大学物理(上))末试卷A、B及其解答

武汉大学 大学物理 试卷

武汉大学物理科学与技术学院

2007—2008学年第二学期考试试卷 A

强物理类《大学物理（上）》

班号 姓名 学号 成绩

一、单项选择题（1-6题、共6题，每小题3分、共18分）

1、质点作曲线运动，若r表示位矢，s表示路程，v表示速度，v表示速率，aτ表示

切向加速度，则下列四组表达式中，正确的是：（ ）

drdvdrdv

v； B、 aτ， v； A、 a，dtdtdtdt

dvdvdsdr

a aτ； D、C、 ， ，dtdtdtdt

2、在升降机天花板上拴一轻绳，其下端系有一重物。当升降机以匀加速度a上升时，

绳中的张力正好等于绳子所能承受的最大张力的一半，当绳子刚好被拉断时升降机上升的加速度为：（ ）

A、2a； B、 2(a+g)； C、2a+g ； D、a+g 3、一弹簧振子在光滑的水平面上作简谐运动，已知振动系统的最大势能为100 J。当振子在最大位移的一半时，振子的动能为：（ ）

A、 100 J B、 75 J C、50 J D、25 J

4、S1和S2为两列平面简谐波的相干波源，其振动表达式为

y1 A1cosωt ， y2 A2cos ωt 2 S1、S2到达P点的距离相等，则P点处合振动的振幅为（ ）

22

A、A1 A2 B、A1 A2 C、A12 A2 D、A12 A2

5、两个体积不等的容器，分别储有氦气和氧气，若它们的压强相同，温度相同，则下列答案中相同的是( )。

A、单位体积中的分子数 B、单位体积中的气体内能 C、单位体积中的气体质量 D、容器中的分子总数

6、如图所示，理想气体卡诺循环过程中两条绝热线下面的面积为S1和S2，则( )。

A、 S1＞S2 B、S1＝S2 C、S1＜S2 D、无法确定

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二、填空题（7-12题，共22分）

7、（3分）质量为m的小球，在合外力F= - kx作用下运动，已知x Acos t，其中k、 、A均为正常量，在t = 0到t

时间内小球动量的增量为 2

8、（5分）如图所示，圆盘的质量为m，半径为R 。以盘心O为中心，将半径为R/2的部分挖去，则剩余部分对通过盘心O并与盘面垂直的轴的转动惯量为 ；剩余部分对O'轴（即通过圆盘边缘且平行于O轴）的转动惯量为 。（提示匀质圆盘对通过其盘心并与盘面垂直的轴的转动惯量为：mR2/2）

9、（5分）一简谐振动曲线如图所示，则其振动的初相 ，角频率 。

10、（3分）两列相干简谐波在一根很长的弦线上传播，其波动表达式分别为

y1 Acos πx2 πt y2 Aco s2 πt 2

则弦线上波节的位置条件为：x 。

11、（3分）1mol理想气体，初始温度为T1，体积为V1，熵为S1。在经历一个向真空的自由膨胀过程后，其体积变为原来的2倍，则系统的熵为 。 12、（3分）一卡诺热机的低温热源温度为12℃，效率为40％，如将其效率提高到50％，则高温热源温度需提高______________。

三、计算题（13-16题，共5题，每题12分，共60分）

13、两滑冰运动员，质量分别为MA=60 kg，MB=70 kg它们的速率VA=7 m/s，VB = 6 m/s，在相距1.5m的两平行线上相向而行，当两者最接近时，便拉起手来，开始绕质心作圆周运动并保持两者间的距离为1.5 m。求：

（1）以二人为系统，对过质心的竖直轴的总角动量（取两位有效数字，下同）； （2）系统绕质心转动的角速度；

（3）这一过程中两者的总机械能是否守恒，为什么？

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14、如图所示，一长l=0.40 m的匀质木棒，质量M =1.00 kg，可绕水平轴O在竖直平面内自由转动，开始时棒自然地竖直悬垂。现有质量m = 8g 的子弹以v = 200 m/s的速率从A点垂直于棒射入

3

棒中，A点与O点的距离为l。求：

4

（1）棒开始运动时的角速度； （2）棒的最大偏转角。

15、 如图所示，一条柔软的轻绳跨在质量为M，半径为R的定滑轮上，绳的一端与弹簧相连，另一端连接一个质量为m的物体。定滑轮可以视作匀质圆盘，轴上的摩擦阻力矩可以忽略不计，绳与轮之间没有相对滑动，弹簧的劲度系数为k。图中O点为物体的平衡位置。试求：（1）物体作简谐运动的振动周期；（2）若物体从平衡位置下方回到平衡位置时的速度为v0，并以此为计时起点，求物体的振动表达式。

16、一列沿X轴负向传播的简谐波。已知t 0s，和t 0.25s时的波形如图所示，且波的周期T 1s。试求： （1）此波的最小传播速度

（2）在此速度下，此波的波动表达式 （3）若此波在x 0处被反射，且反射点为波节，求反射波在P点的振动表达式。

17、一水平放置的气缸内有一不导热的活塞，活塞两侧各有0.05m3的双原子分子理想气体,压强为1atm，温度为0℃。若在左侧徐徐加热,直至右侧气体压缩到2.5atm为止。假定除左侧加热部分外，气缸外壁皆为绝热材料所包裹，而且活塞与气缸壁之间无摩擦。试求：(1)对右侧气体所作做的功；(2)右侧气体的最后温度； (3)左侧气体的最后温度；(4)热源对左侧气体传入的热量。

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2007—2008学年第二学期考试试卷 A 参考答案

强物理类《大学物理（上）》

一、单项选择题（1-6题、共6题，每小题3分、共18分）

1-6： B C B C A B

二、填空题（7-12题，共22分）

7：

kA

8：15mR2，39mR2 9： 4，35 4

32

32

10：0.5 2k，其中k 0,1,2,3 11：S1 Rln2 12： 95K

三、计算题（13-16题，共5题，每题12分，共60分）

13题解：

（1）（5分）将两人看做质点，质心在连线上，设A、B距离质心分别为LA、LB ，则 LA+LB=1.5 m 取滑冰运动员A为坐标原点，则质心坐标

M(L LB)7

rc LA BA 1.5 0.81m 1分

MA MB13或 MALA=MBLB

可得 LA=0.81 m， LB=0.69 m 1分 以二人为系统，对过质心的竖直轴，总角动量

L=MALAVA+MBLBVB 2分 =（60×0.81×7+70×0.69×6）kg·m2·s-1 = 6.3×102 kg·m2·s-1 1分 （2）（4分）系统对质心转动惯量 IC=MALA2+MBLB2=73 kg·m2 2分 而 L = IC 1分

L6.3 102

所以 rad s 1 8.6 rad s 1 1分

IC73（3）（3分）由于从拉手瞬间开始，两者之间的距离保持不变，且均作匀速圆周运动，

拉力方向与各自的运动方向垂直，拉力不做功，所以拉手前后总机械能不变。 3分

14题解：

（1）（7分）木棒绕O点的转动惯量 J0 Ml2

1

3

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子弹射入木棒后绕O点 …… 此处隐藏：7370字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……