大学物理试题2013

2012-2013学年第二学期大学物理（2-1）期中论文一、选择题(共10题，每题3分)1.(主题3点)如图所示，湖里有一只小船。有人用一根绳子绕着湖岸上一定高度的天车向岸边移动。假设人们以统一的速度收集绳子，绳子没有伸展，湖也静止了，船的运动是(a)匀速加速运动。(b)均匀减速运动。(c)可变加速度运动。(d)可变减速运动。(e)匀速直线运动。c2.(主题3点)在半径为R的变速圆周运动中，粒子的加速度为(V代表粒子在任何时间的速度)(一)。(二)。(三)。(四)。 D (受试者3分)两个质量相等的小球由一个轻弹簧连接，然后用一根绳子悬挂在天花板上，处于静止状态，如图所示。当线被切断时，球1和2的加速度分别为(A) a1=g，a2=g，(B) a1=0，a2=g(C) a1=g，a2=0。(D) a1=2g，a2=0。 D 4.(主题3点)将质量为20 g的子弹以500米/秒的速度沿X轴的正方向注入木块后，子弹和木块仍以50米/秒的速度沿X轴的正方向前进。在这个过程中，木块上的冲力是(A) 9 Ns。(二)Ns。(摄氏度)10 Ns。(D) Ns。阿5.(主题3分)质量为m=0.5千克的粒子在氧坐标平面中移动。它的运动方程是x=5t，y=0.5t2(国际单位制)。从t=2 s到t=4 s，外力对粒子所做的功是(甲)1.5焦耳(乙)3焦耳(丙)4.5焦耳(丁)-1.5焦耳乙6.(主题3点)如图所示，质量为m的弹簧振动器水平放置并固定在平衡位置。质量为m的子弹以水平速度注入振动器，并与其一起移动。如果水平面是光滑的，那么弹簧的最大势能是(一)。(二)。(三)。(四)。乙7.(主题3分)一根轻型绳索穿过一个水平轴平滑、质量为m的天车。质量为m1和m2的物体悬挂在绳索两端(M1 M2)，如图所示。绳子和轮子之间没有相对滑动。如果滑轮在某一时刻逆时针转动，绳索的张力(a)人人平等。(b)左大于右。(c)右边比左边大。(d)无法判断哪一边更大。c如图所示，质量为m的均匀细棒AB的a端位于光滑的垂直壁上，b端位于粗糙的水平地面上。如果杆体与垂直方向形成一个q角，a端对壁的压力将很大。(a) mgcosq。(b) mgtgq(c)不能为mgsinq唯一标识。(d) b9.(主题3点)(1)对于观察者来说，在惯性系统中同时发生的两个事件对于相对于惯性系统沿同一直线运动的其他惯性系统中的观察者来说是同时发生的吗？(2)如果两个事件在一个惯性框架中同时发生在不同的地方，它们在其他惯性框架中是否同时发生？以上两个问题的正确答案是：(一)(1)同时，(2)在不同的时间。(b) (1)在不同的时间，(2)在同一时间。(三)(1)同时，(2)同时。(d) (1)不同时间，(2)不同时间。a10.(话题3分)电子以v=0.99c的速度运动，其动能为：(电子的静态能量为0.51兆电子伏)(甲)4.0兆电子伏(乙)3.5兆电子伏。3.1兆电子伏。2.5兆电子伏。丙二、简单计算和问答问题(共6项，每项5分)1.(主题5分)如图所示，粒子在曲线中移动，其加速度是一个常数向量()。粒子能匀速运动吗？简要解释原因。回答：不需要匀速运动。因为如果一个粒子以匀速运动，它的切向加速度必须是恒定的，也就是说，尽管现在是恒定的，但在轨道的不同部分，加速度和切线之间的角度是不同的，这使得不同部分的切向加速度投影不相等，也就是说，粒子不以匀速运动。结论2分；原因32.(主题5分)众所周知，地球的质量为m，半径为r。质量为m的火箭从地面上升到距离地面2R的高度。在这个过程中，地球引力对火箭的功被计算出来。回答：或5分(关于此主题的5点)当有人把一个物体从静止状态提升到h时，这个物体得到速度v。在这个过程中，如果一个人把这个物体当作w，这个结果正确吗？这可以理解为“外力对物体所做的功等于物体动能增量和势能增量之和”吗？为什么？答：一个人把一个质量为M的物体举到H，并使物体获得速度v。在这个过程中，一个人把一个质量为M的物体举到H完成的工作确实是2分但是w不是由外力合力完成的功。因为作用在物体上的力不仅是人类的力，也是重力p=mg。根据动能定理，合力做功等于物体动能的增量，可以写成也就是说，1分所以2分w是人们对物体所做的功，而不是物体受到外力作用的功。(主题5分)一个体重为60公斤的人正站在一艘体重为600公斤的小木船上，以2米/秒的速度接近湖岸，湖水静止不动，没有计算它的阻力。现在，这个人沿着河岸以相对于船的水平速度v向船的前方跳去。那人起飞后，船的速度降低到了。有人解决了这一对的大小，如下所示：(2) v=12 m/s由(1)和(2)同时求解。以上解决方案是否正确，请指出并纠正任何错误。答：在上述解决方案中，公式(1)是错误的。当应用动量守恒定律时，人的速度就是人相对于船的速度，也就是人相对于海岸的速度。2分正确的公式应该是：替代溶液：v=11 m/s 3分钟(主题5分)人造地球卫星绕地球中心以椭圆形轨道运行。如果不考虑空气阻力和其他行星，在卫星运行期间，卫星的动量和它对地球中心的角动量是否会保持不变？为什么？答：人造卫星的动量并不守恒，因为它总是受到外力地球引力的影响。2分人造卫星到地球中心的角动量是守恒的，因为它接收的重力穿过地球中心，而这个力到地球中心的力矩为零。6.(主题5分)长度为1米的均匀直杆可绕一端垂直于杆的水平光滑固定轴旋转。提起另一端，使杆60向上到水平面，然后松开杆，不要有初始转速。已知杆轴的惯性矩为，其中m和l分别是杆的质量和长度。计算：(1)放开时操纵杆的角加速度；(2)杆旋转到水平位置时的角加速度。解决方法：根据旋转定律，当杆与水平面成60角并开始下落时，将杆的质量设为mM=Jb 1一点所以有一点当杆旋转到水平位置时，M=mgl点还有一点3.计算问题(共5项，共40分)(关于该主题的10点)有一条水平移动的传送带将沙子从一个地方运送到另一个地方。沙子通过一个垂直的固定漏斗落到传送带上。皮带以恒定速度V水平移动。不管机器各部分的摩擦和皮带另一端的其他影响如何，请询问：(1)如果质量沙每秒钟落在皮带上，需要多少动力来保持皮带以恒定速度V移动？(2)如果=20 kg/s，v=1.5 m/s，水平牵引力是多少？需要多少能量？解决方法：(1)将时间t时落在皮带上的沙子质量设为M，速度设为v，皮带上的沙子质量设为M dM，速度设为v。根据动量定理，皮带施加在沙子上的力f为冲动：2分 1分根据第三定律，这个力等于沙子施加在皮带上的力f，即f=f，因为皮带是均匀的对于运动，皮带上动力源的牵引力f”=f，1点因此，F=F，F与v方向相同，由电源提供的功率为：2分(2)当QM=DM/dt=20 kg/s，v=1.5 m/s时，水平牵引力F=vqm=30 n2所需功率P=v 2qm=45 W 2分钟(受试者10分)在一个光滑的水平面上，有一根原始长度l0=0.6 m、刚度系数k=8 n/m的弹性绳，绳的一端系有一个质量m=0.2 kg的球b，另一端固定在水平面上的a点。弹性绳最初是松的，球b的位置和速度如图所示。当球b的速度为v时，它与a点之间的距离最大，弹性绳的长度l为0.8 m，此时计算速度v和初速度v0。解决方法：重力力矩，支撑力和绳子到点A的张力之和是零，所以球到点A的角动量是零保护。当b和a之间的距离最大时，b的速度应该垂直于绳索。因此，有两点 3分(2)机械能守恒得2分V=公式(1)中的v0 /4代入公式(2)得到m/s 2V=0.327 m/s 1(受试者10分)有一个质量为m1、长度为l的均匀细棒，平放在滑动摩擦系数为m的水平桌面上，它可以绕一个穿过其端点o并垂直于桌面的固定光滑轴旋转。还有一个质量为m2的小滑块水平移动，它从垂直于杆的一侧与杆的另一端a碰撞，碰撞时间非常短。如图所示，已知碰撞前后小滑块的速度分别是总和。计算从细棒开始旋转到