2011年12月考试大学物理第一次作业

2011年12月考试大学物理第一次作业一、判断题（本大题共30分，共10小题，每小题3分）1.物体运动的速度越大，它具有的功也越大()2.物体处于一定的高度，就具有一定的重力势能()3.若刚体所受到的合外力为零，则刚体对定轴的角动量守恒()4.一物体的加速度恒定，而其速度方向不断改变()5.不可逆过程一定找不到另一过程使系统和外界同时复原()6.气体的温度表示每个分子的冷热程度()7.弹性势能和重力势能的零势点均可任意选择()8.气体的温度是分子平均动能的量度()9.a变化但质点作直线运动是可能的()10.在封闭容器中有一定量的理想气体，若气体各部分压强相等，分子数密度也相同，则该气体处于平衡态()二、填空题（本大题共40分，共8小题，每小题5分）1.质量为M的车以速度v沿光滑水平地面直线前进，车上的人将一质量为m的物体相对于车以速度u竖直上抛，则此时车的速度为______2.温度27℃时，1mol氢气具有的平动动能为______，转动动能为______3.一质点沿x轴运动，速度与位置的关系为v=kx，其中k为一正常量，则质点在任意x处的加速度为______4.一圆运动质点的轨迹半径R=1.24，质点的角加速度α=2t，若t=0时质点角速度为=0.32，t=1时质点的角速度为______、切向加速度为______何法向加速度为______5.一质点运动的速度与路程关系为v=4+3s，则切向加速度与路程的关系为______6.一星球可看作绕轴转动的匀质球体，若在一个演化过程中它的半径缩小为原来的一半，它的自转周期为原来的______倍，它赤道上一点的速率是原来的______倍7.有氦气、氢气和水蒸气混合处于平衡态，若氦分子的平均动能为0.03eV，则氢分子的平均动能为______eV，水分子的平均平动动能为______eV，平均转动动能为______eV8.一质点沿半径为R的圆周运动，角速度，其中k为一正常量。设t=0时质点角位置，则任意t时刻质点的角位置______、角加速度______、切向加速度______和法向加速度______三、计算题（本大题共30分，共6小题，每小题5分）1.质量m=2kg的物体沿x轴作直线运动，所受合外力F=10+6x2（SI）。如果在xo=0处时速度Vo=0；试求该物体运动到x=4m处时速度的大小2.如图，一辆静止在光滑水平面上的小车，车上装有光滑的弧形轨道，总质量为M，今有一质量为m、速度为的铁球，从轨道下端水平射入，求球沿弧形轨道上升的最大高度h及此后下降离开小车时的速度V3.一定量的理想气体，等温线与绝热线在P－V图上相交，交点处的斜率比为0.714，求该气体的定体摩尔热容4.如图所示，4×10－3kg氢气被活塞封闭在一容器的下半部1/2体积，与外界平衡（忽略活塞质量与厚度，且不能脱离容器）。现把2×104J的热量缓慢传给气体，使之逐渐膨胀，活塞外大气处于标准状态，求氢气最后的压强、温度和体积。5.对于如图所示的循环过程：（1）说明各分过程的名称，问循环曲线所包围的三角形面积是否代表该循环的净功？能否有图中标出的顺时针循环确定它的热机循环?（2）将该循环在P-v图中表示出来（3）该循环的各分过程是吸热还是放热？用各分过程吸、放热量的绝对值表示循环的热机效率或制冷系数？6.长l的绳一端固定，另一端系一质量为m的小球，今小球以水平速度从A点抛出，在竖直平面内作圆周运动，由于存在空气阻力，小球在C点（θ＜90°）脱离圆轨道，求阻力所作的功答案：一、判断题（30分，共10题，每小题3分）1.×2.√3.×4.√5.√6.×7.√8.×9.√10.√二、填空题（40分，共8题，每小题5分）1.参考答案：A解题方案：抛出前系统的动量为(M＋m)v，抛出后m的动量为mv评分标准：2.参考答案：解题方案：平动动能E=3RT/2转动动能E=RT评分标准：3.参考答案：解题方案：a＝dv/dt＝kdx/dt＝kv评分标准：4.参考答案：解题方案：对α＝dω/dt积分可计算角速度，at＝Rα，an＝Rω2评分标准：5.参考答案：at＝12+9s解题方案：at＝dv/dt＝3ds/dt＝3v评分标准：6.参考答案：1/42解题方案：转动惯量减小为1/4，而角动量守恒，因此角速度增加为4倍，周期减小为1/4，赤道的速率等于角速度乘以半径，是原来的2倍评分标准：7.参考答案：0.050.030.03解题方案：氦气、氢气和水蒸气的自由度分别为3、5和6，每一自由度上的能量相等，水分子的平动、转动自由度分别都是3评分标准：8.参考答案：解题方案：对ω＝dθ/dt积分可计算角位置，α＝dω/dt，at＝Rα，an＝Rω2评分标准：三、计算题（30分，共6题，每小题5分）1.参考答案：解题方案：评分标准：给出合力的功4分，写出动能定理等式4分，结果2分2.参考答案：解题方案：评分标准：上升过程中动量守恒、机械能守恒各2分，结果1分，下降过程动量守恒、机械能守恒各2分，结果1分3.参考答案：解题方案：评分标准：写出等温线斜率3分，绝热线斜率3分，求出γ2分，求出等体摩尔热4.参考答案：解题方案：评分标准：写出初始条件1分，求出Q1得1分，比较Q1、Q得1分，得到等压膨胀的末态参数2分，求出Q2得1分，写出等容过程的吸热表达式1分，求出最后的P、V、T各1分5.参考答案：解题方案：评分标准：分布判断出3个分过程各1分，两个回答各1分，画出P-V图3分，求出制冷系数2分6.参考答案：解题方案：评分标准：写出功能原理表达式3分，求出机械能的增量3分，写出C点处的临界条件2分，结果2分