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大学物理学期末考试复习题及参考答案-专升本-无答案

《大学物理学》复习题

一、选择题

1. 某质点的运动方程为x =10+3t－5t3(m)，则该质点作（）。

（A）匀加速直线运动，加速度沿x轴正向（B）匀加速直线运动，

加速度沿x轴负向

（C）变加速直线运动，加速度沿x轴负向（D）变加速直线运动，

加速度沿x轴正向

2. 质量为1 kg的小球从高20 m处自由下落到地面上，反弹后上升的最大高度

为0.2m，小球接触地面的时间为0.2 s，在接触时间内，小球受到的平均合力大

小（不计空气阻力，重力加速度g取2

10 m s-）为（）。

（A）110 N （B）100 N （C）90 N （D）10 N

3. 处于平衡态的一瓶氦气和一瓶氮气（均视为理想气体）的分子数密度相同，

分子的平均平动动能也相同，则它们（）。

（A）温度、压强均相同（B）温度相

同，但氦气压强大于氮气的压强

（C）温度、压强均不相同（D）温度相同，

但氦气压强小于氮气的压强

4. 已知N为理想气体的分子数，()

Nfυυ表示

fυ为麦克斯韦速率分布函数，则()d

（）。

（A）速率υ附近分子的平均速率

（B ）速率υ附近，速率在~d υυυ+区间内的分子数

（C ）速率υ附近，d υ区间内分子数占总分子数的比率

（D ）单位体积内速率在~d υυυ+区间内的分子数

5. 一定质量的理想气体，如右图所示，ab 为绝热膨胀、bc 为等体压缩和

ca 为等温压缩，由这三个可逆过程构成一循环abca ，循环方向及参数见图。经过abca 一个循环过程，下列叙述正确的是（）。

（A ）气体内能减少（B ）气体向外界做净功

（C ）气体内能增加（D ）气体向外界传递净热量

6. 有以下五种表述：

①电场是保守场，且沿任一环路L 有d 0L =?E l

②磁场是无源场，且沿任一闭合曲面S 的d 0S B S =?

③电磁波是纵波

④位移电流是变化的电场，可以在空间产生磁场

⑤变化的磁场在其周围空间产生涡旋电场

以上所有正确的表述是（）。

（A ）①② （B ）①②④⑤ （C ）②③④ （D ）②④⑤

7. 真空中一根无限长直细导线上通有电流I ，空间磁介质的磁导率为μ，则距导线垂直距离为R 的空间某点处的磁场能量密度为（）。

（A ）2228πI R

μ （B ）2222π4R I μ （C ）228I R μ （D ）32

228πI R μ

b c 12

8. 氦氖激光器发出波长为632.8nm 的激光，垂直照射到平面透射光栅上，已知光栅1cm 内的缝数为3000条，最多能观察到的谱线条数为（）。

（A ）5 （B ）7

（C ）10 （D ）11

（1）一人张开双臂手握哑铃坐在转椅上，让转椅转动起来。若此后无外力作用，则当此人收回双臂时，人和转椅这一系统的（）。

（A ）转速增大，转动动能不变（B ）角动量增大，动量守恒

（C ）转速增大，角动量守恒（D ）角动量减少，动量增大

（2）根据量子力学不确定关系2x x p ????≥，可判断下面叙述正确的是

（）。

（A ）粒子的动量不可能精确测定（B ）粒子的坐标和动量不可能同时精确测定

（C ）粒子的坐标不可能精确测定（D ）粒子的坐标和动量都可以同时精确测定

10.

（1）下列几种说法：

①所有惯性系对物理基本规律都是等价的。

②在真空中，光的速率与光的频率、光源的运动状态无关。

③在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同。

以上所有正确的表述是（）。

（A ）①②

（B ）①②③ （C ）②③ （D ）①③

（2）钠光谱线的波长是λ，设h 为普朗克常量，c 为真空中的光速，下面叙述不正确的是（）。

（A ）光子能量为/hc λ （B ）光子质量为/h c λ

（C ）光子动量为/h λ （D ）光频率为/c λ

11. 将细绳绕在一个具有水平光滑轴的飞轮边缘上，如果在绳端挂一质量为m 的重物时，飞轮的角加速度为1β。如果以拉力2mg 代替重物拉绳时，飞轮的角加

速度β将（）。

（A ）1ββ< （B ）112βββ<< （C ）12ββ> （D ）12ββ=

12．有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上，在上述说法中正确的有（）。

（A ）这两个力都平行于轴作用时，它们对轴的合力矩一定是零

（B ）这两个力都垂直于轴作用时，它们对轴的合力矩一定是零

（C ）当这两个力的合力为零时，它们对轴的合力矩也一定是零

（D ）当这两个力对轴的合力矩为零时，它们的合力也一定是零

13.气体的温度升高时，麦克斯韦速率分布函数曲线的变化是（）。

(A) 曲线下的面积增大，最概然速率增大

(B) 曲线下的面积减小，最概然速率增大

(D) 曲线下的面积不变，最概然速率减小

14. 一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体。若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡态后气体的状态如何变化（）。

(A) 温度不变，熵增加 (B) 温度升高，熵增加

15. 真空时,平行板电容器的电容为0C ，当板上带电后的电场为0E 。在电容器中

充满介电常量为ε，相对介电常量为r ε的电介质后，其电容和电场分别变为（）。

（A ）00,C E εε （B ）r 0r 0,C E εε （C ）00,E C εε （D ）0r 0r ,E C εε

16. 关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是（）。

(A) 如高斯面上E 处处为零, 则该面内必无电荷

(B) 如高斯面内无电荷, 则高斯面上E 处处为零

(D) 如高斯面内有净电荷, 则通过高斯面的电通量必不为零

17.半径为R 的圆形导体环，当其中通有I 的电流时，环心处小区间内的磁场能量密度为（）。

(A) 02I R μ (B) 2

BC 是半径为R 的半圆弧，AB 的延长线通过圆心O ，CD 与圆弧相切。

则O 处磁感应强度的大小为（）。

(A) 014I R μπ（1+） (B) 012I R μπ（1+） (C) 02I R

μ (D) 014I R μπ（1-） 19. 如右图所示，用波长600λ=nm 的单色光做杨氏双缝实验，在光屏P 处产生第五级明纹极大，现将折射率n =1.5的薄透明玻璃片盖在其中一P O

S 2S R I O

B C D

条缝上，此时P 处变成中央明纹极大的位置，则此玻璃片厚度为（）m 。

（A ）5.0×10-6 （B ）6.0×10-6 （C ）7.0×10-6 （D ）8.0×10-6

20．用氦氖激光器发出的波长为633nm 的单色光做牛顿环实验，测得第个 k 暗环的半径为5.63mm , 第 k+5 暗环的半径为7.96mm ，则平凸透镜的曲率半径R 为（）m 。

（A ）10.0

（B ）11.08 （C ）8.25 （D ）1.03

二、填空题

1. 一个质量为10 kg 的物体在外力作用下由静止开始运动，其运动方程为222r ti t j =+，则在开始的2s 内，此力的冲量大小为。

2. 飞轮半径为0.5 m ，自静止启动，其角加速度为20.2rad s β-=，则1s t =时边缘上各点的切向加速度大小为，法向加速度大小为。

3．温度为37℃时，理想气体氦气分子的平均速率

为。

4. 容器内储有理想气体氧气，温度为127℃，则氧气分子的平均转动动能为。

5. 1mol 理想气体氦气，经等压过程温度由300K 升到600K ，则该过程中气体的熵变为。

6. 真空中，有一长直密绕螺线管，长为l ，直径为d ，线圈总匝数为N ，通以电流m sin(3)I I t ωπ=+，则螺线管的自感系数L= ，

自感电动势大小

ε= 。

7. 在迎面驶来的小汽车上，两盏前灯相距h =1.54m ，设眼

睛瞳孔的直径为D =3.5mm ，光照波长为550 nm λ=，如图所示，则当人能分辨出是两盏灯时与汽车的最远距离L

m 。 8. 一束光是自然光和线偏振光的混合，自然光的光强为I 0，线偏振光的光强为

I 。当光通过一偏振片时，发现透射光的强度取决于偏振片的取向，透射光的最大和最小光强之比为3:2。则0:I I = 。

（1）如图所示，一轻杆（不计质量）长度为2l ，两端各固定一小球，A 球质量为2m ，B 球质量为m ，杆可绕过中心的水平轴O 在竖垂面内自由转动，其转动惯量为。

（2）质量为m 、带电量为q 的粒子经过U 的电压加速后，该粒子的德布罗意波长为。

10.

（1）已知电子的静止质量m 0=9.11×10?31

kg ，一个电子用静电场加速后，其动能

为3.6×105eV ，此时电子的质量m ≈ m 0。

（2）从钠中逸出一个电子至少需要193.6810J -?的能量，若用频率为146.0010Hz ?的光投射到钠的表面上，则出射光电子的最大动能为 J 。

11. 一个质量为10kg 的物体，在力i F )4030(t +=N 的作用下，由静止开始运动。则在开始的2s 内，此力的冲量大小为______________；在2s 末物体速度的大小

为______________。

12.轮圈半径为R ，其质量M 均匀分布在轮缘上，长为R 、质量为m 的均质辐条固定在轮心和轮缘间，辐条共有2N 根。今若将辐条数减少N 根，但保持轮对通过轮心、垂直于轮平面轴的转动惯量保持不变，则轮圈的质量应为_________。

13. 平衡状态下，理想气体分子的平均平动动能ε与热力学温度T 的关系式是____________，此式所揭示的气体温度的统计意义是____________________________________。如气体分子的麦克斯韦速率分布函数是()f υ，则 2

1()d Nf υυυυ?表示的物理含义是。

14. 将1㎏0℃的冰融化成100℃的水，冰的熔解热为3.35×105 J·㎏-1，水的比热为4.18×103 J·㎏-1·K -1,其熵变为。

15. 一铁心上绕有1000匝线圈，已知铁心中磁通量与时间的关系为

0.01sin100Φt π=，则任一时刻t ，线圈中的感生电动势表示为

______________。

16．一长直导线通有电流I 1=20A ，旁边放一导线ab ，其中通有电流

I 2=10A ，导线ab 垂直于长直导线，a 端距长直导线a =5cm ，b 端距长直导线b =15cm ，

且两者共面，如图所示。则导线所受的力为__________。

17. 真空中，有一个长直螺线管，长为l ，截面积为S ，线圈匝数线密度为n ，则其自感系数为__________。

18．两根长直导线通有电流I ，在图示三种环路中，d B l ??分别等于：

（对于环路a ）。（对于环路b ）。 ab b I

c c I a

（对于环路c ）。

19.光栅光谱中，波长为λ'的第三级谱线与波长λ= 486.1 nm 的第四级谱线重合，该谱线的波长λ'为 __________nm 。

20．在迎面驶来的汽车上，两盏前灯相距120 cm ，设夜间人眼瞳孔直径为5.0 mm ，入射光波为 550 nm 。则人在离汽车为 m 的地方，眼睛恰能分辨这两盏灯。

三、

1、已知某质点的质量为20kg ，其运动方程为2x t =，32y t =-，式中t 以s 计，x 和y 以m 计。试求：（1）任意时刻物体的位置矢量r 、速度υ和加速度a ；（2）质点所受的合外力F ；（3）1s 内合外力F 所做的功。写出解题步骤

2、判断题

1.刚体对轴的转动惯量只取决于刚体的质量与质量的空间分布和轴的位置无关。

2.热力学第二定律的实质：自然界一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。

3.最概然速率的物理意义是指：在一定温度下，若将整个速率范围分成许多相等的小区间，则气体分子中速率在p υ附近的分子数占总分子数的百分比最大。

4. 电介质中的高斯定理可以表示为d S q ?=?D S ，对任意闭合曲面求电位移

矢量D 的通量，结果等于曲面内自由电荷的代数和，其中q 不包括极化电荷的贡献。

5. 微波加热的优点来源于微波独特的加热原理。当微波和物质相互作用时，从物质的电结构来看，良导体不反射和吸收微波，例如聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙

乙烯等，它们对微波而言就是透明的，只有那些能吸收微波的介质才能用微波加热。水吸收微波的能力很强，因此含水的或潮湿的物质都能被微波加热。绝大多数固态和液态介质属于有机分子电介质。在交变电磁场中，偶极子在介质中摆动、旋转，不断地和周围相邻分子发生类似于摩擦的作用，加速了分子的热运动，表现为介质体温度的升高。外加场频率越高，产生的热量就越多。微波的高频特性可以快速集中大量热量，从而迅速提高介质的温度。

6.热力学系统经历从初态a 到末态b 的热力学过程，其熵的变化完全由a 、b 两个状态所决定，而与从初态到末态经历怎样的过程无关。

7.一瓶氦气和一瓶氮气，它们的体积、质量都相同，

分子平均平动动能也相同，而且它们都处于平衡状态，

可判定它们温度、压强应相同。

8. 自然光经过反射、折射或吸收后，全部去除某一振动分量而只保留了另一方向上的光振动，即振动只在某一固定方向上的光，称为线偏振光。线偏振光的符号如图所示。

9. 右图所示为一具有球对称性分布的静电场的 E ~ r 关系曲

线，该静电 E 场是由半径为R 的均匀带电球体产生的。

10.液晶按成因可分为热致液晶和溶致液晶两大类，热致液晶最

广泛的应用是液晶显示。

四、

1、1 mol 理想气体氦气所做的热力学循环过

程是ABCDA ，其中AB 为等压过程，BC 为等

00p 6p p

温过程，CD 为等压过程，DA 为等体过程。状态D 温度设为T 0，其余各状态参量

如图所示。求：（1）该循环的热机效率；（2）逆循环ADCBA 过程的制冷系数。写出解题步骤

2、一质点从静止出发沿半径为1=R m 的圆周运动，其角加速度随时间的变化规律是2126t t β=+（2s rad -?），试求该质点在1s 末的角速度ω、切向加速度t a 和法向加速度n a 。

五、

1、半径为R 1=10 cm 的导体球壳，外套有一半径为R 2=15 cm 的同心的导体球壳，

组成一个球形电容器，球形电容器内极板所带电量为+5×10-8 C ，外极板所带电量为－5×10-8 C ，各区间均为真空。求：（1）各区间（1122,,r R R r R r R <<<>）电

场的大小；（2）电容器两极板间的电压；（3）电容器内部储存的电场能。写出解题步骤

2、如图所示，质量为m 的粘土块从距匀质圆盘h 处落下，盘的质量 M =2m , θ= 60°，盘心为光滑轴。求（1）碰撞后瞬间盘的0ω；（2）P 点转到x 轴时盘的ω，β。

六、

1、如图所示，无限长直导线通有电流110A I =，另有一个共面矩形线圈ABCD ，宽

a =0.1 m ，长

b =0.2 m ，线圈以-15m s υ=?的速度向右运动，当线圈运动到L =0.2 m 处时，求：（1）通过矩形线圈的磁通量；（2）矩形线圈AB 边产生的动生电动势大小；（3）此时若给线圈通以220A I =电流，BC 边所受安培力的大小。写出解

题步骤

2、如图所示，1mol 理想气体氦气所作的热力学循环过程是ABCDA ，其中AB 过程是等压过程，BC 、DA 过程是等温过程，CD 过程是等体过程。令T A =T 0，其余各状态参量如图所示。试求：（1）该循环的制冷系数？（2）CD 过程的熵变

七、

1、在折射率为1.5的玻璃上，覆盖n =1.

2、厚度为e =400nm 的均匀薄膜，薄膜的上面是空气。用白光（波长范围为400~760nm ）垂直照射薄膜时，试问：（1）该膜的正面呈什么颜色？（2）膜的背面呈什么颜色？写出解题步骤，

2、半径为R 的无限长均匀带正电直圆柱体，设电荷体密度为ρ（0ρ>）。在圆柱体内、外任取两点A 、B ，这两点距圆柱体中心的距离分别为r A 、r B 。试求：（1）圆柱体内、外两个区域的电场强度大小和方向；（2）圆柱体内任意两点A 、B 之间的电势差U AB ；（3）圆柱体外任意两点A 、B 之间的电势差U AB 。

八、

1、图中水平桌面上有一长1m l =、质量13kg m =的均质细杆，细杆可绕通过O 点

的竖直轴转动，杆与桌面间的动摩擦系数0.1μ=。开始时杆静止，有一子弹质量220g m =，速率1400m s υ-=，沿水平方向垂直射入杆的中点，且以υ速率窜出细杆。求：（1）子弹

窜出细杆后，细杆转动的角速度；（2）细杆停下来

时转过的角度。

2、自然光和线偏振光的混合光束通过一个偏振片，当偏振片以光的传播方向为轴转动时，透射光的强度也随之变化。如果最强和最弱的光强之比为6:l ，那么入射光中自然光和线偏振光的强度之比为多大？