2011级大学物理(1)试题及参考解答.doc

一、选择题（每题2分，共20分）1、一质点从静止出发绕半径为R的圆周作匀变速圆周运动，角加速度为，当该质点走完一圈回到出发点时，所经历的时间为 （ B ）（A）； （B）； （C）； （D）条件不够不能确定。2、有一个小球，置于一个光滑的水平桌面上，有一绳其一端连接此小球，另一端穿过桌面中心的小孔，该小球原以角速度在距孔为的圆周上转动，今将绳从小孔缓慢往下拉的过程中，则对小球下列叙述正确的是 （ C ）（A）角动量、动能、动量都不变； （B）角动量、动能、动量都改变；（C）角动量不变，动能、动量都改变； （D）角动量和动量不变，动能改变。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1。今使棒从水平位置由静止开始下落。在棒摆动到竖直位置的过程中，则应（ A ）（A）角速度从小到大，角加速度从大到小；（B）角速度从小到大，角加速度从小到大；（C）角速度从大到小，角加速度从大到小；（D）角速度从大到小，角加速度从小到大。4、一简谐振动曲线如图2所示，则振动周期为 （ D ）（A）2.62s； （B）0.42s； （C）0.38s； （D）2.40s5、传播速度为100m/s，频率为50Hz的平面简谐波，在波线上相距为0.5m的两点之间的位相差为 （ C ）（A）； （B）； （C）； （D）。6、如图3所示，设某热力学系统经历一个准静态过程bca，a，b两点在同一条绝热线上，则该系统在bca过程中 （ D ）（A）只吸热，不放热； （B）只放热，不吸热；（C）有的阶段吸热，有的阶段放热，吸收的热量等于放出的热量；（D）有的阶段吸热，有的阶段放热，吸收的热量大于放出的热量；（E）有的阶段吸热，有的阶段放热，吸收的热量小于放出的热量。7、4mol的刚性多原子分子理想气体，当温度为T时，其内能为 （ D ）（A）12kT； （B）10kT； （C）10RT； （D）12RT8、在点电荷q的电场中，若取图4中P点处为电势零点，则M点电势为（ D ）（A）； （B）； （C）； （D）9、一均匀带电球面，若球内电场强度处处为零，则球面上的带电量的面元在球面内产生的电场强度为 （ C ）（A）处处为零； （B）不一定为零； （C）一定不为零； （D）是常数。10、在一点电荷产生的静电场中，一块电介质如图5放置，以点电荷所在处为球心作一球形闭合面，则对此球形闭合面 （ B ）（A）高斯定理成立，且可用它求出闭合面上各点的场强；（B）高斯定理成立，但不能用它求出闭合面上各点的场强；（C）由于电介质不对称分布，高斯定理不成立；（D）即使电介质对称分布，高斯定理也不成立。二、填空题（每空2分，共30分）1、一质点作半径为R的圆周运动，在t=0时经过P点，此后其速率按（A，B为常量）变化，则质点沿圆周运动一周再经过P点时的切向加速度大小 （1） ；总加速度大小 （2） 。吴15 （1）；（2）解：；2、有一人造地球卫星，质量为m，在地球表面上空2倍于地球半径R的高度沿圆轨道运行，用m、R引力常数G和地球的质量M表示，则：卫星的动能为 （3） ；卫星的引力势能为 （4） 。（3）；（4）；图63、在光滑的水平桌面上开一小孔。今有质量m的小球以细轻绳系着，绳穿过小孔下垂，如图6。小球原以速率沿半径在桌面回转。在回转过程中将绳缓缓下拖，当小球的回转半径缩短为时，此时小球的回转角速度 （5） ，在此过程中外力做的功为A= （6） 。 （5）；（6）；4、劲度系数为k的弹簧振子，其初动能为Ek0，初势能为Ep0，则其振幅为A= （7） ；当它的位移为x = （8） 时动能与势能恰好相等。解：（7）， 所以 （8）， 即， 所以 5、三个容器A，B，C中装有同种理想气体，其分子数密度之比为，方均根速率之比为，则压强之比为（9） 。（9）；6、由公式可知，摩尔气体定压过程温度升高1K时，气体对外做功为（10） ，吸收的热量为（11） 。（10）； （11）；7、当正电荷逆着电场线方向运动时，电场力做 （12） 功（填正、负）；电势将 （13） （填变大、变小、不变）。（12）负；（13）变大；8、一个接地的导体球，半径为R，原来不带电。今将一点电荷q放在球外距球心为r的位置，如图7。则：球上的感生电荷总量为 （14） ；球心处的电势 （15） 。（14）；（15） 计算题（50分）图8三、（10分）质量为m，半径为R匀质薄圆盘，水平放在水泥地面上。开始时以角速度绕中心竖直轴O转动，设盘面与地面的滑动摩擦系数为，求：（1）圆盘所受的摩擦力矩；（2）圆盘的角加速度；（3）经过多长时间，圆盘转速减为零？解：（1）由圆盘上取一半径为，宽度为的圆环，圆环的质量，而，则圆环所受摩擦力矩为； （1）（2）由转动定律可得： （2）（3）由匀角加速度转动公式有：， （3）由（1）、（2）和（3）得： 四、（10分）一平面余弦波以速度u = 10m/s向x负方向传播，t=0时刻的波形如图9所示。若在x=0 处有一反射墙壁，波从空气中传到墙壁处被反射。求：（1）入射波的波动方程；（2）反射波的波动方程；（3）波节点的位置。图9解：（1）， 时， ， 所以 （2） （3）； 波节点：（）TVabcO图10五、（10分）如图10为一循环过程的T-V图线。该循环的工质为mol的理想气体，其和均已知且为常量。已知a点的温度为，体积为，b点的体积为，ca为绝热过程。求：（1）c点的温度；（2）循环的效率。解：（1）ca为绝热过程，（2）ab为等温过程，工质吸热 bd为等容过程，工质放热为 循环过程的效率 六、（10分）半径为R的带电球体，其电荷体密度为。求：（1）带电体的总电量；（2）球内、外的电场强度；（3）球内、外的电势。440 P402解：（1）在球体内取半径为r、厚度为dr的薄壳层，该壳层内的电量为球体的总电量 （2）在球内（）作半径为r的高斯球面，由高斯定理有：， 得到 在球外（）作半径为r高斯球面，由高斯定理有：， 得到 （3）球内电势 球外电势 七、（10分）两个同轴的圆柱面，长度均为l，半径分别为a和b。两圆柱面之间充有介电常数为的均匀电介质。当这两个圆柱面带有等量异号电荷和时，求：（1）在半径为r的（）、厚度为dr、长度为l的圆柱薄壳中任一点处，电