中南大学历年大学物理三考试试卷真题.pdf

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1、中南大学考试试卷2010-2011学年一学期大 学 物 理in 课程 时 间100分钟21学时，4.5学 分,囱 卷，总 分100分，占总评成绩70%一、选 择 题(共3 0分，每小题3分)1.一质点作简谐振动，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，每当它们经过振幅半处时相遇，且运动方向相反，则(A)相位差 弓=，合振幅A=:(B)相 位 差=,合振幅A =2 A ；,2 0 =TC(C)相位差 3 ,合振幅4=A ；71(

2、D)相位差八夕=2 ,合振幅A=。|3.空气中有一-透明薄膜，其折射率为n,用波长为X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2(A)4 .(B)2 .2A(C)4 .(D)2。4.一直径为2 0 0 mm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5 0 mm；(B)在球心前方10 0 mm；(C)在球心后方5 0 mm；(D)离球面 6 0 mm。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所示，贝 ija 至 ij的变化过程一定是(A)等 压 变 化；(B)等 体 过 程；(C)等温

3、过程;(D)绝热过程。6.长为L 的均匀细杆。M 绕水平0 轴在竖直平面内自由转动，今 使 细 杆 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，e 减少;(B)0 减少，a 减少;(C)增大，a 增大;(D)减少，a 增大。9.关于一个细长密绕螺线管的自感系数L的值，下列说法中错误的是：（A）通过电流/的值愈大L愈大；（B）单位长度的匝数愈多L愈大；（C）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

4、；（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 =A c os（4-c x +o）式中4、b、c、e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）一瓶氧气，一瓶氢气，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

5、气 分 子 与 氢 气 分 子 的 平 均 速 率 之 比 为。4 .（本题4分）将一质量为根的小球，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C时，小 球 的 角 速 度 为，在 此 过 程 中 小 球 的 动 能 增 量 为。25 .（本题4分）如下图所示，两个同心球壳。内球壳半径为飞，均匀带有电量。；外球壳半径为尺2,壳的厚度忽略，原先不带电，但 与 地 相 连 接.设 地 为 （仪）电势零点，则在内球壳里面、距离球心为，的P点处电场强度的大小为/,电势为。6 .（本题4分）一无限长直导线在P处

6、弯成半径为R的圆，当通以电流/R A时，则在圆心。点的磁感应强度大小为,k 0）方向为 o *p7 .（本题4分）产 生动生电动势的非静电力是,其 相 应 的 非 静 电 性 电 场 强 度Ek=,产 生 感 应 电 动 势 的 非 静 电 力 是,激发感生电场的场源是o8.（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l O O e V的电子的德布罗意波长为 n m。（取三位有效数字，已知力=6.6 3 x 1 0-3 4/7,4=9.1 1 x 1。依，6 =1.6 0 x 1 0-1 9。）三、计 算 题（共4 0分，每 题1 0分）1 .水在粗细不均匀

7、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，若出口处的流速为2?7 T,问最细处的压强为多少？若在此最细处开一小孔，水会不会流出来？2 .用橙黄色的平行光垂直照射一宽为a=0.6 0机机的单缝，缝后凸透镜的焦距/=4 0.0 c”?，观察屏幕上形成的衍射条纹。若离中央明条纹中心1.4 0 6加处的尸点为一明条纹；求:（1）入射光的波长；（2）P点处条纹的级数；（3）从P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1 2 7 、低温热源为2 7 时，循环一次作净功5 0 0 0./,今维持低温热源不变，提高高温热源温度，循环一次使净功增为1 0

8、 0 0 0 J。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，一无限大均匀带电平面，电荷面密度为+b,其上挖去一半径为R的圆孔。通过圆孔中心。，并垂直于平面的X轴上有一点P,O P =x.试求尸点处的场强。2010年下学期大学物理m 参考答案一、选择题1、D 2、C 3、C 4、D 5、B 6、A 7、A 8、D 9、A 1 0、A二、填空题1、b,2、强，前，凹c c5、0,q-4万4 R 4万分此33 1：b 1：4 4、4口，m a）2r226、空 一”，垂直纸面向里2 R 2成7、洛仑兹力，v xB,感生电

9、场力，变化的磁场8、hp 0.1 2 3三、计算题1.解：=S2v2 v2=6 (m-5-1)(3 分)1 ,1 ,P|+/X7 VJ =尸2 +户2“(2 分)1.0 1 3 x l 05+-X103 X22=P,+-x l O3 x 622 2 2P2=85.3 KPa(2 分)最细处压强为85.3 K P a,因为B 与，所以水不会流出来。(3分)2.解：(1)由明纹条件 a s i n g =(24+1)2 =1,2,3)2x _.2.la x 4200.、a =(2K +1)2=-=-(r un)f 2(2Z:+1)/2 k +1因为是橙黄色的可见光，所以k=3 4=400m”（2）

10、P点处条纹的级数为3（2分）（3分）（2分）（1分）（3）从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k =4 2=467 n m 级数为4,9个半波带也不扣分T 300 W3.解：7 7 =1一 一2-=1-=2 5%=-2=15000 JTt 400 W+。放上 放（4分）同理，卬7 =-仍+。放因两循环都工作在相同的二绝热线之间，所以。放=0放=15000 1（2分）,=10000X 100%=40%7 7,=1-=40%10000+15000(（2分）7=500K =227 C（2分）w T-T Wf T.T，也可不算Q放直接由万一=勺工和=士 Q放=。放Q放心

11、。放T2解得 T=T,+%(T T,)=300+X 100=500K=2271 2 2,5000/=1 一 二=40%（各 2 分）（2 分）（2 分）4.解：取一细圆环带，其半径为r（rR）,带宽为“，则圆环带的面积为dS =2 ”，其上带电量为dq-ods=cr2兀 rdr 2 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crlTirdrxdE=-；-厂 门4兀。（厂+广）3/2 4 分因此，该系统在P 点产生的总场强大小为r p olTirdrx=_J 7 4G,+/产-2%.中南大学考试试卷2009-2 0 1 0 学年二学期大 学

12、 物 理 III 课程 时 间100分钟2 1 学时，4.5学 分,囱 卷，总 分 100分，占总评成绩70%一、选 择 题（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)Pl=P2=Pi=P4(B)RP2P3P4 C)P,=PH(D)片=鸟=乙 2gle二 蛭 固 椎 错6厂U二亨二2.六夕/0 U-u W A 二 一 I。仃=R （1（一）4；（A/A （5*r oT|J（）5、o （o Tt K :，。口 一a a 匚 .以彳.亦二/。斤 七 七 二 ,卜J，知;历 我X，尸-和*（二卜4,一九 如 伊 二 流”0 4 瑞%07/划3*、沪 二号/

13、i凯3十寸兽。粪W 4 3凡 国 瓦 8 /右-f&*。）F r A/爸时/幻驯屹E 1/g 8=J R。火-5 航、印2 p?-3 K为超轨时或仅，工0 M/产 一出yP 必一？/j-y r 二/y/pu-pv&队J S g T f&右 匚。C v二产 荒 二 岑X白一小寸”至 尸中南大学考试试卷2008-2009学年二学期 大学物理BI 课程 时 间 110分钟2 1 学时，4.5 学 分,包 卷，总 分 100分，占总评成绩70%一、选 择 题(共 30分，每小题3 分)1.长为L 的均匀细杆。M 绕水平。轴在竖直平面内自由转动，今使细杆。从水平位置开始自由摆下，在细杆摆到铅直位置的过程

14、中，其角速度。和角加速度，如何变化？(A)。增大，?减 少 (B)0 减少，/7减少(C)增大，增大(D)减少，增大 2.质点作简谐振动，其速度最大值为乙,=3x10-2 m/s,振幅A=2x10-2 m,若从速度为正的最大值开始计时，如果运动方程用余弦函数表示，则4(1)周期T=,初相位0=047r 7 T(2)周期7=半，初相位夕=一(3)最大加速度金=4.5 x 1 0 m/,圆频率刃=一w/27T(4)周期T =4兀,初相位*(A)(B)(C)(l)(2)(D)3.方程为弘=0.01cos(100万，一x)和%=0.01cos(10()7rf+x)的两列波叠加后，相邻波节之间的距离为(

15、A)0.5(B)1 (C)2万 (D)7 14.一肥皂泡直径为5cm,表面张力系数为25X l()3N m ,泡内压强比大气压p(A)大 2pa(B)小 2pa(C)大 4pa(D)小 4pa5.某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环：I (%加)和H (a Z/c d Z ),且两条循环曲线所围面积相等，设循环I的效率为n ,每次循环在高温热源处吸收的热量为Q,循环H的效率为n,每次循环在高温热源吸收的热量为Q,则(A)n n ,Q Q (B)n Q (C)n n ,Q n ,Q 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

16、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)(4)(D)7 .高 斯 定 理 说 明 了 静 电 场 的 哪 些 性 质息 4(1)电力线不是闭合曲线(3)静电场是有源场(A)(l)(3)(B)(2)库仑力是保守力(4)静电场是保守场(C)(D)8.流出纸面的电流为2/,流进纸面的电流为/,如图所示，则下述各式中哪一个是正确的(A)jH-df=-/(B)=1(C)=-I(D)0-dl=-I9 .如图3 1-3所示，半圆形线圈半径为R,通有电流/,在磁场8的作用下从图示位置转过3 0。时，它所受的磁力矩的大小和方向分别为：(A)加?2/B/4,沿图

17、面竖直向下(B)成2/8/4,沿图面竖直向上(C)6 成力B/4,沿图面竖直向下(D)6成2/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，让它垂直通过一偏振片。若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射光束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3 0分)1.(本题3分)一质量为用的质点，在半径为R的半球形容器中，由静止开始自边缘上的A点滑下，到达最低点8点时，它对容器的正压力数值为N。则 质 点 自4滑 到8的 过 程 中，摩擦力对其作的功为2 .本 题3分)物体的振动方程为x=l

18、xl()-2 c os(8 W-一)(S I),则该振动的频率肥=,振动速度的最大值匕“,振动速度的初相位/=3 .(本题4分)S，系相对于S系的速率为0.8 c,在卜系中观测，一事件发生在t =0,x=0处，第二个事件发生在t 2=5 X 10-7S,X2=-12 0 m处，赚 S系中测得两事件的时间间隔t2-t,=s,空间间隔x2-x,=ni o4.本 题4分)已 知/什)为麦克斯韦速率分布函数，勺为分子的最概然速率，则表示；速率u 丫。的分子的平均速率的表达式为5 .体 题 3 分）一 通 以 电 流/的无限长直导线弯成如图的形状，则。点的磁感应强度的大小为，方向为。06 .（本题4分）

19、产 生 动 生 电 动 势 的 非 静 电 力 是 ,其 相 应 的 非 静 电 性 电 场 强 度Ek=,产 生 感 生 电 动 势 的 非 静 电 力 是,激发感生电场的场源是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _7 .（本题3分）在真空中一束波长为4的平行单色光垂直入射到一单缝A B 上，装置如图，在屏幕D 上形成衍射图样，如果P是中央亮纹一侧第一个暗纹所 在 的 位 置，则 瑟 的 长 度 为8 .（本题3分）用频率为y 的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为正 f 若改用频率为2 V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=

20、2 的状态下，则轨道角动量L=，L 在任意外磁场中的分量的可能值为 o三、计 算 题（共 40分）1.（本 题 10 分）-开口水槽中的水深为，如图所示。在水面下方深处开一小孔。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方多大时，射程最远？射程多长？2 .（本 题 10 分）2 moi 双原子理想气体，起始温度为2 7 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埔差。3.本 题 1 0 分）计算均匀带

21、电球体的静电能。设球内、外介质的介电常数均为g,球的半径为处 带电量为。4.本 题 1 0 分）双缝干涉装置如图所示，双缝与屏之间的距离D=.2 m ,两缝之间的距离d=0.5 m m ,用波长2 =5 0 0/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/=1.0 x 1 0-2 “，折射率=1.5 8 的透明薄膜复盖在图中的加缝后，求上述第五级明纹的坐标x。君茅号期大涔加）”花号 李-Y”翻I A 2.J.P f.c r /9 7,（丁J 7 p A P .贿 秘 心&-如衿2.华心仙-2 中/”J3 .加。力.。匕 祁内口3峥 小6

22、H hq必 仍h方/4.庐物九卜管-铲,歹例九.就图遍痂八.鼠前用0 力B忏.。.#7；25卜平叶S料三七 彳 加 力 力4S H K d H-h,亿 二 5,UN口-%:为平 6 ,二 u民一JTTTi/修（/产为F s z J靛777S5 人 三 H-B卜-3 C修P2,鹫，72例 0，不 怦叩 人卜二2尽 仪K“二登s 4F”r0 4 如 仪二o 8二仪，寸1-77C，Q）（匕 k 二。任伙 W）仪,3口 5,s 6 s g”ML*c p 弋*/日。京 彳 卜 仁 工。7PAi1 ：7万 占 N4夕六 卜）6KC r，F .C 丫郊)cU。，尸卬，“二户工（曷萍，也俘“（病派必一.加 2

23、（/1”；皖 匕 八、一 K J人 二 卜 就 好 =。八 八 一）2 /匕 f c T）乂/二 k 4匕一K o r；1义二ic八J*x-p i-HA +/八/二6八 乂 乎千 弓 入;W甘 戋 竽 十4二多，1 2）I中南大学考试试卷20082009学年一学期大学物理ID课程 时 间 110分钟2 1 学时，4.5学分,画卷，总分100分，占总评成绩70%一、选择题(共24分，每小题3 分)1.水在同一流管中稳定流动，截面半径为1c 机处流速12c m /，在流速为3c？处的截面半径为 (A)c m；(B)2 c m；(C)3c m；(D)4c m 2.质 量 为m的小孩站在半径为R的水平

24、平台边缘匕平台可以绕通过其中心的竖直光滑固定轴自由转动，转动惯量为人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 2,2,(A)=(),顺时针；(C)CO=顺时针；J+m R-R3.一个质点作简谐振动，振幅为A,向运动，代表此简谐振动的旋转矢量图为CD(B)6 9=-j (),逆时针；(D)(0=逆时针。J+mR2 R在起始时刻质点的位移为-A,且向x 轴的正方24.把内能为s 的 1，。/氢气和内能为“的 1?。/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，

25、那么达到平衡后混合气体的温度为多少？(A)(U,+U2)/3R；(B)(+U/4R;5.(1)(C)“+U2)/5R；高斯定理包 月 曲=，工4电力线不是闭合曲线静电场是有源场(A)(l)(3)；(B)(2)(3)；(D)说 明条件不足，难以确定。了 静 电 场的哪些性质库仑力是保守力静电场是保守场(C)(1)(2)；(D)。6.一金属棒时 长 为 绕。轴在水平面内旋转,外磁场方向与轴平行，如图所示，已 1p。知 应=2五，则 金 属 棒 而 两 端 的 电 位 关 系 匕 ！一c；b为 O(A)Ua U;C)ua ub；(B)Ua=Ub；(D)无法确定。7.用波长为4000-7600A的白光

26、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2 0 c m,其 曲 率 半 径 为：(A)10cm；(B)15cm；（C）2 0 cm；（D）2 5 cm 二、填空题（共24分，每小题3分）1.如图所示，均匀细棒长为/,质量为历，下端无摩擦地钱接在水平面上的。点。当杆受到微扰从竖直位置倒至水平面上时，顶 端A点的速度/为。/2 .一气体的温度T =2 73 K ,压强p

27、 =1.0 1 3 x I O?p q,密度P=1.2 4、K二打,产，该气体分子的方均根速率。3 .吹一个直径为1 0 cm的肥皂泡，设肥皂泡的表面张力系数a=4 0 x l0-3 N-m T,此1匕皂泡内外的压强差_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。4 .在点电荷q的电场中，选取以P，点的电势为。7/5 .载流的圆形线圈（半径）与正方形线圈（边长的）通有相同电流/.若两个线圈的中心0-。?处的磁感应强度大小相同，则 半 径 与 边 长 之 比 卬：出 为a.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偏转轨迹的照片，磁场方向垂直

28、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一个每毫米有80 0条刻线的光栅上，如果第一级谱线的衍射角为3 0,则入射光的波长为 o8.一 束光由光强为人的自然光与光强为右的线偏振光组成，垂直入射到个偏振片上，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，若管中最细处开一小孔，水会不会流出来，为什么？2 .证明：在同一 P-V图上，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

29、电场有哪些异同点？四（1 0分）一平面简谐波沿x正方向传播，振幅A =0.2机波速“=1 0 0加f=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）电 x =0.4?处质点的振动表达式。五、（1 0分）如图示为摩尔氧气理想气体的循环过程。其中A B为等温过程，C A为绝热过程，B C为等体过程。设TA、睚已知，求：（1）整个过程中系统对外所做的功和循环过程的效率；（2）系统从A态变化到B态时嫡的变化。六、（1 0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为x处的电场强度和电势。七、（1 0分）正常人的明视距离为2 5 c m,-

30、远视眼患者戴焦度为2 D的眼镜看书时须把书拿到眼前40 c m处，此人应配戴多少度的眼镜才能和正常人一样看书？2吗口：岭军与切/翎正必为享2单iL 8 2.A?，V.f J-A 共利&/大 无 ，*.H”原 益4）小了分上在及h不旬乜射pL反 间 戈 .（播 皆 而 幺.口右33耀 拉 博所 皆 的 处 却.J城史访平卜，*，L胜野&彳-科修的以式族用小叩存z变十勺产）.桐 匕则行必3为优玲*d /介呼解为日幺。彳生存冈和响符 _龙澄/四：朦纣择曲依我/j济.牡夕平留.%比益8.阂有流五速T F比 超 铲 生。或 当 勺 佚/旎 色 兔”公 二-当 1叨鹭:入=。,通了 分二兴二“,”广,二不

31、二 竹依）a/广 ,，S1小 支 _ X fQS.啊修纣方 专五步e 片广3J（砧。-2 乙-/）Z X；。/代式.广。，2小（5 a*处鱼飒二不A睬 k二CvlTi-LA-四牛-又)(.日尺)以。前仆作丹兀心力二为二riJ歌 喉 产 卬二t必,多;瓯崎D而r”二铲f詹4曼-#6 T c ),以一:穆5如区7,JTJ融-阵忆鼠。J -7W S谷S jf，居 J R-俵，/-r”久.必广b-R r在。阖 行、死上 修 处3：而 盯 两 切 的，G 出7 U”7一人心/声了盥方二e3儡八步/加，3二r玄溜 伍:冬庐声内七诈一方廿广 轧&f a-n斗 d)d r 二/r /N 二,.Lt加:“邪 二 力 以 人 孙 彳 勿 于 埃 力/.K*7-V =*c)4 O0丫。打二J r区