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1、2004级20042005学年第二学期大学物理(上)期终考试题 (A卷)及参考答案,一 选择题 (共21分),1. (本题3分) 一个质点在做匀速率圆周运动时 (A) 切向加速度改变，法向加速度也改变. (B) 切向加速度不变，法向加速度改变. (C) 切向加速度不变，法向加速度也不变. (D) 切向加速度改变，法向加速度不变., B ,2. (本题3分) 如图所示，质量为m的物体用细绳水平拉住，静止在倾角为的固定的光滑斜面上，则斜面给物体的支持力为 (A) (B) (C) (D), C ,3.(本题3分) 如图所示，木块m沿固定的光滑斜面下滑，当下降h高度时，重力作功的瞬时功率是: (A)m
2、g(2gh)1/2 . (B) mgcos (2gh)1/2. (C) . (D) mgsin (2gh)1/2, D ,4.(本题3分) 电荷面密度分别为+和-的两块“无限大”均匀带电的平行平板，如图放置，则其周围空间各点电场强度E随位置坐标x变化的关系曲线为:(设场强方向向右为正、向左为负), A ,5.(本题3分) 半径为R的均匀带电球面，总电荷为Q。设无穷远处电势为零，则该带电体所产生的电场的电势U，随离球心的距离r 变化 的分布曲线为, A ,6.(本题3分) 在一不带电荷的导体球壳的球心处放一点电荷，并测量球壳内外的场强分布。如果将此点电荷从球心移到球壳内其它位置，重新测量球壳内外
3、的场强分布，则将发现: (A)球壳内、外场强分布均无变化. (B)球壳内场强分布改变，球壳外不变. (C)球壳外场强分布改变，球壳内不变. (D)球壳内、外场强分布均改变., B ,7.(本题 3分) 如图所示，两列波长为的相干波在P点相遇。波在S1点振动的初相是 ， S1到P点的距离是r1；波在S2点的初相是 ， S2到P点的距离是r2 ，以k代表零或正、负整数，则P点是干涉极大的条件为: (A) r2-r1=k. (B) - =2k (C) - +2(r2-r1)/ =2k (D) - +2(r1-r2)/ =2k, D ,二 填空题 (共26分),8.(本题 5分) 两辆车A和B，在笔直
4、的公路上同向行驶，它们从同一起始线上同时出发，并且由出发点开始计时，行驶的距离x与行驶时间t的函数关系式:xA=4t+t2，xB=2t2+2t3 (SI)， (1)它们刚离开出发点时，行驶在前面的一辆车是 ; (2)出发后，两辆车行驶距离相同的时刻是 ; (3)出发后，B车相对A车速度为零的时刻是 。,A,t=1.19s,t=0.67s,9.(本题 3分) 下列物理量:质量、动量、冲量、动能、势能、功中与参考系的选取有关的物理量是 .(不考虑相对论效应),动量、动能、功,10. (本题 5分) 质量m的小球，以水平速度v0与光滑桌面上质量为M的静止斜劈作完全弹性碰撞后竖直弹起，则碰后斜劈的运动
5、速度值 v= ;小球上升的高度 h= 。,解：碰后小球的速度由机械能守恒决定：,11. (本题3分) 分子质量为m、温度为T的气体，其分子数密度按高度h分 布的规律是 。(已知h=0时，分子数密度为n0),0,13.(本题4分) 在静电场中，一质子(带电荷e=1.610-19C)沿四分之一的圆弧轨道从A点移到B点(如图)，电场力作功8.010-15J。则当质子沿四分之三的圆弧轨道从B点回到A点时，电场力作功A= 。设A点电势为零，则B 点电势U= 。,-8.010-15J,-5104V,说明：静电场力的功,14.(本题 3分) 图示为某静电场的等势面图，在图中画出该 电场的电场线.,三 计算题
6、 (共40分),15.(本题10分) 质量m=1.1kg的匀质圆盘，可以绕通过其中心且垂直盘面 的水平光滑固定轴转动，对轴的转动惯量J= mr2，(r为盘的 半径)，圆盘边缘绕有绳子，绳子下端挂一质量m1=1.0kg 的物体，如图所示。起初在圆盘上加一恒力矩使物体以速率v0=0.6m/s匀速上升，如撤去所加力矩，问经历多少时间圆盘开始作反方向转动？,解：撤去外加力矩后受力分析如图所示,m1g-T=m1a,Tr=J,a=r,a=m1gr/(m1r+J/r),代入,v0-at=0,t=v0/a=0.095s,16.(本题10分) 比热容比 =1.40的理想气体进行如图 所示的循环。己知状态A的温度
7、为300K.求: (1)状态B、 C的温度; (2)每一过程中气体所吸收的净热量. (普适气体常量R=8.31Jmol-1K-1),解：由图知 pA=400Pa，pB=pC=100Pa, VA=VC=2m3， VB=6m3 。,BC为等压过程，据方程VB/TB=VC/TC 得 TB=TCVB/VC=225K,由 =1.4知该气体为双原子分子气体，CV= R, CP= R,BC为等压过程吸热，Q2= R(TC-TB)=1400J,CA为等体过程吸热， Q3= R(TA-TC)=1500J,循环过程 E0， 整个循环过程净吸热 QW (pA-pC)(VB-VC)=600J,A B过程净吸热 ：Q1
8、=Q-Q2-Q3=500J,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 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。,解：设内外圆筒沿轴向单位长度上分别带有电荷+和-，根据高斯定理可求得两圆筒间任一点的电场强度为 E,则两圆筒的电势差为 U,解得,A点与外筒间的电势差：,18.(本题10分) 一列平面简谐波在媒质中以波速u=5m/s沿x轴正向传播，原点O处质元的振动曲线如图所示. (1)求解并画出x=25m处质元
9、的振动曲线. (2)求解并画出t=3s的波形曲线.,振动曲线见图(a)。,波形曲线见图(b)。,四 理论推导与证明题 (共8分),19.(本题8分) 在竖直面内半径为R的一段光滑圆弧形轨道上，放一小物体，使其静止于轨道的最低处。然后轻碰一下此物体，使其沿圆弧形轨道来 回作小幅度运动。试证: (1)此物体作简谐振动; (2)此简谐振动的周期 T=2 。,证: (1)当小物体偏离圆弧形轨道最低点 角时，其受力如图所示。切向分力 Ft=-mgsin ,因为 角很小，所以sin ,将式和简谐振动微分方程比较可知，物体作简谐振动。,牛顿第二定律给出： Ft=mat 即,五 回答问题(共5分),20.(本题5分) 两个大小与质量相同的小球，一个是弹性球，另一个是非弹性球。它们从同一高度自由落下与地面碰撞后，为什么弹性球跳得较高?地面对它们的冲量是否相同?为什么？,答: (1) 弹性球与地面碰撞损耗的动能比非弹性球与地面碰撞时损失得小，因而弹性球反跳速度 大于非弹性球反跳速度 ，即 ，故弹性球跳得较高。,(2) 地面对它们的冲量也不相同(取向上为正方向)，地面对弹性球冲量为,地面对非弹性球冲量为,因为,所以,结束！,
