中南大學(xué)考試試卷

2010-2011學(xué)年一學(xué)期大學(xué)物理in課程時(shí)間100分鐘

21學(xué)時(shí)，4.5學(xué)分,囪卷，總分100分，占總評(píng)成績(jī)70%

一、選擇題(共30分，每小題3分)

1.一質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，周期為T(mén)。質(zhì)點(diǎn)由平衡位置向x軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，由平衡位置到二分

之一最大位移這段路程所需要的時(shí)間為

(A)T/4；(B)T/6；(C)T/8；(D)T/12,[]

2.兩個(gè)振動(dòng)方向，振幅A,頻率均相同的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，每當(dāng)它們經(jīng)過(guò)振幅?半處時(shí)相遇，且

運(yùn)動(dòng)方向相反，則

(A)相位差△弓="，合振幅A'=°:

(B)相位差=°,合振幅A'=2A；

,2

△0=—TC

(C)相位差3,合振幅4=A；

71

(D)相位差八夕=2,合振幅A'=。||

3.空氣中有一-透明薄膜，其折射率為n,用波長(zhǎng)為X的平行單光垂直照射該薄膜，欲使反射

光得到加強(qiáng)，薄膜的最小厚度應(yīng)為

2

(A)4.(B)2.

2A

(C)4〃.(D)2〃。[]

4.一直徑為200mm的玻璃球，折射率為1.5,球內(nèi)有一小氣泡從最近的方向看好象在

球表面和中心的中間，此氣泡的實(shí)際位置

(A)在球心前方50mm；

(B)在球心前方100mm；

(C)在球心后方50mm；

(D)離球面60mm。[]

5.某理想氣體狀態(tài)變化時(shí)，內(nèi)能隨壓強(qiáng)的變化關(guān)系如圖中的直線所示，貝ija至ij〃的

變化過(guò)程一定是

(A)等壓變化；(B)等體過(guò)程；

(C)等溫過(guò)程;(D)絕熱過(guò)程。]

6.長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻細(xì)桿。M繞水平0軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，今使細(xì)桿從水平位

置開(kāi)始自由擺下，在細(xì)桿擺到鉛直位置的過(guò)程中，其角速度。和角加速度a如何變化？

(A)。增大，e減少;(B)0減少，a減少;

(C)①增大，a增大;(D)①減少，a增大。]

9.關(guān)于一個(gè)細(xì)長(zhǎng)密繞螺線管的自感系數(shù)L的值，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是：

（A）通過(guò)電流/的值愈大L愈大；

（B）單位長(zhǎng)度的匝數(shù)愈多L愈大；

（C）螺線管的半徑愈大L愈大；

（D）充有鐵磁質(zhì)的L比真空的大。[]

10.在氫原子中大量電子從第三激發(fā)態(tài)過(guò)渡到基態(tài)時(shí)?，可發(fā)出不同波長(zhǎng)的光譜線的數(shù)目

為：

（A）6條；（B）5條；

（C）4條；（D）3條。[]

二、填空題（共30分）

1.（本題3分）

已知一波源在原點(diǎn)（x=0）的平面簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程為y=Acos（4-cx+o）式中4、

b、c、e為正常數(shù)，則波的圓頻率為,波速為,波長(zhǎng)為。

2.（本題3分）

正常的眼睛可以使遠(yuǎn)近不同的物體的像都成在視網(wǎng)膜上，而近視眼由于晶狀體對(duì)光線的

折光能力過(guò)（選填“強(qiáng)”或“弱”），將遠(yuǎn)處物體的像成在視網(wǎng)膜（選填“前”

或"后”），因此應(yīng)在眼睛前加一個(gè)透鏡來(lái)矯正。

3.（本題4分）

一瓶氧氣，一瓶氫氣，壓強(qiáng)相同，溫度相同。氧氣的體積為氫氣的2倍，則氧氣和氫氣

分子數(shù)密度之比為;氧氣分子與氫氣分子的平均速率之比為。

4.（本題4分）

將一質(zhì)量為根的小球，系于輕繩的一端，繩的另一端穿過(guò)光滑水平桌面上的小孔用手拉

住。先使小球以角速度①在桌面上做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)，然后緩慢將繩下拉，使半徑縮小

為C時(shí)，小球的角速度為，在此過(guò)程中小球的動(dòng)能增量為。

2

5.（本題4分）

如下圖所示，兩個(gè)同心球殼。內(nèi)球殼半徑為飛，均勻帶有電量。；

外球殼半徑為尺2,殼的厚度忽略，原先不帶電，但與地相連接.設(shè)地為［（儀」）

電勢(shì)零點(diǎn)，則在內(nèi)球殼里面、距離球心為，的P點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為/

,電勢(shì)為。

6.（本題4分）一

無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線在P處彎成半徑為R的圓，當(dāng)通以電流//RA

時(shí)，則在圓心。點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,k0）

方向?yàn)閛*p

7.（本題4分）

產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是,其相應(yīng)的非靜電性電場(chǎng)強(qiáng)度

Ek=,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是,激發(fā)感生電場(chǎng)的場(chǎng)源

是o

8.（本題4分）

動(dòng)量為P的實(shí)物粒子的德布羅意波長(zhǎng)為,一能量為lOOeV的電子的德布羅意

波長(zhǎng)為nm。（取三位有效數(shù)字，已知力=6.63x10-34/7,,4=9.11x1。⑹依，

6=1.60x10-19。）

三、計(jì)算題（共40分，每題10分）

1.水在粗細(xì)不均勻的水平管中作穩(wěn)定流動(dòng)，出口處的截面積為管最細(xì)處的3倍，若出

口處的流速為2〃?7'T,問(wèn)最細(xì)處的壓強(qiáng)為多少？若在此最細(xì)處開(kāi)一小孔，水會(huì)不會(huì)流出來(lái)？

2.用橙黃色的平行光垂直照射一寬為a=0.60機(jī)機(jī)的單縫，縫后凸透鏡的焦距

/=40.0c”?，觀察屏幕上形成的衍射條紋。若離中央明條紋中心1.406加處的尸點(diǎn)為一明

條紋；求:

（1）入射光的波長(zhǎng)；

（2）P點(diǎn)處條紋的級(jí)數(shù)；

（3）從P點(diǎn)看，對(duì)該光波而言，狹縫處的波面可分為幾個(gè)半波帶？

3.有一卡諾循環(huán)，當(dāng)高溫?zé)嵩礈囟葹?27℃、低溫?zé)嵩礊?7℃時(shí)，循環(huán)一次作凈功

5000./,今維持低溫?zé)嵩床蛔?，提高高溫?zé)嵩礈囟龋h(huán)一次使凈功增為10000J。若此兩

循環(huán)都工作在相同的二絕熱線之間，工作物質(zhì)均為同質(zhì)量的同種理想氣體。則熱源溫度增為

多少？效率又增為多少？

4.由圖所示，一無(wú)限大均勻帶電平面，電荷面密度為+b,其上挖去一半徑為R的圓

孔。通過(guò)圓孔中心。，并垂直于平面的X軸上有一點(diǎn)P,OP=x.試求尸點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)。

2010年下學(xué)期大學(xué)物理m參考答案

一、選擇題

1、D2、C3、C4、D5、B6、A7、A8、D9、A10、A

二、填空題

3

1、b,—,2、強(qiáng)，前，凹3^1：b1：44、4口，—ma）2r2

cc2

5、0,q--------「6、空一”，垂直紙面向里

4萬(wàn)4R]4萬(wàn)分此2R2成

h

7、洛侖茲力，vxB,感生電場(chǎng)力，變化的磁場(chǎng)8、p0.123

三、計(jì)算題

-1

1.解：=S2v2v2=6(m-5-)(3分)

1,1,

P|+/X7VJ=尸2+]戶2“(2分)

1.013xl05+-X103X22=P,+-xlO3x62

222

(2分)

P2=85.3KPa

最細(xì)處壓強(qiáng)為85.3KPa,因?yàn)锽＜與，所以水不會(huì)流出來(lái)。(3分)

2.解：(1)由明紋條件asing=±(24+1)—2=1,2,3…)（2分）

2

x_..2.lax4200.、

a—=(2K+1)—2=--------=------(run)（3分）

f2(2Z:+1)/2k+1

因?yàn)槭浅赛S色的可見(jiàn)光，所以k=34=400m”（2分）

（2）P點(diǎn)處條紋的級(jí)數(shù)為3（1分）

（3）從P點(diǎn)看，對(duì)該光波而言，狹縫處的波面可分為7個(gè)半波帶。（2分）

注：當(dāng)k=42=467nm級(jí)數(shù)為4,9個(gè)半波帶也不扣分

T300W

3.解：77=1一一2-=1-----=25%=--------2^=15000J（4分）

Tt400W+。放上放

，卬'

同理7=-------

仍+。放

因兩循環(huán)都工作在相同的二絕熱線之間，所以。放=0放=150001（2分）

,=——10000——X100%=40%77,=1-^-=40%

（2分）

10000+15000(

7]=500K=227°C（2分）

wT-TWfT'.T，

也可不算Q放直接由萬(wàn)一=勺工和「=士」Q放=。放（各2分）

Q放心。放T2

解得

T'=T,+%(T—T,)=300+X100=500K=227℃（2分）

12?2,5000

//'=1一二=40%

（2分）

4.解：取一細(xì)圓環(huán)帶，其半徑為r（r>R）,帶寬為“，則圓環(huán)帶的面積為dS=2"”，

其上帶電量為

dq-ods=cr2兀rdr2分

應(yīng)用已知的帶電細(xì)圓環(huán)在軸線上的場(chǎng)強(qiáng)公式，可得該圓環(huán)帶在軸線上P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)方向沿

軸線方向，大小為

crlTirdrx

dE=-------；---廠門(mén)

4兀￡。（廠+廣）3/24分

因此，該系統(tǒng)在P點(diǎn)產(chǎn)生的總場(chǎng)強(qiáng)大小為

rpolTirdrx=__

J74G,+/產(chǎn)-2%.......................

中南大學(xué)考試試卷

2009-2010學(xué)年二學(xué)期大學(xué)物理III課程時(shí)間100分鐘

21學(xué)時(shí)，4.5學(xué)分,囪卷，總分100分，占總評(píng)成績(jī)70%

一、選擇題（共30分，每小題3分）

1.水在粗細(xì)均勻虹吸管中流動(dòng)時(shí)，如圖中四點(diǎn)

的壓強(qiáng)關(guān)系是

(A)Pl=P2=Pi=P4(B)R<P2<P3<P4

<C)P,=PH(D)片=鳥(niǎo)=乙<?

[]

2.某元素的特征光譜中含有波長(zhǎng)分別為4=450nm和22=750nm(1nm=109m)的光

譜線。在光柵光譜中，這兩種波長(zhǎng)的譜線有重疊現(xiàn)象，重疊處4的譜線的級(jí)數(shù)將是

(A)2,3,4,5.....(B)2,5,8，11.....

(C)2,4,6,8.....(D)3,6,9,12.....

3.圖中MN為某理想氣體的絕熱曲線，ABC是任意過(guò)程，箭

頭方向表示過(guò)程進(jìn)行的方向，ABC過(guò)程結(jié)束后氣體的溫度和吸收的熱

量為

(A)溫度升高，吸熱為正(B)溫度升高，吸熱為負(fù)

(C)溫度降低，吸熱為正(D)溫度降低，吸熱為負(fù)

4.一簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播，/=T/4時(shí)的波形曲線如圖所示.若振動(dòng)以余弦函數(shù)表

示，且此題各點(diǎn)振動(dòng)的初相取-兀至阮之間的值，則

(A)。點(diǎn)的初相為%=。

(B)1點(diǎn)的初相為必=一^無(wú)

(C)2點(diǎn)的初相為四=兀

(D)3點(diǎn)的初相為。3=兀

[]

單色光

5.用單色光垂直照射在觀察牛頓環(huán)的裝置上.如圖，當(dāng)平凸

透鏡垂直向上緩慢平移而遠(yuǎn)離平面玻璃時(shí)，可以觀察到這些環(huán)狀

干涉條紋

(A)向右平移(B)向中心收縮

(C)向外擴(kuò)張(D)向左平移

[]

6.一定量理想氣體保持壓強(qiáng)不變，則氣體分子的平均碰撞頻率彳和平均自由程7與氣

體溫度T的關(guān)系為

(A)2正比于1/"，7正比于T(B)N正比于"，冗正比于1/T

(C)月正比于T,7正比于l/T(D)彳與T無(wú)關(guān)，7正比于T[]

7.一金屬球殼的內(nèi)外半徑分別為以和其中心放一點(diǎn)電荷q,則金屬球殼的電勢(shì)為

(A)q/4兀(B)q/47r￡()勺

(C)(q/a+g//?2)/8F(D)g/2萬(wàn)4(R]+R2)

[]

8.如圖所示，四分之一圓形線圈半徑為R，通有電流I,在均勻磁場(chǎng)B的作用下，從

圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)30°時(shí)，它所受磁力矩的大小與方向分別為

(A)成'//，沿圖面豎直向下

(B)成"％,沿圖面豎直向上

(C)6獻(xiàn)"/,沿圖面豎直向下

(D)J募"%,沿圖面豎直向上

[]

9.以0.9c的速率離開(kāi)地面的宇宙飛船,以相對(duì)于自己0.8c的速率向前發(fā)射一枚導(dǎo)

彈，則該導(dǎo)彈相對(duì)于地球的速率為

(A)1.7c(B)0.988c

(C)0.1c(D)0.357c

[]

10.■■個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)速度為v=0.99c,則該電子的動(dòng)能反為(電子的靜止能量為0.51Mev)

(A)3.5Mev(B)4.0Mev

(C)3.1Mev(D)2.5Mev

[]

二、填空題(共40分)

1.(本題6分)

一橫波沿繩子傳播時(shí)的波動(dòng)方程為：S=0.1cos（10m-4加），式中：s、x以米計(jì)，t

以秒計(jì)。

（1）波的振幅,波速,周期,波長(zhǎng)；

（2）繩上各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大速度.最大加速度.可用兀表

示）

2.（本題4分）

弦上一駐波，其相鄰兩點(diǎn)的距離為65cm,弦的振動(dòng)頻率為230Hz,則波長(zhǎng)為

,形成駐波的行波的波速為。

3.本題3分）

用白光垂直照射在厚度為4x10-5。皿，折射率為1.5的薄膜表面上，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，反

射光中因干涉而加強(qiáng)的光波的波長(zhǎng)為。

4.本題3分）

［鳥(niǎo)與鳥(niǎo)三個(gè)偏振片堆疊在一起，P1與6的偏振化方向相互垂直，鳥(niǎo)與片的偏振化

方向間的夾角為30°.強(qiáng)度為/（）的自然光垂直入射于偏振片Pi，并依次透過(guò)偏振片P「P2

與呂，則通過(guò)三個(gè)偏振片后的光強(qiáng)為。

5.本題4分）

在相同的溫度和壓強(qiáng)下，各為單位體積的氫氣（視為剛性雙原子分子氣體）和氯氣的內(nèi)

能之比為,各為單位質(zhì)量的氫氣和氮?dú)獾膬?nèi)能之比為o

6.（本題3分）

內(nèi)半徑為r的毛細(xì)管中注入水，在管的下端形成一半徑為R的水滴，已知水的表面張力

系數(shù)為a,則管中水柱的高度為?

7.本題3分）

如圖所示，電流從。點(diǎn)分兩路通過(guò)對(duì)稱的圓環(huán)

形分路，匯合于匕點(diǎn).若ca、都沿環(huán)的徑向，

則在環(huán)形分路的環(huán)心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度

8.本題4分）

如圖所示,一長(zhǎng)為2〃的細(xì)銅桿MN與截流長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直且共面。

N端距長(zhǎng)直導(dǎo)線為“，當(dāng)銅桿以速率v平行長(zhǎng)直導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí)，則桿內(nèi)

出現(xiàn)的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)大小為￡,=;端電勢(shì)較高。

9.本題4分）

靜電場(chǎng)與感生（渦旋）電場(chǎng)的異同點(diǎn)有：

相同點(diǎn)：,

不同點(diǎn)：_______________________________________________________________________

10.本題3分）

在加熱黑體的過(guò)程中，其輻射度最大的波長(zhǎng)由690nm變化到500nm,那么黑體對(duì)各

種波長(zhǎng)的總輻射度要增大到原來(lái)倍。

11.（本題3分）

盧瑟福a粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了,康普頓效應(yīng)證實(shí)了,戴維

遜一革末實(shí)驗(yàn)證實(shí)了。

三、計(jì)算題（共30分，每題10分）

1.如右圖所示，把細(xì)桿由水平位置靜止釋放，桿擺到鉛直：「一

位置時(shí)其下端剛好與靜止在光滑水平面上質(zhì)量為m的小球相碰，

設(shè)桿的質(zhì)量與球的質(zhì)量相同，碰撞又是彈性的，求小球碰撞后的速

度。

2.Imol單原子理想氣體由狀態(tài)a（pi,VD先

等壓加熱至體積增大一倍，再等容加熱至壓強(qiáng)增

大一倍，最后再經(jīng)絕熱膨脹，使其溫度降至初始

溫度，如圖所示。試求：（1）未狀態(tài)體積Vd；（2）

整個(gè)過(guò)程對(duì)外所作的功；（3）整個(gè)過(guò)程吸收的熱

量。

3.有兩根半徑為R、相距為R的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線帶等量異號(hào)電荷，滿足關(guān)系d?R,單

位長(zhǎng)度上的帶電量分別為±4,求這兩根導(dǎo)線的電勢(shì)差。

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中南大學(xué)考試試卷

2009-2010學(xué)年一學(xué)期大學(xué)物理皿課程時(shí)間110分鐘

21學(xué)時(shí)，4.5學(xué)分,包卷，總分100分，占總評(píng)成績(jī)70%

一、選擇題(共24分，每小題3分)

1.日常自來(lái)水管內(nèi)徑為d=0.0254m,已知：水在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，20C時(shí)的粘滯系數(shù)n

=1.0xlQ-3Pa-5,水的密度取P=1.0xl()3依/機(jī)3,管內(nèi)平均流速^=6x10-2機(jī)/$時(shí)，流

體將作

(A)湍流(B)層流

(C)既作層流，也作湍流(D)不能穩(wěn)定流動(dòng)[]

2.波長(zhǎng)為500nm的單色光垂直照射到寬度為0.25mm的單縫上，單縫后面放置一凸透鏡,

在凸透鏡的焦平面上放置-屏幕，用以觀察衍射條紋。今測(cè)得屏幕上中央條紋一側(cè)第三個(gè)暗

條紋和另一側(cè)第三個(gè)暗條紋之間的距離為12mm,則色透鏡的焦距為

(A)2m(B)Im(C)0.5m(D)0.2m[]

3.理想氣體絕熱地向真空膨脹，其溫度和熠變?yōu)?/p>

(A)二者均減少(B)二者均不變

(C)溫度不變，嫡增加(D)溫度降低，嫡增加[]

4.黜MN為某理想氣體的絕熱曲線，ABC是任意過(guò)程，箭頭方向表示過(guò)程進(jìn)行的方向,

ABC過(guò)程結(jié)束后氣體的溫度和吸收的熱量為

(A)溫度升高，吸熱為正(B)溫度升高，吸熱為負(fù)

(C)溫度降低，吸熱為正(D)溫度降低，吸熱為負(fù)[]

5.靜電場(chǎng)的環(huán)路定理?歷'=(),說(shuō)明了靜電場(chǎng)的哪些性質(zhì)

I

(1)電力線不是閉合曲線(2)庫(kù)侖力是保守力

(3)靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)(4)靜電場(chǎng)是保守場(chǎng)

(A)(l)(3)(B)⑵⑶(C))(2)(4)(D)(1)⑷[J

6.半徑為R的半圓形線圈，通有電流/,處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)8中，當(dāng)線

圈平面與磁場(chǎng)方向平行(如圖所示)時(shí)，線圈的磁矩和它所受磁力矩的大

小分別是

(A)成2〃2,做2由/2(B)7iR'1,7rR2IB

(C)成2〃2,0(D)7iR21,0

7.用X射線照射物質(zhì)時(shí)，可以觀察到康普頓效應(yīng)，即在偏離入射光的各個(gè)方向上.觀察

到散射光，這種散射光中[]

(A)只包含有與入射光波長(zhǎng)相同的成分

(B)既有與入射光波長(zhǎng)相同的成分，也有波長(zhǎng)變長(zhǎng)的成分，波長(zhǎng)的變化只與散射方向

有關(guān)，與散射物質(zhì)無(wú)關(guān)。

(C)既有與入射光波長(zhǎng)相同的成分，也有波長(zhǎng)變長(zhǎng)的成分和波長(zhǎng)變短的成分，波長(zhǎng)的

變化與散射方向有關(guān)，也與散射物質(zhì)有關(guān)。

(D)只包含有波長(zhǎng)變長(zhǎng)的成分，其波長(zhǎng)的變化只與散射物質(zhì)有關(guān)與散射方向無(wú)關(guān)。

8.氫原子處于3d量子態(tài)的電子，描述其量子態(tài)的四個(gè)量子數(shù)(〃,/,〃2”機(jī)，)可能的取值

為

(A)(3,0,1,----)(B)(111,1,-----)

22

(C)(2,1,2,-)(D)(3,2,0,-)[]

22

二、填空題(共26分)

1.本題4分)水在水平管中做穩(wěn)定流動(dòng)，管半徑為3.0c〃?處的流速為l.OmdT,那

么在管中半徑為1.5cm處的流速為,兩處的壓強(qiáng)差為o(己知水的密

度為10：fkg.m3)

2.(本題3分)為測(cè)定音叉C的頻率，另選取兩個(gè)頻率已知而且和音叉C頻率相近的音

叉4和8,音叉力的頻率為400Hz,8的頻率為397Hz。若使A利C同時(shí)振動(dòng)，則每秒聽(tīng)到

聲音加強(qiáng)2次；再使8和C同時(shí)振動(dòng)，每秒可聽(tīng)到聲音加強(qiáng)1次，由此可知音叉C的振動(dòng)頻

率為Hzo

3.(本題3分)用波長(zhǎng)為400?760nm的白光照射衍射光柵，其衍射光譜的第2級(jí)和第3

級(jí)重檢，則第2級(jí)光譜被重會(huì)部分的波長(zhǎng)范圍是

4.（本題3分）雙縫干涉裝置如圖所示，雙縫與屏之間的距

離D=L2m,兩縫之間的距離d=0.5〃由，用波長(zhǎng)九=500〃〃？|

的單色光垂直照射雙縫。.-------

（1）原點(diǎn)。（零級(jí)明紋所在處）上方的第五級(jí)明紋的坐標(biāo)&L。

（2）如果用透明薄膜覆蓋在圖中的加縫后，零級(jí)明紋將向移動(dòng)。

5.（本題3分）吹一個(gè)直徑為10cm的肥皂泡，設(shè)肥皂泡的表面張力系數(shù)

a=4.0xKT?N.mT,吹此肥皂泡所做的功為。

6.（本題4分）產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是,其相應(yīng)的非靜電性電場(chǎng)強(qiáng)度

瓦=,產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是，激發(fā)感生電場(chǎng)的場(chǎng)源

是o

"I

7.（本題3分）一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線，通有電流1,在一處彎成

半徑為R的3/4圓弧，如圖所示，圓心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的/R

To-----l-1

大小為,方向。\7

8.（本題3分）如圖所示，一長(zhǎng)為2a的細(xì)銅桿MN與載流

長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直且共面。N端距長(zhǎng)直導(dǎo)線為a,當(dāng)銅桿以速率v平行

長(zhǎng)直導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí).，則桿內(nèi)出現(xiàn)的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)大小為

;端電勢(shì)較高。

三、計(jì)算題（共40分，每題10分）

1.一橫波沿繩子傳播時(shí)的波動(dòng)方程為：y=0.1COS（10TZ7-4OT）,式中：八x以米計(jì)，

t以秒計(jì)。求：

（1）波的振幅、波速、周期與波長(zhǎng)；

（2）繩上各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大速度和最大加速度；（可用兀表示）

（3）x=0.2m處質(zhì)點(diǎn)在r=ls時(shí)刻的相位，它是原點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)在哪--時(shí)刻的相位？這一?相

位所代表的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在r=1.5s時(shí)刻到達(dá)哪一點(diǎn)？

2.簡(jiǎn)約眼如圖所示，試求：（1）焦度;

（2）像方焦距；（3）遠(yuǎn)點(diǎn)的位置；（4）

此人屬于何種屈光不正？（5）為使之正

常，應(yīng)配戴多少屈光度的眼鏡？

3.如圖所示，已知?jiǎng)蛸|(zhì)圓盤(pán)的半徑為憶〃=2m，h,8=60°。求：（1）碰撞后瞬間圓

盤(pán)的角速度;（2）產(chǎn)轉(zhuǎn)到水平位置時(shí)圓盤(pán)的角速度和角加速度。

4.真空中，半徑為鳥(niǎo)的導(dǎo)體球外套一個(gè)內(nèi)外半徑分別為A?、&的導(dǎo)體球殼，當(dāng)內(nèi)球帶電

荷。、導(dǎo)體球殼帶電荷q時(shí).，求：

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的分布；

（2）此系統(tǒng)所儲(chǔ)藏的電能。

四、證明題（10分）

理想氣體由初態(tài)（po,Vo）經(jīng)絕熱膨脹至末態(tài)（p,V），試證明這過(guò)程中氣體所作的功為

W=（P。匕fD

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中南大學(xué)考試試卷

2008-2009學(xué)年二學(xué)期大學(xué)物理BI課程時(shí)間110分鐘

21學(xué)時(shí)，4.5學(xué)分,包卷，總分100分，占總評(píng)成績(jī)70%

一、選擇題(共30分，每小題3分)

1.長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻細(xì)桿。M繞水平。軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，今使細(xì)桿?！◤乃轿?/p>

置開(kāi)始自由擺下，在細(xì)桿擺到鉛直位置的過(guò)程中，其角速度。和角加速度，如何變化？

(A)。增大，?減少(B)0減少，/7減少

(C)①增大，￡增大(D)①減少，，增大

[]

2.質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其速度最大值為乙,=3x10-2m/s,振幅A=2x10-2m,若從速

度為正的最大值開(kāi)始計(jì)時(shí)，如果運(yùn)動(dòng)方程用余弦函數(shù)表示，則

4

(1)周期T=§,初相位0=0

47r7T

(2)周期7=半，初相位夕=一]

(3)最大加速度金=4.5x10"m//,圓頻率刃=一

w/2

7T

(4)周期T=4兀,初相位*

(A)⑴⑷(B)⑵⑶(C)(l)(2)(D)⑶⑷[]

3.方程為弘=0.01cos(100萬(wàn)，一x)和%=0.01cos(10()7rf+x)的兩列波疊加后，相鄰

波節(jié)之間的距離為

(A)0.5(B)1(C)2萬(wàn)(D)71

[]

4.一肥皂泡直徑為5cm,表面張力系數(shù)為25Xl()3N?m',泡內(nèi)壓強(qiáng)比大氣壓p

(A)大2pa(B)小2pa

(C)大4pa(D)小4pa

5.某理想氣體分別進(jìn)行了如圖所示的兩個(gè)卡諾循

環(huán)：I(%加)和H(a'Z/c'dZ'),且兩條循環(huán)曲線所

圍面積相等，設(shè)循環(huán)I的效率為n,每次循環(huán)在高溫?zé)?/p>

源處吸收的熱量為Q,循環(huán)H的效率為n',每次循環(huán)

在高溫?zé)嵩次盏臒崃繛镼',則

(A)n<n',Q<Q'(B)n<n',Q>Q'

(C)n>n',Q<Q(D)n>n',Q>Q

]

6.我們不能用經(jīng)典力學(xué)中的位置方式來(lái)描述微觀粒子,是因?yàn)?/p>

(1)微觀粒子的波粒二象性(2)微觀粒子位置不確定

(3)微觀粒子動(dòng)量不確定(4)微觀粒子動(dòng)量和位置不能同時(shí)確定

(A)(l)(3)(B)⑵⑶(C)⑴(4)(D)⑵⑷

]

7.高斯定理說(shuō)明了靜電場(chǎng)的哪些性質(zhì)

息4

(1)電力線不是閉合曲線(2)庫(kù)侖力是保守力

(3)靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)(4)靜電場(chǎng)是保守場(chǎng)

(A)(l)(3)(B)⑵⑶(C)⑴⑵(D)⑴⑷

)

8.流出紙面的電流為2/,流進(jìn)紙面的電流為/,如圖所示，則

下述各式中哪一個(gè)是正確的

(A)jH-df=-/(B)=1

(C)=-I(D)0-dl=-I

9.如圖31-3所示，半圓形線圈半徑為R,通有電流/,在磁場(chǎng)8的

作用下從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)30。時(shí)，它所受的磁力矩的大小和方向分別為：

(A)加?2/B/4,沿圖面豎直向下

(B)成2/8/4,沿圖面豎直向上

(C)6成力B/4,沿圖面豎直向下

(D)6成2/B/4,沿圖面豎直向上

[]

10.一束光是自然光和線偏振光的混合光，讓它垂直通過(guò)一偏振片。若以此入射光束為

軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測(cè)得透射光強(qiáng)度最大值是最小值的5倍，那么入射光束自然光與線偏振光的

光強(qiáng)比值為

(A)1/2(B)1/3

(C)1/4(D)1/5

[]

二、填空題(共30分)

1.(本題3分)

一質(zhì)量為用的質(zhì)點(diǎn)，在半徑為R的半球形容器中，由靜止開(kāi)始

自邊緣上的A點(diǎn)滑下，到達(dá)最低點(diǎn)8點(diǎn)時(shí)，它對(duì)容器的正壓力數(shù)值

為N。則質(zhì)點(diǎn)自4滑到8的過(guò)程中，摩擦力對(duì)其作的功為

2.本題3分)

物體的振動(dòng)方程為x=lxl()-2cos(8W-一)(SI),則該振動(dòng)的頻率肥=,振動(dòng)

速度的最大值匕“,振動(dòng)速度的初相位/=

3.(本題4分)

S，系相對(duì)于S系的速率為0.8c,在卜系中觀測(cè)，一事件發(fā)生在t\=0,x[=0處，第二個(gè)事

7

件發(fā)生在t'2=5X10-S,X'2=-120m處，賺S系中測(cè)得兩事件的時(shí)間間隔t2-t,=s,

空間間隔x2-x,=nio

4.本題4分)

已知/什)為麥克斯韋速率分布函數(shù)，勺為分子的最概然速率，則表

示；速率u>丫。的分子的平均速率的

表達(dá)式為?

5.體題3分）

一通以電流/的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線彎成如圖的形狀，則。點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小

為，方向?yàn)椤?/p>

0

6.（本題4分）

產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是,其相應(yīng)的非靜電性電場(chǎng)強(qiáng)度

Ek=,產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是,激發(fā)感生電場(chǎng)的場(chǎng)源

是___________

7.（本題3分）

在真空中一束波長(zhǎng)為4的平行單色光垂直

入射到一單縫AB上，裝置如圖，在屏幕D上形

成衍射圖樣，如果P是中央亮紋一側(cè)第一個(gè)暗紋

所在的位置，則瑟的長(zhǎng)度為

8.（本題3分）

用頻率為y的單色光照射某種金屬時(shí)?，逸出光電子的最大動(dòng)能為正f若改用頻率為2V

的單色光照射此種金屬時(shí),，則逸出光電子的最大動(dòng)能為。

9.（本題3分）

原子處于n=3,1=2的狀態(tài)下，則軌道角動(dòng)量L=，L在任意外磁場(chǎng)中的

分量的可能值為o

三、計(jì)算題（共40分）

1.（本題10分）

-開(kāi)口水槽中的水深為〃，如圖所示。在水

面下方深處開(kāi)一小孔。問(wèn)：（1）射出的水流在地

板上的射程S是多大？（2）在水槽的其他深度處，

能否再開(kāi)一小孔，其射出的水流有相同的射程？

（3）小孔開(kāi)在水面下的深度方多大時(shí)，射程最遠(yuǎn)？

射程多長(zhǎng)？

2.（本題10分）

2moi雙原子理想氣體，起始溫度為27℃先做等壓膨脹至原體積的2倍，然后做絕熱膨

脹至起始溫度。求：（1）吸收的總熱量；（2）做的總功；（3）內(nèi)能的總改變量；（4）末狀態(tài)

與起始狀態(tài)的埔差。

3.本題10分）

計(jì)算均勻帶電球體的靜電能。設(shè)球內(nèi)、外介質(zhì)的介電常數(shù)均為g,球的半徑為處帶電

量為。。

4.本題10分）

雙縫干涉裝置如圖所示，雙縫與屏之間的距離D=\.2m,

兩縫之間的距離d=0.5mm,用波長(zhǎng)2=500/??的單色光垂直

照射雙縫。求：

（1）求原點(diǎn)。（零級(jí)明紋所在處）上方的第五級(jí)明紋的坐標(biāo)X。

（2）如果用厚度/=1.0x10-2〃〃“，折射率〃=1.58的透明薄

膜復(fù)蓋在圖中的加縫后，求上述第五級(jí)明紋的坐標(biāo)x'。

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