专升本大学物理

武汉工程大学2012年专升本大学物理学考试大纲一、课程的性质与任务物理学是研究物质的基本结构，相互作用和物质最基本、最普遍的运动形式（机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子运动等）及其相互转化规律的学科。物理学的研究对象具有极大的普遍性，它的基本理论渗透在自然科学的一切领域，应用于生产技术的各个部门。它是自然科学的许多领域和工程技术的基础。以物理学基础知识为内容的大学物理，它所包括的经典物理、近代物理和物理学在科学技术上的应用的初步知识等都是一个中高级专门人才所必备的。因此，大学物理课程是我校非物理类专学生的一门重要的必修基础课。我校专科各理工类专业开设大学物理课的作用， 一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础，以使其能对物质世界中最普遍、最基本的运动形式及其规律有一较为系统的认识，增强学生在生产实践中的适应能力；另一方面，通过对大学物理课的学习，使学生初步学会科学的思想方法和研究问题的方法，以使他们思路开阔，激发探索和创新精神。学好大学物理课程，不仅对学生在校的学习十分重要，而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论、新技术，不断更新知识都有深远的影响，因此，大学物理课程对提高我校培养人才的素质有着十分重要的作用。通过大学物理课的教学，应使学生对物理学所研究的各种运动形式以及它们之间的联系，有比较全面和系统认识；对大学物理课中的基本理论、基本知识能够正确地理解，并具有初步应用的能力。大学物理课的教学，应培养学生严肃认真的学习态度，掌握科学的学习方法，初步具有独立获取知识的能力。应逐步培养学生辩证唯物主义世界观。总之，在大学物理课程的各个教学环节中，都要注意在传授知识的同时，着重培养学生分析问题、解决问题的能力。二、课程教学基本要求大学物理课程的教学内容，其基本要求分为三级：掌握、理解、了解。（1）掌握：属较高要求。对于要求掌握的内容，学生应比较透彻地明了，并能熟练地用以分析和计算工科大学物理课要求的有关问题。（2）理解：属一般要求。对于要求理解的内容应清楚明了，一般不要求推导，但能用以分析和计算工科大学物理课要求的有关问题。(3) 了解：属较低要求。对于要求了解的内容，应该知道所涉及问题的现象和有关实验，并能定性解释，知道与问题有关的物理量和公式的物理意义。在经典物理部分一般不要求定量计算，在近代物理部分要求能作代公式性质一类的计算。三、考试基本要求1 .力学(1)掌握位移、位矢、加速度、速度、角速度和角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。能借助于直角坐标系计算质点作空间运动时的速度、加速度。能计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。(2)了解质点的相对运动问题，了解伽利略相对性原理，了解伽利略坐标、速度变换。(3)了解牛顿三定律及其适用条件。掌握用微积分方法求解一维变力作用下的简单质点动力学问题。了解惯性系和非惯性系的基本概念。(4)掌握功的概念，能计算直线运动情况下变力的功。掌握保守力作功的特点及势能的概念，会计算重力、弹性力和万有引力势能。(5)掌握质点的动能定理、动量定理以及动量守恒定律，理解其应用条件；掌握质点的角动量，并能用它们分析、解决质点运动的力学问题；掌握机械能守恒定律。掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法，能分析简单系统在平面内运动的力学问题。(6)了解刚体平面运动的角量描述，理解有关概念，会计算匀变速转动的简单问题。(7)掌握转动惯量概念。掌握刚体绕定轴转动的转动定律；掌握刚体绕定轴转动情况下的角动量定理和角动量守恒定律。(8)掌握运用刚体定轴转动中动能定理和机械能守恒定律。2.气体动理论及热力学(1) 了解气体分子热运动的物理图象。了解理想气体的压强公式和温度公式，能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念。了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现。(2)通过理想气体的刚性分子模型，理解气体分子平均能量按自由度均分定理，掌握并会应用该定理计算理想气体的定压摩尔热容、定容摩尔热容和内能。(5)掌握功和热量的概念。理解准静态过程(平衡过程)。掌握热力学第一定律。掌握和分析、计算理想气体等容、等压、等温过程和绝热过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环的效率。3.电磁学(1)理解静电场的基本性质、电场强度和电势的概念以及电场强度和电势的叠加原理。掌握并能计算基本问题中的电场强度和电势。(2)掌握静电场的基本规律：高斯定理和环路定理，掌握用高斯定理计算电场强度的条件和方法。(3)了解磁场的基本性质和磁感应强度的基本概念。了解毕奥-萨伐尔定律。了解计算一些简单问题中的磁感应强度的方法。(4)掌握安培定律和洛仑兹力公式。能计算简单几何形状载流导体和载流平面线圈在均匀磁场中或在无限长载流直导线产生的非均匀磁场中所受的力和力矩。能分析点电荷在均匀电场、磁场中的受力和运动，撑握霍耳效应及其计算方法。(5)理解电容、自感系数和互感系数等概念，并能作简单计算。(6)了解电磁场的能量。(7)了解电磁场的传播方式与电磁波谱。4 .振动和波动(1)掌握描述简谐振动和简谐波的各物理量及各量间的关系。(2)理解简谐振动的基本特征，能对质点的一维振动进行动力学分析，建立一维简谐振动的微分方程，以确定是否是简谐振动；能根据给定一维谐振动的初始条件建立振动方程，并理解其物理意义。(4)了解同方向，同频率两个简谐振动的合成规律。(5)了解机械波产生的条件。掌握建立平面简谐波的波动方程的一般方法及波动方程的物理意义。理解波形图线。(6)了解惠更斯原理和波的叠加原理。理解波的干涉性质，了解其相干条件。能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。(7)动光学(1) 了解获得相干光的方法。掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系。掌握并能分析、计算双缝干涉，以及薄膜的等倾、等厚干涉问题。(2) 了解惠更斯菲涅耳原理，掌握分析夫琅和费单缝衍射条纹分布规律的方法，并会分析和计算缝宽及波长对夫琅和费衍射条纹分布的影响。章节主要内容学时安排作业题量备注讲授力学绪论与质点运动学（4）183 次，9 页质点动力学综合（6）刚体定轴转动（8）热学气体分子运动学（6）142 次，5 页热力学基础（8）电磁学静电场（5）305 次，16 页稳恒电流与磁场（8）电磁相互作用（4）电介质与磁介质（6）电磁感应与电磁波振动和波振动（5）102 次，6 页波动（5）波动光学光的干涉（5）103 次，8 页光的衍射（5）近代物理4机动4合计9015 次 44 页四、学时分配建议建议教材及主要教学参考书自编教材：黄祝明，吴锋.大学物理学(上册、下册),北京：化学工业出版社，2004 年.主要参考书：马文蔚(东南大学等七所工科院校).物理学(第四版).北京：高等教育出版社，1999 年.大学物理学考试样题1 .质量为1kg的质点，由静止开始沿曲线 rt3i2j(SI)运动，则在t0到t2s的时间内，作用在该质点上的合外力所做的功为575(A)J(B)20J(C)J(D)72J442 .光滑的水平桌面上，有一长为2L、质量为m的匀质细杆，可绕过其中点且垂直于杆的竖直光滑固定轴O自由转动，其转动惯量为mL,3器累，二工靠胃为以黑黑运动，如图所示。当两小球同时与杆的两个端点发生完全v非弹性碰撞后与杆粘在一起转动，则这一系统碰撞后的转仰尢动角速度为：(A)2V.(B)曳(C)型(D)生3L5L7L9L3.“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外作功。对此说法，有如下几种评论，哪种是正确的？(A)不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律。(B)不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律。(C)不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律。(D)违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。4 .两容器内分别盛有两种不同的双原子分子理想气体，若它们的压强和体积相同，则两气体：(A)内能一定相同。(B)内能不等，因为它们的温度可能不同(C)内能不等，因为它们的质量可能不同(D)内能不等，因为它们的分子数可能不同。5.在磁感应强度为B的均匀磁场中作一半径为r的半球面S,S边线所在平面的法线方向单位矢量n与B的夹角为，则通过半球面S的磁通量为：(A)r2B(B)2r2B6.一铜板厚度为D=1.00mm放置在磁感应强度为B=2.70T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体的侧表面，如图所示，现测得铜板上下两面电势差为U2.20105V,已知铜板中自由电子数密度n4.201028m3,电子电量e1.601019C,则此铜板中的电流为：(A)82.2A.(B)54.8A.(C)30.8A.(D)22.2A.7.一物体作简谐振动，振动方程为xAcos(t/4)。在1=丁/4(丁为周期)时刻，物体的加速度为：(A)2,2A2(B)1、2A2(C)173A2(D)2v3A28.一个质点作简谐振动，振幅为A,在起始时刻质点的位移为-A,且向x轴的2负方向运动，代表此简谐振动的旋转矢量图为：(A)在两个相干波源连线中垂线上各点必为干涉极大(C)r2Bsin(D)2兀rBcosa(B)在两列波相遇的区域的某质点若包为静止，则这两列波必相干。(C)在同一均匀媒质中两列相干波干涉结果由波程差来决定。(D)两相干波相遇区各质点，振幅只能是Ai-A或A+A2o10.用某单色光作杨氏双缝实验，双缝间距为0.6mm在离双缝2.5m处的屏上出现干涉条纹，现测得相邻明纹间的距离为2.27mm则该单色光的波长是：(A)5448A(B)2724A(C)7000A(D)10960A二.填空题(每题3分，共30分)1 .质点在oxy平面上运动，运动学方程为racostibsintj.式中a,b,为正的常量.则质点的速度v=,加速度a.(矢量式)22 .质点沿半径为R的圆周运动，运动学万程为3t(SI),则t时刻质点的法向加速度大小为an=;角加速度=.3 .imol单原子分子理想气体，在1atm的恒定压力下温度由0c加热至100c时,内能改变量为;从外界吸热为4.半径为R的均匀带电细圆环，电荷线密度为，则环心处的电势 3场强大小E=二5 .图示为一面电荷密度为的无限大均匀带电平板， 现作一关于带电平板左右对称的圆柱形高斯面，其底面积为s且与平板所在平面平行，则电场强度对该高斯面侧表面积的通量大小为：,对其两个底面的总的电通量大小为：。6 .如图真空中环绕两根通有电流为I的导线的几种环路，则对环路L1,有隹dl=；(L1)对环路L2,有Bdl=.(L2)7 .图中所示为两个简谐振动的振动曲线.若以余弦函数表示这两个振动的合成8.一个余弦横波以速度u沿X轴正向传播，t时刻波形曲结果，则合振动的方程为XX1X2(SI)0线如图所示。试分别指出图中A、RC各质点在该时刻的运动方向。A;B;C。9 .在空气劈尖干涉的实验中，当劈尖夹角变小时，干涉条纹的分布如何改变（疏或密），若劈尖夹角不变，但在劈尖中充以某种液体，则干涉条纹如何改变（疏或密）.o10 .用波长为5500A的单色平行光垂直投射在每厘米刻有5000条刻痕的平面光栅上，则此光栅的光栅常数为;能观察到的完整谱线的最大级数为.计算题（每题8分，共40分）1 .质量为m长度为L的匀质杆可绕通过其下端的水平光滑固定轴R在竖面内转动，如图。设它从竖直位置自由静止倒下，求它倾倒到与水平面必8的角速度和角加速度B。一2.如图所示abcda为1mol单原子分子理想气体进行的循环过程，求循环过程中气体从外界吸收的热量和对外作的净功.3 .载流导线电流为I,弯成如图所示形状，求O点的磁感应强度。04 .（1）在单缝夫琅和费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长，15000A,027200A。已知单缝宽度为 a1.0102cm,透镜焦距f=50cm。求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离。（2）若用光栅常数 d1.0103cm 的光栅替换单缝，其它条件和上一问相同，直平0XlC5Pa)求两种光第一级主极大之间的距离5.如图所示，匀强磁场的万向垂直纸面向内，磁感应强度B=0.01TO一铜棒OA长L=10cm以=50rad/s的角速度绕垂直于纸面且通过O的轴逆时针方向转动，求铜棒中所产生的动生电动势，O点和A点之间的电势差。XV-XXXXwrXXX;XxxxXLXXXXVx/xXXXXX，卜、八XIxlxlxxXX