中国矿业大学大学物理A109级上册期末试题B卷及答案.docx
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中国矿业大学大学物理A109级上册期末试题B卷及答案
中国矿业大学2009~2010学年第二学期
《大学物理A1》试卷(B卷)
考试时间:
120分钟考试方式:
闭卷适用:
09级统考
学院:
班级:
_________学号:
姓名:
________
题号
选择题
填空题
计算题
总分
1-10
11-16
17
18
19
20
21
得分
阅卷人
一、选择题(共30分)
1.(本题3分)某物体的运动规律为dv/dt=-kv2t,式中的k为大于零的常量.当t=0时,初速为v0,则速度v与时间t的函数关系是
(A)(B)
(C)(D)[]
2.(本题3分)如图所示,假使物体沿着铅直面上圆弧轨道下滑,轨道是光滑的,在从A至C的下滑过程中,下面哪种说法是正确的?
(A)它的加速度方向永远指向圆心.
(B)它的速率均匀增加.
(C)它的合外力大小变化,方向永远指向圆心.
(D)它的合外力大小不变.
(E)轨道支持力大小不断增加.[]
3.(本题3分)一人造地球卫星到地球中心O的最大距离和最小距离分别是RA和RB.如图所示,设卫星对应的角动量分别是LA、LB,动能分别是EKA、EKB,则应有
(A)LB>LA,EKA>EKB.
(B)LB>LA,EKA=EKB.
(C)LB=LA,EKA=EKB.
(D)LB (E)LB=LA,EKA 4.(本题3分)对于不同的理想气体,只要它们的温度相同、摩尔数相同,则它们的。 (A)分子平均平动动能必定相等;(B)分子平均动能必定相等; (C)气体内能必定相等;(D)分子数密度必定相等。 [] 5.(本题3分)若气体分子的速率分布曲线如图所示,图中A,B两部分面积相等,则图中正确的判断为. (A)最概然速率; (B)平均速率; (C)方均根速率; (D)速率大于和小于的分子各占一半。 [] 6.(本题3分)在功与热的转变过程小,下面叙述不正确的是 (A)不可能制成一种循环动作的热机,只从一个热源吸收热量,使之完全变为有用的功,而其他物体不发生任何变化; (B)可逆卡诺机的效率最高,但恒小于1; (C)功可以全部变为热量,而热量不能完全转化为功; (D)绝热过程对外做正功,则系统的内能必减少。 [] 7.(本题3分)有两个电荷都是+q的点电荷,相距为2a.今以左边的点电荷所在处为球心,以a为半径作一球形高斯面.在球面上取两块相等的小面积S1和S2,其位置如图所示.设通过S1和S2的电场强度通量分别为1和2,通过整个球面的电场强度通量为S,则 (A)1>2,S=q/0. (B)1<2,S=2q/0. (C)1=2,S=q/0. (D)1<2,S=q/0.[] 8.(本题3分)C1和C2两空气电容器串联以后接电源充电.在电源保持联接的情况下,在C2中插入一电介质板,则 (A)C1极板上电荷增加,C2极板上电荷增加. (B)C1极板上电荷减少,C2极板上电荷增加. (C)C1极板上电荷增加,C2极板上电荷减少. (D)C1极板上电荷减少,C2极板上电荷减少.[] 9.(本题3分)相对地球的速度为V的一飞船,要到离地球为5光年的星球去,若飞船上的宇航员测得该旅程的距离为3光年,则V应是: (A)(B)(C)(D)[] 10.(本题3分)质子在加速器中被加速,当其动能为静止能量的4倍时,其质量为静止质量的 (A)4倍.(B)5倍. (C)6倍.(D)8倍.[] 二、填空题(共20分) 11.(本题4分)一质点沿半径为0.2m的圆周运动,其角位置随时间的变化规律是(SI制)。 在t=2s时,它的法向加速度an=___________;切向加速度aτ=___________。 12.(本题3分)如图所示,一水平圆盘,半径为r,边缘放置一质量为m的物体A,它与盘的静摩擦系数为,圆盘绕中心轴OO转动,当其角速度小于或等于时,物A不致于飞出 13.(本题4分)己知地球半径为R,质量为M.现有一质量为m的物体处在离地面高度2R处,以地球和物体为系统,如取地面的引力势能为零,则系统的引力势能为;如取无穷远处的引力势能为零,则系统的引力势能为. 14.(本题4分)试说明下列各式物理意义,式中表示麦克斯韦速率分布函数,表示气体分子最可几速率。 (1) (2) 15.(本题3分)两个平行的“无限大”均匀带电平面,其电荷面密度分别为+和+2,如图所示,则A、B、C三个区域的电场强度分别为: EA=__________________,EB=__________________,EC= _______________(设方向向右为正). 16.(本题2分)有一速度为u的宇宙飞船沿x轴的正方向飞行,飞船头尾各有一个脉冲光源在工作,处于船尾的观察者测得船头光源发出的光脉冲的传播速度大小为;处于船头的观察者测得船尾光源发出的光脉冲的传播速度大小为. 三、计算题(共50分) 17、(本题10分)质量为M半径为R的1/4圆周的光滑弧形滑块,静止在光滑桌面上,今有质量为m的物体由弧的上端A点静止滑下,试求当m滑到最低点B时, (1)m相对于M的速度v及M对地的速度V; (2)M对m的作用力N. 18、(本题10分)如图所示,一绳跨过一定滑轮C一端与放在桌面上的mA相连,另一端与mB相连,定滑轮C是半径为R的均匀圆盘,mA与桌面间的摩擦系数为μ=0.5,mC=2mB,mA=3mB,开始mA静止于桌面,mB自由下落l距离后绳子才被拉紧.求: 绳子刚拉紧的瞬间,定滑轮C的角速度;绳子拉紧后mB下落的最大距离h. 19、(本题10分)一定量的单原子分子理想气体,从A态出发经等压过程膨胀到B态,又经绝热过程膨胀到C态,如图所示.试求这全过程中气体对外所作的功,内能的增量以及吸收的热量. 20、(本题10分)一个细玻璃棒被弯成半径为R的半圆形,沿其上半部分均匀分布有电荷+Q,沿其下半部分均匀分布有电荷-Q,如图所示.试求圆心O处的电场强度. 21、(本题10分)图示为一个均匀带电的球层,其电荷体密度为,球层内表面半径为R1,外表面半径为R2.设无穷远处为电势零点,求球层中半径为r处的电势. 中国矿业大学2009~2010学年第二学期 《大学物理A1》试卷(B卷)解答 一、选择题(共30分) C,E,E,A,D,C,D,A,D,B 二、填空题(共20分) 11、80m/s2,2m/s24分 12、3分 13、4分 14、分子速率在间隔内的分子数占总分子数的百分率(概率);系统分子的平均平动动能。 4分 15、-3/(20)1分 -/(20)1分 3/(20)1分 16、c,c2分 三、计算题(共50分) 17、解: (1)由题给条件m、M系统水平方向动量守恒,m、M、地系统机械能守恒. ①2分 ②2分 1分 1分 (2)当m到达B点时,M以V运动,且对地加速度为零,可看成惯性系, 以M为参考系2分 2分 18、解: mB物体自由下落过程.当绳子刚拉紧时mB的速度为2分 以mA、mB和定滑轮为研究系统.系统所受的外力如图所示,由于受力N1,PA,PB,fμ均远小于冲力(内力),可忽略不计.这时可近似认为系统对定轴O的合外力矩为零,系统角动量守恒. 设冲击后mA,mB的速度为v,定滑轮的角速度为ω,则有 mBv1R=mBvR+mAvR+JCω2分 又 v=ωR,mA=3mB,JC=mCR2/2=mBR2 解得 ω=v0/5R2分 以mA、mB、定滑轮、地球为研究系统,系统受的力有: mA、mB的重力,这是保守内力;只有mA受桌面的摩擦力做功(设mB下降的最低位置为重力势能零点),根据功能原理可得 2分 因为 代入前式,解得2分 19、解: 由图可看出pAVA=pCVC 从状态方程pV=RT可知TA=TC, 因此全过程A→B→C的E=0.3分 B→C过程是绝热过程,有QBC=0. A→B过程是等压过程,有 =14.9×105J. 故全过程A→B→C的Q=QBC+QAB=14.9×105J.4分 根据热一律Q=W+E,得全过程A→B→C的 W=Q-E=14.9×105J.3分 20、解: 把所有电荷都当作正电荷处理.在处取微小电荷dq=dl=2Qd/ 它在O处产生场强 2分 按角变化,将dE分解成二个分量: 3分 对各分量分别积分,积分时考虑到一半是负电荷 =02分 2分 所以1分 21、解: r处的电势等于以r为半径的球面以内的电荷在该处产生的电势U1和球面以外的电荷产生的电势U2之和,即U=U1+U2,其中 U1=qi/(40r)4分 为计算以r为半径的球面外电荷产生的电势.在球面外取─→+d的薄层.其电荷为dq=·42d 它对该薄层内任一点产生的电势为 则4分 于是全部电荷在半径为r处产生的电势为 2分
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