汕头大学 2010~2011 学年春季学期《普通物理学》期末考试试卷
开课单位 物理系 任课老师 评 卷 人 物理系五位老师
学生姓名 学号 所在开课班 所在系/院 工学院 2011-6-16 题号 得分 一 二(1) 二(2) 二(3) 二(4) 总分 一 填空题 (每题一分)
???1. 某质量1Kg的质点的速度为v?2i?8tj,（SI制）。已知t=0s时，它过点（3，-7），则
该质点所受的合力为 ；它的运动方程r(t)? 。 2．一物体质量为1Kg，受到方向不变的力F=30+40t （SI制）的作用，在开始的2s内，此力的冲量大小等于 ；若物体的初速率是零，则在2s末物体的速率等于 ，此段时间（即零到2s末）力所做的功等于 。 3. 一无限长载流直导线，通有电流I，则与导线垂直距离为R处的磁感应强度大小B = ______________。
4. 一无限长直导线绝缘地紧贴在矩形线圈的中心轴OO′上，则直导线与矩形线圈间的互感系数等于_________________。
5. 右图所示，两平行的“无限大”均匀带电平面，其电荷面密度分别为＋??和＋2?， 则两平面之间区域的电场强度大小为E＝____________。 6. 右图所示所示，在均匀磁场中有一个边长为l的正方形线圈ABCD，通有电流I，线圈平面平行于磁感应强度O A B I D O’ C ?????????则(1) AB边所受安培力等于_____________，(2) 线B，
圈所受磁力矩大小等于 ____________ ；(3) 若线圈中没有电流，线圈绕穿过AB、CD中点的中心轴OO’以角速度?旋转，则线圈中的感应电动势
?(t) ＝_________________ （设t=0时，线圈平面与磁感应强度平行）。
7. 已知质量为0.05kg的质点的简谐运动方程为：x?0.10cos(10?t?0.25?)（SI
制）那么该简谐振动的振幅为 、频率为 、周期为 、 初位相为 、总机械能为 。质点从位置x?0.05m到x??0.05m所
需的最短时间为 。 8. 一横波沿绳子传播的波动方程为：y?0.10cos(2.5?t?0.5?x)（SI制），
该波动的波长为 、波速为 ；当绳子上某质元经过平衡位置时振动的动能达到最大值Ekmax，此时质元的弹性势能为Ep? 。绳子上x?0.1m处质点的振动方程为： ；为： 。
9. 当观察者以波速的1/4速度向着相对介质静止的波源运动时，所接收到的频率为波源频率的? ?倍。当波源以1/ 4波速向着相对介质静止的观察者运动时，观察者所接收到的频率为波源频率的? ? 倍。
10. 如下图所示卡诺正循环由AB，BC，CD 和DA 四个不同的可逆过程组成，这些过程分别为AB: _________ ; BC: ___________; CD: ___________; DA: ______________。 11．1 mol 氦气在温度T时的热力学能为___________________ (物理常数用符号表示)。 12．刚性双原子分子的摩尔热容比 ??__________。
13. 工作在温度分别为227?C和27?C的高温热源和低温热源之间的热机，理论上的最大效率为___ ___。
14. 光栅是由大量等宽且等间隔的平行狭缝所构成的光学元件，光栅衍射是单缝 和 干涉的综合效果。
15. 在双缝干涉试验中，水平放置双缝的间距为d（双缝所在平面与水平面垂直），双缝与屏的间距为D,波长为?的光垂直入射到双缝所在平面，则屏上相邻亮纹间距为 。如果入射光由垂直入射到双缝所在平面改为与水平方向成小角度?斜向上入射，则零级亮纹将 （向上，向下，不动）移动；相邻亮纹间距为 （ 变大，变小，不变）。
16. 在单缝夫琅和费衍射实验中，观察屏上第1级亮纹所对应的单缝处波阵面可划 分为 个菲涅耳半波带，若将缝宽增大一倍，原来1级亮纹处将是第3级 纹。 二 计算题
1．（16分） 一长为L，质量为M的均匀细竿可绕支点O自由转动，原来处于静止状态，如下图所示。现有一质量为m,速率为?的子弹距支点a处水平方向快速射入竿内并一起转动。把子弹和竿看作一个系统。求：子弹射入竿内瞬间系统刚开始绕O点转动时的角速度；此时 细竿下端的速度是多少；系统的总动量又是多少。
t?1.0s时的波动方程
2．（16分）有N 个粒子，其速率分布函数为： （1）作出速率分布曲线并求出常数a； （2）求速率大于?0的粒子数 ； （3）求粒子的平均速率。
3．（15分） 如下图所示，有一半径为R的细圆环，带有电荷+Q，电荷沿圆环均匀分布，O为圆环中心，OX为穿过圆环中心与圆环所在平面垂直的中轴线。 （1）求与环中心距离x处P点的电势V (选无穷远处为电势零点)； （2）求与环中心距离x处P点的电场强度E的大小；
（3）若环以如图所示的角速度?绕OX轴转动，求P点处的磁感应强度B的大小。 4 （15分） ??在玻璃（n1?1.52）表面涂一层增反膜（n2?1.30）。为使此增反膜适用于632.8nm波长的光，膜的最小厚度e应取何值对于此膜来说，可见光区（400~760nm）什么波长的光透射最强
O x P x 汕头大学 2010~2011 学年春季学期《普通物理学》期末考试试卷参
考答案
一 填空题
F???8?j(N)?i?(4t?7)?1 r(t)?(2t?3)2j（SI制）
2 140（Ns） 140m/s
9.8?103(J) 3
?0I2?R 4 0 5 ?0/2?0
6 0 BIl2
?Bl2cos?t 17 0.1m 5Hz 0.2s 0.25? 0.025?2(J)s 30
8 4m 5m/s
Ekmax
y?0.1cos(2.5?t?0.05?)y?0.1cos(2.5??0.5?x)（SI制）
9 5/4 4/3
10 等温膨胀 绝热膨胀 等温压缩 绝热压缩
32RT11
12 1.4 13 40%
14 衍射 多缝
Dd?15 向上 不变
16 3 暗 二 计算题
1．解：撞击过程系统角动量守恒，（2分） mva?J? （2分）
J?1ML2?ma23 （4分）
得
SI
制 （）
??3mavML2?3ma2 （1分）
下端线速度大小是
vL?L??3mavL （2分） 22ML?3ma开始摆动时系统总动量： 或
ML)M2P?Pdx? （5分，写出第一步得2分） 1?P2?ma???x?22LML?3ma0L3mav(a?2. 解 作出速率分布曲线如图所示.
根据速率分布函数的归一化条件，有 2v0avdv??0v0a ?v0adv?12 所以a?3v0f ( v )
v0（2分） （2分） （4分） （根据图形得出正确答案给满分） 2v0（2）速率大于v0 的粒子数为
（3）（4分）粒子的平均速率为 （1分） （2分）
（2分） （1分） 3. 解：（1） （2） （3）
?N??dNv0?0 v 0 ???Nf(v)dvadv2? v 0 ?N?v0v0?2v N3（1分） （1分） ??Qdldq?1QdlVP?2 πR? 4 π?0r2 πRQ π?0rV4??pO ? r1分 r 2分 ? Qx 0.5分P 0.5分 2分 1分 0.5分 1分 1分 1分 2分 1分
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汕头大学学年春季学期《普通物理学》期末考试试卷
