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
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)
点电荷Q被曲面S所包围,从无穷远处引入另一点电荷q至曲面外一点,如图所示,则引入前后:
(A)曲面S的电场强度通量不变,曲面上各点场强不变.
(B)曲面S的电场强度通量变化,曲面上各点场强不变.
(C)曲面S的电场强度通量变化,曲面上各点场强变化.
(D)曲面S的电场强度通量不变,曲面上各点场强变化.[]
4、(本题3分)
已知某电场的电场线分布情况如图所示.现观察到一负电荷从M点移到N点.有人根据这个图作出下列几点结论,其中哪点是正确的?
(A)电场强度EM>EN.(B)电势UM>UN.
(C)电势能WM<WN.(D)电场力的功A>0.[]
5、(本题3分)
把A,B两块不带电的导体放在一带正电导体的电场中,如图所示.设无限远处为电势零点,A的电势为UA,B的电势为UB,则
(A)UB>UA≠0.(B)UB>UA=0.
(C)UB=UA.(D)UB 6、(本题3分) 两个半径相同的金属球,一为空心,一为实心,把两者各自孤立时的电容值加以比较,则 (A)空心球电容值大.(B)实心球电容值大. (C)两球电容值相等.(D)大小关系无法确定.[] 7、(本题3分) 把单摆摆球从平衡位置向位移正方向拉开,使摆线与竖直方向成一微小角度θ,然后由静止放手任其振动,从放手时开始计时.若用余弦函数表示其运动方程,则该单摆振动的初相为 (A)π.(B)π/2. (C)0.(D)θ.[] 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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