2014大學物理B試題(A卷,含答案).pdf

1 試卷裝訂線 裝訂線內不要答題 不要填寫考生信息 試卷裝訂線 姓 名 學 號 專業(yè)班級 學院 武漢理工大學考試試卷 A 卷 2013 2014 學年學年學年學年 2 學期學期學期學期 大學物理大學物理大學物理大學物理 B B B B 課程課程課程課程 閉閉閉閉卷卷卷卷 時間時間時間時間 120 分鐘分鐘分鐘分鐘 88 學時學時學時學時 5 5 學分學分學分學分 總分總分總分總分 100 分分分分 占總評成績占總評成績占總評成績占總評成績 2014 年年年年 7 月月月月 1 日日日日 題號 一 二 三 1 三 2 三 3 三 4 三 5 三 6 合計 滿分 21 21 10 9 9 10 10 10 100 得分 一一一一 選擇題選擇題選擇題選擇題 每題 3 分 小計 21 分 1 一個質點在做勻速率圓周運動時 切向加速度改變 法向加速度也改變 切向加速度不變 法向加速度改變 切向加速度不變 法向加速度也不變 切向加速度改變 法向加速度不變 2 一質量為 M 的均質細桿自然垂掛于 O 點 可繞過 O 點的水平軸轉動 現(xiàn)有質量為 m 的子彈 水平射入桿的下端并留在桿中 則在射入過程中 由子彈與桿組成的系統(tǒng) A 動量守恒 B 機械能守恒 C 對轉軸的角動量守恒 D 動量 機械能和角動量都守恒 E 動量 機械能和角動量都不守恒 3 如圖所示 兩塊大導體平板相距較近 左板帶正電 右扳接地 則 A B C 三點的電勢 關系是 A ABC UUU B ABC UUU C ABC UUU D BAC UUU 4 一圓形回路 1 的直徑與一正方形回路 2 的邊長相等 二者均通有大小相等的電流 在它們 各自的中心處產(chǎn)生的磁感應強度大小分別為 1 B和 2 B 則二者的關系為 A 12 BB D 無法確定 5 一瓶氦氣和一瓶氮氣質量密度相同 分子平均平動動能相同 而且它們都處于平衡狀態(tài) 則它們 A 溫度相同 壓強相同 B 溫度 壓強都不同 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 得分 2 6 在康普頓散射實驗中 若散射光波長是入射光波長的 1 2 倍 則入射光子能量 0 E與散射光 子能量E之比E E0及散射光能量E與反沖電子獲得動能 k E之比 k E E分別為 A 0 8 4 B 1 2 5 C 1 6 3 D 2 0 2 0 7 將波函數(shù)在空間各點的振幅同時增大 D 倍 則粒子在空間的分布的概率密度將 A 增大 2 D倍 B 增大 2D 倍 C 增大 D 倍 D 不變 二二二二 填空題填空題填空題填空題 每小題 3 分 小計 21 分 1 在單位矢量為 xyz e e e 的直角坐標系下 質量為1 kgm 的質點在某外力的作用下運動 運動方程為 2 2 xy r ttete 采用 SI 單位制 則第 2 秒內該外力對質點所做的功為 外力對質點的沖量為 2 兩個靜質量分別為 0 m和 0 2m的粒子以相同速率3 5vc c為真空中光速 沿同一直線對撞 后合成為一個粒子 則該合成粒子的運動速率 V 為 靜質量 0 M為 3 如圖 一長直細導線 可近似看成是無限長 中通有電流 1 I 另一長度為L的細導線 ab 中通有電流 2 I 兩導線垂直共面 間距為d 則短導線 ab 在長導線電流的磁場中受到的合力 大小為 長導線在短導線 ab 電流的磁場 中受到的合力大小為 4 一個理想平行板電容器 極板面積為S 板間為真空 通過導線連接到一個電源上充電 若導線內流過的電流強度為 0 1 t i tIe 則t時刻電容器兩極板間的位移電流強度為 極板間電場強度隨時間的變化率dE dt 忽略邊緣效應 5 質量為m的氫分子處于溫度為T的熱平衡狀態(tài)下的平均動能為 玻爾茲曼常數(shù)為 k 如果把氫分子當成一個微觀粒子看待 其動能 遠小于其靜能 等于處于溫度為T的熱 平衡狀態(tài)下的平均動能 則其德布羅意波長為 普朗克常數(shù)為h 6 質量為m的某種氣體分子 其速率v的分布密度函數(shù)正比于 0 v v ve 則該氣體分子的最可 幾速率為 平均平動動能為 7 質量為m微觀粒子被約束在0 xa 求該質點的速度v隨 x 變化關系 2 9 9 9 9 分分分分 半徑分別為 1 2RR 和 2 RR 的兩勻質圓盤質量分別為2M和 M 同軸地粘在一起形成階梯狀滑輪 可以繞過盤心 O 且垂直盤面的水平光滑固定軸轉動 1 求滑輪對該轉軸的總轉動慣量J 2 如大小圓盤邊緣都繞有輕細繩子 各掛質量為 1 54mM 和 2 2mM 的物體 如圖 求滑輪的角加速度 及兩邊繩上的張力 試卷裝訂線 裝訂線內不要答題 不要填寫考生信息 試卷裝訂線 得分 得分 4 3 9 分分分分 一飛船的固有長度為 0 30 mL 相對于天宮一號以0 8c 真空 中光速 8 3 10 m sc 的速度飛過天宮一號上的觀測站 求 1 該觀測站測得的飛船長 度 2 觀測站測得飛船的船身通過觀測站的時間間隔 3 飛船上宇航員測得飛船的船身通 過觀測站的時間間隔 4 10 分分分分 一個內外半徑分別為 2 R 3 R的金屬球殼帶電量為Q 內有一 半徑為 1 R的同心導體球帶有電q 求當處于靜電平衡時 1 各導體上的電荷分布 2 電場強度大小在整個空間的分布 3 兩導體間的電勢差 得分 得分 5 5 10 分分分分 近似看成是無限長的同軸電纜 其內導體圓柱半徑為 1 R 均勻 地通有向上的電流強度I 外導體圓筒內外半徑分別為 2 R 3 R 通過的電流均勻但反向 導體之間可看成真空 求 整個空間磁感應強度的分布 得分 6 6 10 分分分分 如圖 局限于半徑R的圓柱形空間內分布有均勻磁場 方向垂 直紙面向里 磁感應強度大小的變化率0Bt 有一長度為2R的金屬桿 ABC 放在圖示的 位置 其中一半處在磁場外 另一半處在磁場中 1 求桿上的電動勢 并指出桿上哪點電勢高 2 如果整個桿子稍作平行下移 桿上電動勢 將如何變化 得分 7 裝訂線 裝訂線內不要答題 不要填寫信息 裝訂線 武漢理工大學考試試題答案要點 A 卷 2013 2014 學年學年學年學年 2 學期學期學期學期 大學物理大學物理大學物理大學物理 B B B B 課程課程課程課程 一一一一 選擇題選擇題選擇題選擇題 每題 3 分 小計 21 分 B C B C D B D 二二二二 填空題填空題填空題填空題 每小題 3 分 小計 21 分 1 1 5 J 1 N s y e 2 5 c 0 3 6 2 m 3 0 1 2 ln 2 I IdL d 0 4 0 1 t Ie 00 1 t ISe 5 5 2 kT 5 h mkT 6 0 v 2 0 3mv 7 2 a 1 2 三三三三 計算題計算題計算題計算題 1 10 分 根據(jù)牛頓第二定律 dv mkvx dt 注意到對一維情形 dvdv dxdv v dtdx dtdx 帶入前式并分離變量 得 mdv kxdx 0 0 vx v k dvxdx m 故 2 0 2vvkxm 2 9 分 1 222 119 2 2 222 JMRMRMR 2 111 1 2222 1122 11 22 m gTm a Tm gm a T RT RJ aR aR 聯(lián)立解得 1122 22 1122 2 22212 11 22 1122 2 11112 22 22 1122 m Rm R g Jm Rm R Jm Rm R R Tm g Jm Rm R Jm Rm R R Tm g Jm Rm R 5 g R 1 3 4 TMg 2 3 5 TMg 8 3 9 分 1 觀測站上看 運動飛船長度收縮 2 0 1 18 m LLu c 2 0 L u t 8 7 5 10 s L t u 3 0 0L u t 5 0 1 25 10 s L t u 4 10 分 1 內球 電量 q 均勻分布在其表面 球殼 內表面帶電 q 外表面帶電 Q q 都均勻分布 2 用電場高斯定理求 1 12 2 0 23 3 2 0 0 4 0 4 rR q RrR r E RrR Q rR r 3 2 1 012 11 4 R R q UE r dr RR 5 5 5 5 10 分分分分 6 6 6 6 10 分分分分 根據(jù)對稱性分析知 感應電場呈軸對稱性 方向為繞過 O 的軸的同心環(huán) 切向 故知沿任何半徑方向的電動勢為 0 作輔助線 CO OA 與圓柱邊交于 A 則 A A O C B A 環(huán)路 逆時針方向 上的電動勢即為沿路徑 C B A 上電動勢 CBAABC 由 Farad