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文檔簡介
1、南 京 理 工 大 學(xué) 課 程 考 試 試 卷(學(xué)生考試用)課程名稱:大學(xué)物理(上)a 卷學(xué)分:3.5大綱編號11120804試卷編號:考試方式:閉卷筆試滿分分值:100 考試時間:120 分鐘組卷日期:2019 年 6 月 21 日組卷教師(簽字):審定人(簽字):學(xué)生班級:學(xué)生學(xué)號:學(xué)生姓名:一、選擇題(每題2 分,共 20 分)1、用細(xì)繩系一小球使之在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動,則()(a)小球在任意位置都有切向加速度;(b)小球在任意位置都有法向加速度;(c)小球在任意位置繩子的拉力和重力是慣性離心力的反作用力;(d)當(dāng)小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時,它將受到重力、繩子的拉力和向心力的作用。2、兩個輕質(zhì)
2、彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和 k2,把它們串聯(lián)之后掛在天花板上。當(dāng)下端懸掛物體達(dá)到平衡時, 兩彈簧的彈性勢能之比為()(a)2121kkee;(b)1221kkee;(c)222121kkee;(d)212221kkee3、如圖 1 所示,一人造衛(wèi)星到地球中心c 的最大距離和最小距離分別為ar和br。設(shè)衛(wèi)星對應(yīng)的角動量分別為ball,,動能分別為kbkaee,,則應(yīng)有()(a)kakbabeell,;(b)kakbabeell,;(c)kakbabeell,;(d)kakbabeell,. 4、兩質(zhì)點(diǎn)各自作簡諧振動,它們的振幅相同,周期相同。第一個質(zhì)點(diǎn)的振動方程為)cos( tax1,當(dāng)?shù)谝粋€質(zhì)
3、點(diǎn)從相對平衡位置的正位移處回到平衡時,第二個質(zhì)點(diǎn)在正最大位移處,則第二個質(zhì)點(diǎn)的振動方程()(a))cos(22tax;(b))cos(22tax;(c))cos(232tax;(d))cos( tax2.第 1 頁b a c rb ra 圖 1 5、 頻率為 100hz, 傳播速度為 300m/s 的平面簡諧波, 波線上兩點(diǎn)振動的位相差為3,則此兩點(diǎn)相距()(a)2m;(b)2.19m;(c)0.5m;(d)28.6m6、若)(f為氣體分子速率的分布函數(shù),n 為氣體分子總數(shù), m 為氣體分子的質(zhì)量,則21221dnfm)(的物理意義是()(a)速率為2的各分子的總平動動能與速率為1的各分子的總
4、平動動能之差;(b)速率為2的各分子的總平動動能與速率為1的各分子的總平動動能之和;(c)速率處在速率間隔21之內(nèi)的分子平均平動動能;(d)速率處在速率間隔21之內(nèi)的分子平均平動動能之和。7、如圖 2 所示,活塞 c 把用絕熱材料包裹的容器分為a,b 兩室, a 室充以理想氣體, b 室為真空,現(xiàn)把活塞 c 打開, a 室氣體充滿整個容器,此過程中()(a)內(nèi)能增加;(b)溫度降低;(c)壓強(qiáng)不變;(d)溫度不變。8、在一個點(diǎn)電荷 +q 的電場中,一個實(shí)驗(yàn)電荷 +q0從 a 點(diǎn)分別移到 b、c、d 點(diǎn),b、c、d 點(diǎn)在以 +q 為圓心的圓周上,如圖3 所示,則電場力做功是()(a)從 a 到
5、b 電場力做功最大;(b)從 a 到 c 電場力做功最大;(c)從 a 到 d 電場力做功最大;(d)電場力做功一樣大。9、一均勻帶電球面,球內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零,則球面上的帶電量ds的面元在球內(nèi)部產(chǎn)生的電場強(qiáng)度是()(a)處處為零;(b)不一定為零;(c)一定不為零;(d)是常數(shù)。10、在一點(diǎn)電荷產(chǎn)生的靜電場中, 一塊電介質(zhì)如圖4 所示放置,以點(diǎn)電荷所在處為球心做一球形閉合面,則對此球形閉合面()共 2 頁圖 2 a b c +q +q0 a b c d 圖 3 (a)高斯定理成立,且可用它求出閉合面上各點(diǎn)的場強(qiáng);(b)高斯定理成立,但不能用它求出閉合面上各點(diǎn)的場強(qiáng);(c)由于電介質(zhì)不對稱分
6、布,高斯定理不成立;(d)即使電介質(zhì)對稱分布,高斯定理也不成立。二、填空題(每空2 分,共 30 分)1、若作用于一力學(xué)系統(tǒng)上外力的合力為零,則外力的合力矩(1)(填“一定”或“不一定”)為零;這種情況下力學(xué)系統(tǒng)的動量、角動量、機(jī)械能三個量中一定守恒的是(2)。2、把一個周期為1t的彈簧振子和一個周期為2t的單擺,拿到月球上去,則彈簧振子的振動周期1t(3)1t,單擺的振動周期2t(4)2t。 (填,)3、振幅均為 2m , 角頻率為 2 , 相位差為 的兩相干波源 s1,s2激發(fā)的簡諧波傳到p 點(diǎn), 波速均為 10m/s, 如圖 5 所示,則兩波在 p 點(diǎn)的相位差為 (5) ;合振幅為 (6
7、) 。4、27的 1mol 氧氣分子的方均根速率為(7);其總能量為( 8);其分子的平均轉(zhuǎn)動動能為(9)。5、理想氣體下列過程的過程方程式:等溫過程(10);絕熱過程(11)。6、一金屬球半徑為r,表面均勻帶正電荷,電量為q,則該金屬球的電容c = (12);其表面單位面積受到的靜電斥力f = (13)。7、一無限大均勻帶電平面,其電荷面密度為,在其附近平行地放置一個無限大不帶電的平面導(dǎo)體板,如圖6 所示,則導(dǎo)體板兩表面上感應(yīng)電荷的面密度1(14);2(15)。第 2 頁q 圖 4 電介質(zhì)p 30m s135m s2圖 5 1 2 圖 6 三、 (12 分)如圖 7 所示,一均勻細(xì)棒,可繞通
8、過其端點(diǎn)并與棒垂直的水平軸轉(zhuǎn)動。已知棒長為l,質(zhì)量為 m,開始時棒處于水平位置。令棒由水平位置自由下擺,求:(1)棒在任意位置的角加速度;(2)棒擺至豎直位置時重力矩所做的功;(3) 角為9030 ,時的角速度。四、 (8 分)設(shè)入射波的表達(dá)式為xttay21cos。在 x =0 處發(fā)生反射,反射點(diǎn)為一固定端,設(shè)反射波能量不衰減。求:(1)反射波的表達(dá)式;(2)合成波的表達(dá)式;(3)波腹、波節(jié)的位置。五、 (10 分) 一定量的理想氣體, 其循環(huán)過程如圖 8 所示。ab 為等溫過程, bc 為等容過程, ca為絕熱過程。設(shè)理想氣體為單原子分子,31m1v,32m2v,求該循環(huán)過程的效率。六、
9、(8 分)如圖 9 所示,長為 l、電荷線密度為的均勻帶電線段,求其延長線上 p點(diǎn)的場強(qiáng)和電勢。七、 (12 分)半徑為 r1的導(dǎo)體球外套有一個與它同心的導(dǎo)體球殼,球殼的內(nèi)外半徑分別為r2和 r3,內(nèi)球與球殼間是空氣,球殼外是介質(zhì)常數(shù)為 的無限大均勻介質(zhì),當(dāng)內(nèi)球帶電量為 q 時,球:(1)空間中電場強(qiáng)度的分布;(2)這個系統(tǒng)儲存了多少電能?(3)如果用導(dǎo)線把內(nèi)球與球殼連在一起,系統(tǒng)儲存的電能如何變化?能量轉(zhuǎn)化到哪里去了?共 2 頁x l p o a 圖 9 0pvabc1v2v圖 8 o +qr1 r3 r2 0 圖 10 a a o 圖 7 大學(xué)物理試卷a 答案一、選擇題(每題2 分,共 2
10、0分)1、b 2、b 3、d 4、b 5、c 6、d 7、d 8、d 9、c 10、b 二、填空題(每空2 分,共 30 分)1、 (1)不一定; (2)動量;2、 (3)=; (4);3、 (5)0 或2; (6)4m;4 、( 7 )smrt/.448332;( 8 )jrte5633225.總;( 9 )jkte2110144.轉(zhuǎn);5、 (10)cpv或者0pdpvdv; (11)cpv或者0vdvpdp;6、 (12)r04; (13)420232rq;7、 (14)21; (15)22;三、 (12 分)解: (1)棒在任意位置時的重力矩cos2lmgm因?yàn)閕m,而231mli,所以
11、coslgim23(2分)(2)因?yàn)閐lmgmddacos2所以2220lmgdlmgmdacos這功即是細(xì)棒重力勢能的減少。(3分)(3)任意角 時的角速度根據(jù)轉(zhuǎn)動定律imddmldtdddmldtdmlmllmg2222313131312cos分離變量得dldg32cos積分得0032dldgcos2612lgsinlg sin3(3分)當(dāng)30時:lg23(2 分)當(dāng)90時:lg3(2 分)解二:還可用機(jī)械能守恒做。四、 (8 分)解: (1)入射波在 x =0 處引起的振動:ttay210cos。由于反射端固定,有半波損失,故反射波在x =0 處引起的振動:ttay220cos反射波沿
12、x 軸正方向傳播, 其波動方程:xttay222cos(2 分)(2)合成駐波:22222222221ttxaxttaxttayyycoscoscoscos(2分)(3)波腹:kx22,即,21042kkx波節(jié):21222)( kx,即,2102kkx(4分)五、 (10 分)解: ab為等溫膨脹過程,氣體吸收熱量1q,bc 為等容降壓過程,氣體放出熱量2q,121121vvvpvvrtqaalnln(2分))()()(212vpvprcttcttceqcavcavcbv(2分)?121212121121111vvvvpprcvvvpvpvprcqqacvacavlnln(2分)因?yàn)関pccr
13、,11vpvvcccrc,ca 為絕熱過程有21vpvpca即21vvppac,35mvmpcc,,212vv代入上式可得%.lnlnln56192121111111111111211212121vvvvvvvv(4分)六、 (8 分)解: (1)電場強(qiáng)度:202044xdxxdqdelaaxdxdeelaap1144020(4分)(2)電勢:xdxxdqdu0044alaxdxduulaaln0044(4分)七、 (12 分)解: (1)應(yīng)用高斯定理,可求得空間的電場分布:0e(1rr) ; (23rrr)204qer(12rrr)24qer(3rr)(4 分)(2)電場能量為21321322222102202222
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