2025年专升本大学物理C级试卷（附答案）

2025年专升本大学物理C级试卷（附答案）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项前的字母填在括号内。）1.下列物理量中，哪个是矢量？（）A.体积B.温度C.功D.速度2.一物体做匀加速直线运动，初速度为v₀，加速度为a。在时间t内，其平均速度为（）。A.(v₀+at)/2B.v₀+at²C.√(v₀²+a²t²)D.v₀²/2a3.重力做功的特点是（）。A.只与物体的初末位置有关，与路径无关B.只与物体的初末速度有关，与路径无关C.总是正的D.总是负的4.两个质量分别为m₁和m₂的物体（m₁>m₂）以相同的初速度竖直上抛，不计空气阻力，则上升的最大高度（）。A.m₁的更大B.m₂的更大C.一样大D.无法确定5.关于功和能的关系，下列说法正确的是（）。A.做正功的力，其对应的势能一定增加B.物体的动能越大，其具有的势能一定越大C.只有重力或系统内弹力做功时，系统的机械能才守恒D.外力对物体做功，物体的动能一定改变6.两个相互作用的物体系统，动量守恒的条件是（）。A.系统不受外力作用B.系统所受外力之和为零C.系统只受内力作用D.系统总动能为零7.关于简谐运动，下列说法正确的是（）。A.物体所受回复力与其位移成正比，方向相反B.做简谐运动的物体，其加速度恒定不变C.简谐运动的周期与振幅有关D.物体经过平衡位置时，其动能最大，势能最小8.一定质量的理想气体，体积不变，温度从T₁升高到T₂，则气体分子的平均速率（）。A.不变B.减小C.增大D.无法确定9.关于静电场，下列说法正确的是（）。A.电场线是真实存在的曲线B.沿电场线方向，电势一定降低C.电势为零的点，电场强度一定为零D.导体内部的电场强度一定为零10.稳恒电流通过一段电阻丝，下列哪个物理量一定与电流通过该段电阻丝的时间成反比？（）A.电流B.电流强度C.通过的电荷量D.电阻二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上。）1.物体做匀速圆周运动时，其加速度的大小为________，方向始终指向________。2.一物体从高处自由下落（不计空气阻力），经过高度为h的某处时，其速度大小为________，此时它的机械能等于其开始下落时的机械能的________倍（g取9.8m/s²）。3.质量为m的物体，从离地面高h处以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力，它落地时速度的大小为________。（g取9.8m/s²）4.热力学第一定律的表达式为________，其中各物理量的正负表示________。5.一个点电荷Q产生的电场中，某一点的电场强度E的定义为________。真空中，距离点电荷Q为r处的电场强度大小E=________。6.将一个带正电的物体移近一个不带电的绝缘金属导体，金属导体靠近该物体的一端会感应出________电荷，远离该物体的一端会感应出________电荷。三、计算题（共60分。请写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。）1.（10分）质量为2kg的物体，在水平恒力F的作用下，沿光滑水平面做匀加速直线运动。已知力F的大小为20N，方向与位移方向相同。在物体的位移从x₁=5m增加到x₂=15m的过程中，恒力F对物体做的功是多少？物体的动能增加了多少？2.（10分）质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂，构成一个单摆。现将小球从平衡位置拉开一个很小的角度θ（θ以弧度计），然后由静止释放。求小球到达最低点时，绳子的张力大小是多少？（提示：可忽略小球重力沿绳方向的分力在最低点的贡献）3.（15分）一个质量为m的物体，以初速度v₀从地面竖直上抛。不计空气阻力，求物体上升的最大高度h。上升过程中，物体克服重力做的功是多少？物体在上升到最大高度一半处时的速度大小是多少？4.（15分）一定量的理想气体，初始时体积为V₁=2.0×10⁻³m³，压强为p₁=1.0×10⁵Pa，温度为T₁=300K。该气体先经历一个等温过程膨胀到体积V₂=4.0×10⁻³m³，再经历一个等压过程被冷却到温度T₃=200K。求：（1）气体在等温过程中对外做的功；（2）气体在等压过程中吸收的热量。（假设气体为单原子理想气体，普适气体常量R=8.31J/(mol·K)）5.（10分）两个点电荷Q₁=+4.0×10⁻⁹C和Q₂=-6.0×10⁻⁹C，分别位于x轴上的x₁=0和x₂=0.30m处。求x轴上x=0.10m处的电场强度大小和方向。（真空中静电力常量k=9.0×10⁹N·m²/C²）试卷答案一、选择题1.D2.A3.A4.C5.A6.B7.A8.C9.B10.C二、填空题1.v²/r,圆心2.√(2gh),13.√(v₀²+2gh)4.ΔU=W+Q,系统对外做功、外界对系统做功、系统吸热、系统放热5.放入电场中某点的试探电荷所受的电场力与其电荷量的比值,k|Q|/r²6.负,正三、计算题1.解：恒力F做的功W=Fx=20N×(15m-5m)=200J。根据动能定理，恒力F做的功等于物体动能的增加量，所以动能增加了ΔEk=200J。2.解：设小球到达最低点时的速度大小为v。根据机械能守恒定律（以最低点为重力势能零点）：1/2mv²=mgh=mgL(1-cosθ)（θ很小，cosθ≈1-θ²/2）1/2mv²≈mgLθ²/2v=√(gLθ²)在最低点，根据牛顿第二定律：T-mg=mv²/LT=mg+mv²/L=mg+gLθ²/2L=mg(1+θ²/2)由于θ很小，θ²/2可忽略，所以T≈mg。（若严格考虑，则T=3mg/2）3.解：上升过程只受重力，做匀减速运动。根据机械能守恒定律（以最高点为重力势能零点）：1/2mv₀²=mghh=v₀²/2g上升过程中，克服重力做的功W_g=mgΔh=mgh=1/2mv₀²。到达最大高度一半处，即h/2=v₀²/(4g)时，设速度为v'。根据机械能守恒：1/2mv₀²=1/2mv'²+mg(h/2)v'²=v₀²-gh=v₀²-g(v₀²/2g)=v₀²/2v'=v₀/√24.解：(1)等温过程W₁=nRT₁ln(V₂/V₁)。由理想气体状态方程p₁V₁=nRT₁，得n=p₁V₁/(RT₁)。W₁=p₁V₁/(RT₁)*R*300K*ln(4.0×10⁻³/2.0×10⁻³)=p₁V₁*300K/T₁*ln(2)W₁=1.0×10⁵Pa*2.0×10⁻³m³*300K/300K*ln(2)=200J*ln(2)≈138.6J。气体对外做功，W₁>0。(2)等压过程p=p₁=1.0×10⁵Pa。体积从V₂=4.0×10⁻³m³被冷却到V₃，温度从T₂=300K降到T₃=200K。由盖-吕萨克定律V/T=恒量，得V₃=V₂*T₃/T₂=4.0×10⁻³*200/300=8.0×10⁻⁴m³。等压过程气体对外做功W₂=p(V₃-V₂)=1.0×10⁵Pa*(8.0×10⁻⁴m³-4.0×10⁻³m³)=1.0×10⁵Pa*(-3.2×10⁻³m³)=-320J。气体对外做负功，即外界对气体做功W₂<0。内能变化ΔU=nCvΔT。对于单原子理想气体，Cv=3/2R。ΔU=p₁V₁/(RT₁)*(3/2)R*(T₃-T₂)=p₁V₁*(3/2)*(200K-300K)ΔU=1.0×10⁵Pa*2.0×10⁻³m³*(3/2)*(-100K)=-300J。气体内能减少，ΔU<0。根据热力学第一定律ΔU=W+Q，得Q=ΔU-W₂=-300J-(-320J)=-300J+320J=20J。气体放热，Q<0。5.解：在x=0.10m处，场强E=E₁+E₂。E₁由Q₁产生，E₂由Q₂产生。E₁=k|Q₁|/r₁²=9.0×10⁹*4.0×10⁻⁹/(0.10)²=9.0*4.0/