第Ⅰ部分 选择题
一、单项选择题(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。)1. 两同心均匀带电球面,半径分别为R
1、R
2(R
2>R
1),电荷量分别为Q
1、Q
2,则两球面之间的电势差U
1-U
2为______
A.
B.
C.
D.
A B C D
A
[解析] 设形成的球形高斯面半径为r,则电势差
。
2. 质点沿半径为R的圆周做匀速圆周运动,每T秒转一圈,在2T的时间间隔中,其平均速度与平均速率分别为______
A.
B.0,
C.0,0
D.
,0
A B C D
B
[考点] 本题主要考查的知识点是圆周运动、速度和速率的概念理解。
[解析] 对于平均速度来说,速度是有方向的,与质点的位移有关,因为质点在做圆周运动,位移为0,所以平均速度为0;对于平均速率,因为速率没有方向性,只与走过的路程大小有关,设走过一圈的路程为s,则s=2πR,由
,在2T间隔中,
7. 在均匀外磁场中,有两个平行放置的平面载流线圈1和2,线圈平面的法线方向与磁场垂直。它们的面积A
1=3A
2,通过的电流强度I
1=2I
2,则线圈1和2所受到的外磁场作用的力矩大小之比M
1:M
2等于______
A B C D
D
[解析] 磁场作用在线圈上的力矩为M=BISsinφ。题中,线圈平面的法线方向与磁场垂直,线圈1和2所受到的外磁场作用的力矩大小之比M1:M2=BI1S1:BI2S2=I1A1:I2A2=2I2·3A2:I2A2=6:1。
10. 在光滑水平面上一质量为m的木块A以速率v与另一质量也为m的静止木块B正碰后,以共同的速度运动。在碰撞过程中,木块A对木块B的作用力做功为______
A.
B.
C.
D.mv
2 A B C D
A
[解析] 设木块A和木块B共同运动的速度为v
1,根据动量守恒定律可得
。根据动能定理,木块A对木块B的作用力做功为
14. 小球做振幅为A的简谐振动,测得其速度最大值为v
m,则振动角频率ω为______
A.
B.
C.
D.
A B C D
A
[解析] 对于简谐运动,在速度最大时,有v
m=ωA,则
。
16. 对于静电场的高斯定理
的理解,下列说法中正确的是______
A.E是S内电荷产生电场的电场强度,
为S内电荷量的代数和
B.E是S内电荷产生电场的电场强度,
为S内外所有电荷量的代数和
C.E是S内外所有电荷产生电场的电场强度,
为S内电荷量的代数和
D.E是S内外所有电荷产生电场的电场强度,
为S内外所有电荷量的代数和
A B C D
17. 关于不确定关系ΔxΔp
x≥h有以下几种理解,其中正确的是______
(1)粒子的动量不可能确定。
(2)粒子的坐标不可能确定。
(3)粒子的动量和坐标不可能同时确定。
(4)不确定关系不仅适用于电子和光子,也适用于其他粒子。
- A.(1)(2)
- B.(2)(4)
- C.(3)(4)
- D.(1)(4)
A B C D
C
[考点] 本题主要考查的知识点为海森伯不确定关系。
[解析] 海森伯不确定关系:粒子在某个方向上的动量和位置坐标不能同时准确地确定。
第Ⅱ部分 非选择题
二、填空题1. 地球半径为R,绕轴自转,周期为T,地球表面纬度为φ的某点的运动速率为______,法向加速度大小为______。
[解析] 赤道处速率
,则纬度为φ某点速率为
,法向加速度
。
2. 已知一静止质量为m
0的粒子,在其做高速运动时,相对论质量为2m
0,则此时粒子的相对论动能E
k=______。(已知真空中光速为c)
m0c2
[解析] 粒子的相对论动能
3. 磁场中某点磁感应强度为B=0.20i(T),一电子以速度v=0.50×10
6i+1.0×10
6j(m/s)通过该点时受到的磁场力大小为______N。(电子电量e=1.6×10
-19C)
3.2×10-14
[解析] 磁场力F=ev×B=(1.6×10-19)×0.2i×(0.50×106i+1.0×106j)=3.2×1014(N)。
4. 如图,一长度为l的直杆可绕过上端点O的光滑水平轴转动,转动惯量为J,一质量为m的子弹沿水平方向以速度v射入静止直杆的下端并留在直杆内,子弹射入后瞬间直杆的角速度ω=______。
5. 由玻尔理论可知,氢原子可以处在某些特定的能级上,相应的能量为
,n=1,2,…。为使处于基态的氢原子电离,一个氢原子至少需从外界吸收的能量为______eV。
6. 在x轴上做直线运动的质点,已知其初速度为v
0,加速度a=4t,则其速度与时间的关系为v=______。
u=2t2+v0
[解析] 质点做直线运动,由
,得dv=adt=4tdt,则
,则v=2t
2+v
0。
三、计算题(每小题10分,共30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。)一定量的双原子分子理想气体,经历如图所示的直线过程ab,求在此过程中:1. 气体对外做的功;
解:气体对外做的功
2. 气体热力学能的改变量;
解:气体热力学能的变化
代入数据得ΔU=2.25×10
3J
3. 气体吸收的热量。
解:气体吸收的热量
Q=W+ΔU=2.85×103J
一束具有两种波长λ1和λ2的平行光垂直照射到一个衍射光栅上,测得波长λ1的第三级主极大与λ2的第四极主极大衍射角均为30°,已知λ1=560nm,求:4. 光栅常数d;
解:由公式dsinθ=±kλ
即dsin30°=3λ
1 故
5. 波长λ
2。
解:由公式dsinθ=±kλ
2得
6. 如图所示,一均匀磁场的磁感应强度B=0.01T,一动能为20eV的正电子以与磁场成60°角的方向射入,求该正电子周期T、半径R和运动轨迹螺旋线的螺距h。(已知电子的质量m=9.1×10
-31kg,电子电量q=1.6×10
-19C,1eV=1.602×10
-19J)
解:已知正电子动能为20eV=3.2×10
-18J
所以
正电子做螺旋运动的周期
螺距h=Tvcosθ
=3.57×10
-9×2.65×10
6×
m
=4.73×10
-3m
螺旋线的半径