新版2019年《大学物理》期末模拟考核题库300题（含标准答案）.pdf

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1、2019年大学物理期末考试题库300题含答案一、选择题i.两列完全相同的平面简谐波相向而行形成驻波。以下哪种说法为驻波所特有的特征:()(A)有些质元总是静止不动；(B)迭加后各质点振动相位依次落后；(C)波节两侧的质元振动位相相反；(D)质元振动的动能与势能之和不守恒。2.平面简谐波x =4s in(5加+3秒)与下面哪列波相干可形成驻波？()(A)y =4s in 2-(r +x)；(B)y =4s in 2-(Z-x)；5 3 5 3(C)x 4s in 2(/+y)；(D)x-4s in 2(/-y)3 .一个带正电的点电荷飞入如图所示的电场中，它在电场中的运动轨迹为()(A)沿 a；

2、(B)沿 伍(C)沿 c；(D)沿儿4.如图所示，在无限长载流直导线附近作一球形闭合曲面S,当曲面S向长直导线靠近时，穿过曲面S的磁通量和面上各点的磁感应强度5 将如何变化？()(A)中增大，6 也增大；(B)中 不变，6 也不变；(C)增大，夕不变；(D)不变，8增大。5.电荷分布在有限空间内，则任意两点A、K之间的电势差取决于()(A)从 A 移到R的试探电荷电量的大小；(B)片和8处电场强度的大小；(0试探电荷由A 移到月的路径；(D)由A 移到2 电场力对单位正电荷所作的功。6.在单缝衍射实验中，缝 宽a-0.2m m,透 镜 焦 距 7=0.4 m,入射光波长2 =50 0 n m,

3、则在距离中央亮纹中心位置2 m m 处是亮纹还是暗纹？从这个位置看上去可以把波阵面分为几个半波带？()(A)亮纹，3 个半波带；(B)亮纹，4 个半波带；(0暗纹，3 个半波带；(D)暗纹，4 个半波带。7 .如图所示，一根匀质细杆可绕通过其一端。的水平轴在竖直平面内自由转动，杆长5/3m 今使杆从与竖直方向成60 角由静止释放(g 取 1 0 m/s2),则杆的最大角速度为()(A)3r a d/s；(B)7 1 r a d/s；(C)V 0.3 r a d/s；(D)J 2/3 r a d/s。8.压强、体积和温度都相同(常温条件)的氧气和氮气在等压过程中吸收了相等的热量，它们对外作的功之

4、比为()(A)1:1；(B)5:9；(C)5:7；(D)9：5 9.在同一平面上依次有a、A c三根等距离平行放置的长直导线，通有同方向的电流依次为 1 4 2/、3/,它们所受力的大小依次为,、F b、R,则/人为()(A)4/9；(B)8/1 5；(C)8/9；(D)1。1 0 .如图所示，导线1 8 在均匀磁场中作下列四种运动，(1)垂直于磁场作平动；(2)绕固定端4作垂直于磁场转动；(3)绕其中心点。作垂直于磁场转动；(4)绕通过中心点0的水平轴作平行于磁场的转动。关于导线AB的感应电动势哪个结论是错误的？()(A)(1)有感应电动势，4端为高电势；(B)(2)有感应电动势，8 端为高

5、电势；(0 (3)无感应电动势；(D)(4)无感应电动势。1 1 .如果氨气和氨气的温度相同，摩尔数也相同，则()(A)这两种气体的平均动能相同；(B)这两种气体的平均平动动能相同；(C)这两种气体的内能相等；(D)这两种气体的势能相等。1 2 .下列哪种情况的位移电流为零？()(A)电场不随时间而变化；(B)电场随时间而变化;(C)交流电路；(D)在接通直流电路的瞬时。1 3 .在边长为a的正立方体中心有一个电量为的点电荷，则通过该立方体任一面的电场强度通量为()(A)q/&；(B)o/2&)；(C)=2 a；(B)a+Z =3 a；(C)a+b=4 a；(D)a+Z =6 a。1 8 .在

6、一定速率v附近麦克斯韦速率分布函数/(n)的物理意义是：一定量的气体在给定温度下处于平衡态时的()(A)速率为v的分子数；(B)分子数随速率v 的变化；(C)速率为v 的分子数占总分子数的百分比；(D)速率在v 附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比。1 9 .用氮灯的光；l=6 0 6 n m 作为迈克尔逊干涉仪的光源来测量某间隔的长度，当视场中某点有 3 0 0 0 条条纹移过时，被测间隔的长度为()(A)9.6 X 1 0-m；(B)9.1 X1 0 4 m；(C)8.1 X 1 0 m；(D)7,9 X 1 0 m o2 0.两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射时没有光线通过。

7、当其中一振偏片慢慢转动 1 8 0 时透射光强度发生的变化为()(A)光强单调增加；(B)光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零(0 光强先增加，后又减小至零；(D)光强先增加，后减小，再增加。2 1.自然光以6 0。的入射角照射到某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则()(A)折射光为线偏振光，折射角为3 0。；(B)折射光为部分偏振光，折射角为3 0。；(0 折射光为线偏振光，折射角不能确定；(D)折射光为部分偏振光，折射角不能确定。2 2 .在康普顿散射中，若散射光子与原来入射光子方向成。角，当8 等于多少时，散射光子的频率减少最多？()(A)180；(B)90；(C)45；(D)3

8、0。2 3 .”理想气体与单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外作功。”对此说法，有如下几种评论，哪个是正确的？()(A)不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律；(B)不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律；(C)不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律；(D)违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。2 4 .如果电子被限制在边界x 与x+A x 之间，A r 为0.5 A。电子动量x 分量的不确定度数量 级 为(以 k g/n v s 为单位)()(A)I O-1 0；(B)I O-1 4；(C)I C T ；(D)1 0-2 4；(E)1 0=7。2 5 .一热机由

9、温度为7 2 7 2 的高温热源吸热，向温度为5 2 7 匕的低温热源放热，若热机在最大可能效率下工作、且吸热为2 0 0 0 焦耳，热机作功约为()(A)4 0 0 J；(B)1 4 5 0 J；(C)1 6 0 0 J；(D)2 0 0 0 J；(E)2 7 6 0 J。2 6 .光栅平面、透镜均与屏幕平行。则当入射的平行单色光从垂直与光栅平面变为斜入射时，能观察到的光谱线的最高级数A ()(A)变小；(B)变大；(C)不变；(D)无法确定。2 7 .如图所示，波长为；I 的平行单色光垂直入射在折射率为 2 的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉。若薄膜厚度为e,而 且 则 两 束

10、反 射 光 在 相 遇 点 的 位相差为()(A)4 加 2e；(B)lm2e/A；I:n3(C)兀 +4 加1注/A ;(D)-7 T+4 7 m2e/A o2 8 .在迈克尔逊干涉仪的一条光路中，放入一厚度为d,折射率为 的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了（）（A）2（厂1）M （B）2n d；（0（-l）d；（D）n d.2 9 .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。3 0 .一个平面简谐波沿x轴负方向传播,示，则该波的表式为()(A)y=2cos(-Z+x+)m；2 20 2兀 兀 兀(B)y -2c

11、os(Z +-x-)m；2 20 2(C)y=2sin(f+x+)m；2 20 2(D)y=2sin(r+-x-)m(3 1 .1 摩尔双原子刚性分子理想气体，在 l a t m 下从0。2 上升到1 0 0 七时，内能的增量为（）（A）2 3 J；（B）4 6 J；（C）2 0 7 7.5 J；（D）1 2 4 6.5 J；（E）1 2 5 0 0 J 3 2 .在20匕时，单原子理想气体的内能为（）（A）部分势能和部分动能；（B）全部势能；（C）全部转动动能；（D）全部平动动能；（E）全部振动动能。3 3 .气体的摩尔定压热容大于摩尔定体热容C、,，其主要原因是（）（A）膨胀系数不同；（B

12、）温度不同；（C）气体膨胀需作功；（D）分子引力不同。3 4.一个中性空腔导体,腔内有一个带正电的带电体，当另一中性导体接近空腔导体时,（1）腔内各点的场强（A）变化；（B）不变；（2）腔内各点的电位（A）升高；（B）降低；）（0 不能确定。（）（C）不变；（D）不能确定。3 5 .一物体对某质点p作用的万有引力()(A)等于将该物体质量全部集中于质心处形成的一个质点对p的万有引力；(B)等于将该物体质量全部集中于重心处形成的一个质点对p的万有引力；(C)等于该物体上各质点对p的万有引力的矢量和；(D)以上说法都不对。3 6 .理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图中阴影部分)分别为

13、和、2,则两者的大小关系为：()(A)S1 S2；(B)StTB i(C)TA TB；(D)TA-TBC4 2 .根据经典的能量按自由度均分原理，每个自由度的平均能量为()(A)A-7/4；(B)在 7 7 3；(C)在 2；(D)3 A 7 7 2；(E)kT。4 3 .用铁锤把质量很小的钉子敲入木板，设木板对钉子的阻力与钉子进入木板的深度成正比。在铁锤敲打第一次时，能把钉子敲入1.0 0 c m。如果铁锤第二次敲打的速度与第一次完全相同，那么第二次敲入多深为()(A)0.4 1 c m；(B)0.5 0 c m；(C)0.7 3 c m；(D)1.0 0 c m。4 4 .关于高斯定理的理

14、解有下面几种说法，其中正确的是()(A)如果高斯面内无电荷，则高斯面上月处处为零；(B)如果高斯面上后处处不为零，则该面内必无电荷；(0如果高斯面内有净电荷，则通过该面的电通量必不为零；(D)如果高斯面上后处处为零，则该面内必无电荷。4 5 .如图所示，a、A c 是电场中某条电场线上的三个点，由此可知)(A)E D E D E c ；(B)E X E X E e ；(C)U U U c ；(D)U X U X U e a；(C)a a；(D)条件不足，无法确定。5 6.一细直杆力8,竖直靠在墙壁上,6端沿水平方向以速度D滑离墙壁，则当细杆运动到图示位置时，细杆中点C的 速 度()(A)大小为

15、y/2,方向与8端运动方向相同;(B)大小为W2,方向与/端运动方向相同;(C)大小为v/2,方向沿杆身方向;(D)大小为2cos。,方向与水平方向成0角。v5 7 .在功与热的转变过程中，下面的那些叙述是正确的？()(A)能制成一种循环动作的热机，只从一个热源吸取热量，使之完全变为有用功；(B)其他循环的热机效率不可能达到可逆卡诺机的效率，因此可逆卡诺机的效率最高;(C)热量不可能从低温物体传到高温物体；(D)绝热过程对外作正功，则系统的内能必减少。5 8 .一 质 点 沿 x轴运动的规律是=产 一 4，+5 (S I 制)。则前三秒内它的()(A)位移和路程都是3 m；(B)位移和路程都是

16、-3 m ；(C)位移是-3 m,路程是3 m；(D)位移是-3 m,路程是5 m。5 9 .一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为P o,右边为真空，今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是()(A)P o；(B)P o/2；(C)2，P o；(D)/70/2Z (y =Cp/Cv)6 0 .钠光谱线的波长是4,设为普朗克恒量，c为真空中的光速，则此光子的()(A)能量为 X/c；(B)质量为人/”；(C)动量为/X；(D)频率为；L/C；(E)以上结论都不对。6 1 .一匀质圆盘状飞轮质量为20A 的 半径为30M,当它以每分钟6 0

17、转的速率旋转时，其动能为()(A)16.2%2 J.(B)8.U2J ；(C)8.1 J；(D)1.8/j。6 2.电子的动能为0.25 M e V,则它增加的质量约为静止质量的？()(A)0.1 倍；(B)0.2 倍；(C)0.5 倍；(D)0.9 倍。6 3 .一刚性直尺固定在K 系中，它与X 轴正向夹角a=4 5 ,在相对K 系以速沿X 轴作匀速直线运动的K 系中，测得该尺与X 轴正向夹角为()(A)a 4 5；(B)c r 4 5 ；若沿X 轴反向，则a4 5 。6 4 .某 种 介 子 静 止 时 的 寿 命 为 10一匕，质 量 为 l o Q g。如它在实验室中的速度为2x l0

18、8m/5 ,则它的一生中能飞行多远(以位为单位)？()(A)10-3；(B)2；(C)7 5 ；(D)6/V 5 ；(E)9/逐。6 5 .如图所示，任一闭合曲面S 内有一点电荷q,。为 S 面上任一点，若将由闭合曲面内的一点移到T 点，且 0打0 T,那Z(A)穿过S 面的电通量改变,(B)穿过S 面的电通量改变,(0 穿过S 面的电通量不变,(D)穿过S 面的电通量不变,()。点的场强大小不变;。点的场强大小改变;。点的场强大小改变;。点的场强大小不变。6 6 .空间某点的磁感应强度5的方向，一般可以用下列几种办法来判断，其中哪个是错误的？()(A)小磁针北(N)极在该点的指向；(B)运动

19、正电荷在该点所受最大的力与其速度的矢积的方向；(C)电流元在该点不受力的方向；(D)载流线圈稳定平衡时，磁矩在该点的指向。6 7 .在系统不受外力作用的非弹性碰撞过程中()(A)动能和动量都守恒；(B)动能和动量都不守恒；(C)动能不守恒、动量守恒；(D)动能守恒、动量不守恒。6 8 .如图所示，系统置于以g/2加速度上升的升降机内，A、B两物块质量均为m,A所处桌面是水平的，绳子和定滑轮质量忽略不计。(1)若忽略一切摩擦，则绳中张力为()(A)m g；(B)m f f/2；(C)2m g；(D)3 磔/4。(2)若 A与桌面间的摩擦系数为(系统仍加速滑动)，则绳中张力为()(A)/j m g

20、；(B)3 ，g/4；(C)3(l+)z g/4；(D)3(1-p)m g/4 i26 9 .忽略重力作用，两个电子在库仑力作用下从静止开始运动，由 -相 距 打 到 相 距 调，在 此 期 间，两 个 电 子 组 成 的 系 统 哪 个 物 理 量 保 持 不 变()(A)动能总和；(B)电势能总和；(C)动量总和；(D)电相互作用力。7 0 .下列关于磁感应线的描述，哪个是正确的？()(A)条形磁铁的磁感应线是从N极到S极的；(B)条形磁铁的磁感应线是从S极到N极的；(C)磁感应线是从N极出发终止于S极的曲线；(D)磁感应线是无头无尾的闭合曲线。7 1 .质点沿轨道4 6 作曲线运动，速率

21、逐渐减小，图中哪一种情况正确地表示了质点在。处的加速度？()(A)(B)(O(D)7 2.如图所示，一根长为I m 的细直棒a 6,绕垂直于棒且过其一端a的轴以每秒2 转的角速度旋转，棒的旋转平面垂直于0.5T 的均匀磁场，则在棒的中点，等效非静电性场强的大小和方向为()(A)3 1 4 V/m,方向由a指向6；(B)6.28 V/m,方向由a 指向b；(C)3.1 4 V/m,方向由6 指向a；(D)6 28 V/m,方向由。指向a。7 3 .一根很长的电缆线由两个同轴的圆柱面导体组成，若这两个圆柱面的半径分别为石和鹿(尼a)、总匝数为N 的螺线管，通以稳恒电流/,当管内充满相对磁导率为，的

22、均匀介质后，管中任意一点的()(A)磁 感 应 强 度 大 小 为 ；(B)磁感应强度大小为,.N/；(C)磁场强度大小为N/；(D)磁场强度大小为N 7 。7 7 .一质量为m、电量为0的粒子，以速度D垂直射入均匀磁场月中，则粒子运动轨道所包围范围的磁通量与磁场磁感应强度月大小的关系曲线是()(A)(B)(C)(D)二、填空题7 8 .当绝对黑体的温度从27 C升到3 27 时，其辐射出射度增加为原来的 倍。7 9 .磁介质有三种，1的称为,的称为,：!的称为8 0 .一根长为/的直螺线管，截面积为S,线圈匝数为乂管内充满磁导率为的均匀磁介质，则该螺线管的自感系数L=；线圈中通过电流，时，管

23、内的磁感应强度的大小B8 1 .用单色光垂直入射在一块光栅上，其光栅常数片3岬，筵 宽a=l Mm,则在单缝衍射的中央明纹区中共有 条（主极大）谱线。8 2.惠更斯引入 的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用 的思想补充了惠更斯原理，发展成了惠更斯一一菲涅耳原理。8 3 .在以下五个图中，左边四个图表示线偏振光入射于两种介质分界面上，最右边的一个图表示入射光是自然光。小、m为两种介质的折射率，图中入射角认=a r c t g l n J后,Z O o试在图上画出实际存在的折射光线和反射光线，并用点或短线把振动方向表示出来。到零。线圈中的自感电动势的大小为8 6.在牛顿环实验中，平凸透镜的曲率半径为

24、3.0 0 m,当用某种单色光照射时，测 得 第k个 暗 纹 半 径 为 4.2 4 m m ,第 介 10个 暗 纹 半 径 为 6.0 0 m m ,则所用单色光的波长为n mo8 7 .迎面驶来的汽车两盏前灯相距1.2 m,则当汽车距离为 时，人眼睛才能分辨这两盏前灯。假设人的眼瞳直径为0.5 m m,而入射光波长为5 5 0.O n m。8 8 .在单缝夫琅和费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小。若钠黄光（4=5 8 9 n m）为入射光，中央明纹宽度为4.0 m m；若以蓝紫光（4=4 4 2 n m）为入射光，则中央明纹宽度为m m。8 9 .处于原点（产0）的一波源所发出的平面

25、简谐波的波动方程为丁=4 0 5（8 7&）,其中 4、B、C皆为常数。此波的速度为_；波的周期为_；波长为；离波源距离为1处 的 质 元 振 动 相 位 比 波 源 落 后;此 质 元 的 初 相 位 为。9 0 .一单摆的悬线长1,在顶端固定点的铅直下方 2 处有一小钉，如图所示。则单摆的左右两方振动周期之比刀/2为 O3 59 1 .一驻波方程为y =4 c o s 2 依 c o s lO O R（S/制），位于玉=一根的 质 元 与 位 于/=一机8 8处 的 质 元 的 振 动 位 相 差 为。9 2 .宏观量温度7与气体分子的平均平动动能近的关系为港=,因此，气体的温度是 的量度

26、9 3 .热力学第二定律的两种表述:开尔文表述：克劳修斯表述:94 .4、8 为真空中两块平行无限大带电平面，已知两平面间的电场强度大小为E。，两平面外侧电场强度大小都是E 0/3,则 4 6两平面上的电荷面密度分别为 和 o95.4 5 杆以匀速水沿x轴正方向运动，带动套在抛物线(V=2 p x,p 0)导轨上的小环，如图所示，已知仁0时，4 8 杆 与 y轴重合，则小环C的运动轨迹方程为,运动学方程产一，片_,速度为/=,加速度为2 =O9 6 .如图所示，平行放置在同一平面内的三条载流长直导线，要使导线48 所受的安培力等于零，则 才等于.9 7 .一弹簧振子作简谐振动，其振动曲线如图所

27、示。则它的周期伫,其余弦函数描述时初相位0=O9 8.有一相对磁导率为5 0 0 的环形铁芯，环的平均半径为1 0 c m,在它上面均匀地密绕着3 6 0 匝线圈，要使铁芯中的磁感应强度为0.1 5 T,应在线圈中通过的电流为 o9 9 .在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角。=l.O x l()T r a d,在波长；l=7 0 0 n m 的单色光 垂 直 照 射 下，测 得 干 涉 相 邻 明 条 纹 间 距1小.2 5 c m ,此 透 明 材 料 的 折 射 率ZF.1 0 0 .两种不同种类的理想气体，其分子的平均平动动能相等，但分子数密度不同，则它们的温度，压强如果它们的温度、压强

28、相同，但体积不同，则它们的分子数密度,单位体积的气体质量,单位体积的分子平动动能。(填“相同”或“不同”)。1 0 1 .把白炽灯的灯丝看成黑体，那么一个100W 的灯泡，如果它的灯丝直径为0.40m m,长度为30cm,则 点 亮 时 灯 丝 的 温 度 方.102.一驻波表式为 y =4 x 10-*co s 2%r co s 400f (S I 制)，在 A=1/6(/)处的一质元的振幅为，振动速度的表式为。103.线偏振的平行光，在真空中波长为5 8 9 M 垂直入射到万解石晶体上，晶体的光轴和表面平行，如图所示。已知方解石晶体对此单色光的折射率为仄=1.65 8,%=1.486,在晶

29、体中的寻常光的波长4 =,非寻常光的波长4=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。104.波函数(/)满 足 的 标 准 化 条 件 为。归 一 化 条 件 的 表 达 式 为。105 .半径尸0.1cm 的圆线圈，其电阻为后1 0 0,匀强磁场垂直于线圈，若使线圈中有稳定电流7=0.01A 则磁场随时间的变化率为“0=_ _ _ _ _ _ dt106.(a)一列平面简谐波沿X正方向传播，波长为4。若在X=4/2 处质点的振动方程为丁=人(：05 由，则 该 平 面 简 谐 波 的 表 式 为。(b)如果在上述波的波线上x =L (L-)处放一垂直波线的波密介质反射面，且2假设

30、反射波的振幅衰减为A,则 反 射 波 的 表 式 为 (x /?2）,带电量分别为/、%,将二球用导线联起来，（取无限远处作为参考点）则 它 们 的 电 势 为。1 2 5 .质量为卬的子弹，以水平速度的射入置于光滑水平面上的质量为M的静止砂箱，子弹在砂箱中前进距离1后停在砂箱中，同时砂箱向前运动的距离为S,此后子弹与砂箱一起以共同速度匀速运动，则子弹受到的平均阻力b=,砂箱与子弹系统损失的机械能E=,1 2 6 .对下表所列的理想气体各过程，并参照下图，填表判断系统的内能增量A E,对外作功 4和吸收热量。的 正 负（用符号+,0表示）：过程AEAQ等体减压等压压缩绝热膨胀图(a)a c图(

31、8)LLCa-d-c图(a)图(6)1 2 7 .初 速 度 为 环=5 i +4 j (m/s),质量为尸0.0 5 k g 的 质 点，受到冲量7 =2.5 7 +2 (N-s)的作用，则质点的末速度(矢量)为1 2 8.一定量的理想气体从同一初态”(P o,%)出发，分 别 经 两 个 准 静 态 过 程 和 a c,b点的压强为P i，。点的体积为匕，如图所示，若两个过程中系统吸收的热量相同，则该气体的Y g1 2 9.一卡诺热机(可逆的)，低温热源为2 7 匕，热机效率为4 0%,其高温热源温度为 Ko今欲将该热机效率提高到5 0%,且低温热源保持不变，则高温热源的温度增加 K o1

32、 3 0.两个同方向同频率的简谐振动，其合振动的振幅为0.2 m,合振动的位相与第一个简谐振动的位相差为口/6,若第一个简谐振动的振幅为6 x l()T m,则第二个简谐振动的振幅为 m,第一、二两个简谐振动的位相差为1 3 1./(v)为麦克斯韦速率分布函数，/(v)d n 的物理意义是JVPJ必 M W 2/)口 的物理意义是o 2_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _,速率分布函数归一化条件的数学表达式为,其物理意义是1 3 2.如图

33、所示，质量炉2.0松的质点，受合力户二1 2 评的作用，沿 o x 轴作直线运动。已 知 仁 0 时照=0,P b=0,则从夕0 到 Q 3 s 这段时间内，合力户的冲量7为 ，质点的末速度大小为片 o-7/M/MB/.OX1 3 3 .理想气体的微观模型：(1);(2)；(3)。1 3 4 .如图所示，正电荷g 在磁场中运动，速度沿x轴正方向。若电荷g 不受力，则外磁场月的方向是；若电荷(7 受到沿y 轴正方向的力，且受到的力为最大值，则外磁场的方向为。1 3 5 .麦克斯韦关于电磁场理论的两个基本假设是;1 3 6 .一个薄壁纸筒，长为3 0cm、截面直径为3 cm,筒上均匀绕有5 00匝

34、线圈，纸筒内充满相对磁导率为5 000的铁芯，则线圈的自感系数为 o1 3 7 .半径为a的无限长密绕螺线管，单位长度上的匝数为，螺线管导线中通过交变电流z =Zosin,则围在管外的同轴圆形回路(半径为r)上的感生电动势为 V。1 3 8 .感应电场是由 产生的，它 的 电 场 线 是。1 3 9 .为了提高变压器的效率，一般变压器选用登片铁芯，这样可以减少 损耗。1 4 0.陈述狭义相对论的两条基本原理(1)O(2)o1 4 1.一个速度D =4.0 x l()5 f+7.2 x l 05 1 G.s T)的电子，在均匀磁场中受到的力为F=-2.7 x 1 0-1 37 +1.5 x IO

35、-1 3 j(N)如果 8=0,则与=。1 4 2.一人站在转动的转台上，在他伸出的两手中各握有一个重物，若此人向着胸部缩回他的双手及重物，忽略所有摩擦，则系统的转动惯量,系统的转动角速度,系统的角动量,系统的转动动能。(填增大、减小或保持不变)1 4 3.长 为/、质量为如的匀质细杆，以角速度3绕过杆端点垂直于杆的水平轴转动，杆的动量大小为，杆绕转动轴的动能为，动量矩为 O1 4 4.为了把4个点电荷。置于边长为小的正方形的四个顶点上，外力须做功一。1 4 5.如图所示的电容器组，则2、3间的电容为,2、4间的电容为一。三、解答题146.14设匀强电场的电场强度与半径为的半球面的对称轴平行，

36、试计算通过此半球面的电场强度通量.题5 -1 4图分析 方法1：由电场强度通量的定义，对半球面S求积分，即 痣=|*E-dSs Js方法2：作半径为A的平面S 与半球面S一起可构成闭合曲面，由于闭合面内无电荷，由高斯定理打 0-这表明穿过闭合曲面的净通量为零，穿入平面S 的电场强度通量在数值上等于穿出半球面S的电场强度通量.因而0=jE d S =-E dS解1由于闭合曲面内无电荷分布，根据高斯定理，有Q=1E dS=jE d S依照约定取闭合曲面的外法线方向为面元d S的方向，0 =-E-Tt R2-COS7T=Tl R2E解2取球坐标系，电场强度矢量和面元在球坐标系中可表示为E =E(c

37、o s e+si n c o sO e,+si n-,kW aFT=-rar丁 I上式中取r =0,即得叶片根部的张力FTO=-2.79X10%负号表示张力方向与坐标方向相反.152.24一转台绕其中心的竖直轴以角速度。=n s1转动，转台对转轴的转动惯量为/=4.0 XI153.3 一质点沿x轴运动，其受力如图所示，设亡=0时，=5ms,加=2 m,质点质量卬=lkg,试求该质点7 s末的速度和位置坐标.题 2-1 3 图分析首先应由题图求得两个时间段的网。函数，进而求得相应的加速度函数，运用积分方法求解题目所问，积分时应注意积分上下限的取值应与两时间段相应的时刻相对应.解 由 题 图 得/

38、、，0 t 5s%)=35-5r,5s t 7s由牛顿定律可得两时间段质点的加速度分别为a=2/,0 t 5sa=35-5r,5s t 7sdo对0 V t V5 s时间段，由=得dr dv=a(tJ%Jo积分后得。=5+/再由。=得d rf d x=f vd tJxQ J o积分后得x =2 +5/+,r3将力=5 s 代入，得赊=3 0 i n s 1和照=6 8.7 m对5 s ZV7s时间段，用同样方法有 d v=f a d tJvQ J 5 s得 o =3 5 l 2.5 产一8 2.5。再由 d x=Jx5 J 5 s得x=1 7.5t1 5 4.2 9 中子星表面的磁场估计为1

39、0 T,该处的磁能密度有多大？解 由磁场能量密度 H;=-=3.9 8 xl O2 1(j/m3)2 o1 5 5.1 7 设在半径为7?的球体内，其电荷为球对称分布，电荷体密度为p -k r(0 r R)“为一常量.试分别用高斯定理和电场叠加原理求电场强度6 与r 的函数关系.(a)(b)题 5 -1 7 图分析通常有两种处理方法：(1)利用高斯定理求球内外的电场分布.由题意知电荷呈球对称分布，因而电场分布也是球对称，选择与带电球体同心的球面为高斯面，在球面上电场强度大小为常量，且方向垂直于球面，因而有(E-d S =E-4 兀 户根据高斯定理，E-dS=-JpdV,可解得电场强度的分布.。

40、（2）利用带电球壳电场叠加的方法求球内外的电场分布.将带电球分割成无数个同心带电球壳，球壳带电荷为dq=p-4兀/七/,每个带电球壳在壳内激发的电场dE=O,而在球壳外激发的电场dE=4 e,.4冗厂由电场叠加可解得带电球体内外的电场分布E（r）=d E （0 r?）F（r）=er4%E（r）4Tir=-kr4nr2dr=r4。“”E（）=器 44%解2将带电球分割成球壳，球壳带电dg=dV=kr47tr2dr由上述分析，球体内（OWrW必1 kr-4兀k/er4%球体外（r?）k44犷156.2 将形状完全相同的铜环和木环静止放置在交变磁场中，并假设通过两环面的碳通量随时间的变化率相等，不计

41、自感时则（）（A）铜环中有感应电流，木环中无感应电流(B)铜环中有感应电流，木环中有感应电流(C)铜环中感应电动势大，木环中感应电动势小(D)铜环中感应电动势小，木环中感应电动势大分析与解根据法拉第电磁感应定律，铜环、木环中的感应电场大小相等,但在木环中不会形成电流.因而正确答案为(A).1 5 7.地面上垂直竖立一高2 0.0 m的旗杆，已知正午时分太阳在旗杆的正上方，求在下午2 ：00时，杆顶在地面上的影子的速度的大小.在何时刻杆影伸展至2 0.0 m?分析为求杆顶在地面上影子速度的大小，必须建立影长与时间的函数关系，即影子端点的位矢方程.根据几何关系，影长可通过太阳光线对地转动的角速度求

42、得.由于运动的相对性,太阳光线对地转动的角速度也就是地球自转的角速度.这样，影子端点的位矢方程和速度均可求得.解设太阳光线对地转动的角速度为。，从正午时分开始计时，则杆的影长为S=/t g 3 t,下午2：00时，杆顶在地面上影子的速度大小为dr cos2(o/当杆长等于影长时，即S =力，则1 S T t-t=一arc tan=3x60 x60 sco h 4co即为下午3 :00时.1 5 8.2 将一带负电的物体M 靠近一不带电的导体N,在N的左端感应出正电荷，右端感应出负电荷。若将导体N的左端接地(如图所示)，则()(A)N 上的负电荷入地(B)N 上的正电荷入地(C)N 上的所有电荷

43、入地(D)N 上所有的感应电荷入地题6-2 图分析与解 导体N接地表明导体N为零电势，即与无穷远处等电势，这与导体N 在哪一端接地无关。因而正确答案为(A)。1 5 9.21两个带有等量异号电荷的无限长同轴圆柱面，半径分别为分和发R),单位长度上的电荷为A.求离轴线为r处的电场强度：(D r /?1 ,(2)R r R2.(a)(b)题 5-2 1 图分析电荷分布在无限长同轴圆柱面上，电场强度也必定沿轴对称分布，取同轴圆柱面为高斯面，只有侧面的电场强度通量不为零，SEdS=E-2 itrL,求出不同半径高斯面内的电荷工 4.即可解得各区域电场的分布.解作同轴圆柱面为高斯面，根据高斯定理E-21

44、1rL-Z4/%r尼，E=0E,=0在带电面附近，电场强度大小不连续，电场强度有一跃变R r 危、=。3=0在带电面附近，电场强度大小不连续，电场强度有一跃变._ A XL oA =-=-=2 兀%厂 2 兀%也%这与5 20题分析讨论的结果一致.1 6 0.2 9 如 图(A)所示，一根长直导线载有电流7.=3 0 A,矩形回路载有电流A =2 0A.试计算作用在回路上的合力.已知d =1.0 cm,b=8.0 cm,1=0.1 2 m.题 7 -2 9 图分析 矩形上、下两段导线受安培力E 和K 的大小相等，方向相反，对不变形的矩形回路来说，两力的矢量和为零.而矩形的左右两段导线，由于载流

45、导线所在处磁感强度不等，所受安培力A 和月大小不同，且方向相反，因此线框所受的力为这两个力的合力.解 由分析可知，线框所受总的安培力尸为左、右两边安培力K和四之矢量和，如 图(B)所示，它们的大小分别为p=。/力/2ndp _ /4 2n(d+b)故合力的大小为F=FF4=M U -人 1 28 X 0-3 N2nd 2 兀（4+。）合力的方向朝左,指向直导线.1 6 1.3 7 长为/、质量为的均匀细棒，在光滑的平面上绕质心作无滑动的转动，其角速度为。.若棒突然改绕其一端转动，求：(1)以 端 点 为 转 轴 的 角 速 度(2)在此过程中转动动能的改变.o T题4-3 7 图分析这是一个变

46、轴转动问题.棒的质心在变轴转动中将受到一瞬间力的作用，它改变了质心的速度；同时，该瞬间力对新的转轴又产生力矩作用，从而改变棒的转动角速度.根据质心的动量定理和棒的转动定律，并考虑到角速度与线速度的关系，即可求得新的角速度.由棒绕不同轴转动的转动动能，可计算该过程中的动能变化.解（1）棒的质心的动量定理为Fkt=bp=mvc式中F是棒所受的平均力，比为棒质心的速度.棒在转动过程中受到外力矩作用，根据角动量定理，有_ 1-F At=J（o-Jco21 .式中J为棒绕质心的转动惯量（即J=-机广）.而根据角量与线量的关系x-RcosO可解得,J10)=-C O -CDJ+mF4(2)在此过程中转动动

47、能的改变为=-J(o2-L Jeu2=m/2co2K 2 2 32162.3 0两个很长的共轴圆柱面（七=3.0X10 m,R=0.10m）,带有等量异号的电荷，两者的电势差为450 V.求：（1）圆柱面单位长度上带有多少电荷？（2）r=0.05m处的电场强度.解（1）由习题521的结果，可得两圆柱面之间的电场强度为2兀（/根据电势差的定义有U=rE,d/=-l n&1 2，2 2 兀 R解得 2 =2 麻o G，/I n 殳=2.1 x 1 0-8 C m-1段(2)解得两圆柱面之间r=0.0 5 m 处的电场强度E =7 4 7 5 V.m T2 兀1 63 .3 6设长L =5.0 c

48、m,截面积S =1.0 c m2的铁棒中所有铁原子的磁偶极矩都沿轴向整齐排列，且每个铁原子的磁偶极矩加o=L 8x lO-2 3 A-m?.求：（1）铁棒的磁偶极矩；（2）要使铁棒与磁感强度为=1.5 T的外磁场正交，需用多大的力矩？设铁的密度p =7.8g-c m-3,铁的摩尔质量A/。=5 5.85 gmolt.分析（1）根据铁棒的体积和密度求得铁棒的质量，再根据铁的摩尔质量求得棒内的铁原子数凡即N=N*%其中照为阿伏伽德罗常量.维持铁棒内铁原子磁偶极矩同方向排列，因而棒的磁偶极矩m-Nm。（2）将铁棒视为一个磁偶极子，其与磁场正交时所需力矩M=m B。解（1）由分析知，铁棒内的铁原子数为

49、N=NA%故铁棒的磁偶极矩为m=Nm（）=NAm（）=7.85 A-m 2%（2）维持铁棒与磁场正交所需力矩等于该位置上磁矩所受的磁力矩M=-Bo=11.4 N-m1 64 .一足球运动员在正对球门前2 5.0 m 处以2 0.0 m s r 的初速率罚任意球，已知球门高为3.4 4 m.若要在垂直于球门的竖直平面内将足球直接踢进球门，问他应在与地面成什么角度的范围内踢出足球？（足球可视为质点）y题 1 -2 1 图分析被踢出后的足球，在空中作斜抛运动，其轨迹方程可由质点在竖直平面内的运动方程得到.由于水平距离”已知，球门高度又限定了在y方向的范围，故只需将x、y值代入即可求出.解 取 图 示

50、 坐 标 系 由 运 动 方 程1 ,x=vtcos0,y=vtsinO-gt消去t得轨迹方程y =x t a n 6（1+t a n20）x22v以x =25.0 m,v=20.0 m ,s 1及3.4 4 m 2 y 2 0 代入后，可解得71.1129 N 69.9 227.9 2202 18.89 如何理解上述角度的范围？在初速一定的条件下，球击中球门底线或球门上缘都将对应有两个不同的投射倾角（如图所示）.如 果 以。71.11或 18.8 9 0 踢出足球，都将因射程不足而不能直接射入球门；由于球门高度的限制，0角也并非能取71.11与18.89 之间的任何值.当倾角取值为27.9