西北工业大学2008级《力学》期末考试试卷(西北工业大学2008级《力学》期末考试标准答案及评分标准

西北工业大学应用物理系2008级《力学》期末考卷A卷第1页共10页诚信保证本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场规则，诚实做人。本人签字：编号：西北工业大学期末考试试题（卷）2008~2009学年第一学期开课学院理学院课程力学学时60考试日期2009年1月12日考试时间2小时考试形式（闭）（A）卷班级学号姓名重要提示：1．本试卷分为“单选题”、“填空题”和计算题三部分，总分为100分；2．在答题卡上答题，最后把试卷和答题卡一并交回；3．答题卡分为两张，答题卡（1）为机读卡，答题卡（2）为书写卡；4．机读卡中数字用钢笔填写，涂点用2B铅笔填涂。填空题答案栏每格填1位数字，小数点单独占1格，左对齐填写，按要求取位，4舍5入进位；5．题中所涉重力加速度g一律取9.8m/s2计算；6．草稿纸不再另发，将试题的背面作为草稿纸，一、单选题（共30分，每小题3分，在答题卡（1）上完成）1．对于惯性参考系，下列那项叙述是正确的？（a）在惯性参考系物体所受合力为零，则该物体保持静止或匀速运动的状态；（b）在任何惯性参考系所描述的物理现象都是相同的；（c）两不同惯性参考系间的相对运动，不一定是匀速运动。A．abc皆正确；B．只有ab正确；C．只有bc正确；D．只有ac正确。西北工业大学应用物理系2008级《力学》期末考卷A卷第2页共10页2．考虑如下情况：将一石头以初速度0v竖直上抛，设石头在速度为v时所遇阻力正比于v，请问下列叙述何者正确？A．石头的加速度永远为g；B．石头只有在最高点时，加速度方为g；C．石头的加速度永远小于g；D．石头在返回抛出点的整个过程中会有某一瞬间的速率为v0。3．图示为一装满水的匀速运动的车子。当其底部的漏嘴打开后，车子的动能、动量和速率如何变化？A．动能减少、动量减少、速率不变；B．动能不变、动量减少、速率增加；C．动能不变、动量不变、速率增加；D．动能增加、动量不变、速率增加。4．一质量为m的粒子，在无摩擦，半径为R的竖直圆形轨道上运动，已知在最高点的速率32gR，其中g为重力加速度，则下列叙述何者正确？A．在任一直径的两端点上，粒子动能之和不变；B．粒子相对于圆心的向心力大小处处相等；C．在最高点处，轨道对粒子的作用力大小为32mg；D．在最低点的速率为38gR。5．关于保守力场，下列叙述何者错误？A．保守力从一点到另一点所做的功与路径无关；B．在保守力场中其做功的路径如果回到原来的出发点则所做总功为零；C．在保守力场中某一点出发至空间各点所做的功可定出一势能函数；D．物体在保守力场中运动其动能是守恒的。ve西北工业大学应用物理系2008级《力学》期末考卷A卷第3页共10页6．关于刚体的转动惯量，下列叙述何者正确？A．随角速度的增大而增大；B．随角加速度的增大而增大；C．与转轴位置无关。D．与质量分布情形有关。7．某刚体绕定轴作匀变速转动时，对于刚体上任一质元m的法向加速度an和切向加速度at，下列表述正确的是：A．an和at的大小均随时间变化；B．an和at的大小均保持不变；C．an的大小保持不变，at的大小随时间变化；D．at的大小保持不变，an的大小随时间变化。8．传播速度为100ms-1、频率为50Hz的平面简谐波，在波线上相距0.5m的两点之间的相位差为：A．3；B．2；C．6；D．4。9．图示为一平面简谐波在t时刻的波形曲线，若此时A点处介质质元的振动动能在增大，则：A．A点处质元的弹性势能在减小；B．B点处质元的弹性势能在增大；C．波沿x轴正方向传播；D．波沿x轴负方向传播。10．根据狭义相对论的时空观，下面判断正确的是：A．从北京和西安火车站同时开出两列火车，在从地球上飞过的高速飞船上观察者看来也是同时开出的；B．一个走时准确的时钟，当它相对于我们高速运动时一定会走时变慢；C．粒子的惯性和它运动的快慢没有关系；D．光子的静止质量为零，因此当一对正负电子对湮灭生成光子（即正负电子相遇转化为电磁辐射）后，质量就消失了。yxOAB第9题图西北工业大学应用物理系2008级《力学》期末考卷A卷第4页共10页二、填空题（共30分，每小题3分，在答题卡（1）上完成）注意：答题卡的答案栏按题目的单位和取位要求左对齐填入数字。每一格填入1位数字，小数点单独占一格，然后在涂点栏对应填涂。1．质量为2.3g的小球在空气中下落时，终极速度为9m/s。设空气阻力与小球速率v的关系为bv2，则b=10-4kg/m（结果取3位有效数字）2．一质量为2kg的质点，在外力作用下作一维运动，若运动方程为m)43()(32ttttx，则在0~3秒之间外力对质点做的功A=J。（结果取整数）3．一作用力jbiaxF2，其中a＝3N/m2、b＝5N。一粒子在该力的作用下沿直线从位置（x，y）=（1m，3m）运动到（5m，4m）。则力对粒子做的功A=J。（结果取整数）4．一质量m=0.70kg的粒子，初速度kiv0.50.30（SI）。在t=0.0s到t=2.0s其作用力ktjtF20.30.2（SI）。求出该粒子在t=2.0s的速度的大小v=m/s。（结果取整数）5．一质量为140g的棒球，以速度vi=39.0m/s在水平方向被掷出。当球被球棒击打后以速度vf=39.0m/s反方向飞行。若球和球棒的碰撞时间为1.2ms，棒球上的平均作用力f=KN。（结果取3位有效数字）6．两个质量为m=2kg的粒子被两根细杆连在一起并连在一旋转轴O上。两根细杆的质量和长度均为M=3kg和d=1m，整个系统绕转轴以ω=2rad/s的角速度旋转，则整个系统相对于O点的Ek=J。（结果取整数）MmmdMdOω西北工业大学应用物理系2008级《力学》期末考卷A卷第5页共10页7．一质量为M=10kg半径为R=0.1m的均匀圆盘被固定在水平轴上。质量为m=2kg的重物被绕在圆盘边缘的轻质绳悬挂，绳没有滑动，转轴没有摩擦，求圆盘的角加速度=rad/s2。（221MRI）（结果取3位有效数字）8．某核电站年发电量为1000亿度，它等于36×1016J的能量。如果这些能量是由核材料的全部静能转化而来，则该核电站每年所要消耗的核材料仅为kg。（结果取整数）9．粒子加速器把一个静止质量为m0的粒子，由静止加速到v=0.9c，则加速器对粒子做的功等于粒子静能m0c2的倍。（结果取2位有效数字）10．一人手执一音叉向一高墙以5m/s的速度跑去，音叉的频率为500Hz，声波传播的速度为330m/s，试计算此人听到声音的拍频拍＝Hz。（结果取整数）三、计算证明题（共40分，在答题卡（2）上完成）1．(本题8分)如图所示，以椭圆一个焦点F为原点，沿半径长轴方向设置极轴，椭圆的极坐标方程是r=r0/(1+ecos)。设所给的椭圆半长轴为A，半短轴为B，且F位于椭圆中心Ｏ的右侧。试求：（1）参量r0，e与A，B的关系；（2）若质点以＝t的方式沿椭圆运动，导出v，a与质点角位置的关系。MRmＦＯｒABC西北工业大学应用物理系2008级《力学》期末考卷A卷第6页共10页2．(本题8分)如图所示，两根长度同为l轻杆，用质量m的球型铰链相连接，两杆另一端分别连接质量m和2m的小球，开始时两杆并拢竖立在光滑的水平面上，铰链球在上，然后从静止释放，下面两球朝两侧滑动，两杆始终在同一水平面内，，忽略所有阻力，试求：（1）铰链碰到桌面时的速度；（2）两杆夹角为90时，质量为2m的小球速度。3．(本题8分)如图所示，一质量m的子弹，以速度v水平射入一质量为M，长度为l的静止悬挂的均质细棒下端，若细棒可以绕固定光滑水平轴自由旋转，忽略空气阻力，试求：（1）子弹嵌入细棒后的一瞬间细棒获得的角速度；（2）若要细棒在竖直平面内旋转，子弹的最小速度为多少。4．(本题8分).同一介质中两个波源位于A、B两点，其振幅相等，频率都是100Hz，相位差为，若A、B两点相距为30m，波在介质中的传播速度为400ms-1，试求AB连线上因干涉而静止的点的位置。5．(本题8分)设北京到上海的直线距离为1000km，从这两地同时各开出一列火车。现有一艘高速飞船以0.6c的速度沿北京到上海方向直线飞行，试求：（1）飞船中的观测者测得这两列火车开出的时间间隔为多少？（2）那列火车先开出？（3）飞船中观测到北京到上海的距离是多少？mm2mmvMl西北工业大学应用物理系2008级《力学》期末考卷A卷第7页共10页西北工业大学2008~2009第一学期《力学》期末考试答题卡（2）（A卷）班号姓名学号题号三~1三~2三~3三~4三~5成绩分值8分8分８分8分８分得分改卷校对注意事项：1.单选题和填空题在答题卡（1）上按要求填涂；2.本答题卡（2）只用作填写计算证明题的解答。三、计算证明题（共40分）1．（本题8分）ＦＯｒABC西北工业大学应用物理系2008级《力学》期末考卷A卷第8页共10页2．（本题8分）mm2m西北工业大学应用物理系2008级《力学》期末考卷A卷第9页共10页3．（本题8分）4．（本题8分）mvMl西北工业大学应用物理系2008级《力学》期末考卷A卷第10页共10页5．（本题8分）