1 2011级大学物理_上_A
2011级大物试卷及答案
一、选择题(每题2分,共20分)
1、一质点从静止出发绕半径为R的圆周作匀变速圆周运动,角加速度为α,当该质点走完一圈回到出发点时,所经历的时间为 ( B )
12?4?(A)?2R; (B); (C); (D)条件不够不能确定。
2??2、有一个小球,置于一个光滑的水平桌面上,有一绳其一端连接此小球,另一端穿过桌面中心的小孔,该小球原以角速度?在距孔为r的圆周上转动,今将绳从小孔缓慢往下拉的过程中,则对小球下列叙述正确的是 ( C ) (A)角动量、动能、动量都不变; (B)角动量、动能、动量都改变; (C)角动量不变,动能、动量都改变; (D)角动量和动量不变,动能改变。 3、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1。今使棒从水平位置由静止开始下落。在棒摆动到竖直位置的过程中,则应 ( 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。
4、一简谐振动曲线如图2所示,则振动周期为 ( D ) (A)2.62s; (B)0.42s; (C)0.38s; (D)2.40s
pxOA
4
2?qMP
t/s1 aa图1图2图4 O图3VA 5、传播速度为100m/s,频率为50Hz的平面简谐波,在波线上相距为0.5m的两点之间的位相差为 ( C )
????(A); (B); (C); (D)。
36246、如图3所示,设某热力学系统经历一个准静态过程b→c→a,a,b两点在同一条绝热线上,则该系统在b→c→a过程中 ( D ) (A)只吸热,不放热; (B)只放热,不吸热;
(C)有的阶段吸热,有的阶段放热,吸收的热量等于放出的热量; (D)有的阶段吸热,有的阶段放热,吸收的热量大于放出的热量; (E)有的阶段吸热,有的阶段放热,吸收的热量小于放出的热量。
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7、4mol的刚性多原子分子理想气体,当温度为T时,其内能为 ( D ) (A)12kT; (B)10kT; (C)10RT; (D)12RT 8、在点电荷q的电场中,若取图4中P点处为电势零点,则M点电势为 ( D ) (A)
q4??0a
q8??0aq4??0aq8??0a; (B); (C)?; (D)?
9、一均匀带电球面,若球内电场强度处处为零,则球面上的带电量?dS的面元在球面内产生的电场强度为 ( C ) (A)处处为零; (B)不一定为零; (C)一定不为零; (D)是常数。 10、在一点电荷产生的静电场中,一块电介质如图5放置,以点电荷所在处为球心作一球形闭合面,则对此球形闭合面 ( B ) (A)高斯定理成立,且可用它求出闭合面上各点的场强; (B)高斯定理成立,但不能用它求出闭合面上各点的场强; q(C)由于电介质不对称分布,高斯定理不成立; (D)即使电介质对称分布,高斯定理也不成立。
图5
二、填空题(每空2分,共30分)
1、一质点作半径为R的圆周运动,在t=0时经过P点,此后其速率?按??A?Bt(A,B为常量)变化,则质点沿圆周运动一周再经过P点时的切向加速度大小at? (1) ;?A2?2?总加速度大小a? (2) 。 (1)at?B;(2)a?B???4?B?R?
???A2??2A2d?222???4?B;a?at?an?B??解:at??B;an??4?B?R? RRdt??2、有一人造地球卫星,质量为m,在地球表面上空2倍于地球半径R的高度沿圆轨道
运行,用m、R引力常数G和地球的质量M表示,则:卫星的动能为 (3) ;
GMmGMm卫星的引力势能为 (4) 。 (3);(4)?;
6R3R3、在光滑的水平桌面上开一小孔。今有质量m的小球以
Rm细轻绳系着,绳穿过小孔下垂,如图6。小球原以速
率?0沿半径R0在桌面回转。在回转过程中将绳缓缓下拖,当小球的回转半径缩短为R?12R0时,此时小球的回转角速度?= (5) ,在此过程中外力做的功为
V3A= (6) 。 (5)??4?0?40;(6)A?mV02;
R0222F图6 4、劲度系数为k的弹簧振子,其初动能为Ek0,初势能为Ep0,则其振幅为A= (7) ;当它的位移为x = (8) 时动能与势能恰好相等。
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2(Ek0?Ep0)12解:(7)kA?Ek0?Ep0, 所以 A?
2k(8)Ek?Ep?(Ek0?Ep0)11112 E总, 即kx2??kA2, 所以 x??A?22222k5、三个容器A,B,C中装有同种理想气体,其分子数密度之比为nA:nB:nC?4:2:1,
222:?B:?C?1:2:4,则压强之比为 (9) 。 方均根速率之比为?A(9)pA:pB:pC?1:2:4;
6、由公式Cp,m?CV,m?R可知,?摩尔气体定压过程温度升高1K时,气体对外做功为 (10) ,吸收的热量为 (11) 。(10)?R; (11)?Cp,m;
7、当正电荷逆着电场线方向运动时,电场力做 (12) 功(填正、负);电势将 (13) (填变大、变小、不变)。(12)负;(13)变大;
8、一个接地的导体球,半径为R,原来不带电。今将一点电荷q放在球外距球心为r的位置,如图7。则:球上的感生电荷总量为 (14) ;球心处的电势 (15) 。
R(14)q???q;(15)V??0 qrRrO图7
计算题(50分)
三、(10分)质量为m,半径为R匀质薄圆盘,水平放在水泥地面上。开始时以角速度
?0绕中心竖直轴O转动,设盘面与地面的滑动摩擦系数为?,求:(1)圆盘所受的摩擦力矩;(2)圆盘的角加速度?;(3)经过多长时间,圆盘转速减为零? 解:(1)由圆盘上取一半径为r,宽度为dr的圆环,
m圆环的质量dm??ds???2?rdr,而??2,
?R则圆环所受摩擦力矩为;
dM??rdf??r??dmg??r??g??2?rdr???g??2?r2dr
RROrdr图8 22M??dM????g??2?r2dr????g?R3???gmR (1)
033MM4?g(2)由转动定律M?I?可得: ?? (2) ???1I3R2mR2(3)由匀角加速度转动公式有:??0??0??t,t???0 (3) ?3