大学物理学试卷4及答案Word格式文档下载.doc
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mol-1·
K-1)
4.(本题3分)(4698)
一个作可逆卡诺循环的热机,其效率为η,它逆向运转时便成为一台致冷机,
该制冷机的制冷系数w=,则η与w的关系为____________.
5.(本题3分)(1006)
电荷为-5X10-9C。
的试验电荷放在电场中某点时,受到20X10-9N的向下
的力,则该点的电场强度大小为____________________________,方向______.
6.(本题4分)(5517)
S1,S2为振动频率、振动方向均相同的两个点波源,振动方向垂直纸面,两
者相距λ(λ为波长)如图.已知S1的初相为π.
(1)若使射线S2C上各点由两列波引起的振动均干涉相
消,则S2的初相应为__________________.
(2)若使S1S2连线的中垂线MN上各点由两列波引起的
振动均干涉相消,则S2的初位相应为_______________.
7。
(本题3分)(3694)
波长为λ的平行单色光垂直照射到劈形膜上,若劈尖角为θ(以弧度计),劈形
膜的折射率为n,则反射光形成的干涉条纹中,相邻明条纹的间距为__________.
8.(本题3分)(4546)
若一无线电接收机接收到频率为108Hz的电磁波的功率为1微瓦,则每秒
接收到的光子数为_______________.
(普朗克常量h=6.63X10—34J·
s)
9.(本题4分)(4629)
氢原子的运动速率等于它在300K时的方均根速率时,它的德布罗意波长是
_____.质量为M=1g,以速度u=1cm.s—1运动的小球的德布罗意波长.
是______.
(普朗克常量为h=6.63X10—34J·
s,玻尔兹曼常量k=1.38X10-32J·
K-1,氢原
子质量mH=1.67X10-27kg)
10。
(本题3分)(4632)
如果电子被限制在边界x与x+Δx之间,Δx=0.5Å
,则电子动量x分量的不
确定量近似地为__________kg·
m/s.(不确定关系式Δx·
Δph,普朗克
常量力h=6.63X10—34J·
s)
二:
计算题(共58分)
11.(本题8分)(0102)
劲度系数为k的轻弹簧,一端固定,另端一与桌面
上的质量为m的小球B相连接.用外力推动小球,将
弹簧压缩一段距离L后放开.假定小球所受的滑动摩擦
力大小为F且恒定不变,滑动摩擦系数与静摩擦系数可
视为相等.试求上必须满足什么条件时,才能使小球在
放开后就开始运动,而且一旦停止下来就一直保持静止状态.
12.(本题l0分)(0787)
一根放在水平光滑桌面上的匀质棒,可绕通过其
一端的竖直固定光滑轴O转动.棒的质量为m=1.5
kg,长度为l=1.0m,对轴的转动惯量为J=ml2.初
始时棒静止.今有一水平运动的子弹垂直地射入棒的另一端,并留在棒中,如图
所示.子弹的质量为m'
=0.020kg,速率为v=400m·
s-1.试问:
(1)棒开始和子弹一起转动时角速度ω多大?
(2)若棒转动时受到大小为Mr=4.0N·
m的恒定阻力矩作用,棒能转过多大
的角度θ?
13.(本题5分)(2782)
有二根导线,分别长2米和3米,将它们弯成闭合的圆,且分别通以电流Il
和I2,已知两个圆电流在圆心处的磁感强度大小相等.求圆电流的比值I1/I2..
14.(本题l0分)(2150)
如图所示,两条平行长直导线和一个矩形导线框
共面.且导线框的一个边与长直导线平行,他到两长
直导线的距离分别为r1、r2.已知两导线中电流都为
I=-Iosinωt,其中I0和ω为常数,t为时间.导线框
长为a宽为b,求导线框中的感应电动势.
15。
(本题10分)(3022)
一质点在x轴上作简谐振动,选取该质点向右运动通过A点时作为计时起
点(t=0),经过2秒后质点第一次经过B点,再经过2秒
后质点第二次经过B点,若已知该质点在A、B两点具有
相同的速率,且AB=l0cm求:
(1)质点的振动方程;
(2)质点在A点处的速率.
16.(本题l0分)(3211)
(1)在单缝夫琅禾费衍射实验中,垂直入射的光有两种波长,λ1=400nm,
λ2=760nm(1nm=10-9m).已知单缝宽度a=1.0Xl0-2cm,透镜焦距f=50cm.求
两种光第一级衍射明纹中心之间的距离。
(2)若用光栅常数d=1.0X10-3cm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.
17.(本题5分)(4735)
已知μ子的静止能量为105.7MeV,平均寿命为2.2X10-8s.试求动能为150
MeV的μ子的速度v是多少?
平均寿命τ是多少?
三理论推导与证明题(共l0分)
18。
(本题l0分)(1522)
电荷q均匀分布在半径为R的球体内.设无穷远处为电势零点,试证明离
球心r(r<
R)处的电势为U=
3分
(本题3分)(4087)
等于1分
大于1分
8.31J1分
29.09J2分
η=(或w=-1).3分
4N/C2分
向上1分
2kπ+π/2,k=0,2分
2kπ+3π/2,k=0,2分
λ/(2nθ)3分
1.5X10193分
1.45Å
2分
6.63X10—19Å
2分
1.33X10—233分
解:
取弹簧的自然长度处为坐标原点o,建立如图所示
的坐标系。
在t=0时,静止于x=--L的小球开始运动
的条件是
kL>
F
(1)2分
小球运动到x处静止的条件,由功能原理得
-F(L+x)=kx2/2-kL2/2
(2)2分
由
(2)解出|x|=|L-2F/2|
是小球继续保持静止的条件为k|x|=k|L-2F/2|F(3)2分
所求L应同时满足
(1)(3)式,故其范围为:
2分
(1)角动量守恒:
2分
所以,2分
(2)2分
2分
所以,2分
13.(本题5分)(2782)
解:
,3分
由B1=B2得
所以,2分
解:
两个载同向电流的长直导线在如图所是坐标x处所产生的磁场为
选顺时针方向为线框回路正方向,则:
3分
2分
3分
由旋转矢量图和|vA|=|vB|可知T/2=4s,
所以,T=8s,v=(1/8)s-1
=2v=(/4)s-13分
(1)以的中心为坐标原点,x轴指向右方。
t=0时,x=-5cm=Acos
t=2s时,x=5cm=Acos(2+)=-Asin
由上两式解得tg=1
因为在A点质点的速度大于零,所以=-3/4或5/4(如图)2分
A=x/cos=5cm1分
所以振动方程为x=5X10-2cos()(SI)1分
(2)速度v=(SI)2分
当t=0时,质点在A点
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