大学物理考试试题及答案3套

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1、大学物理考试试题及答案 3 套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

2、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 =2t，若 t=

3、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 _ eV 8. 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

4、 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+6 x 2 ( SI )。如果在 x o =0 处时速度 V o =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 V 3. 一定量的理想气体，等温

5、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，410 -3 kg 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 210 4 J 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

6、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( 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

7、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 = d /dt 积分可计算角速度，a t = R ， a n = R 2 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: 1/4 2 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 : 0.05 0.03 0.03 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

8、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 = d /dt 积分可计算角位置， = d /dt ， a t = R ， a n = R 2 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

9、，求出 2 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 Q 1 得 1 分，比较 Q 1 、 Q 得 1 分，得到等压膨 胀的末态参数 2 分，求出 Q 2 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 201

10、1 年 12 月考试大学物理第二次作业一、判断题(本大题共 24 分，共 8 小题，每小题 3 分) 1. 电介质极化时，有极分子的极化方式是位移极化( ) 2. 磁场线是无头无尾的封闭曲线，有别于电场线( ) 3. 磁场的安培环路定理中，环路之外的电流对磁场没有贡献( ) 4. 电场强度始终指向电势降落的方向( ) 5. 电场中某区域电势处处相等，该区域内场强一定处处为零( ) 6. 场强为零的点，电势必为零 ( ) 7. 导体静电平衡时，导体净电荷量为零而电势不为零是可能的( ) 8. 带电粒子在磁场中旋转时的回旋周期与粒子的运动速率无关( )二、填空题(本大题共 36 分，共 12 小题

11、，每小题 3 分) 1. 一圆柱形无限长导体，磁导率为 ，半径为 R ，有电流 I 沿轴线方向均匀 流过。则导体内 H = _ ， B = _ ;导体外 H = _ ; B = _ 2. 一质点带有电荷 q=8.0 ，以速度 v=3.0 在半径为 R=6.00 m 的圆周上，作匀速圆周运动。该带电质点在轨道中心所产生的 磁感应强度 B= _ 该带电质点轨道运动的磁矩 = _ 3. 一个电量为 q 的点电荷处于一个立方体的中心处，则通过立方体任意一个 表面的电场强度通量为 _ 4. 在如图所示的匀强磁场中(磁感应强度为 B )，有一个长为 l 的导体细棒 以速度 v 在垂直于磁场的平面内平动，速

12、度与细棒的夹角为 ，则导体细棒上 的动生电动势大小为 _ 5. 在如图所示的匀强磁场中(磁感应强度为 B )，有一个长为 l 的导体细棒 绕过 O 点的平行于磁场的轴以角速度 在垂直于磁场的平面内转动，则导体 细棒上的动生电动势大小为 _ 6. 在一个半径为 R ，带电为 q 的导体球内，距球心 r ( rr 1 )，当大环以变角速度 = (t)绕垂直于环面的中心轴旋转时，求小环中的感应电流 3. 一半径为 R 的带电细圆环，其电荷线密度为 = 0cos ，式中 0 为一常 数， 为半径 R 与 X 轴正向所成的夹角，试求环心处的电场强度 4. 实验证明，地球表面上方电场不为 0，晴天大气电场

13、的平均场强约为 120V/m，方向向下，这意味着地球表面上有多少过剩电荷?试以每平方厘米的 额外电子数来表示 5. 一根很长的铜导线，载有电流 10A ，在导线内部通过中心线作一平面 S ，如图所示，试计算通过导线 1m 长的 S 平面内的磁通量 6. 在极板间距为 d 的空气平行板电容器中，平行于极板插入一块厚度为 ， 面积与极板相同的金属板后，其电容为原来电容的多少倍? 7. 一电偶极子由电量 q=1.0 10 -6 C 的两个异号点电荷所组成，两电荷相距 l =2.0cm 。把这电偶极子放在场强大小为 E =1.0 10 5 N/C 的均匀电场中。 试求: (1) 电场作用于电偶极子的最

14、大力矩。 (2) 电偶极子从受最大力矩的位 置转到平衡位置过程，电场力作的功 8. 如图所示，半径为 R 的均匀带电球面，带电量为 q ，沿矢径方向上有一 均匀带电细线，电荷线密度为 ，长度为 ，细线近端离球心距离为 r n 。设 球和线上的电荷分布不受相互作用影响，试求细线所受球面电荷的电场力和细 线在该电场中的电势能( 设无穷远处的电势为零) 答案: 一、判断题(24 分，共 8 题，每小题 3 分) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 二、填空题(36 分，共 12 题，每小题 3 分) 1. 参考答案: I r 2 R 2 I r 2 R 2 I 2 r 0 I 2 r 解

15、题方案: 柱对称分布，选择同轴圆环可以用安培环路定理计算(书上的例题) 评分标准: 2. 参考答案: 解题方案: 评分标准: 3. 参考答案: 解题方案 : 每个面占总通量的 1/6 评分标准: 4. 参考答案: 解题方案: 代入动生电动势的公式积分运算，注意方向 评分标准: 5. 参考答案: 解题方案: 代入动生电动势的公式积分运算 评分标准: 6. 参考答案: 解题方案: 球面分布电荷，内部电势等于表面上的电势 评分标准 : 7. 参考答案: 改变 不变 解题方案: q 在球面内移动不改变它相对于球面的通量关系，但影响 P 点的电场强度 评分标准: 8. 参考答案: 1 : 1 2 : 1 解题方案: 最大磁力矩 M=ISB ，因此 B 1 : B 2 =S 2 : S 1 =2 : 1 ，最大磁通量 =BS=M/I ，因此为 1 : 1 评分标准: 9. 参考答案: 解题方案: 评分标准 : 10. 参考答案: 解题方案: 评分标准: 11. 参考答案: I 解题方案: 最大磁力矩M=mB=ISB=I 评分标准: 12. 参考答案: