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1、汕头高校2021 学年春季学期一般物理学期末考试卷A 及参考答案一 填空题（共36 分，除特别说明外，每空1 分）1质点作匀速圆周运动的过程中， （切向，法向）加速度始终为零；质点作加速圆周运动的过程中， （切向，法向）加速度的方向始终与速度的方向相同；2一物体质量为10 kg ，受到方向不变的力F3040 t SI 的作用，在开头的2s 内，此力的冲量大小等于 （ 2 分）；如物体的初速度大小为101m s，方向与 F 同向，就在2s 末物体速度的大小等于 （2 分）；3抱负气体的热力学能内能 是 的单值函数，1 mol抱负气体的热力学能 （内能）是 .4对于满意麦克斯韦速率分布的抱负气体，
2、其平均速率v ，最概然速率v p ， 和方均根22速率v 2满意 关系；（a）v 2vv p ， （b）vv pv ， cvvv p , （ d） v pv 2v5热力学第肯定律的数学表达式是；通常规定系统从外界吸取热量时Q 为正值，系统向外界放出热量时Q 为负值；时 W 为正值，时 W 为负值；系统热力学能时 E 为正值，系统热力学能时 E 为负值；6热力学其次定律的开尔文表述为：2分；7. 导体达到静电平稳时，其内部各点的场强为，导体上各点的电势；8. 如下列图半圆形载流线圈平面与B 线平行，半径为R，载有电流I ，磁感应强度为B（如下列图） ，就 ab 边所受的安培力大小a为，方向；此线
3、圈的磁矩大小为，方向；以 ab 为轴，线圈c所受的磁力矩大小为；方向；bB9. 尺寸相同的铁环和铜环所包围的面积中，通以相同变化率的磁通量，环中感应电动势，感应电流；10. 竖直弹簧振子，T0.5s , 现将它从平稳位置向下拉4 cm 后释放 , 让其振动 . 如以平稳位置为坐标原点, 以竖直向下作为x 轴正方向 ,就振动方程为 （2 分）；11. 已知简谐运动方程x2 cos s 1 t cm , 就物体从x21 cm 运 动到x1cm 至少所用的时间为 （ 2 分）；12. 已知一平面简谐波的波动方程为y0.20 cos 2.5s 1 tm 1 xcm，就波的波速为 , 频率为 ,波长为
4、；13. 一波源作简谐振动，其振动方程为y0.04 cos240t m，它所形成的波以30 m/s的速度沿始终线传播，假设传播方向为x 轴的正方向， 介质对波没有吸取，就该波的波动方程为 ；14. 肯定波长的单色光进行双缝干涉试验时，如欲使屏上的干涉条纹变宽，可采纳的方法是：（1） ;2 ；二运算题（共 64 分，答在草稿纸上）1.（ 16 分）如图一所示，一匀称细棒长为l ，质量 m ，可绕通过端点O 的水平轴在竖直的平面内无摩擦的转动；棒在水平位置时释放，当它落到竖直位置时细棒另一端与放在地面m上的一质量也为m 的静止物块碰撞，问:Ol1 碰撞前一瞬时棒的角速度0 ; 如碰撞为完全弹性碰撞
5、，碰撞后一瞬时物块m速度的大小；图一2. 15 分一卡诺热机工作在温度为60C 和 240C 的两个热源之间，（1）求热机的效率；（2）设完成一次循环热机吸取的热量是400 mJ， 求热机放出的热量和对外界所做的功；（3）在 p-V 图上画出循环过程的示意图；（4）指出（ 3）中循环过程所包围的面积的大小；3.（ 18 分）一空气平板电容器，平板面积为S，两板距离为d；今把该电容器接到电势为V的电池上并保持连接；求：(1) 两极板之间的相互作用力，电容器所储存的能量;(2) 用力把极板之间的距离缓慢拉开到2d，需要做多少功？电容器所储存的能量变为多少？4. 15 分）如图二所示，玻璃上镀有某种
6、折射率为n2 1.5 的薄膜材料，现以可见光（400 760 nm）由薄膜方向垂直入射，在反射光中观看到波长为600 nm 的光干涉相消，已知n3n2n1，(1) 如已知薄膜的厚度200 nm d 400 nm,试求薄膜的厚度;(2) 如改用波长范畴为200 1200 nm 的光 垂直入射，就透射光中哪种波长的光会干涉相消？一 填空题（ 36 分）1. 切向切向空气n1薄膜n2玻璃n3入射反射d图二2. 140 N3. 温度4. aS （ 2 分）24 m/ s （ 2 分）iRT25. Q E2 E1 W系统对外做功外界对系统做功增加削减6. 不行能制造一种循环动作的热机，只从一个单一的热源
7、吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响；7. 零相同8. 2BIR垂直纸面对里IR 22垂直纸面对里BIR 22垂直向下9. 相同不同10. X4xos4t （ cm）（ 2 分）11.1 s （2 分）312. 2.5 m/ s1.25Hz2.0m13. y0.04 cos240 t8 x （ m）14. 减小缝宽增大缝与屏之间的距离二 运算题（ 60 分）：1 （ 16 分）： 解（1）利用角动量定理得1 l mg cosJ d2dt， J1 ml 23两边乘以 d/ 2 10mgl cosdJd得0201 l mg1 J2223g0（ 5 分）0（ 2 分）l（ 2）对 O 点，碰
8、撞前后角动量守恒就J0J1ml（ 1）（ 3 分）碰撞前后动能守恒就011 J21 J2221 m22（ 2）（ 3 分）联立方程得13gl 2（ 3 分）2（ 15 分）：解：（1）（共 4分）热机的效率是1T21800.351T1240273（ 2分）（ 1分）（ 1分）（2）（共 6分）设热机所做的功为W ，放出的热量为Q2WWQ1400mJ0.351W140.4mJ,Q2Q1W259.6mJ（ 3 分）2 分（ 1 分）(3) （共 3分）卡诺循环过程如下列图pp1AAT1T2p2p4p3oV1T1BBCDD WT2CVV4V 2V3A B等温膨胀 ;B C绝热膨胀C D等温压缩 ;
9、D A绝热压缩（4）（ 2分）循环过程包含的面积的大小为：140.4 mJ3 （ 18 分）1）电容器的电容C极板之间的电场E0 S，两极板的带电量分别为Q ， QCVdV ,d0S Vd两极板之间的相互作用力FE Q0S V 2（5 分）22d2电容器所储存的能量e1 CV 20 S2V（ 4 分）22d2）极板之间的距离为x 时，两极板之间的相互作用力0 S2F2 V，2x因是缓慢拉开，外力与两极板之间的相互作用力相同，所做的功 W2dFdx2d0 S V 2dx0S V 2（ 5 分）22dd2 x4d此时电容器的电容C 电容器所储存的能量e0 S ，2d1 C V 20S V 2（ 4
10、 分）24d4. （ 15 分）解：（ 1）反射光光程差为：反射光干涉相消条件：2n 2d2n2d2k12k0,1,2,3.3 分2 分即2取k01.5就d2k1221.5d26002得d100 nm0.5 分33600取k1 就21.5d得d300 nm0.5 分取k2就221.5d32256002得d500 nm0.5 分所以薄膜厚度为d300 nm0.5 分（ 2）透射光光程差为：反射光干涉相消条件：2n2d 2n2 d22k122k1,2,3.3 分2 分即21.5d2k122取k1 就取k2就取k3 就21.521.521.53003得900nm0.5分得450 nm0.5分得300 nm0.5分得225 nm0.5分得180 nm0.5分22300522300722取k4就21.5300取k5就21.53009221122波长为900,450,300,225 nm 的透射光相干相消0.5 分
