2023级《大学物理I(上)》期中试卷B卷(定稿)

诚信保证本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场规则，诚实做人。本人签字：编号：西北工业大学期中考试试题（B）2023~2023学年第二学期开课学院理学院课程大学物理I（上）学时64考试日期2023年5月8日考试时间2小时考试形式（闭）（B）卷重要提示：请把试卷和答题卡分开，在答题卡上答题，试卷上答题无效，最后把试卷和答题卡一并交回。考生班级学号姓名一、选择题（每小题3分，共42分）1．质点作曲线运动，表示位置矢量，表示速率，表示切向加速度的大小，表示加速度的大小，下列表达式中正确的是：A．；B．；C．；D．。2.关于刚体对定轴的转动惯量，下列表述不正确的是：A．转动惯量的表达式为；B．取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关；C．取决于刚体的总质量、质量的分布和给定轴的位置；D．是转动中惯性大小的量度。3．质点作直线运动，已知加速度a=bt（b是常数），当t=0时，v=v0,x=x0,则t时刻质点位置为：A．；B．C．D．。4．下列何者与质点动量变化率的方向不同?A．速度变化率的方向；B．位矢变化率的方向；C．元冲量的方向；D．受力的方向。5．若一质点的势能函数U（x）的曲线图如下，请问下列叙述何者错误？xx1x2x3x4x5EU（x）x质点总机械能题5图A．若质点在x1点以初速为零释放，则其在x1~x5区间做周期性运动；B．此质点运动满足；C．此质点在x1及x5点所受力的方向均沿x的正方向；D．此质点在x2及x4点均取势能极小值，在x3点取势能极大值。6.一质点在力作用以初始条件x=0，v0=0开始运动，则质点可能获得的最大动能为：A．；B．；C．；D．。7．质量为的质点，受合力（SI）的作用，沿x轴作直线运动。已知时，，则从到这段时间内，合力的冲量I和3s末质点的速度v分别为A．，；B.，；C．，；D.，。8．在下列关于转动定律的表述中，正确的是：A．两个质量相等的刚体，在相同力矩的作用下，运动状态的变化情况一定相同；B．力矩是作用在转轴上，而角加速度则是在转动角度的平面上；C．作用在定轴转动刚体上的力越大，刚体转动的角加速度越大；oA题9图D．刚体定轴转动的转动定律为，式中均对同一条固定轴而言的。oA题9图9.一质量为m，长为l的均质细杆，光滑转轴在o点，如图所示。现使杆从水平位置由静止状态在铅垂面上开始做定轴转动瞬间，杆A端的加速度大小为：A．；B．；C．；D．。10.一质量为2kg的质点，在外力作用下作一维运动，其方程为(SI制），则在0~3秒之间外力对质点所做的功是：A．27J；B．54J；C．81J；D．19.6J。11．一质量为m的质点，受到某力的冲量后，速度的大小不变，而方向改变了角度，则这个力的冲量大小为：A．；B．；C．；D．。12.关于保守力场，下列叙述不正确的是：A．从空间一点到另一点，保守力所做的功与路径无关；B．做功的路径如果回到原来的出发点，则保守力所做总功为零；C．物体在保守力场中运动时，其动能是守恒的；θlθlmθm,l单摆复摆题13图13.有一悬线长为l、质量为m的单摆，和一长度同为l、质量也为m，可绕一端的光滑水平轴转动的匀质细棒构成的复摆。现将单摆和复摆均从与竖直方向成相同夹角的位置静止释放，则当它们运动到竖直位置时，两摆角速度之间的关系为：A.；B.；C.。VV2V1东北C.VV2V1东北C.题14图VV2V1东北B.VV2V1东北A.二、填空题（每空3分，共30分）1.利用储存在一个高速转动飞轮中能量工作的载货汽车，曾在欧洲使用过。载货时用电动机使飞轮达到其最高转速0=200rads-1。飞轮可视为一个质量为500kg、半径为1m的实心均匀圆盘。在充足能量后（即达到其最高转速），用飞轮的动能给载货汽车提供能量。如果载货汽车工作时的平均功率是8kW，则充能一次它可连续工作的时间t=分钟。（结果取整数）题3图xhvv02．汽车在半径为200m的水平圆弧形弯道上行驶，发现路障时开始刹车，此时开始记时。若已知刹车阶段的运动方程为s=20t-0.2t3(SI)，则汽车在t=1s时刻加速度的大小a=m/s2题3图xhvv03.如图所示，在高为h的平台上，有一质量为m的小车，用绳子牵引跨过滑轮，并由地面上的人以恒定速度平移向右拉动。当人从平台底向右走到x的位置时，小车的速度v=。4.质量为m1和m2的两个小孩，在光滑水平冰面上用张紧的绳彼此将对方拉向自己。开始时他们彼此静止，相距为l。若以m1处为坐标原点，指向m2为x轴正向，问他们将在x=处相遇。5.设质点的运动学方程为，在计算质点的速度和加速度时，有人先求出，然后根据、----（1）；另有人先求出速度和加速度的分量，再合成求得结果：、----（2）；正确的方法是式的做法。6.一架喷气式飞机起飞重量23.57吨，需要达到85m/s的空速才能起飞。发动机最大可提供107kN的推力，但并不足以使飞机在航空母舰90m长的跑道上达到起飞速率。求舰上的弹射器最少需提供kN的力（设为恒定）来帮助弹射飞机。且假定弹射器和飞机上的发动机在90m的起飞过程中都施以恒力。（结果取3位有效数字）7.质量为m的质点以速度沿一直线运动，求它对该直线上任一参考点的y角动量为kgm2s-1。（结果取整数）yxOyb(3,2)题8图8.质点在力(SI)的作用下沿图示的路径运动。则质点沿Ob路径运动过程中该力所做的功AObxOyb(3,2)题8图9.在从跳板起跳时，一个跳水者对她自己的质心的角速度在220ms内从零增大到6.2rad/s，她对其质心转轴的转动惯量是12kg·m2。求起跳瞬间：跳板对她的平均外力矩的大小是kgm2s-1。（结果取3位有效数字）10.两个质量为m的粒子被两根细杆连在一起并连在一旋转轴O上。两根细杆的质量和长度均为M和d，整个系统绕转轴以角速度ω旋转，则整个系统相对于O点的动能为多少Ek=。MMmmdMdOω题10图三、计算题（28分）1．(10分)雨滴从高空中由静止落下，其加速度（、为正常量），取竖直向下为轴正向，设时，，。试求：（1）雨滴下落的速度；（2）雨滴的收尾速度即终极速度。ωOdrr题2图2.（10分）如图所示，一根均匀质量分布的细棒长为l，总质量为m。现将细棒放在粗糙的水平桌面上，棒可绕过其端点OωOdrr题2图（1）细棒绕轴转动时所受到的摩擦力矩；（2）细棒从角速度ω0开始到停止转动所经过的时间。(8分)科幻小说曾描述了一种“登山绳”式卫星。这种卫星由一根位于赤道上方轨道上的长绳子构成，绳子沿地球的半径方向伸展并随地球同步转动（即角速度与地球自转角速度均为ω0），使它看起来好像悬挂在赤道上固定一点的上空。这根绳子的底端不固定，且紧贴地面（设地球半径为R）。设该绳子质量分布均匀且密度为λ，绳子长度为l。（已知引力常数G，地球质量M）求该绳所受的总引力表达式；用给定参数表示绳子的质心运动定理。诚信保证本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场规则，诚实做人。本人签字：西北工业大学2023~2023第二学期《大学物理I》（上）期中考试答题卡（B卷）大班号-序列号班号姓名学号题号一二三~1三~2三~