西安交通大学14春学期《普通物理》离线作业答案.docx
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西安交通大学14春学期《普通物理》离线作业答案
模拟试题
(一)
一、单项选择题:
1.下列关于质点运动的表述中,正确的是(b)
A.若质点的加速度为恒矢量,则其运动轨迹必为直线。
B.质点作圆周运动时,加速度一定指向圆心。
C.质点加速度方向恒定时,其速度方向仍可能变化。
D.某时刻质点速度为零,则该时刻质点加速度也一定为零。
2.一半径为R的木桶,以角速度绕其轴线转动。
有紧人贴在
木桶内壁上,人与木桶间的静摩擦因数为0,若想紧人贴在木桶
上不掉下来,则角速度最小必须等于(B)
A.0g;B.(g0R)12;C.g0R;D.(0Rg)12。
3.在均匀磁场中,有两个面积相等,通过电流相同的线圈,一
个是三角形,一个是矩形。
下列说法中正确的是(B)
A.两线圈所受的最大磁力矩不相等,磁力的合力不相等。
B.两线圈所受的最大磁力矩相等,磁力的合力相等。
C.两线圈所受的最大磁力矩不相等,磁力的合力相等。
D.两线圈所受的最大磁力矩相等,磁力的合力不相等。
4.在杨氏双缝实验中,屏与双缝间的距离d=1m,用钠光灯作单色光源(=598.3nm),双缝间的距离d=10mm时,相邻两明纹间距离为(B)。
-1-
A.5.983107mB.5.983105mC2.992105mD.无法确定。
5.一固有长度为4.0m的物体,若以速率0.60c沿x轴相对某惯性系运动,
从该惯性系来测量,此物体的长度为(B)。
A.4mB.3.2mC.2.4mD.无法判断
二、多项选择题:
1.下列说法正确的是(B)。
A.无线电波的波长比光波的波长短,所以衍射现象显著。
B.声波的波长比光波的波长长,所以声波容易发生衍射现象。
C.无线电波的波长比光波的波长长,所以衍射现象显著。
D.声波的波长比光波的波长短,所以声波容易发生衍射现象。
2.温度为127.0℃时的氧气分子的最概然速率为(B)。
方均根速率为
(C)。
A.4.55102ms1,B.5.58102ms1C.5.16102ms1D.无法确定。
3.子弹的质量为0.04kg,以1.0103ms1的速率飞行,其德布罗意波的波长为(B)。
若测得子弹位置的不确定量为0.10mm,则速率的不确定量为(C)。
A.1.661031mB.1.661035m,C.1.661028ms1D.无法确定。
三、填空题:
1.在湖中静止水面上有一长为L,质量为M的小船,船的一端站有质量
为m的人。
当人从船的一端走到另一端时,人相对湖岸移动的距离为①
-2-
_ML/(M+m)_,船相对湖岸移动的距离为②___-ML/(M+m)______。
2.钨的逸出功为4.52eV,今用波长为200nm的紫外光照射到钨表面上,发
射的光电子的最大初动能为①__2.0eV__,截止频率为②
__0.603*1015HZ_______。
四、计算题:
1.如图所示,定滑轮的半径为R,其质量为2m且均匀分布,滑轮两边分别挂有质量为m的物体A和B。
A置于倾角为30°的光滑斜面上,绳的质量及伸长滑、轮与轴间的摩擦均忽略不计,绳与滑轮间无相对滑动。
若物体B向下作加速运动,求:
1()B下落的加速度大小;
(2)滑轮两边绳子的张力。
TAmgsin30ma
mgTBma
TBRTARJ
式中J
12mR2
mR2为滑轮的转动惯量,
a为滑轮的角加速度。
2
R
a
g
6
解上面的方程组可得
TA
2mg
3
TB
5
mg
6
2.在夏季,假定室外温度恒为37℃,启动空调使室内温度始终保持在17℃,
如果每天有2.51108J的热量通过热传导等方式自室外流入室内,则空调每天
-3-
耗电多少?
(设该空调制冷机的制冷系数为同条件下的卡诺制冷机制冷系数
的60%)。
解:
空调制冷系数为
e
T2
60%
8.7
Q2
T2
而e
Q2
T1
Q1
室内温度恒定时,有
Q2
Q
则空调一天所耗电功
W
Q1
Q2
Q2/e
Q/e2.89
107J8.0kWh
-2
=0.1m),带有等量异号的电
3.两根很长的同轴圆柱面(R1=3×10
m,R2
荷,两者的电势差为450V.求:
(1)圆柱面单位长度上带有多少电荷?
(2)两圆
柱面之间的电场强度.
解:
E
2r
0
U
R2
dr
R12
r
0
2U
0
2.1
108c/m
lnR2
R1
E
3.74
102
1V/m
2
r0
r
-4-
4.如图所示,金属杆AB以匀速率v平行于长直导线移动,此导线通有电流I。
问:
(1)此杆中的感应电动势为多少?
(2)杆的哪一端电势较高?
(1)AB
(vB)dl
AB
1.1
0Iv2
x)dx
(
0.1
(0Iv2)ln11
(2)由vB的方向可知,A端电势较高。
模拟试题
(二)
一、单项选择题:
1.下列关于质点运动的表述中,正确的是(B).
A.质点沿x轴运动,若加速度a0,则质点必作减速运动;B.在曲线运动中,质点的加速度必定不为零;
C.若质点的加速度为恒矢量,则其运动轨迹必为直线;
D.当质点作抛体运动时,其法向加速度an,切向加速度at是不断变化的,
则aan2at2也是不断变化的。
2.如图所示,升降机的天花板上有一轻绳,悬着一质量为
-5-
m的物体A,A下一轻绳悬一质量也为m的物体B.若升降机以加速度a上升,
两绳中的张力分别为()
A.T1=m(2g+a),T2=m(g+a);B.T1=2mg,T2=mg;
C.T1=2m(g+a),T2=m(g+a);D.T1=2m(g-a),T2=m(g-a).
3.若在两圆电流A和B之间放置一平行的圆电流C(如图),圆电流C将
()。
A.向左运动B.向右运动C.向前运动
D.不动
4.用两偏振片平行放置作为起偏器和检偏器。
在它们的偏振化方向成30o角时,观测一光源,又在成60o角时,观测同一位置处的另一光源。
两次所得的强度相等。
两光源照到起偏器上的光强之比为()
A.1/2B.1/3C.2/3,D.无法确定。
5.有两只对准的钟,一只留在地面上,另一只带到以速率v飞行的飞船上,
则下述说法正确地是().
A.飞船上的人看到自己的钟比地面上的钟慢,B.地面上的人看到自己的
钟比飞船上的钟慢,
C.飞船上的人觉得自己的钟比原来走慢了,D.地面上的人看到自
己的钟比飞船上的钟快。
二、多项选择题:
-6-
1.下列说法正确的是().
A.无线电波的波长比光波的波长短,所以衍射现象显著。
B.声波的波长比光波的波长长,所以声波容易发生衍射现象。
C.无线电波的波长比光波的波长长,所以衍射现象显著。
D.声波的波长比光波的波长短,所以声波容易发生衍射现象。
2.温度为127.0℃时的氢气分子的平均速率为().最概然速率为()。
A.2.06103ms1,B.1.82103ms1C.2.23′103ms-1D.无法确定。
3.一质量m=0.05kg的子弹,以速率v=300m/s运动着,其德布罗意波长
为()。
若测得子弹位置的不确定量为0.10mm,则速率的不确定量为()。
A.4.42′10-31mB.1.331028ms1C.4.421035mD.无
法确定。
三、填空题:
1.质量为m的小球,由水平面上一点O以初速
度v0抛出。
v0与水平面成仰角,若不计空气阻力,小球从抛出点到落回至同一水平面的过程中,重力的冲量为①__________。
2.当波长为300nm的光照射在某金属表面时,光电子的最大初动能为4.0
1010J.那么,此金属的逸出功W为①_______,截止频率0为②_______。
四、计算题:
-7-
1.一卡诺热机的低温热源温度为7℃,效率为40%,若要将其效率提高到50%,求高温热源的温度需要提高多少度?
解:
由
则
T2
T2
1
1
T1
T1
1
1
93.3K
TTT(
)T2
1
1
2.如图所示,一长为l,质量为m′的杆可绕支点O自由转动。
一质量为m、速率为v的子弹垂直射入杆内距支点为a处,使杆的偏转角为30°,问子弹的速率v为多少?
解:
设子弹射入后棒的角速度为ω,由角动量守恒定律和机械能守恒定律分别可列出下面两式:
mva
1ml2
ma2
3
1
1ml2
ma22
mga(1
cos30)
mgl(1
cos30)
2
3
1
g(2
3)(
ml
2
)(
ml
2
3
2)
解上面两式得v
6
ma
ma
ma
-8-
3.设在半径为R的球体内,其电荷为对称分布,电荷体密度为
ρ=kr(0<r<R)
ρ=0(r>R)
k为一常量。
试用高斯定理求电场强度E与r的函数关系。
.解:
作一半径为r的球形高斯面,穿过此高斯面的电通量为
Eds4r2E
S
(1)若此高斯面在球内,它所包围的电荷为
r
qdq
dV
kr4r2drkr4
由高斯定理有
可解出
0
4
4r2Ekr
0
kr2
E
40
方向沿半径方向。
(2)若此高斯面在球外,它所包围的电荷为
R
qdq
dV
kr4r2drkR4
0
由高斯定理有
4r2E
kR4
0
-9-
可解出
E
kR4
方向也是沿半径方向。
40r2
4.如图所示,在一“无限长”直载流导线的旁边放一个矩形导体线框,该线框在垂直于导线方向上以匀速
率v向右移动。
求在图示位置线框中感应电动势的大小和方向。
解:
(1)AB(vB)dl
AB
1.1
(0Iv2x)dx
0.1
(0Iv2)ln11
(2)由vB的方向可知,A端电势较高
-10-
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