2013-2014-2大学物理_上_A

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防灾科技学院
2013~ 2014学年 第二学期期末考试
大学物理（上）试卷 ( A) 使用班级13级理工类本科生 答题时间_120分钟_
题号
一
二
三
四
五
总分
阅卷 教师
得分
（阿伏加德罗常数23
1
6.0210A N mol −=×；摩尔气体常数8.31J
R mol K
=•；玻尔兹曼常数k=1.38×10-23J •K -1
；g=10m/s 2
）
一、
选择题（本大题共10小题，每题3分，共30分。

）
1、质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v v 表示速度，a v 表示加速度，S 表示路程，t a 表示切向加速度大小，下列表达式
中， (1) a t = d /d v ， (2) v =t r d /d ， (3) v =t S d /d ， (4)
t a t =d /d v v ：
（ ） A.只有(1)、(4)是对的； B.只有(2)、(4)是对的； C.只有(2)是对的； D.只有(3)是对的。

2、一弹簧振子作简谐振动，总能量为E 1，如果简谐振动振幅增加为原来的两倍，重物的质量增为原来的四倍，则它的总能量E 2变为：
（ ） A．E 1/4 ； B．E 1/2 ； C．2E 1 ； D．4E 1 。

3、一物体沿固定圆弧形光滑轨道由静止下滑,在下滑过程中,则( )
A．它的加速度方向永远指向圆心,其速率保持不变； B．它受到的轨道的作用力的大小不断增加；
C．它受到的合外力大小变化,方向永远指向圆心； D．它受到的合外力大小不变,其速率不断增加。

4、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0ω。

然后她将两臂收回，使
转动惯量减少为31
J 0．这时她转动的角速度变为: ( )
A．
3
1
0ω； B． ()
03/1ω ； C． 30
ω ； D． 30
ω 。

5、对质点系有以下几种说法：(1) 质点系总动量的改变与内力无关；(2) 质点系总动能的改变与内力无关；(3) 质点系机械能的改变与保守内力无关。

下列对上述说法判断正确的是：( )
A． 只有(1)是正确的； B．(1)、(2)是正确的； C． (1)、(3)是正确的； D． (2)、(3)是正确的。

6、一平面简谐波，沿x 轴负方向传播。

角频率为ω ，波速为u 。

设 t = T /4 时刻的波形如图所示，则该波的表达式
为：（ ）
A.)(cos xu t A y −=ω ；
B.
]21
)/(cos[π+
−=u x t A y ω ；
C.)]/(cos[u x t A y +=ω；
D.])/(cos[π++=u x t A y ω
阅卷教师 得 分
7、如图所示，两列波长为λ的相干波在P 点相遇。

波在S 1点振动的初相是1φ，S 1到P 点的距离是r 1；波在S 2点的初相是
2φ，S 2到P 点的距离是r 2，以k 代表零或正、负整数，则P 点是干涉极大的条件为：（ ）
A.λk r r =−12 ；
B.π=−k 212φφ ；
C.π=−π+−k r r 2/)(21212λφφ；
D.π=−π+−k r r 2/)(22112λφφ
8、根据热力学第二定律可知：（ ）
A.功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功；
B.热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体；
C.不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；
D.与热现象有关的一切实际宏观过程都是不可逆的。

9、 如图所示，一定量理想气体从体积V 1，膨胀到体积V 2分别经历的过程是：A →B 等压过程，A →C 等温过程；A →D 绝热过程，其中吸热量最多的过程：（ ） A. A →B.
B. A →
C.
C. A →
D. D. 既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。

10、处于平衡态的同体积的一瓶氢气和一瓶氧气，它们的分子数密度相同，它们的内能也相同，则它们（ ）。

A. 温度、压强相同； B. 温度、压强均不相同；
C. 温度相同，氢气压强大于氧气压强；
D. 温度相同，氧气压强大于氢气压强。

二、
填空题（本大题共8个空，每空2 分，共16分。

）
1、在一个转动的齿轮上，一个齿尖P 沿半径为R 的圆周运动，其路程S 随时间的变化规律为201
2s v t bt =+，其中0V 和b
都是正的常量，则t 时刻齿尖P 的速度大小为 ，加速度大小为 。

2、设作用在质量为1 kg 的物体上的力F ＝6t ＋3（SI）。

如果物体在这一力的作用下，由静止开始沿直线运动，在0到2.0 s 的时间间隔内，这个力作用在物体上的冲量大小Ｉ＝_________。

3、已知波源的振动周期为4.00×10-2 s，波的传播速度为300 m/s，波沿x 轴正方向传播，则位于x 1 = 10.0 m 和x 2 = 16.0 m 的两质点振动相位差为______________。

4、一沿着x 轴正方向的力作用在一质量为Kg 3的质点上。

已知质点的运动学方程为3243t t t x +−=（SI）。

则此力在最初4秒内做功为____________J。

5、一作定轴转动的物体，对转轴的转动惯量23.0J kg m =⋅，角速度10 6.0rad s ω−=⋅。

现对物体加一恒定的制动力矩
12M N m =−⋅，当物体的角速度减慢到10 2.0rad s ω−=⋅时，物体已转过了角度
_______。

6、1mol 氧气 ( 视为刚性双原子分子的理想气体 ) 贮于一氧气瓶中，温度为C 027，这瓶氧气的内能为 J。

7、一卡诺热机(可逆的)，低温热源的温度为27℃，热机效率为40％，今欲将该热机效率提高到50％，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加_______ K。

三、
简单计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分。

）要求写出解题所依据的定理、定律、公
式、画出必要的图，写出主要过程；只有答案，没有任何说明和过程，无分。

阅卷教师 得 分
阅卷教师 得 分
S V
1、已知质点的运动方程为j i r r r )2(22
t t r −+=,式中r 的单位为m,t 的单位为ｓ．求：
(1) 质点的运动轨迹； (2) t ＝2ｓ时,质点的位矢；
(3) 由t ＝0 到t ＝2ｓ内质点的位移r r Δ。

2、一质点沿半径为0.20m的圆周运动，其角位置（以弧度表示）可用公式表示：3
24t θ=+。

求：
（1）t = 1s时，它的法向加速度和切向加速度；
（2）当切向加速度恰为总加速度大小的一半时，θ为何值？
四、
计算题（本大题共2小题，每题10分，共20分。

）要求写出解题所依据的定理、定律、公式、
画出必要的图，写出主要过程；只有答案，没有任何说明和过程，无分。

1、一木块与弹簧相连接，静止于光滑水平面上，如图所示，质量为0.01kg的子弹以速度s 500m v /=水平射入木块，并陷
入木块中，使弹簧压缩而作简谐振动．设弹簧的倔强系数m N /3108k ×=，木块的质量为4.99kg，不计桌面摩擦，试求：
（1）该系统振动的振幅；
（2）若以弹簧原长时物体所在处为坐标原点，向左为x 轴正向，求简谐运动方程。

阅卷教师 得 分
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2、平面简谐波沿x轴正方向传播，振幅为2 cm，频率为 50 Hz，波速为 200 m/s。

在t = 0时，x = 0处的质点正在平衡位置
向y轴正方向运动，求：
（1）该波的波动方程（波函数）； （2）x = 4 m处质点的振动方程；
（3）x = 4 m处质点在t = 2 s时的振动速度。

五、
计算题（本大题共2小题，每题12分，共24分。

）要求写出解题所依据的定理、定律、公式、
画出必要的图，写出主要过程；只有答案，没有任何说明和过程，无分。

1、如图所示装置，定滑轮的半径为r，绕转轴的转动惯量为J，滑轮两边分别悬挂质量为m 1和m 2的物体A、B。

A 置于倾角为θ的斜面上，它和斜面间的摩擦因数为μ，若B 向下作加速运动时，求： (1)物体B 下落加速度的大小；
(2)滑轮两边绳子的张力。

(设绳的质量及伸长均不计，绳与滑轮间无滑动，滑轮轴光滑.)
阅卷教师 得 分
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2、 一定量刚性双原子分子理想气体经过一个循环过程abca，如图所示，其中ab 为等温过程，bc 为等压过程，ca 为等 体过程。

求：（1）此循环过程中，理想气体各个过程中吸收的热量； （2）理想气体各过程所做的功；
（3）循环的效率η （ln 20.69≈）
a
b
c。