大学物理工科期末考试模拟试卷一参考答案.pdf

1大学物理（工科）期末考试模拟试卷参考答案 大学物理（工科）期末考试模拟试卷参考答案 一、填空题一、填空题 1、已知质点的运动方程为jir)3cos(310)(2ttt+=，则速度为smtt/])3sin(920[ji −，加速度为2/])3cos(2720[smt ji − 2、一个物体沿 x 轴运动设物体在力iF)510(t+=的作用下，从0=t秒运动到10=t秒时，外力的冲量为sN •350 3、把家用空调机当作卡诺制冷机，夏天时工作在299K的室内温度和312K的室外温度，则该机的制冷系数为____23__；若全国共有1亿台空调，每台每小时作功3.6×106J，这些空调机每小时向环境产生的热量为___J14106 . 3× 4、一放置在水平桌面上的弹簧振子，振幅为 A，周期为 T当 t=0时，在 x=A/2处，且向负方向运动，则其运动方程为)32cos()(ππ+=tTAtx 5、已知波源的振动方程为)10cos(4tyπ=，它所形成的波以sm/30的速度沿x正方向直线传播，以波源为原点的波函)310cos(4)]30(10cos[4xtyxtyπππ−=−=或者 6、获取相干光波的两种方法为___分波面法，_分振幅法 。

7、设真空波长为λ的一列光波依次通过折射率分别为321,,nnn的几种介质，相应的几何路程分别为321,,rrr，则光波的相位改变量为λπ/2)(332211rnrnrn++ 二、 二、 单项选择题单项选择题 1、有关刚体运动的论述，不正确的是（D D ） （1） 若物体受到外力的作用，则物体的角动量一定不守恒； （2） 质量一定的刚体，转动惯量是一定的； （3） 物体的转动惯量与质量分布、转轴位置有关； （4） 物体的角动量与参考点的选择无关； （A）(1)(2)(3); （B）(2)(3)(4) ; (C) (1)(3)(4); (D) (1)(2)(4); 22、关于气体运动理论，正确的表述有（C C ） （1） 只有对大量分子构成的集体，温度的微观物理意义才成立； （2） 压强的微观物理意义只与大量分子的热运动有关； （3） 根据能量按自由度均分原理，对处于一定平衡态中的大量气体分子，分子的每个自由 度的动能是相等的； （4） 在一定的平衡态中，对于大量气体分子，分子的每个自由度的动能是不变的； （A）(1)(3); （B）(2)(3) ; (C) (1)(2); (D) (3)(4); 3、下列几种表述中，正确的是（ A A ） （1） 根据麦克斯韦分子速率分布律，在处于一定平衡态的气体中，每个分子的速率是不变 的； （2） 温度较高且处于平衡态的气体中每个分子的平均速率总是大于温度较低时每个分子的 平均速率； （3） 在处于一定平衡态的气体中，每个分子都有一定的概率处于速率大的速率区间，也有 一定的概率处于速率小的速率区间； （4） 在处于一定平衡态的气体中，分子每两次碰撞之间的自由程一定相等； （A）(2)(3); （B）(1)(2); (C) (3)(4); (D) (2)(4); 4、下列有关热力学现象表述，不正确的选项是（B B ） （1） 作功与热传导在改变热力学系统的状态上是等效的； （2） 根据热力学第二定律的克劳修斯表述，热量不可能自发地从高温物体传给低温物体； （3） 根据热力学第二定律的克劳修斯表述，热量不可能从低温物体传给高温物体； （4） 所有满足热力学第一定律的热力学过程都是可以实现的； （A）(1)(2); （B）(2)(3)(4) ; (C) (1)(3); (D) (1)(4); 5、有关静电场的论述，不正确的是（C C ） （1） 只有封闭曲面内的电荷才对该封闭曲面的电通量有贡献； （2） 无论封闭曲面内的电荷的位置如何改变，只要不离开该封闭曲面，而且电荷代数和不 变，该封闭曲面的电通量就不变； （3） 如果封闭曲面的电通量不为零，则该封闭曲面上任何面元的电通量的一定不为零； （4） 在均匀带电的球壳内部，电场强度为零，但电势不为零； （A）(1)(2); （B）(2)(3) ; (C) (3); (D) (2)(3)(4); 6、下列有关稳恒磁场的论述，正确的是（A A ） （1） 毕——沙定律可以计算任意一段通电导线激发的磁感应强度； （2） 安培环路定理只能适用于计算闭合通电导线激发的磁感应强度； （3） 把一根磁铁放进封闭曲面内，则通过该封闭曲面的磁通量一定不等于零； （4） 由于磁感应线的闭合性，因此通过任何非闭合曲面的磁通量一定是零； 3（A）(1)(2); （B）(2)(3) ; (C) (1)(3); (D) (3)(4); 7、关于机械振动的论述，正确的是（D D ） （1） 对于一定的谐振子而言，振幅越大，振动周期越长； （2） 对于一定的谐振子而言，振动周期与振幅大小无关； （3） 简谐振子在运动中的动能与势能是不同相位的； （4） 机械振动叠加的空间点，该点的机械振动一定更加强烈； （A）(1)(2); （B）(1)(3) ; (C) (1)(4) ; (D) (2)(3); 8、关于机械波的论述，正确的是（ C C ） （1） 有机械振动的地方，必有波动出现； （2） 有机械波的空间，一定存在机械振动； （3） 只有相干波的叠加才能产生波的干涉现象； （4） 随着波动的传播，介质中每个质点也从波源向外运动出去； （A）(1)(2); （B）(1)(3) ; (C) (2)(3); (D) (1)(4); 9、根据狭义相对论的论述，正确的是（B B ） （1） 根据狭义相对论，对于某个惯性系，运动的时钟较静止的走得慢； （2） 根据狭义相对论，运动时物体的长度与静止时的长度一样； （3） 根据狭义相对论，对某个惯性系是同时发生的两个物理事件，在另外一个惯性系中不 一定同时发生； （4） 无论相对于光源是匀速运动还是静止的惯性系，测量出来的真空中光速是不变的； （A）(1)(2); （B）(1)(3)(4) ; (C) (2)(3) ; (D) (2)(4); 10、 有关量子理论的论述，正确的选项是（D D ） （1） 由于微观粒子的波动性，微观粒子不再存在经典力学的运动轨道； （2） 微观粒子的动量越大，其物质波的波长越短，因而波动性越不明显； （3） 根据普朗克的能量量子化假设，谐振子的能量是分立的，不连续的； （4） 物质波既不是机械波，也不是电磁波，而是概率波； （A）(1)(2)不正确； （B）(2)(3) 不正确；(C) (2)(4)不正确； (D)全部论述正确； 4三、计算题和综合题 三、计算题和综合题 1、质量面密度为σ的均匀矩形板，试证明通过与板面垂直的几何中心轴线的转动惯量为12/ )(22bllb+σ，其中l为矩形板的长，b为它的宽。

解：根据转动惯量的定义，得 12/ )(d)(ddd)(d222/2/222/2/22s2bllbyyxxyxyxmrJllbbs+=+=+==∫∫∫∫∫−− σσσ2、一压强为Pa5100 . 1×，体积为33100 . 1m−×的氧气自 0℃加热到 100℃，问 （1） 当压强不变时，需要多少热量；等压摩尔热容molJCmp/37.29,=； （2） 当体积不变时，需要多少热量？等体摩尔热容molJCmv/98.20,=； （3） 在等压或等体过程中各作了多少功？ 解：气体的摩尔数为 molRTPVn044. 063.2268/100)27331. 8/(100 . 1100 . 1/35==××××==−（1）当压强不变时，根据等压过程吸热的计算公式，得 JTnCQmp2 .12910037.29044. 0,1=××=Δ= （2）当体积不变时，根据等体过程吸热的计算公式，得 JTnCQmv3 .9210098.20044. 0,2=××=Δ= （3）当压强不变时所做的功为： JTnRWWP1 .3610031. 8044. 0dd373273=××===∫∫当体积不变时所做的功为： JWWV0d==∫ 3、一容器内储有氧气，其压强为Pa51001. 1×，温度为 27℃，求： （1）气体分子的数密度； （2）氧气的密度； （3）分子的平均平动动能； （4）分子间的平均距离； （设分子间均匀等距排列） 5解： （1）325235/1044. 2)3001038. 1/(1001. 1/;mkTPnnkTP×=×××==∴=−Q（2）3/30. 1//mkgkTPmVMmMkTPV===∴=ρQ（3）JkT211021. 62/3−×==ε （4）mnd931045. 3/1−×== 4、一无限长、半径为R的圆柱体上电荷均匀分布。

圆柱体单位长度的电荷为λ，用高斯定理求 圆柱体内距离轴线为r处的电场强度 （10 分） 解：以圆柱的轴线为对称轴，做一个半径为r、高度为h的封闭圆柱面根据高斯定理，得： ))(/(2)(d022RrRrhrhrEs67、一半径为R的均匀带电圆盘，其内部的电荷均匀分布，电荷面密度为σ，求（1）通过圆心的轴线上任意点的电场强度； （2）通过圆心的轴线上任意点的电势 解： （1）通过圆心的轴线上任意点的电场强度为 ] )(11[2)(dr 2)()(4dr2)( 222002/322 02/122022 0Rxxx xrrx xrx xrrxERR+−=+=++=∫∫εσ εσ πεπσ（2）通过圆心的轴线上任意点的电势 ])([2)(dr 2)(4dr2)(22002/122 002/122 0xRxx xrr xrrxVRR−+=+=+=∫∫εσ εσ πεπσ8、一根质量为M，长度为L的链条，被竖直地悬挂起来，其最低端刚好与地面接触今将链条释放并让它落到地面上，当链条下落的长度为x时，链条对地面的压力是多少？ 解：以着地的那段链条为研究对象，应用动量定理，得 gxMLdxdtLxMgN2)(=−； LgxMgxMLdtdx LxMgN22)(==−； LMgxN3=； 即对地面的压力为下落段重量的 3 倍。

9、 一个人从 10m 深的井中提水， 开始桶中装有 10kg 的水， 由于水桶漏水， 每升高 1m 要漏去 0.2kg的水水桶被匀速地从井中提到井口，求人所做的功 解： )(900|10)1 . 010(d10)2 . 010(10 02100JxxxxW=−=−=∫710、0.1kg 的水蒸气自 100℃加热到 140℃，问 （4） 当体积不变时，吸收多少热量？等体摩尔热容molJCmv/82.27,=； （5） 当压强不变时，吸收多少热量；等压摩尔热容molJCmp/21.36,=； 解：气体的摩尔数为 moln9/50018/10001 . 0=×= （1）当体积不变时，根据等压过程吸热的计算公式，得 JTnCQmv6182224082.279/500,1=××=Δ= （2）当压强不变时，根据等体过程吸热的计算公式，得 JTnCQmp804664021.369/500,2=××=Δ= 11、某些恒星的温度可达到K8100 . 1×，这是发生聚变反应所需的温度通常在此温度下恒星可视为由质子组成求： （1）质子的平均。