《大學(xué)物理B》測(cè)試題答案(曹學(xué)成)(2010[1].7).pdf

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用 注注 考試期間試卷不允許拆開考試期間試卷不允許拆開 第 1 頁 共 6 頁 2009 20102009 2010 學(xué)年第二學(xué)期學(xué)年第二學(xué)期 大學(xué)物理 大學(xué)物理 B B 測(cè)試題 測(cè)試題 參考答案 參考答案 學(xué)院 信息學(xué)院信息學(xué)院姓名 學(xué)號(hào) 專業(yè) 班級(jí) 一 選擇題一 選擇題 每題 每題 2 2 分 共分 共 2020 分 分 C 1 質(zhì)點(diǎn)沿軌道AB作曲線運(yùn)動(dòng) 速率逐漸減小 圖 1中哪一種情況正確地表 示了質(zhì)點(diǎn)在C處的加速度 a C A B a C A B a C A B a C A B A B C D 試題圖 1 B 2 一力學(xué)體系由兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成 它們之間有引力和靜摩擦力作用 若兩 質(zhì)點(diǎn)所受的外力的矢量和為零 則此系統(tǒng) A 動(dòng)量 機(jī)械能都守恒 B 動(dòng)量守恒 但機(jī)械能 不守恒 C 動(dòng)量守恒 但是機(jī)械能可能守恒也可能不守恒 D 動(dòng)量 機(jī)械能都不 守恒 B 3 均勻細(xì)棒OA可繞通過其一端O而與棒垂直的水平固定 光滑軸轉(zhuǎn)動(dòng) 如圖所示 今使棒從水平位置由靜止開始自由下落 在 棒擺動(dòng)到豎立位置的過程中 下述說法哪一種是正確的 A 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量從小到大 角速度從小到大 角加速度從大到小 B 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變 角速度從小到大 角加速度從小到大 C 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變 角速度從大到小 角加速度從大到 小 D 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量從大到小 角速度從大到小 角加速度從 小到大 C 4 一質(zhì)量為m的均勻細(xì)桿長(zhǎng)為l 繞鉛直軸OO 成 角轉(zhuǎn)動(dòng) 其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 2 1 A 12 ml 22 1 B sin 4 ml 22 1 n 3 Csiml 2 1 D 3 ml C 5 若 f 為氣體分子速率分布函數(shù) N為分子總 得分 OA l O O 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用 注注 考試期間試卷不允許拆開考試期間試卷不允許拆開 第 2 頁 共 6 頁 數(shù) 則 dNf 的物理意義是 A 表示分布在速率 附近 速率區(qū)間d 內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比 B 表示分布在速率區(qū)間 0 0 內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比 C 表示分布在速率 附近 速率區(qū)間d 內(nèi)的分子數(shù) D 表示所有分子的平均速率 A 6 設(shè)M為氣體的質(zhì)量 m為氣體分子的質(zhì)量 N為氣體分子的總數(shù)目 n 為氣體分子數(shù)密度 A N為阿伏伽得羅常數(shù) p為氣體的壓強(qiáng) V為氣體的體積 則下 列各式中表示氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能的是 A 3 2 m pV M B 3 2 M pV m C 3 2 npV D A 3 2 m N pV M A 7 壓強(qiáng) 體積和溫度都相同的剛性理想氣體氫氣和氦氣 它們的內(nèi)能之比分 別為 A 5 3 B 3 5 C 5 7 D 7 5 D 8 關(guān)于溫度的意義 有下列幾種說法 1 氣體的溫度是分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度 2 氣體的溫度是大量氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn) 具有統(tǒng)計(jì)意義 3 溫度的高低反映物質(zhì)內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)劇烈程度的不同 4 從微觀上看 氣體的溫度表示每個(gè)氣體分子的冷熱程度 上述說法中正確的是 A 1 2 4 B 1 3 4 C 2 3 4 D 1 2 3 B 9 在下列理想氣體各種過程中 可能發(fā)生過程為 A 等容加熱時(shí) 內(nèi)能減少 同時(shí)壓強(qiáng)升高 B 絕熱壓縮時(shí) 壓強(qiáng)升高 同 時(shí)內(nèi)能增加 C 等壓壓縮時(shí) 內(nèi)能增加 同時(shí)吸熱 D 等溫壓縮時(shí) 壓強(qiáng)升高 同 時(shí)吸熱 C 10 理想氣體卡諾循環(huán)過程的兩條絕熱線下的面積大小 分別為 1 S和 2 S 圖中陰影部分 則兩者的大小關(guān)系為 A 1 S 2 S B 1 S 2 S C 1 S 2 S D 無法確定 二 填空題二 填空題 每題 每題 2 2 分分 共共 2020 分 分 得分 p V O 1 S 2 S 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用 注注 考試期間試卷不允許拆開考試期間試卷不允許拆開 第 3 頁 共 6 頁 1 設(shè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為 2 2 2 4 t rtij 則質(zhì)點(diǎn)加速度為 軌跡方程為 1 2 aj 2 1 3 4 yxx 2 n n n n a a a a為法向加速度 t t t t a a a a為切向加速度 當(dāng) n n n n a a a a 0 t t t t a a a a 0 時(shí) 質(zhì)點(diǎn)做運(yùn) 動(dòng) 勻速率曲線運(yùn)動(dòng) 填勻速率圓周運(yùn)動(dòng)也算對(duì) 3 一質(zhì)點(diǎn)沿半徑為 0 2m 的圓周運(yùn)動(dòng) 其角位置隨時(shí)間的變化規(guī)律是 2 56t SI 制 在t 2s時(shí) 它的法向加速度 n a 2 80m s i 4 長(zhǎng)為l 質(zhì)量為m的均質(zhì)桿繞一端以角速度 轉(zhuǎn)動(dòng) 則桿的角動(dòng)量為 2 1 3 ml 5 0 0 df 表示 分布在速率區(qū)間 0 0 內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百 分比 6 一容器內(nèi)裝有N1個(gè)單原子理想氣體分子和N2個(gè)剛性雙原子理想氣體分子 當(dāng) 該系統(tǒng)處在溫度為T的平衡態(tài)時(shí) 其內(nèi)能為 12 35 22 NkTNkT 7 7 7 7 理想氣體的最概然速率為 1600 1 m s 其方均根速率 2 V約為 1960 1 m s 8 一卡諾熱機(jī)從 373K的高溫?zé)嵩次鼰?向 273K 的低溫?zé)嵩捶艧?若該熱機(jī)從 高溫?zé)嵩次?1000J熱量 則該熱機(jī)所做的功W 268 J 9 1kg 的 水 由 10 C 加 熱 升 溫 到 100 C 熵 變 為 水 c 311 4 18 10 J kgK 1 154 103J K 1 10 寫出下列詞語的中文名稱 每個(gè) 0 5分 共 2分 average acceleration 平均加速度 rigid body 剛體 Maxwell speed distribution 麥克斯韋速率分布律 Principle of increase of entropy 熵增加原理 三三 判斷題判斷題 每題每題 1 51 5 分分 共共 1515 分分 正確的在對(duì)應(yīng)題的括號(hào)內(nèi)填寫正確的在對(duì)應(yīng)題的括號(hào)內(nèi)填寫 Y Y 錯(cuò)誤的填寫錯(cuò)誤的填寫 N N 得分 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用 注注 考試期間試卷不允許拆開考試期間試卷不允許拆開 第 4 頁 共 6 頁 錯(cuò)誤 1 質(zhì)點(diǎn)作平面曲線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程為 xx t yy t 在計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的速度 時(shí) 我們可以先求出 22 rxy 然后根據(jù)定義ddrt 求得 值 錯(cuò)誤 2 質(zhì)點(diǎn)作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí) 它的切向加速度大小為 t dd dd a tt 正確 3 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì) 自然界一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過程都是不 可逆的 錯(cuò)誤 4 角加速度的方向與角速度的方向相同 正確 5 在質(zhì)點(diǎn)系中各質(zhì)點(diǎn)相互作用 其內(nèi)力之和為零 而內(nèi)力所做的功之和不一定為零 錯(cuò)誤 6 如右圖所示 兩條絕熱線 和 與一條等溫線 構(gòu)成了一個(gè)循環(huán) 正確 7 最概然速率的物理意義是指 在一定溫度下 若 將整個(gè)速率范圍分成許多相等的小區(qū)間 則氣體分子中速率 在 p 附近的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比最大 正確 8 處于溫度為T的平衡態(tài)的理想氣體中 分子的每一個(gè)平動(dòng)自由度上都具有 相同的平均動(dòng)能kT 2 1 RT i 2 表示1 mol自由度為i的分子組成的系統(tǒng)內(nèi)能 錯(cuò)誤 9 剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定律可以表示為J MMMM 其中 MFrMFrMFrMFr 錯(cuò)誤 10 熵增加原理 在封閉系統(tǒng)中進(jìn)行的任意熱力學(xué)過程 系統(tǒng)的熵永不減少 即0S 四四 1010 分分 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)沿x軸運(yùn)動(dòng) 其加速度與速度成正比 方向與運(yùn) 動(dòng)方向相反 即ak 其中k為正常數(shù) 質(zhì)點(diǎn)的初始位置和初速度分別為 0和 0 試求質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式x t 解 由題意知 d d ak t 2分 分離變量后做定積分 0 0 d d t k t 2 分 解得 0 kt e 1分 利用 0 d d kt x e t 得 0 dd kt xet 2分 積分得 0 00 dd xt kt etx 2分 得分 選擇題 6 圖 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用 注注 考試期間試卷不允許拆開考試期間試卷不允許拆開 第 5 頁 共 6 頁 由此解得 0 1 kt xe k 1 分 五五 8 8 分分 一個(gè)質(zhì)量為 10kg 的物體沿x軸無摩擦運(yùn)動(dòng) 設(shè)0 t時(shí) 物體 位于原點(diǎn) 速度為零 0 0 x 0 0 當(dāng)物體在力xF43 N 的作用下移動(dòng)了 3m 時(shí) x以 m 計(jì) 問物體的速度為多大 解 由動(dòng)能定理得 3 22 0 0 11 d 22 mmF x 3分 3 3 2 0 0 34d32 27 xxxx 3分 于是 227 2 3 10 m s 1 2分 六 12 分 如圖所示 長(zhǎng)為l 質(zhì)量為M的均質(zhì)桿 一端懸掛 可繞通過O點(diǎn)垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng) 今讓桿自水平位置無初速地落 下 在豎直位置與質(zhì)量為m的物體 A作完全非彈性碰撞碰撞 碰撞 后物體 A沿水平面滑動(dòng) 試求物體 A剛開始沿水平面滑動(dòng)時(shí)的速度 解解 1 1 1 1 取桿為研究對(duì)象取桿為研究對(duì)象 桿受其自身重力及懸掛軸的約束反力 設(shè) 為這一階段末桿的 角速度 則根據(jù)動(dòng)能定理 有 2 1 0 22 l JMg 3分 將 2 1 3 JMl 代入上式 1 分 解得 3g l 2分 2 2 2 2 取桿和物體取桿和物體 A A A A組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象 系統(tǒng)總角動(dòng)量在碰撞過程中守恒 則有 222 1 3 JJmlMlml 或 A JJlm 3分 完全非彈性碰撞 有 A l 解得 3 3 Mg Mml 1分 所以 A 3 3 M lgl Mm 2分 得分 得分 試題六圖 l A 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)課程考試專用 注注 考試期間試卷不允許拆開考試期間試卷不允許拆開 第 6 頁 共 6 頁 七 15 分 如圖所示 1 mol 理想氣體氦氣 經(jīng)歷abca循環(huán)過程 ab為等壓過程 bc為等容過程 ca為等 溫過程 已知Va 1 10 2m3 Vc 2 10 2m3 pa 2 105Pa pc 1 105Pa 求 1 正循環(huán)的熱機(jī)效率 8 分 2 逆循環(huán)的致冷系數(shù) 4 分 3 ab過程的熵變 ab S 3分 解 1 由 理 想 氣 體 狀 態(tài) 方 程 pVRT ab 等壓過程有 ab ab VV TT 得2 b baa a V TTT V 1 分 ab 過程等壓升溫吸熱 55 22 abpabbaa QCTR TTRT 1分 bc 過程等容放熱 33 22 bcVbccba QCTR TTRT 1分 ca 過程等溫放熱 dlnln2 a c V a caa V c V Qp VRTRT V 1 分 abca循環(huán)過程吸熱 1 5 2 aba QQRT 放熱 2 3 ln2 2 bccaaa QQQRTRT 1分 循環(huán)效率為 2 1 33