━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ 装 ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ 订 ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ 线 ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ 防灾科技学院 2013~ 2014学年 第二学期期末考试 大学物理（上）试卷 ( B) 使用班级13级理工类本科生 答题时间_120分钟_ （阿伏加德罗常数2316.0210A N mol -=?；摩尔气体常数8.31J R mol K =?；玻尔兹曼常数k=1.38×10-23J ?K -1 ；g=10m/s 2 ） 一、 选择题（本大题共10小题，每题3分，共30分。） 1、一运动质点在某瞬时位于矢径()y x r , 的端点处， 其速度大小为：( D ) A. t r d d ； B. t r d d ； C.t r d d ； D. 22d d d d ? ? ? ??+??? ??t y t x 2、一质点作简谐振动, 当位移大小为振幅的一半时，其动能和势能之比为：（ D ） A. 1:1 ； B. 2:1 ； C. 4:1 ； D. 3:1 。 3、关于机械能守恒和动量守恒条件有以下几种说法，其中正确的是（ C ） A. 不受外力作用的系统，其动量和机械能必然同时守恒； B. 所受合外力为零，内力都是保守力的系统，其机械能必然守恒； C. 不受外力，而内力都是保守力的系统，其动量和机械能必然同时守恒； D.外力对一个系统做的功为零，则该系统的机械能和动量必然同时守恒。 4、人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动，卫星轨道近地点和远地点分别为A 和B ．用L 和E K 分别表示卫星对地心的角动量及其动能的瞬时值，则应有 （ C ） A. L A >L B ，E KA >E kB ； B. L A =L B ，E KA 简答题。 1，什么是平衡态？答；一个系统的各种性质不随时间改变的状态称为平衡态。 3、热力学第一定律的内容是什么？答；不同形式的能量在传递与转换过程中守恒的定律，表达式为Q=△U+W。 4、什么是热力学第二定律？其开尔文表述是什么？答；热力学第二定律是关于自然过程方向的一条基本的普遍的定律。开尔文表述是，其唯一效果是热量全部转变为功的过程是不可能的。 6、什么是驻波？答；驻波是由振幅频率和传播速度都相同的两列相干波，在同一直线上沿相反方向传播是叠加而成的一种特殊现象。 计算题。 2、64克氧气从00C加热至500C，（1）保持体积不变；（2）保持压强不变。在这两个过程中氧气各吸收多少热量？各增加了多少内能？各对外做了多少功？ 已知；Mo2=32g/mol m=64g ΔT=50K v=2mol i=5 （1）保持体积不 变;A=0 ΔE=i/2vRT=5/2×2×8.31×50=2077.5J Q=ΔE+A=ΔE=2077.5J （2）保持压强不 变;Q=vCpΔT=2×7/2×8.31×50=2908.5J ΔE=vCvΔT=2×5/2×8.31×50=2077. 5J A=Q－ΔE=831J 3、波源的振动方程为（m），它所激起的波以2.0m/s的速度在一直线上传播，求：（1）距波源6.0m处一点的振动方程；（2）该点与波源的相位差。 解；取波源为坐标原点，波传播方向为x轴正方向。由已知条件可知简波波函数为y=6.0×10﹣2cosπ/5﹙t－x/2.0﹚m 1，当x=6.0m时，y=6.0×10﹣2cosπ/5﹙t－3.0﹚m 2,Δρ=π/5﹙t－3.0﹚－ π/5t=－3/5π 物理部分课后习题答案（标有红色记号的为老师让看的题） 27页 1-2 1-4 1-12 1-2 质点的运动方程为22,(1)x t y t ==-，,x y 都以米为单位，t 以秒为单位， 求： （1） 质点的运动轨迹； （2） 从1t s =到2t s =质点的位移的大小； （3） 2t s =时，质点的速度和加速度。 解：（1）由运动方程消去时间t 可得轨迹方程，将t = 代入，有 2 1) y =- 或 1= （2）将1t s =和2t s =代入，有 11r i = ， 241r i j =+ 213r r r i j =-=- 位移的大小 r = = （3） 2x dx v t dt = = 2(1)y dy v t dt = =- 22(1)v ti t j =+- 2 x x dv a dt = =， 2y y dv a dt = = 22a i j =+ 当2t s =时，速度和加速度分别为 42/v i j m s =+ 22a i j =+ m/s 2 1-4 设质点的运动方程为cos sin ()r R ti R t j SI ωω=+ ，式中的R 、ω均为常 量。求（1）质点的速度；（2）速率的变化率。 解 （1）质点的速度为 sin cos d r v R ti R t j dt ωωωω==-+ （2）质点的速率为 v R ω = = 速率的变化率为 0dv dt = 1-12 质点沿半径为R 的圆周运动，其运动规律为232()t SI θ=+。求质点在t 时刻的法向加速度n a 的大小和角加速度β的大小。 解 由于 4d t d t θω= = 质点在t 时刻的法向加速度n a 的大小为 2 2 16n a R R t ω == 角加速度β的大小为 2 4/d ra d s d t ωβ== 77 页2-15, 2-30， 2-34， 2-15 设作用于质量1m kg =的物体上的力63()F t SI =+，如果物体在这一力作用 下，由静止开始沿直线运动，求在0到2.0s 的时间内力F 对物体的冲量。 解 由冲量的定义，有 2.0 2.0 2.02 (63)(33) 18I Fdt t dt t t N s = =+=+=? ? 2-21 飞机着陆后在跑道上滑行，若撤除牵引力后，飞机受到与速度成正比的阻力 （空气阻力和摩擦力）f kv =-（k 为常数）作用。设撤除牵引力时为0t =，初速度为0v ，求（1）滑行中速度v 与时间t 的关系；（2）0到t 时间内飞机所滑行的路程；（3）飞机停止前所滑行的路程。 解 （１）飞机在运动过程中只受到阻力作用，根据牛顿第二定律，有 dv f m kv dt ==- 即 d v k dt v m =- 两边积分，速度v 与时间t 的关系为 2-31 一质量为m 的人造地球卫星沿一圆形轨道运动，离开地面的高度等于地球 单选题 （10.0 分）1. 在双缝干涉实验中，两缝间距离为d，双缝与屏幕之间的距离为D，波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上，屏幕上干涉条纹中相邻之间的距离是 A) A：2λD/d B) B：λd/D C) C：dD/λ D) D：λD/d 纠错 （10.0 分）2. 不可逆过程是 A) A：不能反向进行的过程 B) B：系统不能回复到初始状态的过程 C) C：有摩擦存在的过程或非准静态过程 D) D：外界有变化的过程 纠错 （10.0 分）3. 由于电子自旋-轨道相互作用将导致能级分裂，在多重能级的结构中，两个相邻能级的间隔 A) A：与两个J值中较大的值成正比 B) B：与两个J值中较小的值成正比 C) C：与较大的J的J（J+1）成正比 D) D：与较小的J的J（J+1）成正比 纠错 （10.0 分）4. 一定量某理想气体按PV r=C的规律膨胀，其中C为常数，r为绝热常数，则膨胀后理想气体的温度 A) A：将升高 B) B：将降低 C) C：不变 D) D：升高或降低，不能确定 纠错 （10.0 分）5. 关于物体内能的改变，下列说法中正确的是（） A) A：只有做功才能改变物体的内能 B) B：只有热传递才能改变物体的内能 C) C：做功和热传递都能改变物体的内能 D) D：做功和热传递在改变物体内能上是不等效的 纠错 （10.0 分）6. 活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸里，当气体温度降低，体积缩小时，其压强将（） A) A：不变 B) B：增大 C) C：减小 D) D：不能确定 纠错（10.0 分）7. 热力学第二定律表明（） A) A：不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的动 B) B：在一个可逆过程中，工作物质净吸热等于对外作的功 C) C：热不能全部转变为功 D) D：热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体 纠错判断题 （10.0 分）8. 光在指定的两点间传播时，肯定是沿光程为极值路径传播的。 正确 错误 纠错 （10.0 分）9. 系统处于热力学平衡态时，可简称为处于热平衡态。 正确 错误 纠错主观填空题 （10.0 分）10. 波长为λ的平行单色光垂直的照射到劈尖薄膜上，劈尖薄膜的这是率为n，第二条纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差是__________. 3λ/(2n) 纠错 （10.0 分）11. 动能为100eV的电子的德布罗意波长为_________. 大学物理 简明教程 习题 解答 答案 习题一 1-1 ｜r ?｜与r ?有无不同?t d d r 和t d d r 有无不同? t d d v 和t d d v 有无不同?其不同在哪里?试举例说明． 解：（1）r ?是位移的模，?r 是位矢的模的增量，即r ?12r r -=，12r r r -=?； （2）t d d r 是速度的模，即t d d r ==v t s d d . t r d d 只是速度在径向上的分量. ∵有r r ?r =（式中r ?叫做单位矢），则 t ?r ?t r t d d d d d d r r r += 式中t r d d 就是速度径向上的分量， ∴t r t d d d d 与 r 不同如题1-1图所示 . 题1-1图 (3)t d d v 表示加速度的模，即 t v a d d = ，t v d d 是加速度a 在切向上的分量. ∵有ττ (v =v 表轨道节线方向单位矢），所以 t v t v t v d d d d d d ττ += 式中dt dv 就是加速度的切向分量. (t t r d ?d d ?d τ 与 的运算较复杂，超出教材规定，故不予讨论) 1-2 设质点的运动方程为x =x (t )，y =y (t )，在计算质点的速度和加速度时， 有人先求出r ＝22y x +，然后根据v =t r d d ，及a ＝22d d t r 而求得结果；又有人先 计算速度和加速度的分量，再合成求得结果，即 v =2 2 d d d d ??? ??+??? ??t y t x 及a = 2 22222d d d d ? ??? ??+???? ??t y t x 你认为两种方法哪一种正确？为什么？两者差别何在？ 解：后一种方法正确.因为速度与加速度都是矢量，在平面直角坐标系中，有 单项选择题 1、 波长λ=5000?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。今测的屏幕上中央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为d=12mm，则凸透镜的焦距f为 1.2m 2. 1m 3.0.5m 4.0.2m 2、 根据惠更斯—菲涅耳原理，若已知光在某时刻的阵面为S，则S的前方某点P的光强度决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到P点的 1.振动振幅之和 2.光强之和 3.振动振幅之和的平方 4.振动的相干叠加 3、 在玻璃（折射率n3 =1.60）表面镀一层MgF2 (折射率n2=1.38)薄膜作为增透膜，为了使波长为5000?的光从空气(n1=1.00)正入射时尽可能少反射，MgF2薄膜的最少厚度应是（） 1.1250? 2.1810? 3.2500? 4.906? 4、 在双缝干涉实验中，入涉光的波长为λ，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5λ，则屏上原来的明纹处（） 1.仍为明条纹 2.变为暗条纹 3.既非明纹也非暗纹 4.无法确定是明纹，还是暗纹 5、 以下不是几何光学的基本实验定律的是（） 1.光在均匀介质中的直线传播定律 2.光通过两种介质分界面的反射定律和折射定律 3.发射的光的强弱满足基尔霍夫定律 4.光的独立传播定律 6、 对于温度，有以下几种说法 ①温度的高低反映了物质内部分子运动剧烈程度的不同 ②气体的温度是分子平均平动动能的量度 ③气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义 ④从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度 上述说法正确的是 1.①、②、④ 2.①、②、③ 3.②、③、④ 4.①、③、④ 7、 有两个容器，一个盛氢气，另一个盛氧气。如果这两种气体分子的方 均根速率相等，则表明（）Array 1.氧气的温度比氢气高 2.氢气的温度比氧气高 3.两种气体的温度相同 4.两种气体的压强相同 8、 第四章电磁学基础 静电学部分 4.2解：平衡状态下受力分析 +q受到的力为： 处于平衡状态： （1） 同理，4q 受到的力为： （2） 通过（1）和（2）联立，可得：， 4.3解：根据点电荷的电场公式： 点电荷到场点的距离为： 两个正电荷在P点产生的电场强度关于中垂线对称： 所以： 当与点电荷电场分布相似，在很远处，两个正电荷q组成的电荷系的电场分布，与带电量为2q的点电荷的电场分布一样。 4.4解：取一线元，在圆心处 产生场强： 分解，垂直x方向的分量抵消，沿x方向 的分量叠加： 方向：沿x正方向 4.5解：（1 （2）两电荷异号，电场强度为零的点在外侧。 4.7解：线密度为λ，分析半圆部分： 点电荷电场公式： + + 在本题中： 电场分布关于x 轴对称：， 进行积分处理，上限为，下限为： 方向沿x轴向右，正方向 分析两个半无限长： ，，， 两个半无限长，关于x轴对称，在y方向的分量为0，在x方向的分量： 在本题中，r为场点O到半无限长线的垂直距离。电场强度的方向沿x轴负方向，向左。那么大O点的电场强度为： 4.8解：E的方向与半球面的轴平行，那么 通过以R为半径圆周边线的任意曲面的 电通量相等。所以 通过S1和S2的电通量等效于通过以R为半 径圆面的电通量，即： 4.9解：均匀带电球面的场强分布： 球面 R 1 、R2的场强分布为： 根据叠加原理，整个空间分为三部分： 根据高斯定理，取高斯面求场强： 图4-94 习题4.8用图 S1 S2 R O 场强分布： 方向：沿径向向外 4.10解：（1）、这是个球对称的问题 当时，高斯面对包围电荷为Q 当，高斯面内包围电荷为q 方向沿径向 （2）、证明：设电荷体密度为 这是一个电荷非足够对称分布的带电体，不能直接用高斯定理求解。但可以把这一带电体看成半径为R、电荷体密度为ρ的均匀带电球体和半径为R`、电荷体密度为-ρ的均匀带电体球相叠加，相当于在原空腔同时补上电荷体密度为ρ和-ρ的球体。由电场 叠加原理，空腔内任一点P的电场强度为： 在电荷体密度为ρ球体内部某点电场为： 在电荷体密度为-ρ球体内部某点电场为： 所以 4.11解：利用高斯定理，把空间分成三部分 标准答案及评分标准 一．Choice(20分，每题4分) 1. a 2. b 3. c 4. d 5. a 二．Blanks （20分） 6. 0.5 （1分） 3 (1分) 1/2 (1分) π/6（2分） 3π or 9.42 (3pts) 7. 1.26 （3分） 8. 2.26°(3分) 9. 3.56×10-28 (3分) 10. 1.14eV (3分) 三．Questions(10分) 11. (5pts) The relativity principle: The laws of physics must be the same in all inertial reference frames. 一切物理规律在惯性系中相同。(2分) The constancy of the speed of light: The speed of light in vacuum has the same value c in all inertial frames, regardless of the velocity of the observer or the velocity of the source emitting the light. 真空中的光速在任何惯性系中都是c ，与光源或观察者的运动无关。（3分） 12. (5pts) The maximum kinetic energy of photoelectrons is independent of light intensity. (2分) No electrons are emitted if the incident light frequency falls below some cutoff frequency fc , whose value is characteristic of the material being illuminated, regardless of the light intensity.（3分） 四. Problems （50分） 13(10pts) (1) The average transitional kinetic energy 21101.623-?== kT K t J ………………… 3pts (2) the rms speed s m M RT v rms /4803≈= ………………… 3pts (3) the internal energy RT i E 2 = ………………… 1pts For O 2, i = 5, ………………… 1pts the internal energy 60912≈= RT i E J ………………… 2pts 14(10pts) (1) 1→2: Isothermal expansion )/ln( 12V V nRT Q H H = ………………… 2pts 3→4: Isothermal compression )/ln( 34V V nRT Q L L = ………………… 2pts (2) 2→3: Adiabatic expansion 1312 --=γγV T V T L H ………………… 1pts 一、Choice (4pts*5) 1. Free expansion . A adiabatic container has two parts connected by a valve (阀门). The volume of the two parts is the same ( Fig.1 ). The left part is filled with ideal gas (diatomic molecule 双原子分子) with temperature T . When the valve is opened, the gas will expand freely to fill both parts. After the system reach thermal equilibrium, the temperature of the gas is () (a) T (b) 2/T (c) 3/22/T (d) T 2 2 A red star and a blue star, which has higher surface temperature? (a) The red star (b) The blue star (c) They have the same surface temperature (d) Unable to determine 3. A particle’s location is measured and specified as being exactly at x = 0, with zero uncertainty in the x direction. How does that location affect the uncertainty of its momentun component in the y direction? (a) It does not affect it. (b) It makes it infinite. (c) It makes it zero. 4. Unpolarized light passes through two polarizers whose optical axes are in the same direction. The intensity of the emerging light is I 0. If a third polarizer is placed between the polarizers so that its axis is at an angle θ with the other two, the intensity of the emerging light is (a) zero (b) I 0 (c) I 0 cos 2θ (d) I 0 cos 4θ 5. The following functions may represent the wave motion f (x ,t ) in a one-dimensional elastic medium in terms of position x , time t , and positive constants A , a , and b . Which function represents a traveling wave moving in the negative x-direction? (a) ()()bt ax A t x f +=sin , (b) ()()bt ax A t x f -=sin , (c) ()bt ax A t x f cos cos ,= (d) ()bt ax A t x f sin sin ,= Fig.1 一次 [判断题]静电场中，若在电场区域内电场线是平行的，则该区域内电场强度和电势都相等参考答案：错误 [判断题]已知某点的电场强度，就可以确定该点的电势参考答案：错误 [判断题]在任意电场中，沿电场线方向，场强一定越来越小参考答案：错误 [判断题]两人在光滑的冰面上，初始时刻两人静止，突然其中一人推动另一人，后两人向相反的方向做匀速直线运动运动。假设人作为质点，则在运动过程中，由两人组成的质点系的质心的位置将不断变化参考答案：错误 [判断题]在经典物理中，动量和冲量与坐标系的选取无关参考答案：错误 [判断题]维持质点作圆周运动的力即向心力参考答案：错误 [判断题]作曲线运动的物体必有法向加速度参考答案：正确 [判断题]物体的速率在减小，其加速度必在减小参考答案：错误 [单选题]1.一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表达式为 r = a t2 i+ b t2 j(其中a、b为常量), 则该质点作 A：匀速直线运动. B：变速直线运动C：抛物线运动D：一般曲线运动.参考答案：B [单选题]速度为v的子弹,打穿一块木板后速度为零,设木板对子弹的阻力是恒定的.那末,当子弹射入木板的深度等于其厚度的一半时,子弹的速度是 A：v/2B：v/4C：v/3D：v/（根号2）参考答案：D [单选题]以下说法错误的是 A：电荷电量大,受的电场力可能小B：(B)电荷电量小,受的电场力可能大 C：(C) 电场为零的点,任何点电荷在此受的电场力为零D：(D) 电荷在某点受的电场力与该点电场方向一致参考答案：D [单选题]关于电场强度定义式E = F/q0，下列说法中哪个是正确的？A：场强E的大小与试探电荷q0的大小成反比B：对场中某点，试探电荷受力F与q0的比值不因q0而变；C：试探电荷受力F的方向就是场强E 的方向；D：若场中某点不放试探电荷q0，则F = 0，从而E = 0参考答案：B 第二次 [判断题]在等势面上，电场强度的值不一定相等参考答案：正确[判断题]一带电体可作为点电荷处理的条件是：电荷必须呈球对称分布参考答案：错误 [判断题]质点系的一对内力不能改变质心的运动状态参考答案：正确 [判断题]一小车在方向不变的恒力F 的作用下，沿直线匀速前进了t 秒，根据动量定理，由于小车的速度不变，因此力F 在t时间内对小车的冲量为零参考答案：错误 [判断题]物体只有作匀速直线运动和静止时才有惯性参考答案：错误 南京师范大学2013-2014上学期≤大学物理≥期末模拟试题及答案 一、选择题（30分，每题3分） 1、如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动．设该人以匀速率0v 收绳，绳不伸长、湖水静 止，则小船的运动是 (A) 匀加速运动． (B) 匀减速运动． (C) 变加速运动． (D) 变减速运动． (E) 匀速直线运动． ［ ］ 2、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) ?-21 d l l x kx ． (B) ? 21 d l l x kx ． (C) ? ---020 1d l l l l x kx ． (D) ? --020 1d l l l l x kx ． ［ ］ 3、质量为m 的一艘宇宙飞船关闭发动机返回地球时，可认为该飞船只在地球的引力场中运动．已知地球质量为M ，万有引力恒量为G ，则当它从距地球中心R 1处下降到R 2处时，飞船增加的动能应等于 (A) 2 R GMm (B) 2 2 R GMm (C) 212 1R R R R GMm - (D) 21 21R R R GMm - (E) 2 2 212 1R R R R GMm - [ ] 4、质点的质量为m ，置于光滑球面的顶点A 处(球面固定不动)，如图所示．当它由静止开始下滑到球面上B 点时，它的加速度的大小为 (A) )cos 1(2θ-=g a ． (B) θsin g a =． (C) g a =． (D) θθ2 2 2 2 sin )cos 1(4g g a +-=． ［ ］ 5、如图所示，两个同心的均匀带电球面，内球面半径为R 1、带电荷Q 1，外球面半径为R 2、带电荷Q 2 .设无穷远处为电势零点，则在两个球面之间、距离球心为r 处的P 点的电势U 为： (A) r Q Q 0214επ+ (B)202 10144R Q R Q εεπ+π (C)2020144R Q r Q εεπ+π (D) r Q R Q 02 10144εεπ+π [ ] 西南大学网络与继续教育学院课程考试试题 卷 类别：网教专业：电力系统自动化技术2017 年6月课程名称【编号】：大学物理基础【1030】 A卷大作业满分：100 分 一、简答题：（每题8分，选择其中5个题目作答，共40分） 1、什么是平衡态？ 答：在无外界影响的条件下，气体的状态不随时间而变化的状态叫做平衡状态。只有当工质的状态是平衡状态时，才能用确定的状态参数值去描述。只有当工质内部及工质与外界间，达到热的平衡（无温差存在）及力的平衡（无压差存在）时，才能出现平衡状态 2、温度的微观本质是什么？ 答：温度是表示物体的冷热程度的物理量,从分子动理论的观点看,温度标志着物体内部大量分子无规则运动的剧烈程度,分子热运动越剧烈,其温度就越高,反之,温度越低.所以说温度是大量分子的平均动能的标志. 3、能量均分定理的内容是什么？ 答：能量均分定理是一种联系系统温度及其平均能量的基本公式。能量均分定理又被称作能量均分定律、能量均分原理、能量均分，或仅称均分。能量均分的初始概念是热平衡时能量被等量分到各种形式的运动中；例如，一个分子在平移运动时的平均动能应等于其做旋转运动时的平均动能。 能量均分定理能够作出定量预测。类似于均功定理，对于一个给定温度的系统，利用均分定理，可以计算出系统的总平均动能及势能，从而得出系统的热容。均分定理还能分别给出能量各个组分的平均值，如某特定粒子的动能又或是一个弹簧的势能。例如，它预测出在热平衡时理想气体中的每个粒子平均动能皆为(3/2)kBT，其中kB为玻尔兹曼常数而T为温度。更普遍地，无论多复杂也好，它都能被应用于任何处于热平衡的经典系统中。能量均分定理可用于推导经典理想气体定律，以及固体比热的杜隆-珀蒂定律。它亦能够应用于预测恒星的性质，因为即使考虑相对论效应的影响，该定理依然成立。 4、什么是热力学第二定律？其克劳修斯表述是什么？ 答：1：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响 2：克劳修斯在卡诺的基础上统一了能量守恒和转化定律与卡诺原理,指出：一个自动运作的机器,不可能把热从低温物体移到高温物体而不发生任何变化,这就是热力学第二定律 在提出第二定律的同时,克劳修斯还提出了熵的概念S=Q/T,并将热力学第二定律表述为：在孤立系统中,实际发生的过程总是使整个系统的熵增加.但在这之后,克劳修斯错误地把孤立体系中的熵增定律扩展到了整个宇宙中,认为在整个宇宙中热量不断地从高温转向低温,直至一个时刻不再有温差,宇宙总熵值达到极大.这时将不再会有任何力量能够使热量发生转移,此即“热寂论 5、什么是准静态过程？ 答：准静态过程是指系统从一个平衡状态向另一个平衡状态变化时经历的全部状态的总合。过程是系统平衡被破坏的结果。若系统从一个平衡状态连续经过无数个中间的平衡状态过渡到另一个平衡状态，即过程中系统偏离平衡状态无限小并且随时恢复平衡状态，过程均匀缓慢且无任何突变，这样的过程称为准平衡过程或准静态过程 6、什么是简谐振动？描述简谐振动的三个特征量是什么？ 答：一个作往复运动的物体，如果其偏离平衡位置的位移X（或角位移θ）随时间t按余弦（或正弦）规律变化，即x=Acos(wt+Φ0) 2013-2014工科大学物理期末考试题 整理制作人：1306学习部 二、填空题 1、在半径为R的圆周上运动的质点，其速率与时间的关系为v=ct2(式中c为常量)，则t=0到t时刻质点走过的路程S(t)=_________,t时刻质点的切向加速度a t=_________,t时刻质点的法向加速度a n=____________. 2、一物体的质量为M，置于光滑的水平地板上，今用一水平力F通过一质量为m的绳拉动 3 B 4 （ 5 6 7 为 8 当于质量为______________kg的物体从500m高空落到地面释放的能量。 9、在真空中有一半径为a的3/4圆弧形的导线，其中通以稳定电流I，导线置于均匀外磁场B中，且B与导线所在平面垂直，则该载流导线弧bc所受的磁力大小为___________. 10、平行板电容器的电容C为20.0 uF,两板上的电压变化率为1.5 X 105V/s,则平行板电容器中的位移电流为______________. 三、大题(共40分) 1、(本题10分)一根放在水平光华桌面上的匀质棒，可绕通过其一端的竖直固定光滑轴O 转动，棒的质量为m=1.5kg,长度为l=1.0m,对轴的转动惯量为J =13 m l 2.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的角速度w 有多大？ （2） 若棒转动时受到大小为M =4.0N ﹒m 的恒定阻力矩作用，棒能转过多大的角度θ？ I 4. (本题10分)如图所示，等边三角形平面回路ACDA位于磁感应强度为B的均匀磁场内，磁场方向垂直于平面回路，回路上的CD段为滑动导线，它以匀速v远离A端运动，并始终保持回路是等边三角形.设滑动导线CD到A端的垂直距离为x，且t=0时，x=0.试求在下述两种不同的磁场情况下，回路中的感应电动势ε与时间t的关系： （1）B=B0 =常矢量 （2）B=Kt,K=常矢量 1030大学物理基础 一、简答题 5、热力学第一定律的内容是什么？ 答：热力学第一定律：内能的改变量Δu等于外界对物体做的功w（有正负性）与其从外界所吸收的热量q（有正负性）的代数和。 对应的公式：w+q=Δu。 6、什么是熵增加原理？ 答：利用绝热过程中的熵是不变还是增加来判断过程是可逆还是不可逆的基本原理。利用克劳修斯等式与不等式及熵的定义可知，在任一微小变化过程中恒有熵增加原理，其中不等号适于不可逆过程，等号适于可逆过程。对于绝热系统，则上式又可表为dS≥0。这表示绝热系统的熵绝不减少。可逆绝热过程熵不变，不可逆绝热过程熵增加，这称为熵增加原理。 8、什么是波动？机械波与电磁波的主要区别是什么？ 答：波动是一种重要而普遍的物质运动形式,例如绳子上传播的波,空气中传播的声波,水面波等,它们都是机械振动在弹性媒质中的传播形成的,这类波称为机械波.波动并不限于机械波,无线电波,光波等也是物质的一种波动形式,这类波是交变电磁场在空间 的传播,通称为电磁波.机械波和电磁波的本质是不同的,但它们具有波的共性. 从运动学上来讲,机械波和电磁波的形式是一样的,但是,从动力学角度上看来,两者有本质上的区别,机械波用的是弹性介质的方 程来描述的,而电磁波用的是电场和磁场的梯度函数来描述的. 9、什么是光程？ 答：在相同时间内，光线在真空中传播的距离，也就是将光在介质中的传播的路程转变为光在真空中传播的路程 二、计算题 5、用波长λ=500nm的单色光垂直照射在由两块玻璃板（一端刚好接触成为劈棱）构成的空气劈尖上。劈尖角θ=2×10-4rad。如果劈尖内充满折射率为n=1.40的液体。求从劈棱数起第五个明条纹在充入液体前后移动的距离。 解：设第五个明纹处膜厚为，则有2ne+0.5λ=5λ===》e=1125nm 设该处至劈棱的距离为L，则有近似关系e=Lθ，由上两式得2nLθ=9λ/2, L=9λ/4nθ 充入液体前第五个明纹位置L1=9λ/4θ 充入液体后第五个明纹位置L2=9λ/4nθ充液体前后第五个明纹移动的距离ΔL= L1- L2=9λ(1-1/n)/4θ=1.61mm 7、杨氏双缝干涉装置的下缝上被一片很薄的玻璃片覆盖，这时零级明纹移动到原来的6级暗纹的地方，如果入射光的波长为600nm，玻璃片的折射率为n=1.55，求玻璃片的厚度e。 解：已知：d=0.2mm, D=1m, L=20mm 依公式：δ=dL/D=kλ∴kλ= dL/D=4×10-3nm=4000nm 故当k=10时λ1=400nm k=9 时λ2=444.4nm k=8时λ3=500nm k=7时λ4=571.4nm k=6时λ5=666.7nm五种波长的光加强。 一、教材：选择填空题 1～5；计算题：13，14，18 二、附加题 （一）、选择题 1、一沿x 轴作简谐振动的弹簧振子，振幅为A ，周期为T ，振动方程用余弦函数表示， 如果该振子的初相为π3 4 ，则t =0时，质点的位置在：D （A ）过A x 21=处，向负方向运动； (B) 过A x 21 =处，向正方向运动； (C) 过A x 21- =处，向负方向运动； (D) 过A x 2 1 -=处，向正方向运动。 2、一物体作简谐振动，振动方程为：x =A cos(ωt +π/4 ) 在t=T/4(T 为周期)时刻，物体的加速度为：B (A) 222ωA -. (B) 222ωA . (C) 232ωA -. (D) 232ωA . （二）、计算题 1、一物体沿x 轴做简谐运动，振幅A = 0.12m ，周期T = 2s ．当t = 0时， 物体的位移x 0= 0.06m ，且向x 轴正向运动．求： （1）此简谐运动的运动方程； （2）t = T /4时物体的位置、速度和加速度； 2、一物体沿x 轴做简谐运动，振幅A = 10.0cm ，周期T = 2.0s ．当t = 0时， 物体的位移x 0= -5cm ，且向x 轴负方向运动．求： （1）简谐运动方程； （2）t = 0.5s 时，物体的位移； （3）何时物体第一次运动到x = 5cm 处？ （4）再经过多少时间物体第二次运动到x = 5cm 处？ 3、若简谐振动方程为m ]4/20cos[1.0ππ+=t x ，求： （1）振幅、频率、角频率、周期和初相； （2）t =2s 时的位移、速度和加速度. 4、一简谐振动的振动曲线如图所示，求振动方程. 5、一物体沿x 轴作简谐振动，振幅为0.06m ，周期为2.0s ，当t =0时位移为0.03m ，且向轴正方向运动，求： （1）t =0.5s 时，物体的位移、速度和加速度； （2）物体从m 03.0-x =处向x 轴负方向运动开始，到达平衡位置，至少需要多少时间？ 题图4 西南大学培训与继续教育学院 课程代码： 1030 学年学季：20202 单项选择题 1、 波长λ=5000?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。今测的屏幕上中央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为d=12mm，则凸透镜的焦距f为 .2m .1m .0.5m .0.2m 2、 根据惠更斯—菲涅耳原理，若已知光在某时刻的阵面为S，则S的前方某点P的光强度决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到P 点的 .振动振幅之和 .光强之和 .振动振幅之和的平方 .振动的相干叠加 3、 在玻璃（折射率n3 =1.60）表面镀一层MgF2 (折射率n2=1.38)薄膜作为增透膜，为了使波长为5000?的光从空气(n1=1.00)正入射时尽可能少反射，MgF2薄膜的最少厚度应是（） .1250? .1810? .2500? .906? 4、 在双缝干涉实验中，入涉光的波长为λ，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5λ，则屏上原来的明 纹处（） .仍为明条纹 .变为暗条纹 .既非明纹也非暗纹 .无法确定是明纹，还是暗纹 5、 以下不是几何光学的基本实验定律的是（） .光在均匀介质中的直线传播定律 .光通过两种介质分界面的反射定律和折射定律 .发射的光的强弱满足基尔霍夫定律 .光的独立传播定律 6、 对于温度，有以下几种说法 ①温度的高低反映了物质内部分子运动剧烈程度的不同 ②气体的温度是分子平均平动动能的量度 ③气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义 ④从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度 上述说法正确的是 .①、②、④ .①、②、③ .②、③、④ .①、③、④ 7、 有两个容器，一个盛氢气，另一个盛氧气。如果这两种气体分子的方均根速率相等，则表明（） .氧气的温度比氢气高 .氢气的温度比氧气高 .两种气体的温度相同 .两种气体的压强相同 8、 “理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功，因此热能能够全部转化为机械能”。这一说法是（）.服从热力学第一定律；这与热力学第二定律不矛盾 .服从热力学第一定律；这与热力学第二定律矛盾 .违背热力学第一定律；这与热力学第二定律不矛盾 .违背热力学第一定律；这与热力学第二定律矛盾 9、 氢原子赖曼系的线系限波数为R,则氢原子的电离电势为（） .3Rhc/4 .Rhc .3Rhc/4e .Rhc/e 10、 活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸里，当气体温度降低，体积缩小时，其压强将（） .不变 .增大 .减小 .不能确定 11、 关于物体内能的改变，下列说法中正确的是（） 1. 一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为，瞬时速率为v，，某一时间内的平均速度为，平均速率为，它们之间的关系必定有： （A）（B）（C）（D） 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：D 问题解析： 2. 一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为（其中a、b为常量）, 则该质点作 (A) 匀速直线运动． (B) 变速直线运动． (C) 抛物线运动． (D)一般曲线运动． 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：B 问题解析： 3. 如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动．设该人以匀速率收绳，绳不伸长、 湖水静止，则小船的运动是 (A) 匀加速运动． (B) 匀减速运动． (C) 变加速运动． (D) 变减速运动． 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：C 问题解析： A. B. C. D. 问题解析： 5. 对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的： (A) 切向加速度必不为零． (B) 法向加速度必不为零（拐点处除外）． (C) 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零． (D) 若物体作匀速率运动，其总加速度必为零． (E) 若物体的加速度为恒矢量，它一定作匀变速率运动． A. B. C. D. 问题解析： 7. 一质点在Oxy平面内运动．运动学方程为 2 t和19-2 t2 (SI)，则在第2秒末的瞬时速度大小 _______________________． (A) 6.32 m/s ． (B) 8.25 m/s ．(C) 5 m/s． (D) 6 m/s． 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：B 问题解析： 8. 一物体在某瞬时，以初速度从某点开始运动，在D t时间内，经一长度为S的曲线路径后，又回到出发点，此时速度为，则在这段时间内：物体的平均加速度是_________________．． (A) ． (B) ． (C) ． (D) ． 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：B 问题解析： 9. 一质点沿半径为R的圆周运动，其路程S随时间t变化的规律为 (SI) ，式中b、c为大于零的常量, 且b2>Rc.. 则此质点运动的切向加速度 at 和法向加速度an为． ． (A) -c．和(b-ct)2/R (B) 和(b-ct)2/R． (C) (b-ct)2/R和． (D) 和． 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：A 问题解析： 10. 试说明质点作何种运动时，将出现下述各种情况：西南大学2018年12月网络与继续教育[1030]《大学物理基础》答案
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