2011-2012大物B(上)试卷A及答案x

2011-2012第二学期大学物理B（上）试卷A 考试时间2012年6月11日 1（本题10分）（0764） 质量为m = 5.6 g的子弹A，以v0 = 501 m/s的速率水平地射入一静止在 水平面上的质量为M =2 kg的木块B内，A射入B后，B向前移动了S =50 cm后而停止，求： (1) B与水平面间的摩擦系数 (2) 木块对子弹所作的功W1 (3) 子弹对木块所作的功W2 (4) W1与W2的大小是否相等？为什么？ 2（本题12分）（0781） 物体A和B叠放在水平桌面上，由跨过定滑轮的轻质细绳相互连接， 如图所示今用大小为F的水平力拉A设A、B和滑轮的质量都为m，滑 轮的半径为R，对轴的转动惯量JAB之间、A与桌面之间、滑轮与其 轴之间的摩擦都可以忽略不计，绳与滑轮之间无相对的滑动且绳不可伸 长已知F10 N，m8.0 kg，R0.050 m求： (1) 滑轮的角加速度； (2) 物体A与滑轮之间的绳中的张力； (3) 物体B与滑轮之间的绳中的张力 3（本题10分）（3834） 一物体质量为0.25 kg，在弹性力作用下作简谐振动，弹簧的劲度系 数k = 25 Nm-1，如果起始振动时具有势能0.06 J和动能0.02 J，求 (1) 振幅； (2) 动能恰等于势能时的位移； (3) 经过平衡位置时物体的速度 4（本题12分）（3109） 设入射波的表达式为 ，在x = 0处发生反射，反射点为一固定端设 反射时无能量损失，求 (1) 反射波的表达式； (2) 合成的驻波的表达式； (3) 波腹和波节的位置 5（本题10分）（4070） 容积为20.0 L(升)的瓶子以速率v200 ms-1匀速运动，瓶子中充有质 量为100g的氦气设瓶子突然停止，且气体的全部定向运动动能都变为 气体分子热运动的动能，瓶子与外界没有热量交换，求热平衡后氦气的 温度、压强、内能及氦气分子的平均动能各增加多少?(摩尔气体常量R 8.31 Jmol-1K-1，玻尔兹曼常量k1.3810-23 JK-1) 6（本题12分）（4110） 如图所示，abcda为1 mol单原子分子理想气体的循环过程，求： (1) 气体循环一次，在吸热过程中从外界共吸收的热量； (2) 气体循环一次对外做的净功； (3) 证明 在abcd四态, 气体的温度有TaTc=TbTd 7（本题12分）（1191） 将一“无限长”带电细线弯成图示形状，设电荷均匀分布，电荷线密度 为l，四分之一圆弧AB的半径为R，试求圆心O点的场强 O B A 8（本题12分）（1531） 两个同心金属球壳，内球壳半径为R1，外球壳半径为R2，中间是空 气，构成一个球形空气电容器设内外球壳上分别带有电荷+Q和-Q 求： (1) 电容器的电容； (2) 电容器储存的能量 9（本题10分）（0445） 处于保守力场中的某一质点被限制在x轴上运动，它的势能EP(x)是x的 函数，它的总机械能E是一常数. 设t0时，质点在坐标原点，求证这一 质点从原点运动到坐标x的时间是 2011-2012第二学期大学物理B（上）试卷A答案 1（本题10分）（0764） 解：(1) 设A射入B内，A与B一起运动的初速率为，则由动量守恒 =1.4 m/s 根据动能定理 、联立解出m =0.196 (2) J (3) J (4) W1、W2大小不等，这是因为虽然木块与子弹之间的相互作用力等 值反向，但两者的位移大小不等 2（本题12分）（0781） 解：各物体受力情况如图 FTma ma ()R aRb 由上述方程组解得： b 2F / (5mR)10 rads-2 T3F / 56.0 N 2F / 54.0 N 3（本题10分）（3834） 解：(1) = 0.08 m (2) ， m (3) 过平衡点时，x = 0，此时动能等于总能量 m/s 4（本题12分）（3109） 解：(1) 反射点是固定端，所以反射有相位突变p，且反射波振幅为A， 因此反 射波的表达式为 (2) 驻波的表达式是 (3) 波腹位置： , , n = 1, 2, 3, 4, 波节位置： , n = 1, 2, 3, 4, 5（本题10分）（4070） 解：定向运动动能，气体内能增量，i3 按能量守恒应有： = (1) 6.42 K (2) 6.67104 Pa (3) 2.00103 J (4) 1.3310-22 J 6（本题12分）（4110） 解：(1) 过程ab与bc为吸热过程， 吸热总和为 Q1=CV(TbTa)+Cp(TcTb) =800 J (2) 循环过程对外所作总功为图中矩形面积 W = pb(VcVb)pd(Vd Va) =100 J (3) Ta=paVa/R，Tc = pcVc/R， Tb = pbVb /R，Td = pdVd/R， TaTc = (paVa pcVc)/R2=(12104)/R2 TbTd = (pbVb pdVd)/R2=(12104)/R2 TaTc=TbTd 7（本题12分）（1191） 解：在O点建立坐标系如图所示 半无限长直线A在O点产生的场 强： 半无限长直线B在O点产生的场强： 四分之一圆弧段在O点产生的场强： 由场强叠加原理