石家庄铁道大学2008级物理试卷A及答案

第1页（共11页）石家庄铁道学院2008-2009学年第二学期08级本科班期末考试试卷A课程名称：大学物理(A)Ⅰ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（）题号一二三总分1234满分303010101010100得分改卷人一、选择题（每题3分，共30分）1（0604）某物体的运动规律为tkt2d/dvv，式中的k为大于零的常量．当0t时，初速为v0，则速度v与时间t的函数关系是(A)0221vvkt,(B)0221vvkt,(C)02121vvkt,(D)02121vvkt［］2（0479）一质点在几个外力同时作用下运动时，下述哪种说法正确？(A)质点的动量改变时，质点的动能一定改变．(B)外力的冲量是零，外力的功一定为零．(C)质点的动能不变时，质点的动量也一定不变．(D)外力的功为零，外力的冲量一定为零．［］3（0207）静止在光滑水平面上的一质量为M的车上悬挂一单摆，摆球质量为m，摆线长为l．开始时，摆线水平，摆球静止于A点．突然放手，当摆球运动到摆线呈竖直位置的瞬间，摆球相对于地面的速度为(A)0．(B)gl2．(C)Mmgl/12．(D)mMgl/12．［］本题得分AmMl——————————————————密————封————线————内————答————题————无————效————————————学号：姓名：班级：第2页（共11页）4（4671）在下列各种说法中，哪些是正确的？(1)平衡过程就是无摩擦力作用的过程．(2)平衡过程一定是可逆过程．(3)平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接．(4)平衡过程在p－V图上可用一连续曲线表示．(A)(1)、(2)．(B)(3)、(4)．(C)(2)、(3)、(4)．(D)(1)、(2)、(3)、(4)．[]5（5541）设某种气体的分子速率分布函数为f(v)，则速率在v1─v2区间内的分子的平均速率为(A)21dvvvvvf．(B)21dvvvvvvf．(C)21dvvvvvf/21dvvvvf．(D)21dvvvvf/0dvvf．．［］6（4314）对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比W/Q等于(A)2/3．(B)1/2．(C)2/5．(D)2/7．［］7（1635）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体电场的E~r关系．(B)半径为R的无限长均匀带电圆柱面电场的E~r关系．(C)半径为R的均匀带正电球体电场的U~r关系．(D)半径为R的均匀带正电球面电场的U~r关系．［］8（1075）真空中有一点电荷Q，在与它相距为r的a点处有一试验电荷q．现使试验电荷q从a点沿半圆弧轨道运动到b点，如图所示．则电场力对q作功为(A)24220rrQq．(B)rrQq2420．(C)rrQq204(D)0．［］O?r/1rRrOrarbQ第3页（共11页）9（1466）同心导体球与导体球壳周围电场的电场线分布如图所示，由电场线分布情况可知球壳上所带总电荷(A)q0．(B)q=0．(C)q0．(D)无法确定．［］10（1125）用力F把电容器中的电介质板拉出，在图(a)和图(b)的两种情况下，电容器中储存的静电能量将(A)都增加．(B)都减少．(C)(a)增加，(b)减少．(D)(a)减少，(b)增加．［］二、填空题（共30分）1（0690）（3分）轮船在水上以相对于水的速度1v航行，水流速度为2v，一人相对于甲板以速度3v行走．如人相对于岸静止，则1v、2v和3v的关系是___________________．2（0645）（5分）绕定轴转动的飞轮均匀地减速，t＝0时角速度为0＝5rad/s，t＝20s时角速度为=0.80，则飞轮的角加速度＝______________，t＝0到t＝100s时间内飞轮所转过的角度＝___________________．3（0260）（3分）热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，开尔文表述指出了_______________________________的过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了________________的过程是不可逆的．(a)F(b)F充电后仍与电源连接充电后与电源断开本题得分——————————————————密————封————线————内————答————题————无————效————————————第4页（共11页）4（4653）（4分）根据能量按自由度均分原理，设气体分子为刚性分子，分子自由度数为i，则当温度为T时，(1)一个分子的平均动能为________．(2)一摩尔氧气分子的转动动能总和为________．5（4700）（3分）有摩尔理想气体，作如图所示的循环过程acba，其中acb为半圆弧，ba为等压线，pc=2pa．令气体进行ab的等压过程时吸热Qab，则在此循环过程中气体净吸热量Q_______Qab．(填入：＞，＜或＝)6（1418）（3分）一半径为R的均匀带电圆环，电荷线密度为．设无穷远处为电势零点，则圆环中心O点的电势U＝______________________．7（1178）（3分）图中所示为静电场的等势(位)线图，已知U1＞U2＞U3．在图上画出a、b两点的电场强度方向，并比较它们的大小．Ea__________Eb(填＜、＝、＞)．8（1371）（3分）已知一平行板电容器，极板面积为S，两板间隔为d，其中充满空气．当两极板上加电压U时，忽略边缘效应，两极板间的相互作用力F＝_____________．9（5681）（3分）在相对介电常量r=4的各向同性均匀电介质中，与电能密度we=2×106J/cm3相应的电场强度的大小E=_______________________．(真空介电常量0=8.85×10-12C2/(N·m2))pVOVaVbpapcabcabU1U2U3第5页（共11页）三、计算题（共40分）1.（0180）（本题10分）如图所示，质量为mA的小球A沿光滑的弧形轨道滑下，与放在轨道端点P处(该处轨道的切线为水平的)的静止小球B发生弹性正碰撞，小球B的质量为mB，A、B两小球碰撞后同时落在水平地面上．如果A、B两球的落地点距P点正下方O点的距离之比LA/LB=2/5，求：两小球的质量比mA/mB．本题得分ABPOLALB——————————————————密————封————线————内————答————题————无————效————————————第6页（共11页）2.（0157）（本题10分）一质量为m的物体悬于一条轻绳的一端，绳另一端绕在一轮轴的轴上，如图所示．轴水平且垂直于轮轴面，其半径为r，整个装置架在光滑的固定轴承之上．当物体从静止释放后，在时间t内下降了一段距离S．试求整个轮轴的转动惯量(用m、r、t和S表示)．本题得分mOr第7页（共11页）3.（4097）（本题10分）1mol理想气体在T1=400K的高温热源与T2=300K的低温热源间作卡诺循环（可逆的），在400K的等温线上起始体积为V1=0.001m3，终止体积为V2=0.005m3，试求此气体在每一循环中(1)从高温热源吸收的热量Q1(2)气体所作的净功W(3)气体传给低温热源的热量Q2本题得分——————————————————密————封————线————内————答————题————无————效————————————第8页（共11页）4.（1653）（本题10分）电荷以相同的面密度分布在半径为r1＝10cm和r2＝20cm的两个同心球面上．设无限远处电势为零，球心处的电势为U0＝300V．(1)求电荷面密度．(2)若要使球心处的电势也为零，外球面上应放掉多少电荷？［0＝8.85×10-12C2/(N·m2)］参考答案一、选择题（共30分）1.C2.B3.C.4.B5.C6.D7.A8.D9.C10.D二、填空题（共30分）1.0321vvv3分2.－0.05rad·s-23分250rad2分3.功变热3分热传导(答对一个给2分)4.2ikT2分RT2分5.3分6./(20)3分本题得分第9页（共11页）7.＞2分bEabU1U2U3aE1分8.2202dSU3分9.3.36×1011V/m3分三、计算题（共40分）1.解：A、B两球发生弹性正碰撞，由水平方向动量守恒与机械能守恒，得BBAAAAmmmvvv0①2分2220212121BBAAAAmmmvvv②2分联立解出0ABABAAmmmmvv，02ABAABmmmvv2分由于二球同时落地，∴0Av，BAmm；且BBAALLvv//2分∴52BABALLvv，522ABAmmm解出5/BAmm2分2解：解：设绳子对物体(或绳子对轮轴)的拉力为T，则根据牛顿运动定律和转动定律得：mg­T＝ma①2分Tr＝J②2分由运动学关系有：a=r③2分由①、②、③式解得：J＝m(g－a)r2/a④第10页（共11页）又根据已知条件v0＝0∴S＝221at，a＝2S/t2⑤2分将⑤式代入④式得：J＝mr2(Sgt22－1)2分3解:(1)312111035.5)/ln(VVRTQJ3分(2)25.0112TT.311034.1QWJ4分(3)3121001.4WQQJ3分4解：(1)球心处的电势为两个同心带电球面各自在球心处产生的电势的叠加，即22110041rqrqU22212104441rrrr210rr3分2100rrU＝8.85×10-9C/m22分(2)设外球面上放电后电荷面密度为，则应有TrTamg第11页（共11页）21001rrU=0即21rr2分外球面上应变成带负电，共应放掉电荷212222144rrrrq20021244rUrrr＝6.67×10-9C3分