2012级化工类大学物理试题答案

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陕西科技大学 试题纸

课程 大学物理A 班级

学号 姓名 题号 得分 阅卷人 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 一、填空题(共40分,每小题4分)

1. 一质点沿半径为0.1m的圆周运动,用角坐标表示的运动学方程为??2?4t ( SI ),则t=2s时质点切向加速度大小为 25.6m/s,法向加速度大小为 0.8m/s 。

2. 质量为5kg的质点,开始时静止在x?0处,在沿x轴正方向的合力F(x)?3x2?2x(SI)作用下运动,则运动到x?2m处,合力F(x)做的功A=12J,质点运动的速度大小为

326。 53. 电子带电 -e,围绕原子核作匀速圆周运动,半径为R,速率V,可看作反方向的圆电流,电流大小I=

?I?evev,圆心磁感应强度大小B? 0?02 。 2?R2R4?R4. 光滑水平桌面上有一小孔,孔中穿一轻绳,绳的一端栓一质量为m的小球,另一端用手拉住.若小球开始在光滑桌面上作半径为R1速率为v1的圆周运动,今用力F慢慢往下拉绳子,当圆周运动的半径减小到R2时,则小球的速率为 2)v121212m(R12?R2 。 mv2?mv1?2222R2R1v1 , 力F做的功 R25. 真空中一长为L的均匀带电细直杆,总电量为q。则在直杆延长线上距杆的一端距离为d的P的电势为

q4??0LlnL?a 。 a第 1 页 共3 页

6. 稳恒磁场的安培环路定理 磁感应强度的环路积分,等于该回路所包围电流的代数和的?0 倍。

7. 若在固定端x=0处反射的反射波的波动方程是y2=Acos2π(υt-x/λ),设反射波无能量损失,那么入射波的波动方程为y1=Acos[2??t?x/????] ,形成的? 驻波的相邻波腹的间距是

?。 28.一质点同时参与两个同方向的简谐振动,其振动方程分别是 x1=0.5cos(4t+π/3), x2=0.3cos(4t-2π/3) (SI),合振动的振动方程: x?0.2cos(4t??/3)。 9. 单缝的夫琅禾费衍射中,狭缝宽度a?0.50mm,波长??0.55?m的单色光垂直照射时,则对于第1级衍射暗纹,单缝所在波面可分为 2 个半波带,此暗纹衍射角为 1.1?10。 10. 如图所示,真空中两个初相相同的相干光源s1和

?3s2,发出波长为?的光.A是它们连线的中垂线上的一

点.若在s1和A之间插入厚度为e、折射率为n的薄玻璃片,则两个光源发出的光在A点的位相差??=

S1 A

S2 .

2??(n?1)e.若已知??500nm,n?1.5,A点恰为第

四级明纹中心,则e? 4000 nm.

二、计算题 (共60分)

1、(15分)

如图所示,均匀圆盘的半径为R?0.2m ,质量为m1?4kg,重物

R1 m1

m2?2kg,轴处无摩擦。

求 (1) 绳子中的张力,

(2) 当重物下降5m时,张力矩的功, (3) 当重物下降5m时,重物的速度是多少?

m2 解:(1)分别选圆盘和重物为研究对象,受力分析如图 2分 选物体向下、滑轮顺时针方向为正, 1分

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则:对圆盘:TR?J? 2分 对物体:m2g?T?m2a 1分 及:J? 解得 T?1m1R2 a?R? 1分 2m1m2g?g?10(N) 1分

(2m2?m1)(2)A?M?d??TR?d??T?h?50(J) 3分 (3)选重物为研究对象,由动能定理得 (m2g?T)?h???1m2v2?0 2分 2 解得:v?10?3.3m/s 1分

2、(10分)

一带电细线弯成半径为R的半圆形,电荷线密度为?,如图所示: 当???o(?o为一常数)时. 环心O处的电场强度的大小。

解:如图,在和x轴正向夹角?的位置,半径转过一角d?,

R φ X Y ?dE

对应的圆弧d?所带的电量作为点电荷元dq??d???Rd? 3分 该点荷元在圆心产生的电场强度方向如图,

?大小为 dE??dq?d?? 3分

4??0R24??0R??d??d?cos? dEy??sin? 1分

4??0R4??0R在坐标轴上的分量为:dEx??当???0时, Ex????0??d?cos??cos??d??0 1分 ?04??0R4??0R第 3 页 共3 页

Ey????0??0?d? 1分 sin???sin??d????04??0R4??0R2??0R?0 1分

2??0R ?v 所以 E?Ey??3、(10分)

载有电流I的长直导线附近,导体棒MN与电流I在同一个平面内,且MN在垂直于电流方向上的投影长度为a,夹角为60,如图,端点M到长直导线电流的距离也为a.设导体棒MN以速度v平行于长直导线导线平移,求导体棒MN上感应电动势的大小和方向。

解:建立如图所示的坐标系 导线外的磁场为B??0I2?x0N

I

M a 600 a , 2分

距导线距离坐标为x,在导线上取微元d?, 2分 该微元切割磁感线时在微元两端的电动势为

v?I????d??(v?B)?d??vBsind??cos1200??vBdx??0dx, 3分

22?x则导体棒MN两端的电动势为

?ab??d???(v?B)?dx???NMNNrrr2aav?0I?Ivdx??0ln2?0, 2分 2?x2?电动势的风向N?M。 1分

4、(15分)

用波长为600nm的单色光垂直照射到一光栅上,测得第二级主极大的衍射角为30,且第三级缺级.

(1)光栅常数是多少? (2)透光缝的最小宽度是多少?

(3)假设接收屏足够大,能看到几条主极大?

(4)假设光栅之后的透镜焦距是0.6m,求二级主极大的间距。

解:(1)由 dsin??k? k?0,?1,?2,?3....... 2分

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