大学物理《力学、热学》复习检测题及答案A卷PPT课件.ppt

大学物理 力学 热学 复习检测题及答案A卷 一 选择题 每题3分 共30分 注意每题只选一个答案 1 一质点在平面上运动 已知质点位置矢量的表示式为 其中a b为常量 则该质点作 A 匀速直线运动 B 变速直线运动 C 抛物线运动 D 一般曲线运动 1 2 竖立的圆筒形转笼 半径为R 绕中心轴转动 物块A紧靠在圆筒的内壁上 物块与圆筒间的摩擦系数为 要使物块A不下落 圆筒转动的角速度 至少应为 A B C D 2 3 质量分别为mA和mB的两滑块A和B通过一轻弹簧水平连结后置于水平桌面上 滑块与桌面间的摩擦系数均为 系统在水平拉力作用下匀速运动 如图所示 如突然撤消拉力 则刚撤消后瞬间 二者的加速度aA和aB分别为 A B C D 4 如图示 一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴 旋转 初始状态为静止悬挂 现有一个小球自左方水平打击细杆 设小球与细杆之间为非弹性碰撞 则在碰撞过程中对细杆与小球这一系统 A 只有机械能守恒 B 只有动量守恒 C 只有对转轴 的角动量守恒 D 机械能 动量和角动量均守恒 3 5 一光滑的圆弧形槽M置于光滑水平面上 一滑块m自槽的顶部由静止释放后沿槽滑下 不计空气阻力 对于这一过程 以下哪种分析是对的 A 由M m和地球组成的系统机械能守恒 B 由M和m组成的系统机械能守恒 C 由M和m组成的系统动量守恒 D m对M的正压力恒不作功 6 关于机械能守恒条件和动量守恒条件有以下几种说法 其中正确的是 A 不受外力作用的系统 其动量和机械能必然同时守恒 B 所受合外力为零 内力都是保守力的系统 其机械能必然守恒 C 不受外力 而内力都是保守力的系统 其动量和机械能必然同时守恒 D 外力对系统做功为零 则该系统机械能和动量必然同时守恒 4 7 麦克斯韦速率分布曲线如图所示 图中A B两部分面积相等 则该图表示 A 为最可几速率 B 为平均速率 C 为方均根速率 D 速率大于和小于的分子数各占一半 8 一瓶氦气和一瓶氮气密度相同 分子平均平动动能相同 而且它们都处于平衡状态 则它们 A 温度相同 压强相同 B 温度 压强都不相同 C 温度相同 但氦气的压强大于氮气的压强 D 温度相同 但氦气的压强小于氮气的压强 5 9 热力学第二定律表明 A 不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的功 B 摩擦生热的过程是不可逆的 C 在一个可逆过程中 工作物质净吸热等于对外作的功 D 热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体 10 1mol理想气体从P V图上初态A分别经历如图所示的 1 或 2 过程到达末态B 已知Ta Tb 则这两过程中气体吸收的热量Q1和Q2的关系是 A Q1 Q2 0 B Q2 Q1 0 C Q2 Q1 0 D Q1 Q2 0 6 二 填空题 共30分 每空2分 1 由于速度的变化而引起的加速度称为切向加速度 由于速度的变化而引起的加速度称为法向加速度 2 一质量为5kg的物体在平面上运动 其运动方程为 式中分别为X Y轴正方向的单位矢量 则物体所受的合外力的大小为N 方向为 3 当一个质点系所受的为零时 质点系的动量保持不变 而对于某个固定点 当质点系所受的 为零时 则此质点系对该固定点的角动量矢量将保持不变 方向 数值 或大小 30 合外力 合外力矩 7 4 有一人造地球卫星 质量为 在地球表面上空2倍于地球半径的高度沿圆轨道运行 用 引力常数G和地球的质量M表示 则卫星的动能为 卫星的引力势能为 5 刚体定轴转动定律表明 刚体所受的外力对转轴的力矩之和等于刚体对该轴的 与刚体的 的乘积 6 速率分布函数的物理意义是速率在 附近的单位速率区间的 占总分子数的比率 转动惯量 角加速度 分子数 8 7 由公式CP m CV m R可知n摩尔气体定压过程温度升高1度时 气体对外做功为nR 吸收的热量为 SI制中R的单位应该是 9 三 计算题 共40分 注意要求有详细的文字说明和推导过程 10分 一质点具有恒定加速度 在t 0时 其位置矢量 速度 试求 1 质点在任意时刻的速度和位置矢量 2 质点的轨迹方程 10 解 1 即 两边同时积分得 则 又 即 1分 1分 2分 1分 11 两边同时积分得 则 2 消去t可得轨迹方程 3分 2分 12 2 10分 如图所示 两个鼓轮的半径分别为R1和R2 质量分别为M1和M2 两者均可视为均匀圆柱体而且同轴固结在一起 鼓轮可以绕一水平轴自由转动 今在两鼓轮上绕以细绳绳子两端分别挂上质量为m1和m2的两个物体 求在重力作用下 m2从静止开始下落距离S时鼓轮的角速度 13 解 方法一 由题意可知 m1 m2作平动 M1 M2作定轴转动 而且具有相同的角速度和角加速度 设m1 m2所受绳子的拉力分别为T1 T2 则鼓轮所受力矩为T2R2 T1R1 1分根据牛顿第二定律和刚体转动定律列出方程 有 m2g T2 m2a2 1 1分T1 m1g m1a1 2 1分T2R2 T1R1 J1 J2 3 1分 注意到 a1 R1 a2 R2 J1 M1R12 2 J2 M2R22 2 4 1分 解 1 4 式 可得 14 5 2分 此外 设当m2从静止开始下落距离为S时 m2具有的速度为v2 则 此时鼓轮具有的角速度为 因此 6 1分 注意到 15 代入 6 式可得 即为所求 2分 16 方法二 选择地球 m1 m2以及两个鼓轮为系统 则系统机械能守恒 2分以系统初态处为重力势能零点 则初态系统机械能为0 设当m2从静止开始下落距离为S时 m2具有的速度为v2 则上升的距离h和速度v1分别满足 和 因此可得 1分 1分 17 当m2从静止开始下落距离为S时 系统的总机械能为 因此 4分 注意到鼓轮的转动惯量J1 M1R12 2 J2 M2R22 2以及 代入上述方程解得 2分 18 3 10分 一定质量的理想气体系统先后经历两个绝热过程即1态到2态 3态到4态 如图所示 且T1 T3 T2 T4 即在1态与3态 2态与4态之间可以分别连接两条等温线 求证 1 V2 V1 V4 V3 2 W1 2 W3 4 1 证明 由泊松公式及状态方程可得 2分 19 对过程1 2有 对过程3 4有 2分 考虑到T1 T3T2 T4 由上两式可得 V2 V1 V4 V3 2分 20 2 解法一对绝热过程1 2 系统对外界作功为 2分 同理 1分 考虑到T1 T3T2 T4 W1 2 W3 4 1分 解法二 对绝热过程1 2 系统对外界作功为 2分 21 同理 1分 考虑到T1 T3T2 T4 W1 2 W3 4 1分 结论 在两条等温线之间 沿任意两条绝热线 系统对外界作功相等 22 4 10分 下图表示理想气体经历的一个循环 已知在P V图上A B C的坐标是 P1 V1 P1