2012期中考试试卷

扬州大学试题纸（2011—2012学年第二学期）大学物理期中考试试卷班级________姓名学号得分一、选择题（共36分）1、以下说法正确的是(A)质点具有恒定的速度,但仍可以具有变化的速率。(B)质点的加速度越大,则质点的速度也越大。(C)切向加速度为正值时,质点运动加快。(D)法向加速度越大,质点运动的法向速度变化越快。［］2、质量分别为m1和m2的两滑块A和B通过一轻弹簧水平连结后置于水平桌面上，滑块与桌面间的摩擦系数均为μ，系统在水平拉力F作用下匀速运动，如图所示．如突然撤消拉力，则刚撤消后瞬间，二者的加速度aA和aB分别为(A)aA=0,aB=0.(B)aA0,aB0.(C)aA0,aB0.(D)aA0,aB=0.［］3、质量分别为mA和mB(mAmB)、速度分别为Av和Bv(vAvB)的两质点A和B，受到相同的冲量作用，则(A)A、B的速度增量相等．(B)A、B的动量增量相等．(C)A的动量增量的绝对值比B的大．(D)A的动量增量的绝对值比B的小．［］4、一个质点同时在几个力作用下的位移为：kjir654(SI)其中一个力为恒力kjiF953(SI)，则此力在该位移过程中所作的功为(A)67J．(B)17J．(C)67J．(D)91J．［］5、如图所示，A、B为两个相同的绕着轻绳的定滑轮．A滑轮挂一质量为M的物体，B滑轮受拉力F，而且F＝Mg．设A、B两滑轮的角加速度分别为A和B，不计滑轮轴的摩擦，则有(A)A＜B．(B)A＞B．(C)A＝B．(D)开始时A＝B，以后A＜B．［］AFxBAMBFppVVOOabc(1)(2)def6、刚体角动量守恒的充分而必要的条件是(A)刚体不受外力矩的作用.(B)刚体所受合外力矩为零.(C)刚体所受的合外力和合外力矩均为零.(D)刚体的转动惯量和角速度均保持不变.［］7、有两个半径相同，质量相等的细圆环A和B．A环的质量分布均匀，B环的质量分布不均匀．它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为JA和JB，则(A)JA＞JB．(B)JA＜JB．(C)JA=JB．(D)不能确定JA、JB哪个大．［］8、如图所示，一定量的理想气体从体积V1膨胀到体积V2分别经历的过程是：AB等压过程;AC等温过程;AD绝热过程.其中吸热最多的过程(A)是AB.(B)是AC.(C)是AD.(D)既是AB,也是AC,两者一样多.[]9、质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加一倍．那么气体温度的改变(绝对值)在(A)绝热过程中最大，等压过程中最小．(B)绝热过程中最大，等温过程中最小．(C)等压过程中最大，绝热过程中最小．(D)等压过程中最大，等温过程中最小．［］10、一定量的理想气体，分别经历如图(1)所示的abc过程(图中虚线ac为等温线)和图(2)所示的def过程(图中虚线df为绝热线).判断这两过程是吸热还是放热.(A)abc过程吸热，def过程放热.(B)abc过程放热，def过程吸热.(C)abc过程def过程都吸热.(D)abc过程def过程都放热.［］pVV1V2OABCDF11、麦克斯韦速率分布曲线如图所示，图中A、B两部分面积相等，则该图表示(A)v0为最可几速率.(B)v0为平均速率.(C)v0为方均根速率.（D）速率大于和小于v0的分子数各占一半.[]12、如图所示,一静止的均匀细棒,长为L、质量为M,可绕通过棒的端点且垂直于棒长的光滑固定轴O在水平面内转动,转动惯量为ML2/3.一质量为m、速率为v的子弹在水平面内沿与棒垂直的方向射入并穿出棒的自由端,设穿过棒后子弹的速率为v/2,则此时棒的角速度应为(A)mv/(ML).(B)3mv/(2ML).(C)5mv/(3ML).(D)7mv/(4ML).[]二、填空题（共17分）1、（2分）设质点的运动方程为jtyitxtr)()()(，其中x(t)=3t+1，y(t)=t2+2t，则t=3s时的速度为━━━━━━━━━━━。2、（4分）一个以恒定角加速度转动的圆盘，如果在某一时刻的角速度为1＝20rad/s，再转60转后角速度为2＝30rad/s，则角加速度=_____________，转过上述60转所需的时间Δt＝________________．3、（3分）一作定轴转动的物体，对转轴的转动惯量J＝3.0kg·m2，角速度0＝6.0rad/s．现对物体加一恒定的制动力矩M＝－12N·m，当物体的角速度减慢到＝2.0rad/s时，物体已转过了角度＝_________________．4、（2分）如图所示，一定量的理想气体经历a→b→c过程，在此过程中气体从外界吸收热量Q，系统内能变化E，请在以下空格内填上0或0或=0：Q_____________，E___________．5、（6分）有一瓶质量为M的氢气(视作刚性双原子分子的理想气体)，温度为T，则氢分子的平均平动动能为____________，氢分子的平均动能为______________，该瓶氢气的内能为____________________．OpVabcvf(v)v0OAB·Ovv/2俯视图三、计算题（共47分）1、（6分）一质点运动学方程为x=t2，y=(t－1)2，其中x、y以m为单位，t以s为单位。（1）试写出质点的轨迹方程。（2）试求时刻t质点的速度。（3）试求时刻t质点的切向和法向加速度大小。2、（6分）质量为m的雨滴下降时，因受空气阻力，在落地前已是匀速运动，其速率为v=5.0m/s．设空气阻力大小与雨滴速率的平方成正比，问：当雨滴下降速率为v=4.0m/s时，其加速度a多大？·mv0RO3、（10分）为求一半径R＝50cm的飞轮对于通过其中心且与盘面垂直的固定转轴的转动惯量，在飞轮上绕以细绳，绳末端悬一质量m1＝8kg的重锤．让重锤从高2m处由静止落下，测得下落时间t1＝16s．再用另一质量m2=4kg的重锤做同样测量，测得下落时间t2＝25s．假定摩擦力矩是一个常量，求飞轮的转动惯量．4.、（10分）如图所示.一质量均匀分布的圆盘,质量为M,半径为R,放在一粗糙水平面上,摩擦系数为，圆盘可绕通过其中心O的竖直固定光滑轴转动.开始时圆盘静止,一质量为m的子弹以水平速度v0垂直圆盘半径打入圆盘边缘并嵌在盘边上,求:(1)子弹击中圆盘后,盘所获得的角速度;(2)经过多长时间后,圆盘停止转动.(圆盘绕通过O的竖直轴的转动惯量为MR2/2,忽略子弹重力造成的摩擦阻力矩)5、（6分）一氧气瓶的容积为V，充了气未使用时压强为p1，温度为T1；使用后瓶内氧气的质量减少为原来的一半，其压强降为p2，试求此时瓶内氧气的温度T2．及使用前后分子热运动平均速率之比21/vv．6、（9分）1mol单原子分子的理想气体，经历如图所示的可逆循环，联结ac两点的曲线Ⅲ的方程为2020/VVpp,a点的温度为T0(1)试以T0,普适气体常量R表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ过程中气体吸收的热量。(2)求此循环的效率。(提示：循环效率的定义式η=1-Q2/Q1，Q1为循环中气体吸收的热量，Q2为循环中气体放出的热量。)p09p0apVOV0ⅡⅢⅠbc答案：CDBCABCADBDB填空题：1、ji832、6.54rad/s2和4.8s3、4.0rad/s4、0和05、23kT、25kT和25MRT/Mmo计算题：1、(1)2)1(xy1分(2)jtitv)1(22(m/s)1分(3)22)1()12(2ttta22)1(2ttan4分2、解：匀速运动时，20vkmg①2分加速运动时，makmg2v②3分由②mkgma/)(2v③由①20/vmgk④将④代入③得53.3])/(1[20vvgam/s23分3、解：根据牛顿运动定律和转动定律，对飞轮和重物列方程，得TR－Mf＝Ja/R①2分mg－T＝ma②2分h＝221at③1分则将m1、t1代入上述方程组，得a1＝2h/21t＝0.0156m/s2T1＝m1(g－a1)＝78.3NJ＝(T1R－Mf)R/a1④2分将m2、t2代入①、②、③方程组，得a2＝2h/22t＝6.4×10-3m/sT2＝m2(g－a2)＝39.2NJ=(T2R－Mf)R/a2⑤2分由④、⑤两式，得J＝R2(T1－T2)/(a1－a2)＝1.06×103kg·m21分4、(1)子弹击中圆盘的过程中,子弹和圆盘组成的系统对O点的角动量守恒mv0R=(MR2/2+mR2)TRTmg=2mv0/[(M+2m)R](2)求圆盘的摩擦阻力矩.取圆环微元dr,其摩擦阻力矩为dM=dmgr=2rdrgr=2gr2drRrgrM02d2=2gR3/3=2MgR/3(3)Mt=0Jt=J/M=(MR2/2+mR2){2mv0/[(M+2m)R]}/(2MgR/3)=3mv0/2Mg5、解：p1V=RT1p2V=21RT2∴T2=2T1p2/p13分2121212PPTTvv3分5、解：设a状态的状态参量为p0,V0,T0，则pb=9p0,Vb=V0,Tb=(pb/pa)Ta=9T01分∵2020VVppcc∴0003VVppVc1分∵pcVc=RTc∴Tc=27T01分(1)过程Ⅰ)9(23)(00TTRTTCQabVV012RT1分过程ⅡQp=Cp(Tc－Tb)=45RT01分过程ⅢacVVcaVVVVpTTCQ2020/d)()()(3)27(233320000caVVVpTTR0203030007.473)27(39RTVVVpRT3分(2)%3.1645127.471||1000RTRTRTQQQpV2分