西工大大学物理习题与综合练习

大大 学学 物物 理理 习习 题题 1 1 ．质点运动学．质点运动学 一、选择题一、选择题 1 ．质点在xoy平面内作曲线运动，则质点速率的正确表达式为 A ．B ．C ． D ．E ．（ ） 2 ．质点作匀速圆周运动，下列各量中恒定不变的量是 A ．B ． C ．D ． E ．F ．. （ ） 3 ．下列表述中正确的是 A ．质点沿轴运动，若加速度，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，则其运动轨道必为直线； D ．当质点作抛体运动时，其法向加速度 也是不断变化的。 （ ） 、切向加速度是不断变化的，因此 4 ．在离水面高度为h的湖岸边上，有人用绳子拉船靠岸。若人以匀速率v0 收绳，则船 在 水中的运动为 A ．匀速运动，且v v0 ； B ．加速运动，且v v0 ； C ．加速运动，且vω2； B．ω1ω2； C．ω1R， 则q1 受力F1 ____；q2 受力F2 ____，q受力F____。 5．如图 5-8 所示，在边长为a的正方形平面的中垂线上、距中心O点处，有一电量为＋ q的点 电荷，如取平面的正法线方向n n如图所示，则通过该平面的电场强度通量ΦE____，电位 移通量ΦD ____。 6．如图 5-9 所示，平行板电容器中充有各向同性的均匀电介质板，图中画出两组 带有箭头的线，分别用来表示电场线和电位移线，则其中图a 为线，图 b 为线。 7． 一半径为 若 的薄金属球壳， 内部充满相对介电常量为的均匀电介质， 则其电容C____。 金属球带电量Q，则电场能量为。8．电介质在电容器中的作用是和。 9．如图5-10，一平行板电容器，极板面积为S，两极板间距为a，极板上电荷面密度为 若 。 在极板间插入一厚度为b的电介质平行板，介质板的相对介电常数为 势差 ，则两极板间的电 UAB ____插入介质板后电容器储能We ____。 三、问答题三、问答题 1．试从机理、电荷分布、电场分布等方面来比较导体的静电平衡和电介质的极化有何异同。 四、计算与证明题四、计算与证明题 1．A、B、C 是三块平行金属板，面积均为S，C、B 板相距为d，A、C 板相距为 板都接 地如图 5-11 所示，C 板带正电荷Q，不计边缘效应。 ①求 A 板和 B 板上的感应电荷QA、QB 及 C 板的电势UC。 ，A、B 两 ②若在 C、B 两板之间充以相对介电常数为εr的均匀电介质，再求 A 板和 B 板上的感应电 荷QA′、QB′及 C 板的电势UC′。 2．来顿瓶是早期的一种储电容器，它是一内外均贴有金属薄膜的圆柱形玻璃瓶，设玻璃瓶 内 外半径分别为R1 和R2 ，且R2 －R1R2处， 的电介质， 则0Q′； Chh′,Q h′,Q h′,Q Q′。 4．如图所示，一平面简谐波沿x轴正向传播，P 点到坐标原点的距离为l，已知P 点的振动 方程 为，则波动方程为 （A）； （B）； （C）； （D）。 5．一束光强为I0 的自然光垂直穿过两个偏振片，两偏振片的偏振化方向成45夹角，则 穿过 两个偏振片后的光强I为 A；B； C；D。 6．设某微观粒子的总能量是其静止能量的K倍，则其运动速度的大小为 c表示真空中的 光速 A；B； C；D。 7．波长l 500nm的光沿x轴正向传播，若光的波长的不确定量Dl 10-4 nm，则利用不确 定关 系式 DpxDx3h，可得光子坐标的不确定量Dx至少为 A 0.25 m；B 0.5m； C 2.5m；D 5 .0m。 8．与绝缘体相比较，半导体能带结构的特点是 A 禁带宽度较窄；B 满带与导带重合； C 禁带宽度较宽；D 满带中总是有空穴，导带中总是有电子。 9．图为粒子在一维无限深方势阱中运动时，在某一能态上的波函数yx的曲线，则该粒子 概 率密度最大的位置为 （A）；（B）； （C）；（D）。 10．图示为一平面简谐波在t时刻的波形曲线，若此时A 点处介质质元的振动动能在增大， 则可知 （A）C 点处质元的弹性势能在增大； （B）A 点处质元的弹性势能在减小； （C）B 点处质元的振动动能在增大； （D）波沿x轴正方向传播。 二、填空题（每空 2 分，共 30 分） 1．如P-V图所示，I 过程为绝热过程，则Ⅱ过程与Ⅲ过程中，过程吸热过程放热。 2．当理想气体处于平衡态时，其分子速率分布函数为fv，则分子速率处 于最概然速率vp至∞范围内的概率△N /N＝________________。 3．一质点作简谐振动，其振动曲线如图所示。它的周期T___________；用余弦函数描述 时初相位f _________________。 4． 两个简谐振动的振动曲线如图所示， 它们合成的余弦振动的初相位为________________。 5．在双缝干涉实验中，若使两缝之间的距离增大， 则屏幕上干涉条纹间距___________；若 使 单色光波长减小，则干涉条纹间距_________________。 6．“神舟 5 号”载人飞船绕地运行轨道为近地点高200km、远地点高 350km 的椭圆轨道， 若宇航 员在整个轨道上用光学望远镜要分辨清地面上1m 线度的物体，忽略大气的影响，则该望远 镜物 镜孔径至少为。（人眼最敏感的波长为560nm） 7．水的折射率为1.33，如果想消除水面的反光，以便清楚地拍摄水下景物，则可在镜头上 加 装偏振化方向与光的入射平面平行的偏振片，同时镜头光轴与水面夹角应为。 8．一个静止的电子和一个静止的正电子，湮灭后发出光子，则此光子的波长为 ；动量为；质量为。 电子质量me 0.9110-30 kg，普朗克常数h6.6310-34 Js 9．氢原子中电子从n 3 的激发态被电离出去，需要的能量为_________eV。 10．在主量子数n 2，自旋磁量子数 数是_________________。 三、计算题（共 30 分） 1．（本题 10 分） 的量子态中，能够填充的最大电子 如图所示，一平面简谐波沿x正方向传播，振幅为A，频率为n，波速为u。 （1）t0 时原点O处的质元向x正方向运动，试写出此波的波动方程； （2）若分界处入射波与反射波振幅相等，试写出反射波的波动方程； （3）求出入射波和反射波形成驻波后在OP区间各静止点的位置。 2．（本题 7 分） 质量为 50.0g， 温度为 18C 的氮气装在容积为 0.01m3 的密闭的绝热容器中， 容器以 200m/s 的速 率作匀速直线运动，若容器突然停止，定向运动的动能全部转化为分子热运动的动能， 求热 平 衡后系统的温度和压强各增大多少（氮气的摩尔质量为m28′10-3kg/mol，普适气体常 数R 8.31J/molK） 3．（本题 5 分） 有两种波长的光l1400 nm、l2760 nm，垂直入射到光栅常数为d1.010-3 cm 的平面 光栅 上，透镜焦距f50cm，求两种光第一级主极大之间的距离。 4．（本题 8 分） 在