C.hv-Ek D.hv+Ek
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
21.一质量为2kg的质点沿半径为lm的圆轨道运动,切向加速度大小恒为3m/s2,则当该质点速率为2m/s时,它所受到的合力大小为___________N.
22.如图,Oxy平面上,一质量为0.2kg的质点在直线
y=3上沿x轴正方向匀速运动,速度大小为v=3m/s.
当该质点运动到x=4m处时,质点对原点O的角动量
大小为___________kg·m2/s.
23.一电容器电压为U时储存的电能为W0.当电压为2U
时,该电容器储存的电能W=___________.
24.将一段载流直导线置于均匀磁场中,当导线与磁场垂直时,导线受到的安培力的大小为F1;当该导线与磁场的夹角为30°时,导线受到的安培力的大小为F2,则F1/F2=
___________.
25.一弹簧振子做简谐振动,劲度系数为k,振幅为A.振子经过平衡位置时的动能是__________.
26.已知氢原子的基态能量为-13.6eV,则氢原子的第一激发态能量为___________eV.
三、计算题(本大题共3小题,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。
27.一质量为2kg的质点由静止出发,在力F=(1+x)i+2yj(SI)的作用下自原点O沿x轴运动到x=2m处.求:
(1)在此过程中力F所做的功;
(2)若在此过程中只有力F做功,求质点到达x=2m时的速度.
28.如图,一横截面积为Sl的长直螺线管,单位长度上的匝数为n.在长直螺线管的外面套一个面积为S2的单匝圆线圈.若在长直螺线管中通有电流I=I0cosωt,其中I0和ω为已知正值常量,求圆线圈中的感应电动势的大小.
29.波长为500nm(1nm=l0-9m)的单色光垂直照射由两块光学平板玻璃构成的空气劈尖.观察反射光干涉条纹,距劈尖棱边l=1.56cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心,如图所示.
(1)求A处对应的空气膜厚度;
(2)求空气劈尖的夹角θ;
(3)若改用600nm的单色光垂直照射此劈尖,仍观察反射光的干涉,A处是明条纹还是暗条纹?
四、分析计算题(本题12分)
要写出解题所依据的定理、定律、公式或相应的分析图,并写出主要的过程。只有答案,没有任何说明和过程,无分。
30.如图,2mol双原子分子理想气体,被活塞(质量和厚度可忽略)封闭在容器的下半部,体积为容器体积的一半.活塞内外均处于标准状态,容器和活塞的散热忽略不计.现将热量缓慢地传给气体,使气体逐渐膨胀.
(1)试分析气体膨胀到充满整个容器前经历的是什么等值过程?
(2)求气体恰好充满整个容器时的温度T1,以及在该膨胀过程中吸收的热量Q1;
(3)气体恰好充满整个容器后,若再缓慢地传给气体Q2=831J的热量,气体又将经历什么等值过程?求气体末态的温度T2.
(标准状态:P0=1.01×105Pa,T0=273K,摩尔气体常量R=8.31J/(mol·K))