2022年大學(xué)機(jī)械專業(yè)大學(xué)物理二期中考試試卷D卷-附解析

第第頁2022年大學(xué)機(jī)械專業(yè)《大學(xué)物理（二）》期中考試試卷D卷附解析姓名：______班級(jí)：______學(xué)號(hào)：______考試須知：1、考試時(shí)間：120分鐘，本卷滿分為100分。2、請首先按要求在試卷的指定位置填寫您的姓名、班級(jí)、學(xué)號(hào)。一、填空題（共10小題，每題2分，共20分）1、一個(gè)中空的螺繞環(huán)上每厘米繞有20匝導(dǎo)線，當(dāng)通以電流I=3A時(shí)，環(huán)中磁場能量密度w=_____________．()2、某人站在勻速旋轉(zhuǎn)的圓臺(tái)中央，兩手各握一個(gè)啞鈴，雙臂向兩側(cè)平伸與平臺(tái)一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)他把啞鈴收到胸前時(shí)，人、啞鈴和平臺(tái)組成的系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度_____。3、均勻細(xì)棒質(zhì)量為，長度為，則對于通過棒的一端與棒垂直的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為_____，對于通過棒的中點(diǎn)與棒垂直的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量_____。4、剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，剛體的角加速度與它所受的合外力矩成______，與剛體本身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成反比。（填“正比”或“反比”）。5、氣體分子的最可幾速率的物理意義是__________________。6、如圖所示，一靜止的均勻細(xì)棒，長為、質(zhì)量為，可繞通過棒的端點(diǎn)且垂直于棒長的光滑固定軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為。一質(zhì)量為、速率為的子彈在水平面內(nèi)沿與棒垂直的方向射出并穿出棒的自由端，設(shè)穿過棒后子彈的速率為，則此時(shí)棒的角速度應(yīng)為______。7、一質(zhì)點(diǎn)沿半徑R=0.4m作圓周運(yùn)動(dòng)，其角位置，在t=2s時(shí)，它的法向加速度=______，切向加速度=______。8、將熱量Q傳給一定量的理想氣體：（1）若氣體的體積不變，則熱量轉(zhuǎn)化為_____________________________。（2）若氣體的溫度不變，則熱量轉(zhuǎn)化為_____________________________。（3）若氣體的壓強(qiáng)不變，則熱量轉(zhuǎn)化為_____________________________。9、兩根相互平行的“無限長”均勻帶正電直線1、2，相距為d，其電荷線密度分別為和如圖所示，則場強(qiáng)等于零的點(diǎn)與直線1的距離a為_____________。10、一根長為l，質(zhì)量為m的均勻細(xì)棒在地上豎立著。如果讓豎立著的棒以下端與地面接觸處為軸倒下，則上端到達(dá)地面時(shí)細(xì)棒的角加速度應(yīng)為_____。二、名詞解釋（共6小題，每題2分，共12分）1、電位梯度：2、干涉現(xiàn)象：3、平均自由程：4、質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量(對點(diǎn))：5、自由度：6、光速不變原理：三、選擇題（共10小題，每題2分，共20分）1、一個(gè)物體沿固定圓弧光滑軌道由靜止下滑，在下滑過程中（）。A.它的加速度方向永遠(yuǎn)指向圓心,其速率保持不變B.它受到的軌道的作用力的大小不斷增加C.它受到的合外力的大小變化,方向永遠(yuǎn)指向圓心D.它受到的合外力的大小不變,其速率不斷增加2、真空中一半徑為R的球面均勻帶電Q，在球心O處有一帶電量為q的點(diǎn)電荷，設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)，則在球內(nèi)離球心O距離的r的P點(diǎn)處的電勢為：（）。A.B.C.D.3、如圖所示，M、N為水平面內(nèi)兩根平行金屬導(dǎo)軌，ab與cd為垂直于導(dǎo)軌并可在其上自由滑動(dòng)的兩根直裸導(dǎo)線．外磁場垂直水平面向上．當(dāng)外力使ab向右平移時(shí)，cd（）。A.不動(dòng)B.轉(zhuǎn)動(dòng)C.向左移動(dòng)D.向右移動(dòng)4、一原長為的火箭，以速度相對地面作勻速直線運(yùn)動(dòng)，火箭上有一個(gè)人從火箭的后端向火箭前端的一個(gè)靶子發(fā)射一顆子彈，子彈相對于火箭的速度為.在火箭上測得子彈從射出到擊中靶的時(shí)間間隔是：（表示真空中的光速）（）。A.B.C.D.5、花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員繞通過自身的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，開始時(shí)兩臂伸開，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為，角速度為，然后將兩手臂合攏，使其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為，則轉(zhuǎn)動(dòng)角速度變?yōu)椋ǎ.B.C.D.6、在真空中的A、B兩平行金屬板，相距為d，板面積為S（S→∞），各帶電q和q，兩板間的作用力f大小為（）。7、在靜電場中，作一閉合曲面S，若有則S面內(nèi)必定（）。A．既無自由電荷，也無束縛電荷B．沒有自由電荷C．自由電荷和束縛電荷的代數(shù)和為零D．自由電荷的代數(shù)和為零8、一質(zhì)點(diǎn)沿軸運(yùn)動(dòng)，其速度與時(shí)間的關(guān)系為：，當(dāng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位于處，則質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為（）。A.B.C.D.9、有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，原長為，將它吊在天花板上．當(dāng)它下端掛一托盤平衡時(shí)，其長度變?yōu)椋缓笤谕斜P中放一重物，彈簧長度變?yōu)?，則由伸長至的過程中，彈性力所作的功為（）。A.B.C.D.10、下面說法正確的是（）。A.等勢面上各點(diǎn)場強(qiáng)的大小一定相等B.在電勢高處，電勢能也一定高C.場強(qiáng)大處，電勢一定高D.場強(qiáng)的方向總是從電勢高處指向低處四、解答題（共4小題，每題12分，共48分）1、一質(zhì)量為，長為l的棒能繞通過O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。一質(zhì)量為m，速率為的子彈從水平方向飛來，擊中棒的中點(diǎn)且留在棒內(nèi)，如圖所示。則棒中點(diǎn)獲得的瞬時(shí)速率為多少。2、質(zhì)量為m的物體懸于一條輕繩的一端，繩另一端繞在一輪軸的軸上，如圖所示．軸水平且垂直于輪軸面，其半徑為r，整個(gè)裝置架在光滑的固定軸承之上．當(dāng)物體從靜止釋放后，在時(shí)間t內(nèi)下降了一段距離S．試求整個(gè)輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(用m、r、t和S表示)。3、如圖所示：長為的勻質(zhì)細(xì)桿，質(zhì)量為可繞過其端點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。如果將細(xì)桿置與水平位置，然后讓其由靜止開始自由下擺。求：（1）開始轉(zhuǎn)動(dòng)的瞬間，細(xì)桿的角加速度為多少？（2）細(xì)桿轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置時(shí)角速度為多少？4、有一以理想氣體為工作物質(zhì)的熱機(jī)，其循環(huán)如圖所示，試證明熱機(jī)效率為參考答案一、填空題（共10小題，每題2分，共20分）1、2、變大3、，4、正比5、表示分布在該速率附近單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)最多。6、7、57.6，2.48、（1）氣體的能，（2）氣體對外所做的功，（3）氣體的能和對外所做的功9、10、二、名詞解釋（共6小題，每題2分，共12分）1、電位梯度：如果在細(xì)胞膜兩側(cè)存在有電位梯度差時(shí)，這種電位在空間上的遞減叫做電位梯度2、干涉現(xiàn)象：兩個(gè)頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定或相位相同的波源發(fā)出的兩列波，在它們相遇區(qū)域內(nèi)，某些點(diǎn)處的振動(dòng)始終加強(qiáng)，而在另一些點(diǎn)處的振動(dòng)始終減弱的現(xiàn)象。3、平均自由程：指分子在連續(xù)兩次相繼碰撞間所經(jīng)歷的自由路程的平均值4、質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量(對點(diǎn))：設(shè)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)對某參照系的動(dòng)量為，質(zhì)點(diǎn)對該參照系中某固定點(diǎn)的位矢為，則時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)對點(diǎn)的角動(dòng)量。角動(dòng)量描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。5、自由度：確定一個(gè)物體在空間的位置需要的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)目。6、光速不變原理：在一切慣性系中，光在真空中的速率都相同，恒為。三、選擇題（共10小題，每題2分，共20分）1、B2、B3、D4、B5、C6、C7、D8、A9、C10、D四、解答題（共4小題，每題12分，共48分）1、解：由角動(dòng)量守恒定律可得由此可得棒和子彈的瞬時(shí)角速度為