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2010-2011学年第二学期大学物理试卷(B卷)

2010-2011学年第二学期大学物理试卷(B卷)

2010-2011 学年第二学期本科试卷 课程名称:大学物理(一·一)多学时 B 卷
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一、填空题(共 36 分,每小题 3 分) (请将答案填入答题卡) 1. (本题 3 分)
均匀细棒 OA 可绕通过其一端 O 而与棒垂直的水平固定光滑轴转动,如图所 示.今使棒从水平位置由静止开始自由下落,在棒摆动到竖 直位置的过程中,下述说法哪一种是正确的? O A (A) 角速度从小到大,角加速度从大到小. (B) 角速度从小到大,角加速度从小到大. (C) 角速度从大到小,角加速度从大到小. (D) 角速度从大到小,角加速度从小到大. [ ]

姓名:

学号:

2. (本题 3 分)
质量为 m 的小孩站在半径为 R 的水平平台边缘上. 平台可以绕通过其中心的 竖直光滑固定轴自由转动,转动惯量为 J.平台和小孩开始时均静止.当小孩突 然以相对于地面为 v 的速率在台边缘沿逆时针转向走动时,则此平台相对地面旋 转的角速度和旋转方向分别为 (A) ? ?
mR J
2

学院

?v ? ? ? ,顺时针. ?R?
2 2

(B) ? ?

mR J

2

?v ? ? ? ,逆时针. ?R? mR
2 2

(C) ? ?

mR

J ? mR

?v ? ? ? ,顺时针. ?R?

(D) ? ?

J ? mR

?v ? ? ? ,逆时针. ?R?

专 业:





3. (本题 3 分)
一定量的理想气体贮于某一容器中,温度为 T,气体分子的质量为 m.根据 理想气体的分子模型和统计假设,分子速度在 x 方向的分量平方的平均值 (A) v x ?
2

3 kT m



(B) v x ?
2

1 3

3 kT m

. [ ]

2 (C) v x ? 3 kT / m .

2 (D) v x ? kT / m .

4. (本题 3 分) 下列各式中哪一式表示气体分子的平均平动动能?(式中 M 为气体的质量, m 为气体分子质量,N 为气体分子总数目,n 为气体分子数密度,NA 为阿伏加得 罗常量) (A)
3m 2M pV .

学 院:

(B)

3M 2M
mol

pV .

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课程号:11030200006
(C)
3 2 npV

(D)

3M

mol

N

2M

A

pV .

[

]

5. (本题 3 分)
已知一定量的某种理想气体,在温度为 T1 与 T2 时的分子最概然速率分别为 vp1 和 vp2,分子速率分布函数的最大值分别为 f(vp1)和 f(vp2).若 T1>T2,则 (A) vp1 > vp2, (B) vp1 > vp2, (C) vp1 < vp2, (D) vp1 < vp2, f(vp1)> f(vp2). f(vp1)< f(vp2). f(vp1)> f(vp2). f(vp1)< f(vp2).

[

]

6. (本题 3 分)
气缸内盛有一定量的氢气(可视作理想气体),当温度不变而压强增大一倍时, 氢气分子的平均碰撞频率 Z 和平均自由程 ? 的变化情况是: (A) Z 和 ? 都增大一倍. (B) Z 和 ? 都减为原来的一半. (C) Z 增大一倍而 ? 减为原来的一半. (D) Z 减为原来的一半而 ? 增大一倍. [ ]

7. (本题 3 分)
如图所示,一定量理想气体从体积 V1,膨胀到体积 V2 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) 是 A→B. (B)是 A→C. (C)是 A→D. (D)既是 A→B 也是 A→C, 两过程吸热一样多。
p A B C D V O

[

]

8. (本题 3 分)
一简谐振动曲线如图所示.则振动周期是 (A) 2.62 s. (B) 2.40 s. (C) 2.20 s. (D) 2.00 s.
x (c m ) 4 2 O 1 t (s)





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2010-2011 学年第二学期本科试卷 课程名称:大学物理(一·一)多学时 B 卷
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9. (本题 3 分)
图中所画的是两个简谐振动的振动曲线.若这两个简谐振动可叠加,则合成 x 的余弦振动的初相为 x2 (A) 3 ? . (B) ? . A/2 t
2

(C)

1 . ? 2

O (D) 0. -A x1 [ ]

姓名:

10. (本题 3 分)

学院

图中画出一平面简谐波在 t = 2 s 时刻的波形图,则平衡位置在 P 点的质点的 振动方程是 (A) y P ? 0 . 01 cos[ ? ( t ? 2 ) ?
? ] (SI). 3 1 (B) y P ? 0 . 01 cos[ ? ( t ? 2 ) ? ? ] (SI). 3 1 (C) y P ? 0 . 01 cos[ 2 ? ( t ? 2 ) ? ? ] (SI). 3 1 (D) y P ? 0 . 01 cos[ 2 ? ( t ? 2 ) ? ? ] (SI). 3 1
y (m ) 0 .0 1 0 .0 0 5 O P 100 x (m ) u = 2 0 0 m /s

学号:





11. (本题 3 分)
某时刻驻波波形曲线如图所示,则 a、b 两点振动的相位差是 y 1 (A) 0 (B) ? A 2 a (C) ?. (D) 5?/4. O1 ? /2

专 业:

?? b
x

-A
[ ]

12. (本题 3 分)
关于同时性的以下结论中,正确的是 (A) 在一惯性系同时发生的两个事件,在另一惯性系一定不同时发生. (B) 在一惯性系不同地点同时发生的两个事件, 在另一惯性系一定同时发生. (C) 在一惯性系同一地点同时发生的两个事件, 在另一惯性系一定同时发生. (D) 在一惯性系不同地点不同时发生的两个事件,在另一惯性系一定不同时 发生. [ ]

学 院:

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课程号:11030200006 二 填空题(每空 2 分,共 26 分) (请将答案填入答题卡)
半径为 30 cm 的飞轮,从静止开始以 0.50 rad·s-2 的匀角加速度转动,则 飞轮边缘上一点在飞轮转过 240°时的切向加速度 at=________,法向加速度 an=_______________. 14. (本题 4 分) 一质量为 m 的质点沿着一条曲线运动,其位置矢量在空间直角坐标系中的表 ? ? ? 达式为 r ? a cos ? t i ? b sin ? t j ,其中 a、b、? 皆为常量,则此质点对原点的角 动量 L =________________;此质点所受对原点的力矩 M = ____________. 15. (本题 4 分) S1,S2 为振动频率、振动方向均相同的两个点波源,振动方向垂直纸面,两 者相距
3 2

13. (本题 4 分)

? (?为波长)如图.已知 S1 的初相为

1 2

?.
M

(1) 若使射线 S2C 上各点由两列波引起的振动均干涉相 消,则 S2 的初相应为________________________. (2) 若使 S1 S2 连线的中垂线 MN 上各点由两列波引起的 振动均干涉相消,则 S2 的初位相应为_______________________.

S1 N

S2

C

16. (本题 4 分) 如图所示,已知图中画不同斜线的两部分的面积分别为 S1 和 S2,那么 (1) 如果气体的膨胀过程为 a─1─b,则气体对 外做功 W=________; (2) 如果气体进行 a─2─b─1─a 的循环过程, 则它对外做功 W=_______________.
O p a 1 2 S1 b S2 V

17. (本题 4 分) 一卡诺热机(可逆的),低温热源的温度为 27℃,热机效率为 40%,其高温热 源温度为_______ K.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.

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2010-2011 学年第二学期本科试卷 课程名称:大学物理(一·一)多学时 B 卷
―――――――――――――装――――――――――――订――――――――――――线―――――――――――――― 18. (本题 2 分) 图示一简谐波在 t = 0 时刻与 t = T /4 时刻(T 为周期)的波形图,则 x1 处质 点的振动方程为 y ___________________________.
A O -A x1 t= 0 t= T /4 x

姓名:

19. (本题 2 分) 当粒子的动能等于它的静止能量时,它的运动速度为______________.

学号:

20. (本题 2 分) 一定量的理想气体,从A态出发,经 P-V 图中所示的过程到达B态,在此过 程中该气体吸收的热量为 。

三 计算题(共 38 分) (请将答案填入答题卡)
21. (本题 10 分) 质量为 M1=24 kg 的圆轮,可绕水平光滑固定轴转动,一轻绳缠绕于轮上,另 一端通过质量为 M2=5 kg 的圆盘形定滑轮悬有 m=10 kg 的物体.求当重物由静 止开始下降了 h=0.5 m 时, (1) 物体的速度; (2) 绳中张力. M2 (设绳与定滑轮间无相对滑动,圆轮、定滑轮绕通过 R 轮心且垂直于横截面的水平光滑轴的转动惯量分别为 r
J1 ? 1 2 M 1R , J 2 ?
2

专 业:

学院

学 院:

1 2

M1

M 2r )
2

m

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课程号:11030200006
22. (本题 10 分) 一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程.已知气体在状态 A 的温 度为 TA=300 K,求 (1) 气体在状态 B、C 的温度; (2) 各过程中气体对外所作的功; (3) 经过整个循环过程,气体从外界吸收的总热量 (各过程吸热的代数和).
300 200 100 O 1 2 3 C B V (m )
3

p (P a) A

23. (本题 10 分) 一平面简谐波沿 x 轴正向传播,其振幅和角频率分别为 A 和? ,波速为 u,设 t = 0 时的波形曲线如图所示. (1) 写出此波的表达式. (2) 求距 O 点分别为? / 8 和 3? / 8 两处质点的振动方程. (3) 求距 O 点分别为? / 8 和 3? / 8 两处质点在 t = 0 时的振动速度.
O x y u

24. (本题 8 分) 在 K 惯性系中,相距?x = 5×106 m 的两个地方发生两事件,时间间隔?t = 10 2 s;而在相对于 K 系沿正 x 方向匀速运动的 K'系中观测到这两事件却是同时 发生的.试计算在 K'系中发生这两事件的地点间的距离?x'是多少?
-

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