1、第 1 页 （共 9 页）石 家 庄 铁 道 大 学 2009-2010 学 年 第 二 学 期09 级 本 科 班 期 末 考 试 试 卷 A课程名称： 大学物理(A) 任课教师： 考试时间：120 分钟考 试 性 质 （ 学 生 填 写 ） ： 正 常 考 试 （ ） 缓 考 补 考 （ ） 重 修 （ ） 提 前 修 读 （ ）三题 号 一 二1 2 3 4总分满 分 30 30 10 10 10 10 100得 分改卷人一、选择题 （每题 3 分，共 30 分）1（0602） 质点作曲线运动， 表示位置矢量， 表rv示速度， 表示加速度，S 表示路程， 表示切向加速度，下列表达aa式中
2、， (1) ， (2) ，td/vvtrd/(3) ， (4) (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 D 速率的定义式： vtS d/2（5627） 在高台上分别沿 45仰角方向和水平方向，以同样速率投出两颗小石子，忽略空气阻力，则它们落地时速度 (A) 大小不同，方向不同(B) 大小相同，方向不同 (C) 大小相同，方向相同 (D) 大小不同，方向相同 本题得分密封线内答题无效学号： 姓名： 班级： 第 2 页 （共 9 页） B 3（0247）如图所示，一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴
3、O 旋转，初始状态为静止悬挂现有一个小球自左方水平打击细杆设小球与细杆之间为非弹性碰撞，则在碰撞过程中对细杆与小球这一系统 (A) 只有机械能守恒 (B) 只有动量守恒 (C) 只有对转轴 O 的角动量守恒 (D) 动量和角动量均守恒 C 4（4559）下列各图所示的速率分布曲线，哪一图中的两条曲线是同一温度下氮气和氦气的分子速率分布曲线？ B 麦克斯韦分布曲线的性质，不同质量的分子速率分布。5（4668）一容器贮有某种理想气体，其分子平均自由程为 ，若气体0的热力学温度降到原来的一半，但体积不变，分子作用球半径不变，则此时平均自由程为 O f(v) f(v) vO f(v) vO (B) (
4、A)f(v) (D) vO (C) vO第 3 页 （共 9 页）(A) (B) (C) (D) / 20022/00因为 A ,kTpnkd6（4105） 如图，一定量的理想气体，由平衡状态 A 变到平衡状态 B (pA = pB )，则无论经过的是什么过程，系统必然 (A) 对外作正功 (B) 内能增加 (C) 从外界吸热 (D) 向外界放热 B 7（1633）图中所示曲线表示球对称或轴对称静电场的某一物理量随径向距离 r 变化的关系，请指出该曲线可描述下列哪方面内容 (E 为电场强度的大小，U 为电势）： (A) 半径为 R 的无限长均匀带电圆柱面电场的 Er 关系 (B) 半径为 R
5、的无限长均匀带电圆柱体电场的 Er 关系(C) 半径为 R 的均匀带正电球体电场的 Ur 关系 (D) 半径为 R 的均匀带正电球面电场的 U r 关系 A 8（1054）已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和q0，则可肯定：(A) 高斯面上各点场强均为零 (B) 穿过高斯面上每一面元的电场强度通量均为零 (C) 穿过整个高斯面的电场强度通量为零 (D) 以上说法都不对 C 9（1357）一半径为 R 的薄金属球壳，带电荷-Q设无穷远处电势为零，则球壳内各点的电势 U 可表示为： ( ) 041KO? r/1r R密封线内答题无效p O V A B 第 4 页 （共 9 页）(A) (B) RQ
6、KURQKU(C) (D) B 010（1327）C 1 和 C2 两空气电容器，把它们串联成一电容器组若在 C1中插入一电介质板，则 (A) C1 的电容增大，电容器组总电容减小 (B) C1 的电容减小，电容器组总电容增大 (C) C1 的电容减小，电容器组总电容减小 (D) C1 的电容增大，电容器组总电容增大 D 二、填空题 （共 30 分）1（0005） （3 分） 一质点作半径为 0.1 m 的圆周运动，其角位置的运动学方程为： (SI)214t则其切向加速度为 =_0.1 m/s2 _ta因为 2 2,1,tddtRt2（0236） （3 分） 质量为 m、长为 l 的棒，可绕通
7、过棒中心且与棒垂直的竖直光滑固定轴 O 在水平面内自由转动(转动惯量 Jm l 2 / 12)开始时棒静止，现有一子弹，质量也是 m，在水平面内以速度 v 0 垂直射入棒端并嵌在其中则子弹嵌入后棒的角速度 _3v 0 / (2l)_ 3（4017） （5 分）1 mol 氧气 (视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧C1 C2本题得分m O m l 0v 俯 视 图 第 5 页 （共 9 页）气瓶中，温度为 27，这瓶氧气的内能为_ 6.2310 3 _J；分子的平均平动动能为_6.2110 21 _；分子的平均总动能为_1.03510 21 _ (摩尔气体常量 R= 8.31 Jmol-1K
8、-1 玻尔兹曼常量 k= 1.3810 -23K -1） 4（4283） （3 分）当理想气体处于平衡态时，若气体分子速率分布函数为 f(v)，则分子速率处于最概然速率 vp 至范围内的概率N / N_ _ pfvd)(5（4127） （5 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_500 _ K.今欲将该热机效率提高到 50，若低温源保持不变，则高温热源的温度应增加_ 100 _ K . 6（5086） （3 分）静电场场强的叠加原理的内容是_._ . 若电场由几个点电荷共同产生，则电场中任意一点处的总场强等于各个点电荷单独存在时在该点各自产生的场
9、强的矢量和7（1176） （4 分）真空中，有一均匀带电细圆环，电荷线密度为 ，其圆心处的电场强度 E0 _0_ ，电势 U0 _ / (20)_(选无穷远处电势为零) 8（1220） （4 分）一空气电容器充电后切断电源，电容器储能 W0，若此时在极板间灌入相对介电常量为 r 的煤油，则电容器储能变为 W0 的_1/r _ 倍如果灌煤油时电容器一直与电源相连接，则电容器储能将是 W0 的_ r _倍三、计算题 （共 40 分）1.（0191） （本题 10 分）如图所示，在地面上固定一半径为 R的光滑球面，球面顶点 A 处放一质量本题得分 MmAOR0v密封线内答题无效第 6 页 （共 9
10、页）为 M 的滑块一质量为 m 的油灰球，以水平速度 射向滑块，并粘附0v在滑块上一起沿球面下滑问： (1) 它们滑至何处 ( = ?)脱离球面？ (2) 如欲使二者在 A 处就脱离球面，则油灰球的入射速率至少为多少？ 解：设 m 与 M 碰撞后的共同速度为 v，它们脱离球面的速度为 u (1) 对碰撞过程，由动量守恒定律得 2 分)/(0mMm 与 M 沿固定光滑球面滑下过程中机械能守恒，在任一位置 时，有 2 分22 )(1cos)()(1 ugRv 2 分RN/当物体脱离球面时，N = 0，代入式并与、式联立，可解得： 3)(3cos202 mMgv 2 分cos1R(2) 若要在 A
11、处使物体脱离球面，必须满足 1 分gA)(/)(2v即 ，考虑到式有 RgA2v0所以油灰的速度至少应为 1 分m/2.（0781） （本题 10 分）物体 A 和 B 叠放在水平桌面上，由跨过定滑轮的轻质细绳相互连接，如图所示今用大小为 F 的水平力拉 A设A、B 和滑轮的质量都为 m，滑轮的半径为 R，对轴的转动惯量 JAB 之间、A 与桌面之间、滑轮与其轴之间的摩擦都可以忽略21mR不计，绳与滑轮之间无相对的滑动且绳不可伸长已知 F10 N，m8.0 kg ，R 0.050 m求： (1) 滑轮的角加速度； (2) 物体 A 与滑轮之间的绳中的张力； (3) 物体 B 与滑轮之间的绳中的
12、张力 本题得分B A F R 第 7 页 （共 9 页）解：各物体受力情况如图 FTma 2 分ma 2 分( )R 2 分21maR 1 分由上述方程组解得： 2F / (5mR)10 rads -2 1 分T3F / 5 6.0 N 1 分2F / 5 4.0 N 1 分3.（4112） （本题 10 分）汽 缸 内 有 2 mol 氦 气 ， 初 始 温 度 为 27 ， 体 积 为 20 L(升)，先将氦气等压膨胀，直至体积加倍，然后绝热膨涨，直至回复初温为止把氦气视为理想气体试求： (1) 在 p V 图上大致画出气体的状态变化过程 (2) 在这过程中氦气吸热多少？ (3) 氦气的内
13、能变化多少？ (4) 氦气所作的总功是多少？ (普适气体常量 R=8.31 )1KmolJ解：(1) pV 图如图 2 分(2) T1(27327) K300 K 据 V1/T1=V2/T2， 得 T2 = V2T1/V1600 K 1分Q =Cp(T2T1) 2分= 1.25104 J 1分 a B A F T a T T 本题得分O V1 V2 V1 23p密封线内答题无效第 8 页 （共 9 页）(3) E0 2 分(4) 据 Q = W + E WQ1.25 104 J 2 分4.（1651） （本题 10 分）如图所示，一内半径为 a、外半径为 b 的金属球壳，带有电荷 Q，在球壳空
14、腔内距离球心 r 处有一点电荷 q设无限远处为电势零点，试求： (1) 球壳内外表面上的电荷 (2) 球心 O 点处，由球壳内表面上电荷产生的电势 (3) 球心 O 点处的总电势 解：(1) 由静电感应，金属球壳的内表面上有感生电荷-q，外表面上带电荷q+Q2 分(2) 不论球壳内表面上的感生电荷是如何分布的，因为任一电荷元离 O 点的距离都是 a，所以由这些电荷在 O 点产生的电势为 3 分adqUq040本题得分 qQabOr第 9 页 （共 9 页）(3) 球心 O 点处的总电势为分布在球壳内外表面上的电荷和点电荷 q 在 O 点产生的电势的代数和 3 分qQqU2 分r04a0b04)1(0barQ04
