大学物理试题及答案

x(cm)t(s)O4211．一质点沿x轴运动的规律是542ttx（SI制），则前三秒内它的(A)位移和路程都是3m；(B)位移和路程都是-3m；(C)位移是-3m，路程是3m；(D)位移是-3m，课程名称大学物理（上）考试日期2009.7.5任课教师____________考生姓名学号专业或类别题号一二三四五六七总分累分人签名题分40101010101010100得分考生注意事项：1、本试卷共6页，请查看试卷中是否有缺页。最后一页是草稿纸，将其撕下打草稿。2、考试结束后，考生不得将试卷和草稿纸带出考场。一、选择、填空题（每空2分，共40分）得分评卷人1.若一运动质点的运动函数为),(yxrr，则其速度大小为【D】。dtdrAdtrdBdtrdC||22dtdydtdxD2.一简谐振动曲线如图所示．则振动周期是【B】。(A)2.62s．(B)2.40s．(C)2.20s．(D)2.00s．路程是5m；2．vf为麦克斯韦速率分布函数，则dvvf表示(A)速率v附近，dv区间内的分子数；(B)单位体积内速率在v～v+dv区间内的分子数；(C)速率v附近，dv区间分子数占总分子数的比率；(D)单位体积内速率在v附近单位区间内的分子数；3．一质点在力的作用下在X轴上作直线运动，力23xF，式中F和x的单位分别为牛顿和米。则质点从mx1处运动到mx2的过程中，该力所作的功为：（A）42J；（B）21J；（C）7J；（D）3J；4．已知某简谐运动的振动曲线如图所示，则此简谐运动的运动方程（x的单位为cm，t的单位为s）为（A）3232cos2tx；（B）3232cos2tx；（C）3234cos2tx；（D）3234cos2tx；5．一理想卡诺热机的效率%40，完成一次循环对外作功JA400，则每次循环向外界放出的热量为：（A）J160；（B）J240；（C）J400；（D）J600；6.关于横波和纵波下面说法正确的是（A）质点振动方向与波的传播方向平行的波是横波，质点振动方向与波的传播方向垂直的波是纵波；（B）质点振动方向与波的传播方向平行的波是纵波，质点振动方向与波的传播方向垂直的波是横波；（C）纵波的外形特征是有波峰和波谷；（D）横波在固体、液体和气体中均能传播；7.用水平力FN把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止。当FN逐渐增大时，物体所受的静摩擦力Ff的大小（A）不为零，但保持不变；（B）随FN成正比地增大；（C）开始随FN增大，达到某一最大值后，就保持不变；（D）无法确定；8．两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛有氦气（均视为刚性分子理想气体）。开始时它们的压强和温度都相同，现将3J热量传给氦气，使之升高到一定的温度，若使氢气也升高同样的温度，则应向氢气传递热量为（A）3J；（B）5J；（C）6J；（D）10J；9．质量为m、半径为r的均质细圆环，去掉1/2，剩余部分圆环对过其中点，与环面垂直的轴的转动惯量为（A）mr2；（B）2mr2；（C）mr2／2；（D）mr2／4；10．btaFx（式中Fx的单位为N，t的单位为s）的合外力作用在质量为10kg的物体上，在开始2s内此力的冲量为（A）baN·s；（B）ba2N·s；（C）ba22N·s；（D）ba42N·s。二、填空题1．质量为40kg的箱子放在卡车底板上，箱子与底板间的静摩擦系数为0．40，滑动摩擦数为0．25。则（1）当卡车以加速度2m/s2加速行驶时，作用在箱子上摩擦力的大小为______________N；（2）当卡车以4．5m/s2的加速度行驶时，作用在箱子上的摩擦力大小为____________N。2.已知一谐振子在t=0时，x=0，v0，则振动的初相位为。3.质点系由A，B，C，D4个质点组成，A的质量为m，位置坐标为（0，0，0），B的质量为2m，位置坐标为（1，0，0），C的质量为3m，位置坐标为（0，l，0），D的质量4m，位置坐标为（0，0，1），则质点系质心的坐标为cx_____________，cy______________，cz________。4.一理想卡诺热机的效率为30%，其高温热源温度为400K，则低温热源温度为K。若该理想卡诺热机从高温热源吸收的热量为Q，则用于对外作功的热量为。5.已知质点沿x轴作直线运动，其运动方程为x=2+6t2-2t3，式中x的单位为m，t的单位为s，t=4s时质点的速度为m/s，加速度为m/s2。6.在室温下，已知空气中的声速u1为340m/s，水中的声速u2为1450m/s，频率相同的声波在空气中的波长在水中的波长。（填长于、等于或短于）7.设氦气为刚性分子组成的理想气体，其分子的平动自由度数为_________，转动自由度为_________。8.一质量为m、半径为R的均质圆盘，绕过其中心的垂直于盘面的轴转动，由于阻力矩存在，角速度由0减小到0／2，则圆盘对该轴角动量的增量大小为。9.均质圆盘对通过盘心，且与盘面垂直的轴的转动惯量为20kg/m2。则该圆盘对于过R/2处，且与盘面垂直的轴的转动惯量为_______________________。三、简答题1.质点作圆周运动时的加速度一定指向圆心，这种说法对吗？若不对，什么情况下该说法才成立呢？2.怎样判断两物体的碰撞是否是完全弹性碰撞？四、计算题1．一质量为m的小球用l长的细绳悬挂在钉子O上。如质量同为m的子弹以速率从水平方向击穿小球，穿过小球后，子弹速率减少到2。如果要使小球刚好能在垂直面内完成一个圆周运动，则子弹的速率最小值应为多大？（10分）Ol2AB2．如右图所示，1mol氦气在温度为300K，体积为0.001m3的状态下，经过（1）等压膨胀A1B过程，（2）等温膨胀A2C过程，（3）绝热膨胀A3D过程，气体的体积都变为原来的两倍。试分别计算前面两种过程（等压膨胀过程和等温膨胀过程）中氦气对外作的功以及吸收的热量。（10分）（k=1.38×10-23J/K，R=8.31J/mol·K）3．一容器内储有氧气，其压强为1.01×105Pa，温度为27oC，求气体分子的数密度；氧气的密度。（10分）（k=1.38×10-23J/K，R=8.31J/mol·K）一、单项选择题1．质点沿轨道AB作曲线运动（从A向B运动），速率逐渐减小，图中哪一种情况正确地表示了质点在C处的加速度?(A)(B)(C)(D)2．机械波的表达式为xty06.06cos05.0，式中y和x的单位为m，t的单位为s，则：0.0010.002aCABaCABaCAB（A）波长为5m；（B）波速为10m·s-1；（C）周期为31s；（D）波沿x轴正方向传播；3．关于最可几速率P的下列说法，正确的是：（A）P是气体分子的最大速率；（B）速率为P的分子数目最多；（C）速率在P附近单位速率区间内的分子比率最大；（D）以上说法都不正确；4．在系统不受外力作用的非弹性碰撞过程中(A)动能不守恒、动量守恒；(B)动能和动量都不守恒；(C)动能和动量都守恒；(D)动能守恒、动量不守恒；5．关于保守力，下面说法有误的是（A）保守力作正功时，系统内相应的势能减少；（B）作用力和反作用力大小相等、方向相反，两者所作功的代数和必为零；（C）质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零；（D）质点组机械能的改变与保守内力无关；6、处于平衡状态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，则它们（A）温度，压强均不相同；（B）温度相同，但氦气压强大于氮气的压强；（C）温度，压强都相同；（D）温度相同，但氦气压强小于氮气的压强；7．均质细杆可绕过其一端且与杆垂直的水平光滑轴在竖直平面内转动。今使细杆静止在竖直位置，并给杆一个初速度，使杆在竖直面内绕轴向上转动，在这个过程中(A)杆的角速度减小，角加速度减小；(B)杆的角速度增大，角加速度减小；(C)杆的角速度增大，角加速度增大；(D)杆的角速度减小，角加速度增大；8.如右图所示为一定量的理想气体的p—V图，由图可得出结论（A）ABC是等温过程；（B）BATT；（C）BATT；（D）BATT；9．水平公路转弯处的轨道半径为R，汽车轮胎与路面间的摩擦系数为，要使汽车在转弯处不致于发生侧向打滑，汽车在该处行驶速率：（A）不得小于Rg；（B）不得大于Rg；（C）必须等于Rg；（D）应由汽车质量决定；10.机械振动在介质中传播形成波长为的简谐波，对于两个相邻的同相点，下列说法不正确的是：（A）在这两点处质元的振动状态相同；（B）这两点间的距离为；（C）这两点处质元振动的振幅和频率相同；（D）这两点处质元振动的相位相同。二、填空题1．一质点具有恒定加速度jia46，在t=0时，其速度为零，位置矢量为ir100，在任意时刻的速度tv，位置矢量为tr。2．质量为m的子弹以的速率水平射入置于光滑地面上的木块，且子弹留在木块中与木块共同运动，设木块的质量为M，则木块和子弹共同运动的速率为，该过程中木块与子弹组成的系统损失的动能为。3．一理想卡诺热机，其高温热源温度为500K，低温热源温度为300K，则该卡诺热机的效率为。4．一平面简谐波的波动方程为y=0.02cos（400πt－20πx），式中各物理量的单位均为国际单位制（SI）。该平面简谐波的波速为m/s、波源振动频率为Hz。5．热力学过程可分为可逆过程和不可逆过程，如果逆过程能重复正过程的每一状态，而且不引起其他变化，这样的过程叫做。根据熵增加原理，孤立系统中的不可逆过程，其熵要。6．质量为0．25kg的物体以9．0m/s的加速度下降，物体所受空气的阻力为__________________N。7．在同一温度T=300K时，氢气的分子数密度是氧气的3倍，则氢气的压强是氧气的倍。若氢气的分子数密度为2.66×1025m-3，该气体的压强为Pa。（k=1.38×10-23J·K-1）8.一质点在力的作用下沿X轴作直线运动，力232xF，式中F和x的单位分别为牛顿和米。则质点从mx1处运动到mx3的过程中，该力所作的功为J。9.一质量为m、半径为R的均质圆盘，绕过其中心的垂直于盘面的轴转动，由于阻力矩存在，角速度由0减小到0／4，则圆盘对该轴角动量的增量大小为。10.质量为m、半径为r的均质细圆环，去掉2／3，剩余部分圆环对过其中点，与环面垂直的轴的转动惯量为。三、简答题1.有人说：“分子很小，可将其当作质点；地球很大，不能当作质点”。这种说法对吗？能将物体当作质点的条件是什么？2.质点的动量、质点的动能、力做功和势能这几个物理量中哪些与惯性系有关？四、计算题1．质量为m的质点在外力F（平行于X轴）的作用下沿X轴运动，已知t=0时质点位于原点，且初始速度为零。设外力F=-kx+F0，求从x=0运动到x=L处的过程中力F对质点所作的功。若外力F=10+2t，求开始2s内此力的冲量。（10分）2．温度为0oC和100oC时理想气体分子的平均平动动能各为多少？（10分）3．如右图所示，1mol氢气在温度为300K，体积为0.025m3的状态下，经过（1）等压膨胀A1B过程，（2）等温膨胀A2C过程，（3）绝热膨胀A3D过程，气体的体积都变为原来的两倍。试分别计算前面两种过程（等压膨胀过程和等温膨胀过程）中氢气对外作的功以及吸收的热量。（10分）（k=1.38×10-23J/K，R=8.31J/mol·K）一、单项选择题1．一质点在Y轴上运动，其坐标与时间的变化关系为Y=4t-2t2，式中Y、t分别以m、s为单位，则4秒末质点的速度和加速度为：（A）12m/s、4m/s2；（B）-12m/s、-4m/s2；（C）20m/s、4m/s2；（D）-20m/s、-4m/s2；2．在室温下，相同频率的声波在空气和水中的波长分别为气和水，则二者关系为