力学、热学、相对论、电磁学综合练习题答案.doc

力学、热学、相对论、电磁学综合练习题答案窗体顶端一、单项选择题，每题3分，共30分1. 某人骑自行车以速度v 向西行驶,今有风以相同的速率从北偏东30度方向吹来,试问人感到风从哪个方向吹来?（Ａ）北偏东30度（Ｂ）南偏东30度（Ｃ）北偏西30度（Ｄ）西偏南30度 答案：C2. 两滑块A、B，质量分别为m1和m2，与图中所示斜面间的摩擦系数分别为μ1和μ2，今将A、B 粘合在一起，并使他们的底面共面，而构成一个大滑块，则该滑块与斜面间的摩擦系数为（Ａ）(μ1+μ2)/2（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ） 答案：D3. 机枪每分钟可以射出质量为 20g 的子弹 900 颗，子弹射出的速率为 800 米/秒，则射击时的平均反作用力为（Ａ）0.267N（Ｂ）16N（Ｃ）240N（Ｄ）14400N 答案：C 4.  A、B二弹簧的倔强系数分别为kA、kB，其质量均忽略不计，今将二弹簧连接起来竖直悬挂，如图所示，当系统静止时，二弹簧的弹性势能EpA与EpB之比为（Ａ）EpA/EpB=kA / kB （Ｂ）EpA/EpB=kA2  / kB2（Ｃ）EpA/EpB= kB / kA（Ｄ）EpA/EpB= kB2 / kA2 答案：C5. 假设卫星环绕地球中心作圆周运动，则在运动过程中，卫星对地球中心的（Ａ）角动量守恒，动能守恒（Ｂ）角动量守恒，动能不守恒（Ｃ）角动量不守恒，动量不守恒（Ｄ）角动量守恒，动量守恒 答案：A 6. 一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动能相同，而且他们都处于平衡状态，则它们（Ａ）温度相同，压强相同（Ｂ）温度不相同，压强不相同（Ｃ）温度相同，氦气压强大（Ｄ）温度相同，氮气压强大答案：C7. 在一不带电荷的导体球壳的球心处放一电荷，并测量球壳内外的场强分布。

如果将此点电荷由球心移动到球壳内其它位置，则（Ａ）球壳内、外场强分布均无变化（Ｂ）球壳内场强分布变化，外场强分布不变（Ｃ）球壳外场强分布变化，内场强不变（Ｄ）球壳内、外场强分布均变化答案：B8. 边长为 L 的正方形线圈，分别用图示两种方式通以电流 I（其中ab、cd与正方形共面），在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感应强度分别为（Ａ）B1=0, B2=0.（Ｂ）B1=0, B2= .（Ｃ）B1= , B2=.0.（Ｄ）B1= , B 2= . 答案：C9. 在感应电场中电磁感应定律可以写成 ，式中 为感应电场的电场强度此式表示（Ａ）闭合曲线 l上 Ek 处处相等.（Ｂ）感应电场是保守力场.（Ｃ）感应电场的电力线不是闭合曲线.（Ｄ）在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念. 答案：D 10. 在两个质点组成的系统中，若质点之间只有万有引力作用，且此系统所受外力的矢量和为零，则此系统（Ａ）动量与机械能一定都守恒．（Ｂ）动量与机械能一定都不守恒．（Ｃ）动量不一定守恒，机械能一定守恒．（Ｄ）动量一定守恒，机械能不一定守恒． 答案：D二、填空题：共30分1. 一定质量的理想气体，先经过等容过程使其热力学温度升高一倍，再经过等温过程使其体积膨胀为原来的两倍，则分子的平均自由程变为原来的倍．2. 一平行板电容器，充电后与电源保持联接，然后使两极板间充满相对介电常数为 er  (答案中用e代替)的各向同性均匀电介质，这时两极板上的电量是原来的倍；电场强度是原来的倍；电场能量是原来的倍．3. 一空气平行板电容器，两极板间距为 d，充电后板间电压为U．然后将电源断开，在两板间平行地插入一厚度为 d/3 的金属板，则板间电压变成U1＝.4. 在安培环路定理 中， 是指 它是指是由决定的。

5. 如图，半圆形线圈（半径为R）通有电流 I．线圈处在与线圈平面平行向右的均匀磁场  中．线圈所受磁力矩的大小为 πR2IB ，方向为．把线圈绕 OO' 轴转过角度 π 时，磁力矩恰为零．6. 有一速度为 u 的宇宙飞船沿 X 轴正方向飞行，飞船头尾各有一个脉 冲光源在工作，处于船尾的观察者测得船头光源发出的光脉冲的传播速度大小为；处于船头的观察者测得船尾光源发出的光脉冲的传播速度大小为.7. 一门宽为 a．今有一固有长度为L（L＞ａ）的水平细杆，在门外贴近门的平面内沿其长度方向匀速运动．若站在门外的观察者认为此杆的两端可同时被拉进此门，则该杆相对于门的运动速率 v 至少为 c*sqrt[1-( )2 ]. 8. 某加速器将电子加速到能量 E＝ 2 ×10-31 eV 时，该电子的动能Ek＝ ×106 eV．（电子的静止质量 me＝9.11 ×10-31 kg,  １eV＝1.60 ×10-19 J） 三.计算题:共40分.1. 如图所示，一个质量为 m 的物体与绕在定滑轮上的绳子相联，绳子质量可以忽略，它与定滑轮之间无滑动．假设定滑轮质量为 M, 半径为R, 其转动惯量为 MR2/2, 滑轮轴光滑。

试求该物体由静止开始下落的过程中，下落速度与时间的关系 答案：速度与时间的关系为 v =g/(m+M/2). 参考解答：      根据牛顿运动定律和转动定律列方程                    对物体：    mg－T ＝ma           ①                           对滑轮：   TR = Jb                    ②                     运动学关系：  a＝Rb                      ③              将①、②、③式联立得    a＝mg / (m＋M /2)                            ∵ v0＝0，  ∴ v＝at＝mgt / (m＋M / 2)      2. 1mol 氦气作如图所示的可逆循环过程,其中 ab 和 cd 是绝热过程,bc 和 da 为等容过程,已知 V1=16.4L, V2=32.8L,  Pa=1atm, Pb=3.18atm,  Pc=4atm,  Pd=1.26atm,试求:(1)Ta=K,Tb=K, Tc= K,Td=K.(2)Ec= ×103 J(3)在一循环过程中氦气所作的净功  W = ×103 J.(1atm=1.013×105 Pa) 参考解答：      (1)     Ta = paV2 /R＝400 K    Tb = pbV1/R＝636 K                        Tc = pcV1/R＝800 K     Td = pdV2 /R＝504 K              (2)         Ec =( i /2)RTc＝9.97×103 J                        (3)  b－c 等体吸热  Q1 = CV ( Tc- Tb )＝2.044×103 J                  d－a  等体放热   Q2 = CV (Td - Ta)＝1.296×103 J                       所作的净功     W=Q1- Q2＝0.748×103 J     　　　　　　　3. 实验表明,在靠近地面处有相当强的电场,电场强度 垂直于地面向下,大小约为100 N/C;在离地面 1.5 km 高的地方, 也是垂直向下的,大小约为 25 N/C.(1)试计算从地面到此高度大气中电荷的平均体密度   C / m3 ;(2)假设地球表面处的电场强度完全是由平均分布在地表面的电荷产生,   求地面上的电荷面密度(已知: ε0=8.85×10-12 C2/N.m2)    C / m2 . 参考解答：(1) 设电荷的平均体密度为r，取圆柱形高斯面如图(1)(侧面垂直底面，底面DS平行地面)上下底面处的 场强分别为E1和E2，则通过高斯面的电场强度通量为：            ＝E2DS-E1DS＝(E2-E1)DS       高斯面S包围的电荷:     ∑qi＝hDSr      由高斯定理:     (E2－E1) DS＝hDSr /e 0                ∴ ＝4.43×10-13 C/m3  (2) 设面电荷密度为s．由于电荷只分布在地表面，所以电力线终止于地面，取高斯面如图(2)    由高斯定理：                                           -E DS=                                  ∴ s =－e 0 E＝－8.9×10-10 C/m2 4. 两根平行无限长直导线相距为 d，载有大小相等方向相反的电流I，电流变化率 dI / dt = a >0, 一个边长为 d 的正方形线圈位于导线平面内，与一根导线相距 d，如图示．求线圈中的感应电动势E，并说明线圈中的感应电流是顺时针还是逆时针方向． 解答:感应电动势为 (),时针. 参考解答：(1) 载流为 I 的无限长直导线在与其相距为 r 处产生的磁感强度为：                                                              以顺时针绕向为线圈回路的正方向，与线圈相距较远的导线圈中产生的磁通量为：                  与线圈相距较近的导线对线圈的磁通量为：                                        总磁通量                                              感应电动势为：   由 E >0  和回路正方向为顺时针，所以 E 的绕向为顺时针方向，线圈中的感应电流亦是顺时针方向．              　　 　　　　　　　　　　　　窗体底端窗体顶端一、单项选择题，每题3分，共30分1. 某人骑自行车以速度v 向西行驶,今有风以相同的速率从北偏东30度方向吹来,试问人感到风从哪个方向吹来?（Ａ）北偏东30度（Ｂ）南偏东30度（Ｃ）北偏西30度（Ｄ）西偏南30度 答案：C2. 两滑块A、B，质量分别为m1和m2，与图中所示斜面间的摩擦系数分别为μ1和μ2，今将A、B 粘合在一起，并使他们的底面共面，而构成一个大滑块，则该滑块与斜面间的摩擦系数为（Ａ）(μ1+μ2)/2（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ） 答案：D3. 机枪每分钟可以射出质量为 20g 的子弹 900 颗，子弹射出的速率为 800 米/秒，则射击时的平均反作用力为（Ａ）0.267N（Ｂ）16N（Ｃ）240N（Ｄ）14400N 答案：C 4.  A、B二弹簧的倔强系数分别为kA、kB，其质量均忽略不计，今将二弹簧连接起来竖直悬挂，如图所示，当系统静止时，二弹簧的弹性势能EpA与EpB之比为（Ａ）EpA/EpB=kA / kB （Ｂ）EpA/EpB=kA2  / kB2（Ｃ）EpA/EpB= kB / kA（Ｄ）EpA/EpB= kB2 / kA2 答案：C5. 假设卫星环绕地球中心作圆周运动，则在运动过程中，卫星对地球中心的（Ａ）角动量守恒，动能守恒（Ｂ）角动量守恒，动能不守恒（Ｃ）角动量不守恒，动量不守恒。