郑州大学大学物理期末考试题.docx
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郑州大学大学物理期末考试题
郑州大学2013年大学物理期末考试题
郑州大学2013
大学物理期末考试题
一
二
三
四
五
六
七
八
总分
合分人_______________复查人_____________
得分
评阅人
一、选择题(共21分)
1、(本题3分)
用水平压力
把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止.当
逐渐增大时,物体所受的静摩擦力f
(A)恒为零.
(B)不为零,但保持不变.
(C)随F成正比地增大.
(D)开始随F增大,达到某一最大值后,就保持不变[]
2、(本题3分)
设有一“无限大”均匀带正电荷的平面.取x轴垂直带电平面,坐标原点在带电平面上,则其周围空间各点的电场强度
随距离平面的位置坐标x变化的关系曲线为(规定场强方向沿x轴正向为正、反之为负):
[]
3、(本题3分)
得分
评阅人
二、填空题(共21分)
8、(本题4分)
如图,在光滑水平桌面上,有两个物体A和B紧靠在一起.它们的质量分别为mA=2kg,mB=1kg.今用一水平力
F=3N推物体B,则B推A的力等于______________.如用同样大小的水平力
从右边推A,则A推B的力等于___________________.
9、(本题5分)
1mol氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧气瓶中,温度为27℃,
这瓶氧气的内能为________________J;分子的平均平动动能为____________J;
分子的平均总动能为_____________________J.
(摩尔气体常量R=8.31J·mol-1·K-1玻尔兹曼常量k=1.38×10-23J·K-1)
10、(本题3分)
一质子和一α粒子进入到同一电场中,两者的加速度之比,ap∶aα=
________________.
11、(本题3分)
在相对介电常量为εr的各向同性的电介质中,电位移矢量与场强之间的关系
是___________________.
12、(本题3分)
在相对介电常量εr=4的各向同性均匀电介质中,与电能密度we=2×106J/cm3
相应的电场强度的大小E=_______________________.
(真空介电常量ε0=8.85×10-12C2/(N·m2))
13、(本题3分)
两个同方向的简谐振动,周期相同,振幅分别为A1=0.05m和A2=0.07m,它们合成为一个振幅为A=0.09m的简谐振动.则这两个分振动的相位差为
___________rad.
得分
评阅人
三、计算题(共50分)
14、(本题10分)
如图所示,有两个长方形的物体A和B紧靠着静止放在光滑的水平桌面上,已知mA=2kg,mB=3kg.现有一质量m=100g的子弹以速率v0=800m/s水平射入长方体A,经t=0.01s,又射入长方体B,最后停留在长方体B内未射出.设子弹射入A时所受的摩擦力为F=3×103N,求:
(1)子弹在射入A的过程中,B受到A的作用力的大小.
(2)当子弹留在B中时,A和B的速度大小.
得分
评阅人
15、(本题10分)
在半径为R的具有光滑竖直固定中心轴的水平圆盘上,有一人静止站立在距转轴为
处,人的质量是圆盘质量的1/10.开始时盘载人对地以角速度ω0匀速转动,现在此人垂直圆盘半径相对于盘以速率v沿与盘转动相反方向作圆周运动,如图所示.已知圆盘对中心轴的转动惯量为
.求:
(1)圆盘对地的角速度.
(2)欲使圆盘对地静止,人应沿着
圆周对圆盘的速度
的大小及方向?
得分
评阅人
16、(本题10分)
0.02kg的氦气(视为理想气体),温度由17℃升为27℃.若在升温过程中,
(1)体积保持不变;
(2)压强保持不变;(3)不与外界交换热量;试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功.
(普适气体常量R=8.31
)
得分
评阅人
17、、(本题10分)
一电容器由两个很长的同轴薄圆筒组成,内、外圆筒半径分别为R1=2cm,R2=5cm,其间充满相对介电常量为εr的各向同性、均匀电介质.电容器接在电压U=32V的电源上,(如图所示),试求距离轴线R=3.5cm处的A点的电场强度和A点与外筒间的电势差.
得分
评阅人
18、(本题10分)
一平面简谐波沿Ox轴正方向传播,波的表达式为
而另一平面简谐波沿Ox轴负方向传播,波的表达式为
求:
(1)x=λ/4处介质质点的合振动方程;
(2)x=λ/4处介质质点的速度表达式.
得分
评阅人
四、证明题
19、(本题8分)
证明两个质量相等的小球作非对心弹性碰撞时,若其中之一原先静止,则碰后两个小球的速度相互垂直.
郑州大学2006第二学期
大学物理
(一)试题B答案
1-7(每题3分,共21分)
BCDDDCC
8、(本题4分)
2N2分
1N2分
9、(本题5分)
6.23×1032分
6.21×10-212分
1.035×10-211分
10、(本题3分)
2∶13分
11、(本题3分)
3分
12、(本题3分)
3.36×1011V/m3分
参考解:
=3.36×1011V/m
13、(本题3分)
1.473分
14、(本题10分)
解:
子弹射入A未进入B以前,A、B共同作加速运动.
F=(mA+mB)a,a=F/(mA+mB)=600m/s22分
B受到A的作用力N=mBa=1.8×103N
方向向右2分
A在时间t内作匀加速运动,t秒末的速度vA=at.当子弹射入B时,B将加速而A则以vA的速度继续向右作匀速直线运动.
vA=at=6m/s2分
取A、B和子弹组成的系统为研究对象,系统所受合外力为零,故系统的动
量守恒,子弹留在B中后有1分
2分
1分
15、(本题10分)
解:
(1)设当人以速率v沿相对圆盘转动相反的方向走动时,圆盘对地的绕轴角速度为ω,则人对与地固联的转轴的角速度为
①2分
人与盘视为系统,所受对转轴合外力矩为零,系统的角动量守恒.1分
设盘的质量为M,则人的质量为M/10,有:
②2分
将①式代入②式得:
③1分
(2)欲使盘对地静止,则式③必为零.即
ω0+2v/(21R)=02分
得:
v=-21Rω0/21分
式中负号表示人的走动方向与上一问中人走动的方向相反,即与盘的初始转动方向一致.
1分
16、(本题10分)
解:
(1)设当人以速率v沿相对圆盘转动相反的方向走动时,圆盘对地的绕轴角速度为ω,则人对与地固联的转轴的角速度为
①2分
人与盘视为系统,所受对转轴合外力矩为零,系统的角动量守恒.1分
设盘的质量为M,则人的质量为M/10,有:
②2分
将①式代入②式得:
③1分
(2)欲使盘对地静止,则式③必为零.即
ω0+2v/(21R)=02分
得:
v=-21Rω0/21分
式中负号表示人的走动方向与上一问中人走动的方向相反,即与盘的初始转动方向一致.
1分
17、(本题10分)
解:
设内筒所带电荷线密度为λ,则两筒间的场强分布为
2分
两筒间的电势差为
U1-U2=U0=
由此得
3分
设两筒间任一点(距轴线距离为r)的电势为U,则
有
3分
(1)2分
或
(2)
可以证明,
(1)、
(2)两式是相等的
所以两金属圆筒间的电势分布可以用
(1)、
(2)式表示都可,只要答一个.
18、(本题10分)
解:
(1)x=λ/4处
2分
∵y1,y2反相∴合振动振幅
且合振动的初相φ和y2的
初相一样为
.4分
合振动方程
1分
(2)x=λ/4处质点的速度
3分
19、(本题8分)
证:
由动量守恒
①2分
则
设
、
的夹角为θ,则有
②1分
由于弹性碰撞,机械能(此处为动能)守恒
③2分
④
由②、④可得
2分
v1、v2不为零,必有cosθ=0,θ=π/21分
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