物理（工）试题
课程代码：00420
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。
1．以大小为F的力推一静止物体，力的作用时间为Δt，而物体始终处于静止状态，则在Δt时间内恒力F对物体的冲量和物体所受合力的冲量大小分别为（ ）
A．0，0 B．FΔt，0
C．FΔt，FΔt D．0，FΔt
2．一瓶单原子分子理想气体与一瓶双原子分子理想气体，它们的温度相同，且一个单原子分子的质量与一个双原子分子的质量相同，则单原子气体分子的平均速率与双原子气体分子的平均速率（ ）
A．相同，且两种分子的平均平动动能也相同
B．相同，而两种分子的平均平动动能不同
C．不同，而两种分子的平均平动动能相同
D．不同，且两种分子的平均平动动能也不同
3．系统在某一状态变化过程中，放热80J，外界对系统作功60J，经此过程，系统内能增量为（ ）
A．140J B．70J
C．20J D．-20J
4．自感系数为L的线圈通有稳恒电流I时所储存的磁能为（ ）
A．LI2
B．
C．LI
D．
5．如图，真空中存在多个电流，则沿闭合路径L磁感应强度的环流为（ ）
A．μ0（I3-I4）
B．μ0（I4-I3）
C．μ0（I2+I3-I1-I4）
D．μ0（I2+I3+I1+I4）
6．如图，在静电场中有P1、P2两点，P1点的电场强度大小比P2点的（ ）
A．大，P1点的电势比P2点高
B．小，P1点的电势比P2点高
C．大，P1点的电势比P2点低
D．小，P1点的电势比P2点低
7．一质点作简谐振动，其振动表达式为x=0.02cos(4 (SI),则其周期和t=0.5s时的相位分别为（ ）
A．2s 2π B．2s
C．0.5s 2π D．0.5s
8．平面电磁波的电矢量E和磁矢量B（ ）
A．相互平行 相位差为0 B．相互平行 相位差为
C．相互垂直 相位差为0 D．相互垂直 相位差为
9．μ子相对地球以0.8c(c为光速)的速度运动，若μ子静止时的平均寿命为τ，则在地球上观测到的μ子的平均寿命为（ ）
A． B．τ
C． D．
10．按照爱因斯坦关于光电效应的理论，金属中电子的逸出功为A，普朗克常数为h，产生光电效应的截止频率为（ ）
A．v0=0 B．v0=A/2h
C．v0=A/h D．v0=2A/h
二、填空题Ⅰ（本大题共8小题，每空2分，共22分）
请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
11．地球半径为R，绕轴自转，周期为T，地球表面纬度为 的某点的运动速率为_____，法向加速度大小为_____。
12．用棒打击质量为0.2kg，速率为20m／s的水平方向飞来的球，击打后球以15m／s的速率竖直向上运动，则棒给予球的冲量大小为_____N·s．
13．刚性双原子分子理想气体处于平衡态时，已知一个分子的平均转动动能为
6.9×10-21J，则一个分子的平均动能为_____J，该气体的温度为_____K.
(玻尔兹曼常量k=l.38×l0-23J/K)
14．真空中有若干电荷被封闭曲面S所包围，通过S面的电通量为 .将某带电量为q的电荷从S面内移至S面外后，通过S面的电通量变为_____。
15.将两片偏振片P1和P2叠放在一起，它们的偏振化方向互成30°角，若一束光强为I0的自然光垂直入射到偏振片P1上，则通过P1后的光强I1=_____；通过P2后的光强I2=_____。
16．根据狭义相对论动量和能量的关系，能量为E的光子的动量为_____。
17．根据玻尔的氢原子理论，氢原子的能级公式为：En=- ，式中n的可取值为_____。
18．三种常用的实验数据处理方法是(1)列表法，(2)_____，(3)曲线改直。
三、填空题Ⅱ（在下列6道填空题中，只选答其中1道题，2分）
先把选做的题号填写在下面方框中括号内，再将答案填写在括号右边相应的空格内。答案写在原题空格内无分。
19．激光器的激活介质要具有合适的× × ×结构。
20．实验发现，任何一个原子核的质量总是× × ×组成该原子核的核子质量之和。
21．晶体二极管是利用× × ×的单向导电特性制成的。
22．按磁化特性可将超导体分成× × ×类。
23．若宇宙气体在膨胀过程中要保特其均匀性，那么越远的星系应有更大的× × ×。
24．轻子如电子、中微子和μ子完全不受× × ×力的影响。
四、简单计算题（本大题共3小题，每小题4分，共12分）
要写出主要的解题过程。只有答案，没有任何说明和过程，无分。
25．一只质量为m的猴子，抓住一根用绳吊在天花板上的质量为M的直杆，在绳突然断开的同时，猴子沿杆竖直向上爬以保持它离地面的高度不变。根据牛顿定律求此时杆下落的加速度。
26．如图，一摩尔单原子分子理想气体从温度为Ta的初态a出发，经绝热过程到达温度为Tb的b态，又经等容过程到达温度为Tc的c态。已知Ta-Tb=100K，Ta=Tc，普适气体常量R=8.31J／(mol·K)．求在整个过程a→b→c中，气体对外所做的功和吸收的热量。
27.如图，总电阻为R、边长为a的正方形导体框置于均匀磁场中，磁感应强度B的方向垂直于线框平面，且 .求线框中产生的感生电流大小。
五、计算题（本大题共6小题，共44分）
要写出解题所依据的定理、定律、公式及相应的分析图，并写出主要的过程。只有答案，没有任何说明和过程，无分。
28．（本题8分）如图，真空中有一被折成直角的无限长直导线，载有电流强度为I的稳恒电流。求在一直角边延长线上P点的磁感应强度的大小和方向。
29．(本题8分)沿x正方向传播的平面简谐波在t=0时刻的波形曲线如图所示，波速v=3m/s.写出用余弦函数表示的该波表达式。
30．（本题6分）如图，AB为真空中一均匀带电直线，O为AB的中点。以无限远处为电势零点，C点的电势为UC，D点的电势为UD.利用电势叠加原理和对称性求带电直线OB在C点产生的电势uC.
31．(本题8分)在单缝夫琅禾费衍射实验中，用波长λ1=650nm的平行光垂直入射单缝，已知透镜焦距f=2.00m，测得第二级暗纹距零级明纹中心3.20×l0-3m．现用波长为λ2的单色光做实验，测得第三级暗纹距零级明纹中心4.50×l0-3m．求缝宽a和波长λ2．
32.(本题6分)如图，在磁感应强度为B的均匀磁场中，一长为l的导体棒在与磁场垂直的平面内以角速度ω逆时针匀速旋转，转轴O到a端距离为 ．求导体棒ab两端的电势差。
33．（本题8分）一质量为m的人造地球卫星，在环绕地球的圆形轨道上飞行，轨道半径为r0，地球质量为M，万有引力常数为G．
(1)求卫星的动能和万有引力势能之和；
(2)当轨道半径减小时，卫星的动能和万有引力势能是增大还是减小?
