017--大学物理

《大学物理》模拟卷一、简答题1、如果由于温室效应，地球大气变暖，致使两极冰山熔化，对地球自转有何影响？为什么？解地球自转变慢。这是因为冰山融化，水向赤道聚集，地球的转动惯量增大，地球的自转角动量守恒，即恒量.所以角速度变小了。2、简述电流密度与电流强度的区别与联系?电流强度是标量，反映了单位时间内载流子通过导体整个横截面的状况，不涉及载流子穿越该横截面各处的细节。电流密度是矢量，它在导体中任意一点的方向与正载流子在该点的流动方向相同，它的大小等于通过该点并垂直于电流的单位截面的电流强度。3、简述共振的产生与应用?当驱动力角频率接近系统的固有角频率时，受迫振动振幅急剧增大的现象，称为共振。应用参考书本P1484、试解释晚霞为什么是红色的而晴空的云是白色的？是因为此时太阳光几乎平行于地面，穿过的大气层最厚，所以波长较短的蓝紫光几乎都朝侧向散射，仅剩下波长较长的红光到达观察者，加之近地面的尘埃，更增强了散射作用。于是我们看到蓝蓝的天，反射红红的太阳光的云朵(朝霞或晚霞)。一般的云中的小水滴和烟中的固体颗粒都比可见光中的波长要长，于是白光照射时，对几乎所有的光都产生Mie散射，使我们看到的云呈白色。5、简述狭义相对论的两条原理?①狭义相对性原理，不仅力学实验，而且电磁学实验也无法确定自身惯性系的运动状态，也就是说，在一切惯性系中的物理定律都具有相同的形式。②光速不变原理，真空中的光速对不同惯性系的观察者来说都是c。二、名词解释1、多普勒效应：多普勒效应是为纪念ChristianDoppler而命名的,他于1842年首先提出了这一理论。他认为声波频率在声源移向观察者时变高,而在声源远离观察者时变低2、静电屏蔽：在静电平衡状态下，空腔无其它带电体的导体壳和实心导体一样，内部没有电场。不管导体本身带电还是处于外界电场中，这一结论总是对的。这样，导体壳的表面就“保护”了它所包围的区域，使之不受导体壳外表面上的电荷或外界电场的影响，这个现象称为“静电屏蔽”。3、惠更斯-菲涅耳原理：波面S在与其相距r的P点上所产生的振动，取决于波阵面上所有面元dS在该点所产生振动的总和。其数学形式：dSCdyyrTtrkS)(2sin)(其中K（θ）是θ（r与波面法线方向的夹角）的缓变函数。4、克斯韦速率分布函数的归一化条件这是分布函数f(v)必须满足的条件二、填空题1、请写出麦克斯韦方程组的积分形式：SDJlHSBSBlESDdtIIdddtdtdddVqdSLSSLVS)(00位传内2、请写出纯电容C的阻抗和相位差：2,LZ。3、请写出最概然速率、平均速率和方均根速率数学表达式：Vp=1.41MRT、V=1.60MRT、2V=1.73MRT。4、两列光波的相干条件为：它们的光矢量振动方向几乎相同，频率相同，位相差恒定。四、计算题1、一质量为m的子弹以水平速度射入一静止悬于顶端的长棒使棒偏转了30度角，已知棒长为l，质量为m0,射入点到顶端的距离为a，求子弹的初速度v。解：系统：杆、子弹，角动量守恒：mv。a=22031malmω系统机械能守恒:2203121malmω2=mga0301COS+gm003012COSl得：malmmalmgmaV32326120002、有两个在同一直线上的简谐振动：x1=0.05cos（10t+3π/4）m和x2=0.06cos（10t-π/4）m，试问：它们合振动的振幅和初位相各为多大？若另有一简谐振动x3=0.07cos（10t+ψ）m，分别与上两个振动叠加，ψ为何值时，x1+x3的振幅为最大？ψ为何值时，x2+x3的振幅为最小？(1)合振动的振幅为.合振动的初相位,考虑到x1与x2相位相反，，所以合振动x应与x2同相位，故取.(2)当时，合振动的振幅为最大，所以这时合振动的振幅为.当时，合振动的振幅为最小，所以这时合振动的振幅为3、一个半径为R电容率为的均匀电介质球的中心放有点电荷q，求(1)电介质球内、外电位移的分布；(2)电介质球内、外电场强度和电势的分布；(3)球体表面极化电荷的密度。解(1)电介质球内、外电位移的分布,,方向沿径向向外。无论在电介质内还是在球外的真空中上式都是适用的。(2)电场强度的分布：,方向沿径向向外。：,方向沿径向向外。电势的分布：.：.(3)球体表面极化电荷的密度紧贴点电荷的电介质极化电荷总量为.电介质球表面上的极化电荷总量为,所以电介质表面的极化电荷密度为.4、半径为r、磁导率为1的无限长磁介质圆柱体(做内导体)与半径为R(r)的无限长导体圆柱面(做外导体)同心放置，在圆柱体和圆柱面之间充满磁导率为2的均匀磁介质(做绝缘体)，这样就构成了一根无限长的同轴电缆。现在内、外导体上分别通以电流I和I，并且电流在内、外导体横截面上分布均匀，试求：(1)圆柱体内任意一点的磁场强度和磁感应强度；(2)圆柱体和圆柱面之间任意一点的磁场强度和磁感应强度；(3)圆柱面外任意一点的磁场强度和磁感应强度。解电流和磁介质的分布都满足轴对称，可以用普遍形式的安培环路定理求解。在垂直于轴线的平面内，作三个同心圆，它们分别处于圆柱体内、圆柱体和圆柱面之间以及圆柱面外，其半径分别是r1、r2和r3。(1)在圆柱体内部，以半径为r1的圆作为环路，，运用安培环路定理，得,,.(2)在圆柱体和圆柱面之间的绝缘体内，以半径为r2的圆作为环路，rr2r，运用安培环路定理，得,,.(3)在圆柱面之外，以半径为r3的圆作为环路，r3r，运用安培环路定理，得,,.