《大学物理B》测试题答案(曹学成)(2010[1].7).pdf

山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用 注注 考试期间试卷不允许拆开考试期间试卷不允许拆开 第 1 页 共 6 页 2009 20102009 2010 学年第二学期学年第二学期 大学物理 大学物理 B B 测试题 测试题 参考答案 参考答案 学院 信息学院信息学院姓名 学号 专业 班级 一 选择题一 选择题 每题 每题 2 2 分 共分 共 2020 分 分 C 1 质点沿轨道AB作曲线运动 速率逐渐减小 图 1中哪一种情况正确地表 示了质点在C处的加速度 a C A B a C A B a C A B a C A B A B C D 试题图 1 B 2 一力学体系由两个质点组成 它们之间有引力和静摩擦力作用 若两 质点所受的外力的矢量和为零 则此系统 A 动量 机械能都守恒 B 动量守恒 但机械能 不守恒 C 动量守恒 但是机械能可能守恒也可能不守恒 D 动量 机械能都不 守恒 B 3 均匀细棒OA可绕通过其一端O而与棒垂直的水平固定 光滑轴转动 如图所示 今使棒从水平位置由静止开始自由下落 在 棒摆动到竖立位置的过程中 下述说法哪一种是正确的 A 转动惯量从小到大 角速度从小到大 角加速度从大到小 B 转动惯量不变 角速度从小到大 角加速度从小到大 C 转动惯量不变 角速度从大到小 角加速度从大到 小 D 转动惯量从大到小 角速度从大到小 角加速度从 小到大 C 4 一质量为m的均匀细杆长为l 绕铅直轴OO 成 角转动 其转动惯量为 2 1 A 12 ml 22 1 B sin 4 ml 22 1 n 3 Csiml 2 1 D 3 ml C 5 若 f 为气体分子速率分布函数 N为分子总 得分 OA l O O 山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用 注注 考试期间试卷不允许拆开考试期间试卷不允许拆开 第 2 页 共 6 页 数 则 dNf 的物理意义是 A 表示分布在速率 附近 速率区间d 内的分子数占总分子数的百分比 B 表示分布在速率区间 0 0 内的分子数占总分子数的百分比 C 表示分布在速率 附近 速率区间d 内的分子数 D 表示所有分子的平均速率 A 6 设M为气体的质量 m为气体分子的质量 N为气体分子的总数目 n 为气体分子数密度 A N为阿伏伽得罗常数 p为气体的压强 V为气体的体积 则下 列各式中表示气体分子的平均平动动能的是 A 3 2 m pV M B 3 2 M pV m C 3 2 npV D A 3 2 m N pV M A 7 压强 体积和温度都相同的刚性理想气体氢气和氦气 它们的内能之比分 别为 A 5 3 B 3 5 C 5 7 D 7 5 D 8 关于温度的意义 有下列几种说法 1 气体的温度是分子平均平动动能的量度 2 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现 具有统计意义 3 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同 4 从微观上看 气体的温度表示每个气体分子的冷热程度 上述说法中正确的是 A 1 2 4 B 1 3 4 C 2 3 4 D 1 2 3 B 9 在下列理想气体各种过程中 可能发生过程为 A 等容加热时 内能减少 同时压强升高 B 绝热压缩时 压强升高 同 时内能增加 C 等压压缩时 内能增加 同时吸热 D 等温压缩时 压强升高 同 时吸热 C 10 理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小 分别为 1 S和 2 S 图中阴影部分 则两者的大小关系为 A 1 S 2 S B 1 S 2 S C 1 S 2 S D 无法确定 二 填空题二 填空题 每题 每题 2 2 分分 共共 2020 分 分 得分 p V O 1 S 2 S 山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用 注注 考试期间试卷不允许拆开考试期间试卷不允许拆开 第 3 页 共 6 页 1 设质点的运动方程为 2 2 2 4 t rtij 则质点加速度为 轨迹方程为 1 2 aj 2 1 3 4 yxx 2 n n n n a a a a为法向加速度 t t t t a a a a为切向加速度 当 n n n n a a a a 0 t t t t a a a a 0 时 质点做运 动 匀速率曲线运动 填匀速率圆周运动也算对 3 一质点沿半径为 0 2m 的圆周运动 其角位置随时间的变化规律是 2 56t SI 制 在t 2s时 它的法向加速度 n a 2 80m s i 4 长为l 质量为m的均质杆绕一端以角速度 转动 则杆的角动量为 2 1 3 ml 5 0 0 df 表示 分布在速率区间 0 0 内的分子数占总分子数的百 分比 6 一容器内装有N1个单原子理想气体分子和N2个刚性双原子理想气体分子 当 该系统处在温度为T的平衡态时 其内能为 12 35 22 NkTNkT 7 7 7 7 理想气体的最概然速率为 1600 1 m s 其方均根速率 2 V约为 1960 1 m s 8 一卡诺热机从 373K的高温热源吸热 向 273K 的低温热源放热 若该热机从 高温热源吸收 1000J热量 则该热机所做的功W 268 J 9 1kg 的 水 由 10 C 加 热 升 温 到 100 C 熵 变 为 水 c 311 4 18 10 J kgK 1 154 103J K 1 10 写出下列词语的中文名称 每个 0 5分 共 2分 average acceleration 平均加速度 rigid body 刚体 Maxwell speed distribution 麦克斯韦速率分布律 Principle of increase of entropy 熵增加原理 三三 判断题判断题 每题每题 1 51 5 分分 共共 1515 分分 正确的在对应题的括号内填写正确的在对应题的括号内填写 Y Y 错误的填写错误的填写 N N 得分 山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用 注注 考试期间试卷不允许拆开考试期间试卷不允许拆开 第 4 页 共 6 页 错误 1 质点作平面曲线运动的运动方程为 xx t yy t 在计算质点的速度 时 我们可以先求出 22 rxy 然后根据定义ddrt 求得 值 错误 2 质点作曲线运动时 它的切向加速度大小为 t dd dd a tt 正确 3 热力学第二定律的实质 自然界一切与热现象有关的实际宏观过程都是不 可逆的 错误 4 角加速度的方向与角速度的方向相同 正确 5 在质点系中各质点相互作用 其内力之和为零 而内力所做的功之和不一定为零 错误 6 如右图所示 两条绝热线 和 与一条等温线 构成了一个循环 正确 7 最概然速率的物理意义是指 在一定温度下 若 将整个速率范围分成许多相等的小区间 则气体分子中速率 在 p 附近的分子数占总分子数的百分比最大 正确 8 处于温度为T的平衡态的理想气体中 分子的每一个平动自由度上都具有 相同的平均动能kT 2 1 RT i 2 表示1 mol自由度为i的分子组成的系统内能 错误 9 刚体绕定轴转动的转动定律可以表示为J MMMM 其中 MFrMFrMFrMFr 错误 10 熵增加原理 在封闭系统中进行的任意热力学过程 系统的熵永不减少 即0S 四四 1010 分分 一个质点沿x轴运动 其加速度与速度成正比 方向与运 动方向相反 即ak 其中k为正常数 质点的初始位置和初速度分别为 0和 0 试求质点位移随时间变化的关系式x t 解 由题意知 d d ak t 2分 分离变量后做定积分 0 0 d d t k t 2 分 解得 0 kt e 1分 利用 0 d d kt x e t 得 0 dd kt xet 2分 积分得 0 00 dd xt kt etx 2分 得分 选择题 6 图 山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用 注注 考试期间试卷不允许拆开考试期间试卷不允许拆开 第 5 页 共 6 页 由此解得 0 1 kt xe k 1 分 五五 8 8 分分 一个质量为 10kg 的物体沿x轴无摩擦运动 设0 t时 物体 位于原点 速度为零 0 0 x 0 0 当物体在力xF43 N 的作用下移动了 3m 时 x以 m 计 问物体的速度为多大 解 由动能定理得 3 22 0 0 11 d 22 mmF x 3分 3 3 2 0 0 34d32 27 xxxx 3分 于是 227 2 3 10 m s 1 2分 六 12 分 如图所示 长为l 质量为M的均质杆 一端悬挂 可绕通过O点垂直于纸面的轴转动 今让杆自水平位置无初速地落 下 在竖直位置与质量为m的物体 A作完全非弹性碰撞碰撞 碰撞 后物体 A沿水平面滑动 试求物体 A刚开始沿水平面滑动时的速度 解解 1 1 1 1 取杆为研究对象取杆为研究对象 杆受其自身重力及悬挂轴的约束反力 设 为这一阶段末杆的 角速度 则根据动能定理 有 2 1 0 22 l JMg 3分 将 2 1 3 JMl 代入上式 1 分 解得 3g l 2分 2 2 2 2 取杆和物体取杆和物体 A A A A组成的系统为研究对象组成的系统为研究对象 系统总角动量在碰撞过程中守恒 则有 222 1 3 JJmlMlml 或 A JJlm 3分 完全非弹性碰撞 有 A l 解得 3 3 Mg Mml 1分 所以 A 3 3 M lgl Mm 2分 得分 得分 试题六图 l A 山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用山东农业大学课程考试专用 注注 考试期间试卷不允许拆开考试期间试卷不允许拆开 第 6 页 共 6 页 七 15 分 如图所示 1 mol 理想气体氦气 经历abca循环过程 ab为等压过程 bc为等容过程 ca为等 温过程 已知Va 1 10 2m3 Vc 2 10 2m3 pa 2 105Pa pc 1 105Pa 求 1 正循环的热机效率 8 分 2 逆循环的致冷系数 4 分 3 ab过程的熵变 ab S 3分 解 1 由 理 想 气 体 状 态 方 程 pVRT ab 等压过程有 ab ab VV TT 得2 b baa a V TTT V 1 分 ab 过程等压升温吸热 55 22 abpabbaa QCTR TTRT 1分 bc 过程等容放热 33 22 bcVbccba QCTR TTRT 1分 ca 过程等温放热 dlnln2 a c V a caa V c V Qp VRTRT V 1 分 abca循环过程吸热 1 5 2 aba QQRT 放热 2 3 ln2 2 bccaaa QQQRTRT 1分 循环效率为 2 1 33