第第頁2022年大學能源動力專業《大學物理（下冊）》開學考試試卷附解析姓名：______班級：______學號：______考試須知：1、考試時間：120分鐘，本卷滿分為100分。2、請首先按要求在試卷的指定位置填寫您的姓名、班級、學號。一、填空題（共10小題，每題2分，共20分）1、質量分別為m和2m的兩物體(都可視為質點)，用一長為l的輕質剛性細桿相連，系統繞通過桿且與桿垂直的豎直固定軸O轉動，已知O軸離質量為2m的質點的距離為l，質量為m的質點的線速度為v且與桿垂直，則該系統對轉軸的角動量(動量矩)大小為________。2、一電子以0.99c的速率運動(電子靜止質量為9.11×10-31kg，則電子的總能量是__________J，電子的經典力學的動能與相對論動能之比是_____________。3、反映電磁場基本性質和規律的積分形式的麥克斯韋方程組為：（）。①②③④試判斷下列結論是包含于或等效于哪一個麥克斯韋方程式的．將你確定的方程式用代號填在相應結論后的空白處。(1)變化的磁場一定伴隨有電場；__________________(2)磁感線是無頭無尾的；________________________(3)電荷總伴隨有電場．__________________________4、如圖，在雙縫干涉實驗中，若把一厚度為e、折射率為n的薄云母片覆蓋在縫上，中央明條紋將向__________移動；覆蓋云母片后，兩束相干光至原中央明紋O處的光程差為_________________。5、如圖所示，一束自然光入射到折射率分別為n1和n2的兩種介質的交界面上，發生反射和折射．已知反射光是完全偏振光，那么折射角r的值為_______________________。6、圖示曲線為處于同一溫度T時氦（原子量4）、氖（原子量20）和氬（原子量40）三種氣體分子的速率分布曲線。其中曲線（a）是________氣分子的速率分布曲線；曲線（c）是________氣分子的速率分布曲線。7、一圓錐擺擺長為I、擺錘質量為m，在水平面上作勻速圓周運動，擺線與鉛直線夾角，則：(1)擺線的張力T＝_____________________；(2)擺錘的速率v＝_____________________。8、圖示為三種不同的磁介質的B~H關系曲線，其中虛線表示的是的關系．說明a、b、c各代表哪一類磁介質的B~H關系曲線：a代表__________________________的B~H關系曲線b代表__________________________的B~H關系曲線c代表__________________________的B~H關系曲線9、一質點沿半徑R=0.4m作圓周運動，其角位置，在t=2s時，它的法向加速度=______，切向加速度=______。10、真空中有一半徑為R均勻帶正電的細圓環，其電荷線密度為λ，則電荷在圓心處產生的電場強度的大小為____。二、名詞解釋（共6小題，每題2分，共12分）1、時間、空間的相對性：2、霍耳效應：3、定壓摩爾熱容：4、質點：5、波的干涉：6、靜電屏蔽：三、選擇題（共10小題，每題2分，共20分）1、一彈簧振子作簡諧振動，當位移為振幅的一半時，其動能為總能量的（）。A.1/2B.1/4C.D.3/4E.2、一均質細桿可繞垂直它且離其一端（為桿長）的水平固定軸在豎直平面內轉動。桿的質量為，當桿自由懸掛時，給它一個起始角速度，如桿恰能持續轉動而不作往復擺動則需要（已知細桿繞軸的轉動慣量，一切摩擦不計）。A.B.C.D.3、一臺工作于溫度分別為327和27的高溫熱源與低溫熱源之間的卡諾熱機，每經歷一個循環吸熱2000J，則對外做功為（）。A.2000JB.1000JC.4000JD.500J4、一瓶氦氣和一瓶氮氣密度相同，分子平均平動動能相同，而且它們都處于平衡狀態，則它們（）。A.溫度相同、壓強相同B.溫度、壓強都不相同C.溫度相同，但氦氣的壓強大于氮氣的壓強D.溫度相同，但氦氣的壓強小于氮氣的壓強5、下述說法中，正確的是（）。A.本征半導體是電子與空穴兩種載流子同時參予導電，而雜質半導體(n型或p型)只有一種載流子(電子或空穴)參予導電，所以本征半導體導電性能比雜質半導體好B.n型半導體的導電性能優于p型半導體，因為n型半導體是負電子導電，p型半導體是正離子導電C.n型半導體中雜質原子所形成的局部能級靠近空帶(導帶)的底部，使局部能級中多余的電子容易被激發躍遷到空帶中去，大大提高了半導體導電性能D.p型半導體的導電機構完全決定于滿帶中空穴的運動6、如圖所示，兩個同心的均勻帶電球面，內球面半徑為R1、帶電荷Q1，外球面半徑為R2、帶電荷Q2.設無窮遠處為電勢零點，則在兩個球面之間、距離球心為r處的P點的電勢U為：（）。A.B.C.D.7、兩個均質圓盤A和B的密度分別為和，若，但兩圓盤的質量與厚度相同，如兩盤對通過盤心垂直于盤面軸的轉動慣量各為和，則：（）。A.B.C.D.,哪個大，不能確定。8、物體A的質量是B的2倍且靜止,物體B以一定的動能E與A碰撞后粘在一塊并以共同的速度運動,碰撞后兩物體的總動能為（）。A.EB.E/2C.E/3D.2E/39、質點沿半徑R做圓周運動，運動方程為(單位)，則任意時刻質點角速度的大小=（）。A.B.C.D.10、一無限長直導體薄板寬為l，板面與z軸垂直，板的長度方向沿y軸，板的兩側與一個伏特計相接，如圖．整個系統放在磁感強度為的均勻磁場中，的方向沿z軸正方向．如果伏特計與導體平板均以速度向y軸正方向移動，則伏特計指示的電壓值為（）。A.0B.vBlC.vBlD.2vBl四、解答題（共4小題，每題12分，共48分）1、質量為，長為的均勻的細桿豎直放置，其下端與一固定鉸鏈相接，并可繞其轉動，由于此豎直放置的細桿處于非穩定的平衡狀態，當其受到微小擾動時，細桿將在重力的作用下由靜止開始繞鉸鏈轉動。試計算細桿與豎直線成角時的角速度和角加速度。2、一衍射光柵，每厘米200條透光縫，每條透光縫寬為，在光柵后放一焦距=1m的凸透鏡，現以=600nm(1nm=m)的單色平行光垂直照射光柵，求：(1)透光縫a的單縫衍射中央明條紋寬度為多少？(2)在該寬度內，有幾個光柵衍射主極大？3、質量為m的物體懸于一條輕繩的一端，繩另一端繞在一輪軸的軸上，如圖所示．軸水平且垂直于輪軸面，其半徑為r，整個裝置架在光滑的固定軸承之上．當物體從靜止釋放后，在時間t內下降了一段距離S．試求整個輪軸的轉動慣量(用m、r、t和S表示)。4、均質細棒長為l質量為m，，和一質量也為m的小球牢固地連在桿的一端，可繞過桿的另一端的水平軸轉動。在忽略轉軸處摩擦的情況下，使桿自水平位置由靜止狀態開始自由轉下，試求：（1）當桿與水平線成θ角時，剛體的角加速度；（2）當桿轉到豎直線位置時，剛體的角速度，小球的線速度。參考答案一、填空題（共10小題，每題2分，共20分）1、mvl2、3、②③①4、上(n-1)e5、6、氬，氦7、，8、鐵磁質順磁質抗磁質9、57.6，2.410、0二、名詞解釋（共6小題，每題2分，共12分）1、時間、空間的相對性：在一切慣性系中觀察，相同兩個事件的時間間隔和空間間隔一般不相同。2、霍耳效應：當電流垂直于外磁場通過導體時，在導體的垂直于磁場和電流方向的兩個端面之間會出現電勢差3、定壓摩爾熱容：在壓強不變的條件下，1mol理想氣體溫度升高（或降低）1K時，吸收（或放出）的熱量。4、質點：有質量無大小、形狀的點，是理想模型。在一定條件下，物體可以看成質點。5、