大学物理试卷含参考答案 (2).doc

1、 班级_ 学号_ 姓名_一、填空题1. 原子核的结合能近似与核子数A成 比，从而推知核力是具有饱和性的短程力；根据核半径R= 又推知核体积与 成正比，说明原子核的核子密度 。【答案】正 ； r0A1/3 ； 核子数A ； 均相同 。2. 三次电离铍(Z=4)的第一玻尔轨道半径为 ，在该轨道上电子的线速度为 。【答案】0.013nm , 8.8106ms-1 3. 已知子弹的轨迹为抛物线，初速为，并且与水平面的夹角为.则抛物线顶点及落地点的曲率半径分别为 ； 。【答案】；4. 一质点同时参与了三个简谐振动，它们的振动方程分别为, , 其合成运动的运动方程为x = .【答案】05. 长度为的细绳一

2、端系质量为的小球，另一端固定于水平桌面上，小球在此光滑水平桌面上以速率作半径为的匀速率圆周运动。当小球走完圆周时，小球所受绳子拉力的冲量大小为 。【答案】(空)6. 一质点沿半径为R的圆周运动，其路程S随时间t变化的规律为（SI)，式中b、c为大于零的常量，且，则此质点运动的切向加速度= ；法向加速度= 。【答案】-c；R7. 一颗以华人物理学家“吴健雄”命名的小行星，半径约为16，密度与地球相近。若在此小行星上发射一颗绕其表面运行的人造卫星，它的发射速度约为_。【答案】20m/s 8. 如图所示，滑轮左右两边原挂有质量均为M的物块，在右物块上又放有质量为m的小物块，忽略滑轮和绳的质量及滑轮轴

3、上的摩擦，则左物块上升的加速度为 ；m、M之间的作用力为 ；支点A所受的力为 【答案】；。 9. 如图所示，一个光滑的水平轨道与半圆轨道相连接，其中半圆轨道在竖直平面内，半径为R，质量为m的小球以某速度从A点无摩擦地滚上半圆轨道，小球通过轨道的最高点B后恰好做平抛运动，且正好落在水平地面上的C点，已知AC=AB=2R,则小球在A点时的速度大小_小球在B点时半圆轨道对它的弹力_【答案】 10. 一质点在半径为R的圆周上以恒定的速率运动，质点由位置A运动到位置B，O和O所对的圆心角为。则位置和之间的平均加速度为。【答案】(空)二、判断题 (每题2分,共20分)1. 刚体是任何情况下形状大小都不变的

4、物体,是一个理想模型.【答案】对2. 刚体处于不同方位时重力作用线都要通过的那一点叫做重心。【答案】对3. 在原子中，质子和中子统称为核子。（ ）【答案】对4. 两个力平行一固定转轴作用时它们对轴的合力矩一定为零.【答案】对5. 有几何对称中心的形体，其重心一定在对称中心处.【答案】6. 一定位置的势能在数值上等于从势能零点到该位置保守力所做功的负值。【答案】对7. 质点的位移等于其速度在发生位移这一时间内的定积分。【答案】对8. 由几个球组成的一系统，没有外力作用：如果两个球之间做非弹性碰撞，该系统机械能守恒。【答案】9. 雨滴在空气中匀速下落，机械能守恒【答案】10. 简谐波在介质中传播，

5、各质元作简谐振动，其振动的振幅和周期与简谐波的振幅和周期相同。【答案】对三、单项选择题 (每题2分,共20分)1. 氢原子光谱的巴耳末线系中谱线最小波长与最大波长之比为 A. 7/9 B.5/9 C.4/9 D.2/9 【答案】B2. 用MeV的质子和氘核（所带电荷与质子相同，但质量是质子的两倍）射向金箔，它们与金箔原子核可能达到的最小距离之比为：A.1/4； B.1/2； C.1; D.2. 【答案】C3. 卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是 A.粒子的散射实验 B.对阴极射线的研究 C.天然放射性现象的发现 D.质子的发现 【答案】A4. 以下物理过程中原子核发生变化而产

6、生新核的有（）A.光电效应现象 B.卢瑟福的粒子散射实验 C.伦琴射线的产生过程 D.太阳内部发生的剧烈反应 【答案】D5. 用粒子轰击铍核，产生的新核是碳12并释放一个不知名的粒子，这不知名的粒子（ ）A.带有正电，在磁场中可能发生偏转 B.在任意方向的磁场中都不偏转 C.这个粒子的电离本领特别强 D.这个粒子带负电，在电场中可能发生偏转 【答案】B6. 通过测量b衰变的b粒子能谱，可得出正确的结论：A.为连续谱，但最大值不确定，故与核具有能级相矛盾 B.为连续谱，有确定的最大值，但仍可确定核能级 C.为连续谱，有确定的最大值，故与核具有能级相矛盾 D.为连续谱，没有确定的最大值，故仍可确定

7、核能级 【答案】B7. 关于核裂变、核聚变的以下陈述中，错误的是：（ ）A.快中子击中重核铀，将使铀核裂变持续下去，此即链式反应； B.原子弹是利用快中子引起或产生链式反应而制成的武器； C.只要核原料足够，原子弹和氢弹都可以做得很大，其当量可达千万吨级； D.实现可控核聚变反应，目前在技术上还有不少难题有待解决。 【答案】C8. 玻尔理论用于氢原子，得到的以下结论中，错误的是：A.氢原子的基态能量为； B.氢原子的能级为； C. 氢原子第一玻尔半径（最小半径）为； D.氢原子的半径与主量子的关系为。 【答案】D9. 电子填充外层原子轨道时，先填4s轨道后填3d轨道，是由于：A. 内层电子对4

8、s电子的屏蔽作用不如对3d电子的屏蔽作用强 B.3d电子的自旋-自旋作用比4s电子的强 C.两电子间的自旋轨道作用使4s能级低于3d能级 D.3d电子与核的库仑作用比4s电子的更强 【答案】A10. 既参与强相互作用，又参与电磁相互作用和弱相互作用的粒子只有：（ ）A.重子和规范粒子;B.介子和轻子; C.介子和规范粒子;D.强子. 【答案】D四、计算题1. 2有1 mol刚性多原子分子的理想气体，原来的压强为1.0 atm，温度为27，若经过一绝热过程，使其压强增加到16 atm试求： (1) 气体内能的增量； (2) 在该过程中气体所作的功； (3) 终态时，气体的分子数密度 ( 1 at

9、m= 1.013105 Pa， 玻尔兹曼常量k=1.3810-23 JK-1,普适气体常量R=8.31 Jmol-1K-1 ) 氦气的温度改变多少？【答案】解：(1) 刚性多原子分子 i = 6， K J (2) 绝热 W =E =7.48103 J (外界对气体作功) (3) p2 = n kT2 n = p2 /(kT2 )=1.961026 个/m3 2. 已知铝原子的基态为2P1/2，试求：（1）原子磁矩为多大？（2）在磁感应强度为B=-2T的磁场中能分裂为几层？相邻能级间距为多大？ 【答案】解：（1）根据原子所处状态，可以得到=1，s=1/2，j=1/2，由此可以求得 因为j=1/2

10、，所以原子的总角动量为 = ，根据公式（17-41），铝的原子磁矩为 .（2）由于j=1/2，mj只有两个可能的取值，即1/2和-1/2。原子磁矩与磁场相互作用的附加能量的一般表达式为 （这里的数学符号还是打不出来）式中是总角动量在磁场方向上的分量，并可表示为 在我们的问题中， = 1 /2，所以能级分为两层，分别为 能级间距为 =-24-2J=-25J.3. 设粒子限制在矩形匣子中运动，即 求粒子的能量本征值和本征波函数。如,讨论能级的简并度。【答案】解： 在匣子内： 即 其中 采用直角坐标系，方程的解可以分离变量。再考虑到边条件，能量本征函数可表示为再考虑到，可以求出。粒子的能量本征值为，

11、而归一化的能量本征函数为对于方匣子，能级的简并度为满足条件的正整数解的个数。4. 15、比热容比g1.40的理想气体进行如图所示的循环已知状态A的温度为300 K求： 1) (1) 状态B、C的温度； 2) (2) 每一过程中气体所吸收的净热量 (普适气体常量R8.31 ) 【答案】解：由图得 pA400 Pa， pBpC100 Pa， VAVB2 m3，VC6 m3 1) (1) CA为等体过程，据方程pA /TA = pC /TC得 2) TC = TA pC / pA =75 K BC为等压过程，据方程 VB /TB =VC TC 得 TB = TC VB / VC =225 K (2) 根据理想气体状态方程求出气体的物质的量(即摩尔数)n 为 n = pA VA /RTA =0.321 mol 由g1.4知该气体为双原子分子气体， BC等压过程吸热 J CA等体过程吸热 J 循环过程E =0，整个循环过程净吸热 J AB过程净吸热： Q1=QQ2Q3=500 J 第 8 页