大学物理考试卷四1

温柔似野鬼°
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2020年07月31日 08:12
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大 学 考 试 卷

____________学院____________班(年)级 课程: 大学物理
姓名:_____________ 成绩:_____________

一、选择题(共33分)D A C D B D D A D C D
1、一质点作直线运动,某时刻的瞬时速度
v
2 ms,瞬时加速度
a2ms
,则一秒
钟后质点的速度
(A) 等于零. (B) 等于2 ms.
(C) 等于2 ms. (D) 不能确定. [ D ]

2、质量为m的物体自空中落下,它除受重力外,还受到一个与速度平 方成正比的阻力
的作用,比例系数为k,k为正值常量.该下落物体的收尾速度(即最后物体作匀速运动 时的
速度)将是
2

g
mg
. (B) .
2k
k
(C)
gk
. (D)
gk
. [ A ]
(A)

3、一质点作匀速率圆周运动时,
(A) 它的动量不变,对圆心的角动量也不变.
(B) 它的动量不变,对圆心的角动量不断改变.
(C) 它的动量不断改变,对圆心的角动量不变.
(D) 它的动量不断改变,对圆心的角动量也不断改变. [ C ]

4、已知两个物体A和B的质量以及它们的速率都不相同,若物体A的动量在数值上比
物体B的大,则A的动能E
KA
与B的动能E
KB
之间
(A) E
KB
一定大于E
KA
. (B) E
KB
一定小于E
KA

(C) E
KB
=E
KA
. (D) 不能判定谁大谁小. [ D ]

5、如图所示,置于水平光滑桌面上质量分别为m
1
和m
2
m
2
m
1
的物体A和B之间夹有一轻弹簧.首先用双 手挤压A和B使
B
A
弹簧处于压缩状态,然后撤掉外力,则在A和B被弹开的过

程中
(A) 系统的动量守恒,机械能不守恒.
(B) 系统的动量守恒,机械能守恒.
(C) 系统的动量不守恒,机械能守恒.
(D) 系统的动量与机械能都不守恒. [ B ]

6、几个力同时作用在一个具有光滑固定转轴的刚体上,如果这几个力的矢量和为零,
则此刚体
(A) 必然不会转动. (B) 转速必然不变.
(C) 转速必然改变. (D) 转速可能不变,也可能改变. [ D ]


7、花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动,开始时两臂伸开 ,转动惯量为J
0
,角速
度为

0
.然后她将两臂收回,使 转动惯量减少为
(A)
1
J
0
.这时她转动的角速度变为
3
1

0
. (B)
13

0

3
(C)
3

0
. (D) 3

0
. [ D ]


8、有容积不同的A、B两个容器,A中装有单原子分子 理想气体,B中装有双原子分子
理想气体,若两种气体的压强相同,那么,这两种气体的单位体积的内能 (E V)
A
和(E V)
B
的关系
(A) 为(E V)
A
<(E V)
B

(B) 为(E V)
A
>(E V)
B

(C) 为(E V)
A
=(E V)
B

(D) 不能确定. [ A ]

9、对于理想气体系统来说,在下列过程中,哪个过程系统所吸收的热 量、内能的增量
和对外作的功三者均为负值?
(A) 等体降压过程. (B) 等温膨胀过程.
(C) 绝热膨胀过程. (D) 等压压缩过程. [ D ]

10、设某种气体的分子速率分布函数为f(v),则速率在v

1
─v

2
区间内的分子的平均速
率为
(A)
(C)



v
2< br>v
1
v
2
vf

v

d
v
. (B)
v

vf

v

d
v

v
1
v
2
v
1
vf

v

d
v


v
2
v
1
f

v

d
v
. (D)

v
2v
1
f

v

d
v


f

v

dv
. [ C ]
0

11、一定量的理想气体,分别进行如图所示的两个卡
a
b'
诺循环abcda和a'b'c'd'a'.若在pV图上这两个循环曲线所
b
围面积相等,则可以由此得知这两个循环
d
(A) 效率相等.
c
(B) 由高温热源处吸收的热量相等.
d'

V
c'
O
(C) 在低温热源处放出的热量相等.

(D) 在每次循环中对外作的净功相等. [ D ]

二、填空题(共23分)
1、(2分)以速度
v
0

仰角

0
斜向上抛出的物体,不计空气阻力,其切向加速度的大小
(1) 从抛出到到达最高点之前,越来越___小____________
(2 ) 通过最高点后,越来越_______大_____________.

2、(3分) 如图,m与M以及M与水平面均无摩擦,斜面倾角为


如果使m和M相对静止,则推 M的水平力F= (M+m)gtg



3、(4分)质量m=1 kg的物体,在坐标原点处从静止出发在水平面内沿x轴运动,
其所 受合力方向与运动方向相同,合力大小为F=3+2x (SI),那么,物体在开始运动的3 m

内,合力所作的功W=____18 J _________;且x=3 m时,其速率v=______6 ms

p
a'


_________________.
4、(4分)两个相互作用的物体 A和B,无摩擦地在一条水平直线上运动.物体A的
动量是时间的函数,表达式为 P
A
= P
0

b
t ,式中P
0
、b分别为正值常量,t是时间.在
下列两种情况下,写出物体B的动量作为时间函数的表达式:

(1) 开始时,若B静止,则 P
B1
=______ b t ________________;

(2) 开始时,若

的动量为 – P
0
,则P
B2
= ___ – P
0

+ b t __________.

5、(3分)一转台绕竖直固定光滑轴转动,每10 s转一周,转台对轴的转动惯量为1200 2
kg
·
m.质量为80kg的人,开始时站在台的中心,随后沿半径向外跑去, 问当人离转台中

心2m时,转台的角速度为_____496 rad
·
s
1
_____________.

6、 (3分)不规则地搅拌盛于绝热容器中的液体,液体温度在升高,若将液体看作系则:
(填大于、等于、 小于)
(1) 外界传给系统的热量___
等于
___零;

(2) 外界对系统作的功__
大于
___零;

(3) 系统的内能的增量__
大于
________零;


7、(4分)一气缸内贮有10 mol的单原子分子理想气体,在压缩过程中外界作功209J,

气体升温1 K,此过程中气体内能增量为 ___
124.7 J
,外界传给气体的热量为__
84.3 J
____. (普适气体常量 R = 8.31 Jmol· K)

三、计算题(共44分)
1、(10分)一质点的 运动学方程为x=t
2
,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)试求当速度大小等于10ms时,质点的位置坐标。
(4)试求时刻t质点的切向和法向加速度大小。

(1)
y(x1)
2

(2)
v2ti2(t1)j
(ms)
(3)
x(4)16m

y(4)9m

(4)

2、(6分)质量m=2 kg的物体沿x轴作直线运动,所受合外力F=10+6x
2
(SI).如果
a

2(2t1)
t(t1)
22

a
n

2
t(t1)
22


在x=0处时速度v
0
=0;试求该物体运动到x=4 m处时速度的大小.

解:根据功能原理,木块在水平面上运动时,摩擦力所作的功等于系统 (木块和弹簧)机械
能的增量.由题意有

f
r
x


1
2
1
kx

mv
2

22

f
r


k
mg



kx
2
由此得木块开始碰撞弹簧时的速率为
v2

k
gx


= 5.83 ms
m
[另解]根据动能定理,摩擦力和弹性力对木块所作的功,等于木块动能的增量,应有


k
mgx

kxdx0
0
x< br>1
mv
2

2
其中




x
0
kxdx
1
2
kx

2
3、(10分)一质量为m的物体悬于一条轻绳的一端,绳另一端绕在一轮轴的轴上,如
图所示 .轴水平且垂直于轮轴面,其半径为r,整个装置架在光滑的固定轴承之上.当物体
从静止释放后,在时 间t内下降了一段距离S.试求整个轮轴的转动惯量(用m、r、t和S表
示).

解:设绳子对物体(或绳子对轮轴)的拉力为T,则根据牛顿运动定律和转动定律得
mg­T=ma ① T r=J


由运动学关系有: a = r


由①、②、③式解得: J=m( g-a) r
2
a ④
又根据已知条件 v
0
=0
1
2
at
, a=2S t
2

2
2
2
gt
将⑤式代入④式得:J=mr(-1)
2S
∴ S=





r
T
a
T
mg

4、(8分)将1 mol理想气体等压加热,使其温度升高72 K,传给它的热量等于1.60
×10
3
J,(普适气体常量
R8.31JmolK
)
求:(1) 气体所作的功W;
(2) 气体内能的增量

E

(3) 比热容比



解:(1)
Wp

VR

T598
J
(2) 

EQW1.0010
J
3
11
Q
22.2Jmol
1
K
1


T
11

C
V
C
p
R13.9JmolK

(3)
C
p




C
p
C
V
1.6



5、(10分)1 mol理想气体在T
1
= 400 K的高温热源与T
2
= 300 K的低温热
源间作卡诺循环(可逆的),在400 K的等温线上起始体积为V
1

= 0.001 m
3
,终
止体积为V
2
= 0.005 m
3
,试求此气体在每一循环中
(1) 从高温热源吸收的热量Q
1

(2) 气体所作的净功W
(3) 气体传给低温热源的热量Q
2

解:(1)



Q
1
RT
1
ln(V
2
V
1
) 5.3510
3
J
(2)

1
T
2
T
0.25
.
1

W

Q
1
1.3410
3
J
(3)






Q
2
Q
1
W4.0110
3
J






答案:
D A C D B D D A D C D

填空题:
1、小 和 大
2、(M+m)gtg


3、18 J 和 6 ms
4、 b t 和 – P
0

+ b t
5、 .496 rad
·
s
1

6、等于

大于
大于
7、124.7 J 和 84.3 J

计算题:
1、 (1)
y(x1)
2
2
(2)
v2ti2(t1)j
(ms) 2
(3)
x(4)16m

y(4)9m
2
(4)
a
2(2t1)



t
2
(t1)
2
a
n

2
t
2
(t1)
2















4


2、解:根据功能原理,木块在水平面 上运动时,摩擦力所作的功等于系统(木块和弹簧)
机械能的增量.由题意有

f
r
x


1
2
1
kx

mv
2

22

f
r


k
mg


3分

kx
2
由此得木块开始碰撞弹簧时的速率为
v2

k
gx


2分
m
= 5.83 ms 1分
[另解]根据动能定理,摩擦力和弹性力对木块所作的功,等于木块动能的增量,应有


k
mgx

kxdx0
0
x< br>1
mv
2

2
其中

x
0
kxdx
1
2
kx

2

3、解:设绳子对物体(或绳子对轮轴)的拉力为T,则根据牛顿运动定律和转动定律得:
mg­T=ma ① 2分
T r=J

② 2分
由运动学关系有: a = r

③ 2分
由①、②、③式解得: J=m( g-a) r
2
a ④
又根据已知条件 v
0
=0
1
2
at
, a=2S t
2
⑤ 2分将⑤式

2
2
2
gt
代入④式得:J=mr(-1) 2分
2S
∴ S=


r
T
a
T
mg




4、解:(1)
Wp

VR

T598
J 2分
(2) 

EQW1.0010
3
J 2分
Q
22.2Jmol
1
K
1


T
11

C
V
C
p
R13.9JmolK

(3)
C
p





C
p
C
V
1.6
4分
5、解:(1)



Q1
RT
1
ln(V
2
V
1
)5.351 0
3
J 3分
T
(2)

1
2
0.25
.
T
1

W

Q
1
1.3410
3
J 4分
(3)






Q
2
Q
1
W4.0110
3
J 3分



大 学 考 试 卷

____________学院____________班(年)级 课程: 大学物理
姓名:_____________ 成绩:_____________

一、选择题(共33分)D A C D B D D A D C D
1、一质点作直线运动,某时刻的瞬时速度
v
2 ms,瞬时加速度
a2ms
,则一秒
钟后质点的速度
(A) 等于零. (B) 等于2 ms.
(C) 等于2 ms. (D) 不能确定. [ D ]

2、质量为m的物体自空中落下,它除受重力外,还受到一个与速度平 方成正比的阻力
的作用,比例系数为k,k为正值常量.该下落物体的收尾速度(即最后物体作匀速运动 时的
速度)将是
2

g
mg
. (B) .
2k
k
(C)
gk
. (D)
gk
. [ A ]
(A)

3、一质点作匀速率圆周运动时,
(A) 它的动量不变,对圆心的角动量也不变.
(B) 它的动量不变,对圆心的角动量不断改变.
(C) 它的动量不断改变,对圆心的角动量不变.
(D) 它的动量不断改变,对圆心的角动量也不断改变. [ C ]

4、已知两个物体A和B的质量以及它们的速率都不相同,若物体A的动量在数值上比
物体B的大,则A的动能E
KA
与B的动能E
KB
之间
(A) E
KB
一定大于E
KA
. (B) E
KB
一定小于E
KA

(C) E
KB
=E
KA
. (D) 不能判定谁大谁小. [ D ]

5、如图所示,置于水平光滑桌面上质量分别为m
1
和m
2
m
2
m
1
的物体A和B之间夹有一轻弹簧.首先用双 手挤压A和B使
B
A
弹簧处于压缩状态,然后撤掉外力,则在A和B被弹开的过

程中
(A) 系统的动量守恒,机械能不守恒.
(B) 系统的动量守恒,机械能守恒.
(C) 系统的动量不守恒,机械能守恒.
(D) 系统的动量与机械能都不守恒. [ B ]

6、几个力同时作用在一个具有光滑固定转轴的刚体上,如果这几个力的矢量和为零,
则此刚体
(A) 必然不会转动. (B) 转速必然不变.
(C) 转速必然改变. (D) 转速可能不变,也可能改变. [ D ]


7、花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动,开始时两臂伸开 ,转动惯量为J
0
,角速
度为

0
.然后她将两臂收回,使 转动惯量减少为
(A)
1
J
0
.这时她转动的角速度变为
3
1

0
. (B)
13

0

3
(C)
3

0
. (D) 3

0
. [ D ]


8、有容积不同的A、B两个容器,A中装有单原子分子 理想气体,B中装有双原子分子
理想气体,若两种气体的压强相同,那么,这两种气体的单位体积的内能 (E V)
A
和(E V)
B
的关系
(A) 为(E V)
A
<(E V)
B

(B) 为(E V)
A
>(E V)
B

(C) 为(E V)
A
=(E V)
B

(D) 不能确定. [ A ]

9、对于理想气体系统来说,在下列过程中,哪个过程系统所吸收的热 量、内能的增量
和对外作的功三者均为负值?
(A) 等体降压过程. (B) 等温膨胀过程.
(C) 绝热膨胀过程. (D) 等压压缩过程. [ D ]

10、设某种气体的分子速率分布函数为f(v),则速率在v

1
─v

2
区间内的分子的平均速
率为
(A)
(C)



v
2< br>v
1
v
2
vf

v

d
v
. (B)
v

vf

v

d
v

v
1
v
2
v
1
vf

v

d
v


v
2
v
1
f

v

d
v
. (D)

v
2v
1
f

v

d
v


f

v

dv
. [ C ]
0

11、一定量的理想气体,分别进行如图所示的两个卡
a
b'
诺循环abcda和a'b'c'd'a'.若在pV图上这两个循环曲线所
b
围面积相等,则可以由此得知这两个循环
d
(A) 效率相等.
c
(B) 由高温热源处吸收的热量相等.
d'

V
c'
O
(C) 在低温热源处放出的热量相等.

(D) 在每次循环中对外作的净功相等. [ D ]

二、填空题(共23分)
1、(2分)以速度
v
0

仰角

0
斜向上抛出的物体,不计空气阻力,其切向加速度的大小
(1) 从抛出到到达最高点之前,越来越___小____________
(2 ) 通过最高点后,越来越_______大_____________.

2、(3分) 如图,m与M以及M与水平面均无摩擦,斜面倾角为


如果使m和M相对静止,则推 M的水平力F= (M+m)gtg



3、(4分)质量m=1 kg的物体,在坐标原点处从静止出发在水平面内沿x轴运动,
其所 受合力方向与运动方向相同,合力大小为F=3+2x (SI),那么,物体在开始运动的3 m

内,合力所作的功W=____18 J _________;且x=3 m时,其速率v=______6 ms

p
a'


_________________.
4、(4分)两个相互作用的物体 A和B,无摩擦地在一条水平直线上运动.物体A的
动量是时间的函数,表达式为 P
A
= P
0

b
t ,式中P
0
、b分别为正值常量,t是时间.在
下列两种情况下,写出物体B的动量作为时间函数的表达式:

(1) 开始时,若B静止,则 P
B1
=______ b t ________________;

(2) 开始时,若

的动量为 – P
0
,则P
B2
= ___ – P
0

+ b t __________.

5、(3分)一转台绕竖直固定光滑轴转动,每10 s转一周,转台对轴的转动惯量为1200 2
kg
·
m.质量为80kg的人,开始时站在台的中心,随后沿半径向外跑去, 问当人离转台中

心2m时,转台的角速度为_____496 rad
·
s
1
_____________.

6、 (3分)不规则地搅拌盛于绝热容器中的液体,液体温度在升高,若将液体看作系则:
(填大于、等于、 小于)
(1) 外界传给系统的热量___
等于
___零;

(2) 外界对系统作的功__
大于
___零;

(3) 系统的内能的增量__
大于
________零;


7、(4分)一气缸内贮有10 mol的单原子分子理想气体,在压缩过程中外界作功209J,

气体升温1 K,此过程中气体内能增量为 ___
124.7 J
,外界传给气体的热量为__
84.3 J
____. (普适气体常量 R = 8.31 Jmol· K)

三、计算题(共44分)
1、(10分)一质点的 运动学方程为x=t
2
,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)试求当速度大小等于10ms时,质点的位置坐标。
(4)试求时刻t质点的切向和法向加速度大小。

(1)
y(x1)
2

(2)
v2ti2(t1)j
(ms)
(3)
x(4)16m

y(4)9m

(4)

2、(6分)质量m=2 kg的物体沿x轴作直线运动,所受合外力F=10+6x
2
(SI).如果
a

2(2t1)
t(t1)
22

a
n

2
t(t1)
22


在x=0处时速度v
0
=0;试求该物体运动到x=4 m处时速度的大小.

解:根据功能原理,木块在水平面上运动时,摩擦力所作的功等于系统 (木块和弹簧)机械
能的增量.由题意有

f
r
x


1
2
1
kx

mv
2

22

f
r


k
mg



kx
2
由此得木块开始碰撞弹簧时的速率为
v2

k
gx


= 5.83 ms
m
[另解]根据动能定理,摩擦力和弹性力对木块所作的功,等于木块动能的增量,应有


k
mgx

kxdx0
0
x< br>1
mv
2

2
其中




x
0
kxdx
1
2
kx

2
3、(10分)一质量为m的物体悬于一条轻绳的一端,绳另一端绕在一轮轴的轴上,如
图所示 .轴水平且垂直于轮轴面,其半径为r,整个装置架在光滑的固定轴承之上.当物体
从静止释放后,在时 间t内下降了一段距离S.试求整个轮轴的转动惯量(用m、r、t和S表
示).

解:设绳子对物体(或绳子对轮轴)的拉力为T,则根据牛顿运动定律和转动定律得
mg­T=ma ① T r=J


由运动学关系有: a = r


由①、②、③式解得: J=m( g-a) r
2
a ④
又根据已知条件 v
0
=0
1
2
at
, a=2S t
2

2
2
2
gt
将⑤式代入④式得:J=mr(-1)
2S
∴ S=





r
T
a
T
mg

4、(8分)将1 mol理想气体等压加热,使其温度升高72 K,传给它的热量等于1.60
×10
3
J,(普适气体常量
R8.31JmolK
)
求:(1) 气体所作的功W;
(2) 气体内能的增量

E

(3) 比热容比



解:(1)
Wp

VR

T598
J
(2) 

EQW1.0010
J
3
11
Q
22.2Jmol
1
K
1


T
11

C
V
C
p
R13.9JmolK

(3)
C
p




C
p
C
V
1.6



5、(10分)1 mol理想气体在T
1
= 400 K的高温热源与T
2
= 300 K的低温热
源间作卡诺循环(可逆的),在400 K的等温线上起始体积为V
1

= 0.001 m
3
,终
止体积为V
2
= 0.005 m
3
,试求此气体在每一循环中
(1) 从高温热源吸收的热量Q
1

(2) 气体所作的净功W
(3) 气体传给低温热源的热量Q
2

解:(1)



Q
1
RT
1
ln(V
2
V
1
) 5.3510
3
J
(2)

1
T
2
T
0.25
.
1

W

Q
1
1.3410
3
J
(3)






Q
2
Q
1
W4.0110
3
J






答案:
D A C D B D D A D C D

填空题:
1、小 和 大
2、(M+m)gtg


3、18 J 和 6 ms
4、 b t 和 – P
0

+ b t
5、 .496 rad
·
s
1

6、等于

大于
大于
7、124.7 J 和 84.3 J

计算题:
1、 (1)
y(x1)
2
2
(2)
v2ti2(t1)j
(ms) 2
(3)
x(4)16m

y(4)9m
2
(4)
a
2(2t1)



t
2
(t1)
2
a
n

2
t
2
(t1)
2















4


2、解:根据功能原理,木块在水平面 上运动时,摩擦力所作的功等于系统(木块和弹簧)
机械能的增量.由题意有

f
r
x


1
2
1
kx

mv
2

22

f
r


k
mg


3分

kx
2
由此得木块开始碰撞弹簧时的速率为
v2

k
gx


2分
m
= 5.83 ms 1分
[另解]根据动能定理,摩擦力和弹性力对木块所作的功,等于木块动能的增量,应有


k
mgx

kxdx0
0
x< br>1
mv
2

2
其中

x
0
kxdx
1
2
kx

2

3、解:设绳子对物体(或绳子对轮轴)的拉力为T,则根据牛顿运动定律和转动定律得:
mg­T=ma ① 2分
T r=J

② 2分
由运动学关系有: a = r

③ 2分
由①、②、③式解得: J=m( g-a) r
2
a ④
又根据已知条件 v
0
=0
1
2
at
, a=2S t
2
⑤ 2分将⑤式

2
2
2
gt
代入④式得:J=mr(-1) 2分
2S
∴ S=


r
T
a
T
mg




4、解:(1)
Wp

VR

T598
J 2分
(2) 

EQW1.0010
3
J 2分
Q
22.2Jmol
1
K
1


T
11

C
V
C
p
R13.9JmolK

(3)
C
p





C
p
C
V
1.6
4分
5、解:(1)



Q1
RT
1
ln(V
2
V
1
)5.351 0
3
J 3分
T
(2)

1
2
0.25
.
T
1

W

Q
1
1.3410
3
J 4分
(3)






Q
2
Q
1
W4.0110
3
J 3分


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