天津科技大学物理期末试卷

天津科技大学物理 本科试卷2010-2011学年第二学期 课程名称: 大学物理(一?一)(A少) 一单项选择题(每题2分, 计28分) 得分 (试卷答案一律填入答题卡，否则无效) ,，，1、一运动质点在某瞬时位于矢径rx,y的端点处, 其速度大小为 ,drdr (A) (B) dtdt ,22drdxdy,,,, (C) (D) ，,,,,dtdtdt,,,, 22、一定量某理想气体按pV,恒量的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度 (A) 将升高( (B) 将降低( (C) 不变( (D)升高还是降低，不能确定( 3、如图所示，两个大小不同的容器用均匀的细管相连，管中有一 水银滴作活塞，大容器装有氧气，小容器装有氢气. 当温度相同时， 水银滴静止于细管中央，则此时这两种气体中 (A) 氧气的密度较大( (B) 氢气的密度较大( H2O2 (C) 密度一样大 (D) 那种的密度较大是无法判断的 4、已知分子总数为N，它们的速率分布函数为f(v)，则速率分布在v~v区间内 12的分子的平均速率为 vvv222vf(v)dvvf(v)dvf(v)dv (A) ( (B) / ( ,,,vvv111 vv22Nvf(v)dvvf(v)dv (C) ( (D) /N( ,,vv11 5、在温度分别为 327?和27?的高温热源和低温热源之间工作的热机，理 论上的最大效率为 (A) 25, (B) 50, (C) 75, (D) 91.74, 6、A、B两条船质量都为M，首尾相靠且都静止在平静的湖面上，AB如图所示(A、B两船上各有一质量均为m的人，A船上的人以x 相对于A船的速率u跳到B船上，B船上的人再以相对于B船 的相同速率u跳到A船上. 取如图所示x坐标，设A、B船所获得的速度分别为v、Av，下述结论中哪一个是正确的? B (A) v = 0，v = 0( (B) v = 0，v > 0( ABAB 学院 (C) v < 0，v > 0( (D) v < 0，v = 0( ABAB 学院 (E) v > 0，v > 0( AB学 院: 专 业: 学号: 姓名: 第 1 页 (共 8 页) 学 院: 专 业: 学号: 姓名: ―――――――――――――装――――――――――――订――――――――――――线―――――――――――――― ―――――――――――――装――――――――――――订――――――――――――线―――――――――――――― 年级:2010 专业:食品、生物 课程号:1102010310 7、质量为m的小孩站在半径为R的水平平台边缘上(平台可以绕通过其中心的竖直光滑固定轴自由转动，转动惯量为J(平台和小孩开始时均静止(当小孩突然以相对于地面为v的速率在台边缘沿逆时针转向走动时，则此平台相对地面旋转的角速度和旋转方向分别为 22mRvmRv,,,, (A) ，顺时针( (B) ， 逆时针( ,,,,,,,,JRJR,,,, 22mRvmRv,,,, (C) ，顺时针( (D) ，逆时针( ,,,,,,,,22RRJ，mRJ，mR,,,, 8、如图，bca为理想气体绝热过程，b1a和b2a是任意过程， p 则上述两过程中气体作功与吸收热量的情况是: a (A) b1a过程放热，作负功;b2a过程放热，作负功( 2 c (B) b1a过程吸热，作负功;b2a过程放热，作负功( (C) b1a过程吸热，作正功;b2a过程吸热，作负功( b 1 V (D) b1a过程放热，作正功;b2a过程吸热，作正功( O 9、在惯性系S中，一粒子具有动量(p，p，p) = (5，3，) MeV/c，及总能量E 2xyz = 10 MeV(c表示真空中光速)，则在S中测得粒子的速度v最接近于 3234cccc(A) ( (B) ( (C) ( (D) ( 8555 10、如图所示，A、B为两个相同的绕着轻绳的定滑轮(A滑轮挂一质AB量为M的物体，B滑轮受拉力F，而且F,Mg(设A、B两滑轮的角加速度分别为,和,，不计滑轮轴的摩擦，则有 AB F(A) ,,,( (B) ,,,( ABABM (C) ,,,( (D) 开始时,,,，以后,,,( ABABAB 11、已知电子的静能为0.51 MeV，若电子的动能为0.25 MeV，则它所增加的质量,m与静止质量m的比值近似为 0 (A) 0.1 ( (B) 0.2 ( (C) 0.5 ( (D) 0.9 ( 12、如图所示，一静止的均匀细棒，长为L、质量为M，可绕通过棒的端点且垂直 12ML于棒长的光滑固定轴O在水平面内转动，转动惯量为(一质量为m、速率3 为v的子弹在水平面内沿与棒垂直的方向射出并穿出棒的自由端，设穿过棒后子弹 1v的速率为，则此时棒的角速度应为 2 第 2 页 (共 8 页) 本科试卷2010-2011学年第二学期 课程名称: 大学物理(一?一)(A少) mv3mv1, (A) ( (B) ( vML2ML25mv7mv,O ( (D) ( (C) v4ML3ML俯视图 13、一定量的某种理想气体起始温度为T，体积为V，该气体在下面循环过程中经过三个平衡过程:(1) 绝热膨胀到体积为2V，(2)等体变化使温度恢复为T，(3) 等温压缩到原来体积V，则此整个循环过程中, , (A) 气体向外界放热 (B) 气体对外界作正功 (C) 气体内能增加 (D) 气体内能减少 14、一容器内装有N个单原子理想气体分子和N个刚性双原子理想气体分子，当12 该系统处在温度为T的平衡态时，其内能为 35135 (A) (N+N) (kT+kT)( (B) (N+N) (kT+kT)( 121222222 3553 (C) NkT+NkT( (D) NkT+ NkT( 12 122222 得分 二(填空题(本题28分) 1、(3分)如图所示，一匀质木球固结在一细棒下端，且可绕水平光滑固定轴O转 动(今有一子弹沿着与水平面成一角度的方向击中木球 O 而嵌于其中，则在此击中过程中，木球、子弹、细棒系 统的____________________守恒，原因是 ______________________(木球被击中后棒和球升高的 过程中，木球、子弹、细棒、地球系统的__________守 恒( 学院 学院 学 院: 专 业: 学号: 姓名: 第 3 页 (共 8 页) 学 院: 专 业: 学号: 姓名: ―――――――――――――装――――――――――――订――――――――――――线―――――――――――――― ―――――――――――――装――――――――――――订――――――――――――线―――――――――――――― 年级:2010 专业:食品、生物 课程号:1102010310 2、(3分)下面给出理想气体的几种状态变化的关系，指出它们各表示什么过程( (1) p dV= (M / M)R dT表示____________________过程( mol (2) V dp= (M / M)R dT表示____________________过程( mol (3) p dV+V dp= 0 表示____________________过程( 3、(4分)一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T，气体分子的质量为m(根据理想气体分子模型和统计假设，分子速度在x方向的分量的下列平均值 2v ,__________________， ,__________________( vxx 4、(2分)图示氢气分子和氧气分子在相同温度下的麦克斯韦速率分布曲线(则氢气分子的最概然速率为______________。 v f() 5、(4分)由绝热材料包围的容器被隔板隔为两半，左边是理 想气体，右边真空(如果把隔板撤去，气体将进行自由膨胀过 程，达到平衡后气体的温度__________(升高、降低或不变)， 气体的熵__________(增加、减小或不变)( vO (m/s)1000 26、(2分)一作定轴转动的物体，对转轴的转动惯量J,3.0 kg?m，角速度,,6.0 0rad/s(现对物体加一恒定的制动力矩M ,,12 N?m，当物体的角速度减慢到,,2.0 rad/s时，物体已转过了角度,_________________( ,, 7、(4分)质量为m的小球自高为y处沿水平方向以速率v抛出,与00 11地面碰撞后跳起的最大高度为y，水平速率为v，则碰撞过程中 0022 (1) 地面对小球的竖直冲量的大小为 ________________________; (2) 地面对小球的水平冲量的大小为 ________________________; 8、(4分)在速度v=_________情况下粒子的动量等于非相对论动量的两倍 在速度v=_________情况下粒子的动能等于它的静止能量。 9、(2分)已知惯性系S,相对于惯性系S系以 0.5 c的匀速度沿x轴的负方向运动，若从S,系的坐标原点O,沿x轴正方向发出一光波，则S系中测得此光波在真空中的波速为___________________( 第 4 页 (共 8 页) 本科试卷2010-2011学年第二学期 课程名称: 大学物理(一?一)(A少) 三(计算题(44分) 得分 1(8分) 一长为1 m的均匀直棒可绕过其一端且与棒垂直的水平光滑固定轴转动(抬起另一端使棒向上与水平面成60?，然后无 初转速地将棒释放(已知棒对轴的转动惯量为 12 l,ml，其中m和l分别为棒的质量和长度(求: g3 m (1) 放手时棒的角加速度; ?60 O (2) 棒转到水平位置时的角加速度( 2 (12分)一轴承光滑的定滑轮，质量为M,2.00 kg，半径为R,0.100 m，一根不能伸长的轻绳，一端固定在定滑轮上，另一端系有一质量为m,5.00 kg的物体， 12MR如图所示(已知定滑轮的转动惯量为J,，其初角速度 , 20,,10.0 rad/s，方向垂直纸面向里(求: 0 R (1) 定滑轮的角加速度的大小; M (2) 定滑轮的角速度变化到,,0时，物体上升的高度; (3) 当物体回到原来位置时，定滑轮的角速度的大小和方 向( m 学院 学院 学 院: 专 业: 学号: 姓名: 第 5 页 (共 8 页) 学 院: 专 业: 学号: 姓名: ―――――――――――――装――――――――――――订――――――――――――线―――――――――――――― ―――――――――――――装――――――――――――订――――――――――――线―――――――――――――― 年级:2010 专业:食品、生物 课程号:1102010310 3 (10分)1000m的高空大气层中产生了一个π介子，以速度飞向地球,vc,0.8 ,6假定该π介子在其自身的静止参照系中的寿命等于其平均寿命，试分2.410s×别从下面两个角度，即地面上观测者相对π介子静止系中的观测者来判断该π介子能否到达地球表面。 、(14分)气缸内贮有36 g水蒸汽(视为刚性分子理想气体)，经abcda循环过程如4 、c,d为等体过程，b,c为等温过程，d,a为等压过程(试求: 图所示(其中a,b (1) d,a 过程中水蒸气作的功W da p (atm) (2)a,b 过程中水蒸气内能的增量,, ab (3)循环过程水蒸汽作的净功W 6 (4)循环效率, b (注:循环效率,,W/Q，W为循环过程水1 c 蒸汽对外作的净功，Q为循环过程水蒸汽吸收15的热量，1 atm= 1.013×10 Pa) d 2 a V (L) O 50 25 第 6 页 (共 8 页) 本科试卷2010-2011学年第二学期 课程名称: 大学物理(一?一)(A少) 学院 学院 学 院: 专 业: 学号: 姓名: 第 7 页 (共 8 页) 学 院: 专 业: 学号: 姓名: ―――――――――――――装――――――――――――订――――――――――――线―――――――――――――― ―――――――――――――装――――――――――――订――――――――――――线―――――――――――――― 年级:2010 专业:食品、生物 课程号:1102010310 第 8 页 (共 8 页)