2014-2015春季普通物理期中考试及解答doc

汕头大学汕头大学 2014-20152014-2015 春季学期普通物理学期中考试试卷春季学期普通物理学期中考试试卷 开课单位物理系任课老师评 卷 人 学生姓名学号所在开课班所在系/院 题号一二三 1三 2成绩 得分 一、选择题一、选择题 （每题（每题 3 3 分）分） 1一质点作直线运动，其图象如图题所示。在 60 秒内，该质点的位移为多少(A A ) A、B、mC、 mD、m 2. 以初速 0 v，抛射斜角向上抛出一物体。不计空气阻力，当它达到最高点时，其切向加 速度大小为 1t a、法向加速度大小为 1n a，当它到达与抛出点在同一水平位置点时，其切向加 速度大小为 2t a和法向加速度大小 2n a，则它们分别是(B) A、 1t a=0 1n a=0cos 2 gatsin 2 gan； B、0 1 t agan 1 sin 2 gatcos 2 gan； C、 1t a=0 1n a=0sin 2 gatcos 2 gan； D、(3)gat 1 0 1 n acos 2 gatsin 2 gan 3.一个在Oxy平面内运动的质点的速度为j tiV 82 (SI 制)， 已知0t时它通过)7, 3( 位置处。这质点任意时刻的位矢为 (B) A、jti t 2 42B、 jtit )74()32( 2 C、j 8D、条件不 足不能确定 4一质点在力的作用下作直线运动， 力 2 3xF ,式中F以牛顿、x以米计。 质点从mx1 运动到mx2的过程中，该力作功为（A） A、7 J；B、3 J；C、 21 J；D、 42 J 5如图所示，一轻绳跨过两个质量均为m，半径均为R的均匀圆盘状定滑轮，绳的两端分 别系着质量分别为m和m2的重物，不计一切摩擦。将系统由静止释放，则质量为m2重物 向下的加速度为(B) A、3/gB、4/gC、2/gD、 g 6一力)34(jiF N,其作用点的矢径为mjir)43( ，则该力对坐标原点的力矩为 (A) A 、 k 25 N.mB 、 k 7 N.mC 、 k 12 N.mD、 k 5 N.m 7 如图， 在一根穿过竖直管内的轻绳一端系一小球， 开始时物体在光滑水平面内沿半径为 1 r 的圆周上运动，然后向下无限缓慢拉绳子，使小球的运动轨道半径缩小到 2 r，则此时小球 具有的动能与小球原有的动能之比为(D) A、 2 1 2 r r B、 1 2 r r C、 2 1 r r D、 2 2 1 r r 8一瓶氦气和一瓶氧气，它们的压强和温度都相同，但体积不同。下列哪些结论正确 (C) (1) 单位体积的分子数相同(2) 单位体积的质量相 同 (3) 分子的平均平动动能相同(4) 分子的方均根速率相 同 A 、(2)(3)B 、 (3)(4)C 、 (1)(3)D、(1)(2) 9把内能(热力学能)为 1 U的 1mol 氢气和内能（热力学能）为 2 U的 1mol 的氦气相混合， 在混合过程中与外界不发生任何能量的交换。 若这两种气体视为理想气体， 那么达到平衡后 混合气体的温度为 (C) A、 R UU 3 21 B、 R UU 5 21 C、 R UU 4 21 D、 条件不足，难以确定。 10已知一定量的某种理想气体，在温度为 1 T与 2 T时的分子最可几（概然）速率分别为 1p v 和 2 . p v ， 分 子 速 率 分 布 函 数 的 最 大 值 分 别 为 )( 1p vf 和 )( 2p vf 若 1 T 2 T， 则 (D) A 、 1p v 2 . p v)( 1p vf )( 2p vf B 、 1p v 2 . p v)( 1p vf 2 . p v)( 1p vf 2 EC、 1 E 2 ED、无法确定 二、填空题二、填空题 （每空（每空 2 分）分） 1.一质点沿直线作减速运动，其加速度为)(tfa且经过时间 T 而停止运动 ，质点的初 速度（写出积分表达式） T 0 0 dt) t (fv。 2一物体在几个力共同作用下运动，其运动方程为jti tr 2 ，其中一力为i tF 5 ，则 该力在前s2内所作的功为J10W _。 3已知力i tF 作用在ir 5处 (SI 制),则第 2 秒末该力对O点的力矩M 的大小等 于0。 4. 已知)(vf为麦克斯韦速率分布函数， p v为分子的最概然（可几）速率则 p v dvvf 0 )(表示： 速率在 0 到 p v的分子数占总分子数的比率； 速率 p vv 的分子的平均速率表达式为 p p v v dv)v(f dv)v(vf 。 5. 质 量 为m的 质 点 在 外 力 作 用 下 ， 在OXY平 面 内 运 动 ， 其 运 动 方 程 为 jtBi tAr sincos，式中 A、B、都是正的常数，则该质点的轨迹方程为： 1ByAx 2222 ；质点所受外力为rm 2 ；质点运动过程中质点的动量的大 小_发生变化_（发生变化，不发生变化） ，质点的动量的方向_发生变化_ （发生变化，不发生变化） 。质点所受外力对O点的力矩为0；质点对O 点的角动量为ABm； 6. 1 mol 氦气, 温度为 T, 单个分子的平均平动动能为kT 2 3 ,气体热力学能为RT 2 3 。 (物 理常数用符号表示) 7. 常温下刚性双原子分子的摩尔热容比为 5 7 。 二 回答及计算 1 （14 分） 质量为 M、长为l的均匀细棒可绕O轴在竖直平面内自由地转动（图一所示）设它在竖直 位置从静止倒下的过程中被竖直向上运动的质量为m一胶泥球击中，碰击是完全非弹性 的（碰击后胶泥球粘到棒上） 。碰击时胶泥球的速率为 0 v，杆与水平的夹角为，击中点 为杆的中心。 求： 1）棒对转轴O的转动惯量（胶泥球粘到棒上前） 2 lM 3 1 J (3 分) 2）胶泥球粘到棒后，棒和胶泥球粘在一起对转轴O的转动惯量 v0 y x O 图一 22 lm 4 1 lM 3 1 J(3 分) 3）以棒和胶泥球为系统碰击前后动量守恒否？对转轴O角动量守恒否？ 碰击前后动量不守恒碰击前后对转轴O角动量守恒(3 分) 4）碰击时一瞬间棒对转轴O的角动量及胶泥球对转轴O角动量各多少 coslmv 2 1 L 01 )sin1 ( l g3 Ml 3 1 L 2 2 (3 分) 5）碰击时后 一瞬间棒和胶泥球合为一体的瞬时角速度。 12 22 LL)lm 4 1 lM 3 1 ()lm 4 1 lM 3 1 /()LL( 22 12 (2 分) 2 （16 分） 如图所示，一定量的理想气体经过一个循环 ABCD