中南大学历年大学物理三考试试卷真题.docx

《中南大学历年大学物理三考试试卷真题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中南大学历年大学物理三考试试卷真题.docx（37页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、中南大学考试试卷2010 -201I学年一学期大学物理HI课程 时间100分钟返_学时,竝学分,包卷,总分100分,占总评成绩70%、选择题(共30分,每小题3分)1 . 质点作简谐振动,周期为T。质点由平衡位置向x轴正方向运动时,由平衡位置到二分 之一最大位移这段路程所需要的时间为(A) T/4 ；(B) T/6 ；(C) T/8 ；(D) T/12 ,2 .两个振动方向,振幅A.频率均相同的简谐振动，每当它们经过振幅一半处时相遇，且 运动方向相反,则(A)相位差8 =,合振幅A = 0 .(B)相位差0 = 0 ,合振幅A = 2A.2夕71(C)相位差3 ,合振幅A = A ；71(D)

2、相位差0 = 5,合振幅 = 。3 .空气中有一透明薄膜，其折射率为n,用波长为人的平行单光垂直照射该薄膜，欲使反射 光得到加强，薄膜的最小厚度应为22(A) 4 ；(B) 2 .24(C) 4 ;(D) 2 。4 . 一直径为200mm的玻璃球,折射率为1.5,球内有一小气泡从最近的方向看好象在球表面和中心的中间,此气泡的实际位置(A)在球心前方50mm；(B)在球心前方!00mm：(C)在球心后方50mm；(D)离球面 60mm。5 .某理想气体状态变化时,内能随压强的变化关系如图中的直线ab所示,则a到的变化过程一定是(A)等压变化;(B)等体过程;(C)等温过程;(D)绝热过程。6 .

3、长为的均匀细杆0M绕水平。轴在竖直平面内自由转动，今使细杆。M从水平位置开始自由摆下，在细杆摆到铅直位置的过程中,其角速度和角加速度a如何变化?(A)增大,a减少;(B)减少，a减少;(C)。增大,a增大；(D)。减少,a增大。7.根据高斯定理,下面说法正确的是(A)通过闭合曲面的总通量仅由面内的电荷决定；(B)通过闭合曲面的总通量为正时,面内一定没有负电荷;(C)闭合曲面上各点的场强仅由面内的电荷决定;(D)闭合曲面上各点的场强为零时，面内一定没有电荷。8.半圆形载流线圈半径为R电流为/与B共面且直径与B夹角为6,则线圈所受的磁力矩大小为(A) 0；(B)IB sin。2, IB* cos

4、e(C)2(D)IB戒29.关于个细长密绕螺线管的自感系数厶的值,下列说法中错误的是:（A）通过电流/的值愈大丄愈大;（B）单位长度的匝数愈多L愈大;（螺线管的半径愈大L愈大;（D）充有铁磁质的L比真空的大。10.在氢原子中大量电子从第三激发态过渡到基态时,可发出不同波长的光谱线的数目 为:（A） 6 条;（B） 5 条；（C） 4 条；（D） 3 条。二、填空题（共30分）1 .（本题3分）已知一波源在原点（x =0）的平面简谐波的波动方程为y = Acos（-cx + 9）式中A、b、c、0为正常数,则波的圆频率为,波速为,波长为。2 .（本题3分）正常的眼睛可以使远近不同的物体的像都成在

5、视网膜上，而近视眼由于晶状体对光线的 折光能力过 （选填“强”或“弱”）,将远处物体的像成在视网膜 （选填“前” 或“后”），因此应在眼睛前加一个 透镜来矫正。3 .（本题4分）瓶氧气,瓶氢气，压强相同，温度相同。氧气的体积为氢气的2倍，则氧气和氢气 分子数密度之比为;氧气分子与氢气分子的平均速率之比为。4 .（本题4分）将质量为m的小球,系于轻绳的一端，绳的另一端穿过光滑水平桌面上的小孔用手拉 住。先使小球以角速度。在桌面上做半径为r的圆周运动,然后缓慢将绳下拉,使半径缩小 为时，小球的角速度为,在此过程中小球的动能增量为 025 .（本题4分）如下图所示,两个同心球壳。内球壳半径为飞,均匀

6、带有电量。;外球壳半径为Z?2，壳的厚度忽略,原先不带电,但与地相连接.设地为 电势零点,则在内球壳里面、距离球心为r的P点处电场强度的大小为 电势为6 .（本题4分）无限长直导线在尸处弯成半径为R的圆，当通以电流， 时，则在圆心。点的磁感应强度大小为, 方向为7 .（本题4分）产生动生电动势的非静电是,其相应的非静电性电场强度 瓦=,产生感应电动势的非静电是,激发感生电场的场源是8 .（本题4分）动量为P的实物粒子的德布罗意波长为, 一能量为lOOeV的电子的德布罗意 波长为 nm。(取三位有效数字,已知/ = 6.63 x 1034 J - s , me =9.11x IO31 kg ,e

7、 = 1.60xl0-19C)三、计算题（共4 0分,每题10分）1 .水在粗细不均匀的水平管中作稳定流动，出口处的截面积为管最细处的3倍，若出处的流速为2山I间最细处的压强为多少?若在此最细处开小孔，水会不会流出来?2 .用橙黄色的平行光垂直照射宽为。=0.60m的单缝，缝后凸透镜的焦距f = 40.0c/?i.观察屏幕上形成的衍射条纹。若离中央明条纹中心1.4066处的P点为一明条纹:求:（1）入射光的波长;（2） P点处条纹的级数;（3）从/3点看,对该光波而言,狭缝处的波面可分为几个半波带?3 .有一卡诺循环,当高温热源温度为127、低温热源为27 时，循环次作净功 50007 ,今维

8、持低温热源不变,提高高温热源温度,循环次使净功增为10000。若此两 循环都工作在相同的二绝热线之间,工作物质均为同质量的同种理想气体。则热源温度增为 多少?效率又增为多少?4 .由图所示，无限大均匀带电平面，电荷面密度为+,其上挖去半径为7?的圆孔。通过圆孔中心。，并垂直于平面的X轴上有一点P, OP = x,试求/3点处的场强。2010年下学期大学物理ni参考答案、选择题1、D 2、C 3、C 4、D 5、B二、填空题h 27r1、b, 2、强,前,凹c c5、0,丄4（）/? 4万Z?27、洛仑兹,vxB感生电场,6、A 7、A 8、D 9、A 10、A33、1 ： 1, 1： 44、4

9、,mcor26、,垂直纸面向里2R 2成变化的磁场8、0.123计算题1.解:5 = 52v2 v2 =6 （w-5-1）（3 分）6 +/J =尸2 +/2一（2 分）1.013xl05+ixl03 x22 =P, +-x103x6222 2P、= 85.3 KPa（2分）最细处压强为85.3 KPa,因为P2痣,所以水不会流出来。（3分）（2分）2.解:（1）由明纹条件。sine = （2& + l），（=1,2,3）2ay = （2K + l）2ax（2k + ）f42002k +1（nm）（3分）因为是橙黄色的可见光,所以=3=400，（2分）（1分）（2）尸点处条纹的级数为3（3）从

10、P点、看,对该光波而言,狭缝处的波面可分为7个半波带。（2分）注:当 =4 2 = 467 nm 级数为4, 9个半波带也不扣分T3003.解:77 = 1-2- = 1-= 25% =7400。放=15000同理=一7卬+。放因两循环都工作在相同的二绝热线之间,所以。放=。放=15000 J=1000010000 + 15000x 100% = 40%=1 一-=40%（4分）（2分）（2分）（2分）7 =500K = 227Cw T -T ivr Tr-T ，也可不算。放直接由=和.。放=。放（各2分）Q放72 Q放解得=T, + （T, -T,） = 300 + x 100 = 500/

11、C = 227（2 分）2 W 25000=14=40%（ 2 分）4.解:取细圆环带,其半径为r（rR ）,带宽为dr ,则圆环带的面积为dS = 2nrdr , 其上带电量为dq = ods =（r2nrdr2 分应用已知的带电细圆环在轴线上的场强公式,可得该圆环带在轴线上P点产生的电场方向沿 轴线方向,大小为_ cylTtrdrx4兀4（/ +产24分因此,该系统在P点产生的总场强大小为r p _a2drx _二J丄4宀（+）”2 2名 斤 分中南大学考试试卷2009 -2010学年二学期大学物理jn 课程 时间100分钟72学时,4.5学分,包卷,总分100分,占总评成绩70%、选择题

12、（共30分,每小题3分）1.水在粗细均匀虹吸管中流动时，如图中四点 的压强关系是(A) P = P = P3 = Pq (B) P P P = P、 (D) P = P = P3 /?,单 位长度上的带电量分别为义，求这两根导线的电势差。绅3孫必糸，6A7，;减匿f宀%师2.* z,3淤e生存屮”H崎小7”智力，.明4 ,屍縮;投澤斯夷2.3遅f;，级、/女初0）。住C产也=#2内/ 做勿”二/6a二管片上翔.3Z乂：H仗皿中南大学考试试卷20092010学年一学期 大学物理HI 课程 时间110分钟2I学时,4.5学分,用卷,总分100分,占总评成绩70 %、选择题(共24分,每小题3分)1

13、 .日常自来水管内径为=0.0254m,已知:水在标准大气压下,20时的粘滞系数n =1.0xl0-3Pa-5,水的密度取= L0xl0lg/m3,管内平均流速U = 6x10-2机/5时,流 体将作(A)湍流(B)层流(既作层流，也作湍流 (D)不能稳定流动2 .波长为500nm的单色光垂直照射到宽度为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屏幕，用以观察衍射条纹。今测得屏幕上中央条纹一侧第三个暗 条纹和另侧第三个暗条纹之间的距离为12mm,则凸透镜的焦距为(A) 2m (B) Im (C) 0.5 m (D) 0.2m3 .理想气体绝热地向真空膨胀，其温度和埔

14、变为(A)二者均减少(B)二者均不变(温度不变，病增加 (D)温度降低，嫡增加4 .图中MN为某理想气体的绝热曲线,ABC是任意过程，箭头方向表示过程进行的方向, ABC过程结束后气体的温度和吸收的热量为(A)温度升高,吸热为正(B)温度升高,吸热为负( 温度降低,吸热为正(D)温度降低,吸热为负5 .静电场的环路定理4万 = (),说明了静电场的哪些性质(1)电线不是闭合曲线(3)静电场是有源场(A)(l)(3)(B)(2)库仑是保守(4)静电场是保守场(C) (2)(4)(D)(l)(4)6 .半径为R的半圆形线圈,通有电流人处于匀强磁场B中,当线 圈平面与磁场方向平行(如图所示)时，线圈

15、的磁矩和它所受磁力矩的大 小分别是(A) 戒22,成8/2(B) 成21,成2 IB(C)7iR2l/2,0(D) 成,07 .用X射线照射物质时，可以观察到康普顿效应，即在偏离入射光的各个方向上观察 到散射光,这种散射光中(A)只包含有与入射光波长相同的成分(B)既有与入射光波长相同的成分，也有波长变长的成分，波长的变化只与散射方向 有关,与散射物质无关。(既有与入射光波长相同的成分，也有波长变长的成分和波长变短的成分,波长的 变化与散射方向有关,也与散射物质有关。(D)只包含有波长变长的成分，其波长的变化只与散射物质有关与散射方向无关。8 .氢原子处于3d量子态的电子,描述其量子态的四个量

16、子数(小，,山胆、)可能的取值 为(A) (3, 0, 1, )(B) (1, 1, 1, )22(C) (2, 1, 2, - )(D) (3, 2, 0,-)22二、填空题(共26分)1 .本 题4分)水在水平管中做稳定流动,管半径为3.0cm处的流速为1.0m那么在管中半径为1.5cm处的流速为,两处的压强差为。(已知水的密 度为103kg. 1n)2 .(本题3分)为测定音叉C的频率，另选取两个频率已知而旦和音叉C频率相近的音 叉A和8,音叉A的频率为400Hz, 8的频率为397Hz。若使A和C同时振动,则每秒听到 声音加强2次;再使B和C同时振动，每秒可听到声音加强1次,由此可知音

17、叉C的振动频 率为Hz 3 .(本题3分)用波长为400760nm的白光照射衍射光栅,其衍射光谱的第2级和第3级重登,则第2级光谱被重登部分的波长范围是4 .（本题3分）双缝干涉装置如图所示,双缝与屏之间的距 离。=1.2加，两缝之间的距离d = .5mm ,用波长2 = 500m 的单色光垂直照射双缝。（1）原点0 （零级明纹所在处）上方的第五级明纹的坐标x =（2）如果用透明薄膜覆盖在图中的，缝后，零级明纹将向 移动。5 .（本题3分）吹个直径为10cm的肥皂泡，设肥皂泡的表面张系数a = 4.0xl0-2N m-1,吹此肥皂泡所做的功为6 .（本题4分）产生动生电动势的非静电是 ,其相应

18、的非静电性电场强度 瓦=,产生感生电动势的非静电是,激发感生电场的场源是。7 .（本题3分）一无限长直导线,通有电流1,在处弯成 半径为R的3/4圆弧，如图所示，圆心。点的磁感应强度B的 大小为，方向.8 .（本题3分）如图所示,长为2a的细铜杆A/N与载流!-长直导线垂直且共面。N端距长直导线为a,当铜杆以速率v平行M I N 长直导线运动时,则杆内出现的动生电动势大小为 *_=; 端电势较高。为 三、计算题（共40分，每题10分）1. 一横波沿绳子传播时的波动方程为:y = 0.1 cos（ 107tt-4x）,式中:y、X以米计，t以秒计。求:（1）波的振幅、波速、周期与波长;（2）绳上

19、各质点振动的最大速度和最大加速度;（可用?C表示）（3） x=0.2m处质点在r=ls时刻的相位，它是原点处质点在哪时刻的相位?这相位所代表的运动状态在Z=1.5s时刻到达哪一点?局倒蜜3 .如图所示,已知匀质圆盘的半径为，M = 2m, h, 6 = 60 求:（1）碰撞后瞬间圆 盘的角速度;（2）转到水平位置时圆盘的角速度和角加速度。4 .真空中,半径为歩的导体球外套个内外半径分别为品、&的导体球壳,当内球带电荷。、导体球壳带电荷4时,求:（1）电场强度的分布;（2）此系统所储藏的电能。四、证明题（10分）理想气体由初态（po，Vo）经绝热膨胀至末态（p, VO,试证明这过程中气体所作的功

20、为W=(PnV0-pV)/(y-l)Z2。1。蜘大為泪後-也向題I.枝丄y J6 Q肚p二.保官椎I. Q-7“诲2.，芦”在3。“宀”42上 上:广。传印.應W九戸屮?，挙0匕冬仏?.三陷. a小 丁盖二”人 森。今二2.日 U W A 二 （oTTrf. I - If （.1）4 一、“-6 Q6.我们不能用经典力学中的位置方式来描述微观粒子,是因为(1)微观粒子的波粒二象性(3)微观粒子动量不确定(2)微观粒子位置不确定(4)微观粒子动量和位置不能同时确定(A)(l)(3)(B)(C)(l)(4)(D)(4)(D) n n , Q7 .高斯定理由.(16 =丄7,说明了静电场的哪些性质(

21、1)电线不是闭合曲线(3)静电场是有源场(2)库仑是保守(4)静电场是保守场(A)(l)(3)(B)(D)(l)(4)8 .流出纸面的电流为2/,流进纸面的电流为/,如图所示,则下述各式屮哪个是正确的(A)步/=/(B)Hdf = /(D) jH di =-I9 .如图31-3所示,半圆形线圈半径为R,通有电流在磁场B的 作用下从图示位置转过30。时,它所受的磁力矩的大小和方向分别为:(A)成8/4,沿图面竖直向下(B)成/8/4,沿图面竖直向上(C) 成小/4,沿图面竖直向下(D) ?B/4,沿图面竖直向上10. 一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过偏振片。若以此入射光束为 轴旋转

22、偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射光朿自然光与线偏振光的 光强比值为(A) 1/2(B) 1/3(C) 1/4(D) 1/5二、填空题(共30分)1 .(本题3分)质量为的质点，在半径为R的半球形容器中，由静止开始 自边缘的A点滑下，到达最低点8点时，它对容器的正压数值 为N。则质点自A滑到8的过程中,摩擦对其作的功为2 .本题3分)物体的振动方程为x = lxl0-2cos(8m 一一)(SI),则该振动的频率=,振动 速度的最大值vm,振动速度的初相位(p =3 .(本题4分)S系相对于S系的速率为0.8c,在系中观测,事件发生在*=0, x=0处，第二个事 件发生在t2

23、=5X 10-7s,x2= -120 m处，则E S系中测得两事件的时间间隔t2 -t尸s,空间间隔X2-X1=m。4 .本题4分)已知，(v)为麦克斯韦速率分布函数,为分子的最概然速率,则(v)dv表 示;速率v 的分子的平均速率的表达式为 5 .（本题3分）一通以电流/的无限长直导线弯成如图的形状,则0点的磁感应强度的大小 为,方向为=6 .（本题4分）产生动生电动势的非静电是 ,其相应的非静电性电场强度,=,产生感生电动势的非静电是,激发感生电场的场源7 .（本题3分）在真空中一束波长为的平行单色光垂宜 入射到一单缝A B上,装置如图,在屏幕D上形 成衍射图样，如果P是中央亮纹侧第一个暗

24、纹 所在的位置，则的长度为8 .（本题3分）用频率为V的单色光照射某种金属时,逸出光电子的最大动能为七大 若改用频率为2V 的单色光照射此种金属时,则逸出光电子的最大动能为。9 .（本题3分）原子处于n=3, 1=2的状态下，则轨道角动量=, L在任意外磁场中的 分量的可能值为。三、计算题（共40分）1 .（本题10分）以勿切切/以物场加Z开口水槽中的水深为,如图所示。在水 面下h深处开一小孔。问:（1）射出的水流在地 板上的射程S是多大?（2）在水槽的其他深度处， 能否再开一小孔,其射出的水流有相同的射程? （3）小孔开在水面下的深度/Z多大时,射程最远? 射程多长?2 .（本题10分）2m

25、oi双原子理想气体,起始温度为27G先做等压膨胀至原体积的2倍,然后做绝热膨 胀至起始温度。求:（1）吸收的总热量;（2）做的总功;（3）内能的总改变量:（4）末状态 与起始状态的熾差。3 .本题10分）计算均匀带电球体的静电能。设球内、外介质的介电常数均为窈,球的半径为R,带电 量为。4 .本题10分）双缝干涉装置如图所示,双缝与屏之间的距离。=1.2m , 两缝之间的距离d = 0.5mm ,用波长2 = 500加的单色光垂直 照射双缝。求:（1）求原点。（零级明纹所在处）上方的第五级明纹的坐标X。（2）如果用厚度，= 1.0x10-2mm，折射率 = 1.58的透明薄膜复盖在图中的加缝后

26、,求上述第五级明纹的坐标X。2 g gT冷多学期大净卜幼终售 一 .告再験J .D,cr8仁76JA P 二.可夾連M“F&/ 力,跖*/,% J3 . 。千,的dj万歩匕/”.炉物%需、 e8%九.顧“g,外. 1N.。.土/,士2分伊!火卜平 HkjH,，二5（/Z=工研（,H干（与五s=2力3Q也）（/广,5;CH-“）寸 三口,C出,将公.，不7,巧）:餐K百公，4午灯:2K界 川堂尸案如氏二0二仪，伎I7中南大学考试试卷2008 -2009学年一学期大学物理H!课程 时间110分钟 2学时,4.5学分,团卷,总分100分,占总评成绩70 % 、选择题(共24分,每小题3分)1 .水在

27、同一流管中稳定流动,截面半径为1cm处流速12cm ,在流速为3cm 处的截 面半径为(A) 1cm ；(B) 2cm ；(C) 3cm ；(D) 4cm 2.质量为小的小孩站在半径为R的水平平台边缘。平台可以绕通过其中心的竖直光滑固 定轴自由转动,转动惯量为 平台和小孩开始时均静止。当小孩突然以相对于地面为v的 速率在台边缘沿逆时针走动时,此平台相对地面旋转的角速度和旋转方向分别为(A) 3 =唯一(),顺时针;(B)(o=,逆时针;(C)(o=- mR 7 (-),顺时针；J +mR2 R(D)0 =黑(逆时针。3. 个质点作简谐振动,振幅为A,在起始时刻质点的位移为丄A ,且向x轴的正方

28、2向运动,代表此简谐振动的旋转矢量图为4.把内能为仏的1m氢气和内能为S的1机。/氮气相混合,在混合过程中与外界不发 生任何能量交换。将这两种气体视为理想气体,那么达到平衡后混合气体的温度为多少?(A) (U, +U2)/3R ；(C) “ +U2)/5R ；5.高斯定理(B) (Ut +U2)/4R；(D)条件不足,难以确定。说明了静电场的哪些性质(1)电线不是闭合曲线(2)库仑是保守(3)静电场是有源场(4)静电场是保守场(A)；(B)；(C)；(D)(l)(4)o6. 金属棒ab长为厶,绕。轴在水平面内旋转,外磁场方向与轴平行,如图所示,已 p知bc = 2ac,则金属棒ab两端的电位关

29、系卜 !一；b为O%;(C) uaub ；7 .用波长为4000760OA的白光照射衍射光栅,其衍射光谱的第2级和第3级重迭,则第 3 级光谱被重迭部分的波长范围是:I (A) 6000-7600A ；(B) 5067-7600A：(C) 4000-5067A ；(D) 4000-6000A8 .折射率为1.5的双正凸透镜,在空气中焦距为20cm,其曲率半径为:(B) 15cm；(A) 10cm；(D) 25cm。(C) 20cm；二、填空题（共24分,每小题3分）1 .如图所示,均匀细棒长为，,质量为下端无摩擦地较接在水平面上 A/ 的。点。当杆受到微扰从竖直位置倒至水平面上时,顶端A点的速

30、度 / 为丄2 . 气体的温度 = 273K ,压强 p = 1.013xl（）3pa,密度 = 1.24x 10依63, 该气体分子的方均根速率3 .吹一个直径为10cm的肥皂泡,设肥皂泡的表面张系数a = 40xl0-3N-mT,时巴 皂泡内外的压强差4 .在点电荷g的电场中，选取以4为中心、R为半径 的球面上一点p处作电势零点，则与点电荷/?q距离为的（ q1；p,P，点的电势为 、5 .载流的圆形线圈（半径6）与正方形线圈（边长由）通有相同电流，.若两个线圈 的中心。2处的磁感应强度大小相同,则半径与边长之比:g为 6 .上右图为四个带电粒子在。点沿相同方向垂直于磁力线射入均匀磁场后的

31、偏转轨迹 的照片，磁场方向垂直纸面向外，轨迹所对应的四个粒子的质量相等，电量大小也相等,则 其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是。7 .某单色光垂直入射到个每亳米有800条刻线的光栅上，如果第一级谱线的衍射角 为30,则入射光的波长为.8. 一束光由光强为的自然光与光强为的线偏振光组成,垂宜入射到一个偏振片上,当偏振片以入射光方向为轴转动时,透射光最大光强为,最小光强 为。三、问答或证明题（共12分,每小题4分）1 .水在截面不同的水平管中流动,若管中最细处开小孔,水会不会流出来,为什么?2 .证明:在同一尸图匕一定量理想气体的一条绝热线与一条等温线不能相交于两点。3 .静电场和感生电场有哪些异同点?四（10分）一平面简谐波沿x正方向传播，振幅A = 0.2m波速 =10067=0时的波形图如图所示，根据波形图，求:（1）波长、周期、频率;（2）波动方程;（3）里 x = 0.42处质点的振动 表达式。五、（10分）如图示为摩尔氧气理想气体的循环过程。其中AB为等温过程,CA为绝热过程，BC为等体过程。（1）整个过程中系统对外所做的功和循环过程的设Ta、已知，求:效率;（2）系统从A态变化到B态时燃的变化。六、（10分）一半径为R的均匀带电薄圆盘，其电荷面密度为+。，求圆盘轴线上离盘心