2022年大学工程力学专业大学物理二期中考试试卷D卷-附解析

第第页2022年大学工程力学专业《大学物理（二）》期中考试试卷D卷附解析姓名：______班级：______学号：______考试须知：1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、一维保守力的势能曲线如图所示，则总能量为的粒子的运动范围为________；在________时，粒子的动能最大;________时，粒子的动能最小。2、均匀细棒质量为，长度为，则对于通过棒的一端与棒垂直的轴的转动惯量为_____，对于通过棒的中点与棒垂直的轴的转动惯量_____。3、图示曲线为处于同一温度T时氦（原子量4）、氖（原子量20）和氩（原子量40）三种气体分子的速率分布曲线。其中曲线（a）是________气分子的速率分布曲线；曲线（c）是________气分子的速率分布曲线。4、简谐振动的振动曲线如图所示，相应的以余弦函数表示的振动方程为__________。5、两个相同的刚性容器，一个盛有氧气，一个盛氦气（均视为刚性分子理想气体）。开始他们的压强和温度都相同，现将3J的热量传给氦气，使之升高一定的温度。若使氧气也升高同样的温度，则应向氧气传递的热量为_________J。6、质量为的物体，初速极小，在外力作用下从原点起沿轴正向运动，所受外力方向沿轴正向，大小为。物体从原点运动到坐标为点的过程中所受外力冲量的大小为_________。7、将热量Q传给一定量的理想气体：（1）若气体的体积不变，则热量转化为_____________________________。（2）若气体的温度不变，则热量转化为_____________________________。（3）若气体的压强不变，则热量转化为_____________________________。8、一条无限长直导线载有10A的电流．在离它0.5m远的地方它产生的磁感强度B为____________。一条长直载流导线，在离它1cm处产生的磁感强度是T，它所载的电流为____________。9、长为、质量为的均质杆可绕通过杆一端的水平光滑固定轴转动，转动惯量为，开始时杆竖直下垂，如图所示。现有一质量为的子弹以水平速度射入杆上点，并嵌在杆中.，则子弹射入后瞬间杆的角速度___________。10、设描述微观粒子运动的波函数为，则表示_______________________；须满足的条件是_______________________；其归一化条件是_______________________。二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）1、多普勒效应：2、波函数：3、位移：4、光的吸收：5、玻尔兹曼分布律：6、霍耳效应：三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）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2、若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长，在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好？（）。A.5.0×mmB.1.0×mmC.1.0×mmD.1.0×mm3、用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为的单色平行光垂直入射时，若观察到的干涉条纹如图所示，每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切，则工件表面与条纹弯曲处对应的部分（）。A.凸起，且高度为/4B.凸起，且高度为/2C.凹陷，且深度为/2D.凹陷，且深度为/44、在一直线上相向运动的两个小球作完全弹性碰撞，碰撞后两球均静止，则碰撞前两球应满足：（）。A.质量相等B.速率相等C.动能相等D.动量大小相等，方向相反5、如图所示，M、N为水平面内两根平行金属导轨，ab与cd为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线．外磁场垂直水平面向上．当外力使ab向右平移时，cd（）。A.不动B.转动C.向左移动D.向右移动6、在下列各种说法中，哪些是正确的？（）。（1）热平衡就是无摩擦的、平衡力作用的过程。（2）热平衡过程一定是可逆过程。（3）热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接。（4）热平衡过程在P—V图上可用一连续曲线表示。A.（1）、（2）B.（3）、（4）C.（2）、（3）、（4）D.（1）、（2）、（3）、（4）7、一定量的理想气体，开始时处于压强，体积，温度分别为P1、V1、T1，的平衡态，后来变到压强、体积、温度分别为P2、V2、T2的终态。若已知V2>V1,且T2=T1,则以下各种说确的是:（）。A.不论经历的是什么过程，气体对外净做的功一定为正值B.不论经历的是什么过程，气体从外界净吸的热一定为正值C.若气体从始态变到终态经历的是等温过程，则气体吸收的热量最少D.如果不给定气体所经历的是什么过程，则气体在过程中对外净做功和外界净吸热的正负皆无法判断8、花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动，开始时两臂伸开，转动惯量为，角速度为，然后将两手臂合拢，使其转动惯量为，则转动角速度变为（）。A.B.C.D.9、长为的匀质细杆，可绕过其端点的水平轴在竖直平面内自由转动。如果将细杆置于水平位置，然后让其由静止开始自由下摆，则开始转动瞬间杆的角加速度和细杆转动到竖直位置时的角加速度分别为：（）。A.0;B.;0C.0;D.；0。10、距一根载有电流为3×A的电线1m处的磁感强度的大小为（）。A.3×TB.6×TC.1.9×TD.0.6T(已知真空的磁导率)四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）1、质点P在水平面内沿一半径为1m的圆轨道转动，转动的角速度与时间的关系为，已知=2s时，质点P的速率为16m/s，试求t=1s时，质点P的速率与加速度的大小。2、质量为，长为的均匀的细杆竖直放置，其下端与一固定铰链相接，并可绕其转动，由于此竖直放置的细杆处于非稳定的平衡状态，当其受到微小扰动时，细杆将在重力的作用下由静止开始绕铰链转动。试计算细杆与竖直线成角时的角速度和角加速度。3、已知质点的运动学方程为：.式中的单位为米，的单位为秒，求作用于质点的合力的大小。4、已知质量为10Kg的质点的运动学方程为：.式中的单位为米，的单位为秒，求作用于质点的合力的大小。参考答案一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、，6m，10m2、，3、氩，氦4、5、5J6、7、（1）气体的能，（2）气体对外所做的功，（3）气体的能和对外所做的功8、，5A9、10、粒子在t时刻在(x，y，z)处出现的概率密度单值、有限、连续二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）1、多普勒效应：由于声源与观察者的相对运动，造成接收频率发生变化的现象。2、波函数：波函数是量子力学中用来描述粒子的德布罗意波的函数。3、位移：(1)指质点位置的改变；(2)从质点初位置指向末位置的矢量。4、光的吸收：在光的照射下，原子吸收光而从低能级跃迁到高能级的现象。5、玻尔兹曼分布律：当有保守外力(如重力场、电场等)作用时，气体分子的空间位置6、霍耳效应：当电流垂直于外磁场通过导体