 0 / 8． (D) 3 I 0 / 4． 参考解：穿过第一个偏振片自然光的光强为I 0/2。
随后，使用马吕斯定律，出射光强810202160cos I I I == ∴ 选（A ）n 38． 边长为a 的正方形薄板静止于惯性系K 的XOY 平面内，且两边分别与X ，Y 轴平行。
今有惯性系K′以0.8c (c 为真空中光速)的速度相对于K 系沿X 轴作匀速直线运动，则从K′系测得薄板的面积为(A) a 2 (B) 0.6a 2 (C) 0.8a 2 (D) a 2/0.6参考解：K′系测得薄板的面积 ,6.0)/8.0(1)/(1''222a c c a a c v a a a a S =-⋅=-⋅=⋅= ∴ 选（B ）9．光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程。
对此在以下几种理解中，正确的是(A) 两种效应中电子与光子两者组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律。
(B) 两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程。
(C) 两种效应都属于电子吸收光子的过程。
(D) 光电效应是吸收光子的过程，而康变顿效应则相当于光子和电子的弹性 碰撞过程。
参考解： 光电效应是一个光子将它的全部能量用来释放一个电子，并使其获得动能，该过程能量守恒；康变顿效应是一个光子和一个电子作完全弹性碰撞的过程，该过程动量守恒，能量也守恒。
∴选（D ）10．直接证实了电子自旋存在的最早的实验之一是(A) 康普顿实验 (B) 卢瑟福实验(C) 戴维逊—革末实验 (D) 斯特恩—盖拉赫实验参考解：康普顿散射实验不仅证明了光具有波粒二象性，而且还证明了光子和微观粒子作用过程也是严格地遵守动量守恒定律和能量守恒定律的；卢瑟福实验也叫α粒子的散射实验，该实验确立了原子的核式模型；戴维逊—革末实验，即电子在晶体上的衍射实验，该实验确认了电子的波动性；斯特恩—盖拉赫实验发现了原子磁矩的空间取向是量子化的，随后乌伦贝克和古兹密特提出电子自旋的假说。
答案选（D ）。
二 填空题：（30分，每题3分）11．一单摆的悬线长l = 1.5 m ，在顶端固定点的竖直下方0.45 m 处有一小钉，如图示．设摆动很小，则单摆的左右两方振幅之比A 1/A 2的近似值为_____0.836___．参考解：左右摆动能量相同，应有l0.45 m 小钉222221212121ωωmA mA = 836.05.105.1//21121221=====l l l g l g A A ωω12．已知平面简谐波的表达式为y=Acos(Bt-Cx)，式中A 、B 、C 为正值常量。
此波的波长是_ 2π/C _ _，波速是___B/C ___。
在波传播方向上相距为d 的两点的振动相位差是_____ Cd ____。
参考解: 与波的方程 ])(cos[)22cos(),(ϕϕλππ+-=+-=CB x t B A x t T A t x y比较，容易看出： Cπλ2= C B v = 波传播方向上相距为d 的两点的振动相位差Δφ=（Bt-Cx ）- [ Bt - C （x+d ）] = Cd13．两相干波源S 1和S 2相距λ/4 (λ为波长)， S 1的位相比S 2的位相超前π/2，在S 1，S 2的连线上，S 1外侧各点(例如P 点)两波引起的两谐振动的位相差是 -π或π 。
参考解： )(2)(212121212PS PS r r ---=---=∆λπϕϕλπϕϕϕ）（）（πλλππ-=⋅--=42214．在双缝干涉实验中，若使两缝之间的距离增大，则屏幕上干涉条纹间距___减小__；若使单色光波长减小，则干涉条纹间距_____减小____。
参考解：由 λa Dx =∆ 知道，如果两缝之间的距离a 增大, 则干涉条纹间距Δx 减小; 如果单色光波长λ减小, 则干涉条纹间距减小。
15．衍射光栅主极大公式 (a+b)sinΦ=±kλ，k=0，1，2…。
在k =2的方向上第一条缝与第六条缝对应点发出的两条衍射光的光程差δ= 10λ 。
参考解：通过相邻两缝的光束的光程差为(a+b)sinΦ，那么第一条缝与第六条缝对应点发出的两条衍射光的光程差为5(a+b)sinΦ。
现在(a+b)sinΦ=2λ，所以该光程差δ=10λ。
16．如图所示，一束自然光入射到折射率分别为n 1和n 2的两种介质的交界面上，发生反射和折射。
已知反射光是完全偏振光，那么折射角r 的值为__π/2 - arctg n 2/n 1___。
参考解： 由于反射光是完全偏振光是完全偏振光，说明入射角是布儒斯特角：tgi=n 2/n 1，且这时折射线与入射线垂直，即i + r =π/2。
所以，r =π/2 - arctg n 2/n 1。
17．已知在迈克尔逊干涉仪中使用波长为λ的单色光。
在干涉仪的可动反射镜移动一距离d 的过程中，干涉条纹将移动 N=2d/λ 条。
参考解：迈克尔逊干涉仪的可动反射镜移动距离d 与单色光波长为λ、干涉条纹将移动条数N ，有如下关系：d = N λ/2。
所以，N=2d/λ。
18．测得不稳定粒子π+ 介子的固有寿命平均值是2.6×10-8s ，当它相对某实验室以0.80c 的速度运动时，所测的寿命应是 4.33×10-8 s 。
参考解： s c c c v 828201033.4)/8.0(10.16.2)/(1--⨯=-⨯=-=ττ19．电子显微镜中的电子从静止开始通过电势差为U 的静电场加速后，其德布罗意波长是 0.4 Å，则U 约为___938__伏。
参考解： 由 221mv eU = 和 p h =λ ， 有 )(1025.1210m U-⨯=λ ∴ )(938104.01025.1221010V U =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=--20．如果电子被限制在边界x 与x +∆x 之间，∆x =0.5 Å，则电子动量x 分量的不确定量近似地为____1.326×10-23____kg ·m ／s 。
(不确定关系式，普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s)参考解：由 ∆x ·∆p ≥h ，有∆p= h/∆x=6.63×10-34/（0.5×10-10）=1.326×10-23（kg ·m ／s ）三．计算题（40分） 21．（10分）图示一平面简谐波在t = 0 时刻的波形图，求 (1) 该波的波动表达式；(2) P 处质点的振动方程．(m) -参考解：(1) O 处质点，t = 0 时0cos 0==φA y ， 0sin 0>-=φωA v所以 π21-=φ 2分 又 T =λ/ u = 0.40 / 0.08 s= 5 s 2分 故波动表达式为])(2cos[04.024.05π--=x t y π (SI) 4分(2) P 处质点的振动方程为)4.0cos(04.0])(2cos[04.02324.02.05πππ-=--=t P y π (SI) 2分22．（10分）如图，有一水平弹簧振子，弹簧的劲度系数k = 24 N/m ，重物的质量m = 6 kg ，重物静止在平衡位置上．设以一水平恒力F = 10N 向左作用于物体（不计摩擦），使之由平衡位置向左运动了0.05 m 时撤去力F ．当重物运动到左方最远位置时开始计时，求物体的运动方程．参考解：设物体的运动方程为)cos(φω+=t A x ．恒外力所做的功即为弹簧振子的能量： F ×0.05 = 0.5 J ． 2分 当物体运动到左方最远位置时，弹簧的最大弹性势能为0.5 J ，即：5.0221=kA J ， ∴ A = 0.204 m ． 2分A 即振幅．4/2==m k ω (rad/s)2 ∴ ω = 2 rad/s ． 2分按题目所述时刻计时，初相为φ = π． 2分∴ 物体运动方程为x=0.204cos (2t+π) (SI)． 2分23．（10分）折射率为1.60的两块标准平面玻璃板之间形成一个劈尖(劈尖角θ很小)用波长λ=600nm 的单色光垂直入射，产生等厚干涉条纹。