大学物理试题及答案 (1)

期末考试 大学物理模拟考试卷

21．一质点沿x轴运动的规律是x?t?4t?5（SI制），则前三秒内它的

(A) 位移和路程都是3m； (B) 位移和路程都是-3m；

(C) 位移是-3m，路程是3m； (D) 位移是-3m，路程是5m；

2．f?v?为麦克斯韦速率分布函数，则f?v?dv表示

(A) 速率v附近，dv区间内的分子数； (B) 单位体积内速率在v～v+dv区间内的分子数；

(C) 速率v附近，dv区间分子数占总分子数的比率； (D) 单位体积内速率在v附近单位区间内的分子数；

3．一质点在力的作用下在X轴上作直线运动，力F?3x2，式中F和x的单位分别为牛顿和米。则质点从x?1m处运动到x?2m的过程中，该力所作的功为：

（A）42J； （B）21J； （C）7J； （D）3J；

4．已知某简谐运动的振动曲线如图所示，则此简谐运动的运动方程（x的单位为cm，t的单位为s）为 （A）x?2cos??t??3?223????； （B）

2??2x?2cos??t???；

3??3（C）x?2cos??t??3?423??； （D）

??2??4x?2cos??t???；

3??35．一理想卡诺热机的效率??40%，完成一次循环对外作功A?400J，则每次循环向外界放出的热量为：

（A）160J； （B）240J； （C）400J； （D）600J；

6. 关于横波和纵波下面说法正确的是

（A）质点振动方向与波的传播方向平行的波是横波，质点振动方向与波的传播

方向垂直的波是纵波；

（B）质点振动方向与波的传播方向平行的波是纵波，质点振动方向与波的传播方向垂直的波是横波； （

C

）

纵

波

的

外

形

特

征

是

有

波

峰

和

波

谷

；

（D）横波在固体、液体和气体中均能传播；

7. 用水平力FN把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止。当FN逐渐增大时，物体所受的静摩擦力Ff的大小

（A）不为零，但保持不变； （B）随FN成正比地增大； （C）开始随FN增大，达到某一最大值后，就保持不变； （D）无法确定；

8．两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛有氦气（均视为刚性分子理想气体）。开始时它们的压强和温度都相同，现将3J热量传给氦气，使之升高到一定的温度，若使氢气也升高同样的温度，则应向氢气传递热量为

（A）3J； （B）5J； （C）6J； （D）10J；

9．质量为m、半径为r的均质细圆环，去掉1/2，剩余部分圆环对过其中点，与环面垂直的轴的转动惯量为

（A）mr2； （B）2mr2； （C）mr2／2； （D）mr2／4；

10．Fx?a?bt（式中Fx的单位为N，t的单位为s）的合外力作用在质量为10kg的物体上，在开始2s内此力的冲量为

（A）a?bN2s； （B）a?2bN2s； （C）2a?2bN2s； （D）2a?4bN2s。

二、填空题

1．质量为40 kg的箱子放在卡车底板上，箱子与底板间的静摩擦系数为0．40，滑动摩擦数为0．25。则（1）当卡车以加速度2 m/s2 加速行驶时，作用在箱子上摩擦力的大小为______________N；（2）当卡车以 4．5 m/s的加速度行驶时，作用在箱子上的摩擦力大小为 ____________N。

2. 已知一谐振子在t=0时，x=0，v>0，则振动的初相位为 。 3. 质点系由A，B，C，D 4个质点组成，A的质量为m，位置坐标为（0，0，0），

2

B的质量为2 m ，位置坐标为（1，0，0），C的质量为3 m，位置坐标为（0，l，0），D的质量4 m，位置坐标为（0，0，1），则质点系质心的坐标为

xc?_____________，yc?

______________， zc?________。

4. 一理想卡诺热机的效率为30%，其高温热源温度为400K，则低温热源温度为 K。若该理想卡诺热机从高温热源吸收的热量为Q，则用于对外作功的热量为 。

5. 已知质点沿x轴作直线运动，其运动方程为x=2+6t2-2t3，式中x的单位为m，t

的单位为s，t=4s时质点的速度为 m/s，加速度为 m/s2。 6. 在室温下，已知空气中的声速u1为340 m/s，水中的声速u2为1450 m/s ，频率相同的声波在空气中的波长 在水中的波长。（填长于、等于或短于）

7. 设氦气为刚性分子组成的理想气体，其分子的平动自由度数为_________，转动自由度为_________。

8. 一质量为m、半径为R的均质圆盘，绕过其中心的垂直于盘面的轴转动，由于阻力矩存在，角速度由 ?0减小到 ?0／2，则圆盘对该轴角动量的增量大小为 。

9. 均质圆盘对通过盘心，且与盘面垂直的轴的转动惯量为20kg/m2。则该圆盘对于过R/2处，且与盘面垂直的轴的转动惯量为_______________________。

三、简答题

1. 质点作圆周运动时的加速度一定指向圆心，这种说法对吗？若不对，什么情况下该说法才成立呢？

2. 怎样判断两物体的碰撞是否是完全弹性碰撞？

四、计算题

1．一质量为m的小球用l长的细绳悬挂在钉子O上。如质量同为m的子弹以速

率?从水平方向击穿小球，穿过小球后，子弹速率减少到?2。如果要使小球刚好能在垂直面内完成一个圆周运动，则子弹的速率最小值应为多大？（10分）

2．如右图所示，1mol氦气在温度为300K，体积为0.001m3的状态下，经过（1）

等压膨胀A1B过程，（2）等温膨胀A2C过程，（3）绝热膨胀A3D

过程，气体的体积都变为原来的两倍。试分别计算前面两种过程（等压膨胀过程和等温膨胀过程）中氦气对外作的功以及吸收的热量。（10分） （k=1.38×10-23J/K，R=8.31J/mol2K）

3． 一容器内储有氧气，其压强为1.013105Pa，温度为27oC，求气体分子的数密度；氧气的密度。（10分） （k=1.38×10-23J/K，R=8.31J/mol2K）

一、单项选择题

1．质点沿轨道AB作曲线运动（从A向B运动），速率逐渐减小，图中哪一种情况正确地表示了质点在C处的加速度?

C?aBCB?aA?aCBAA

(D)

2．机械波的表达式为y?0.05cos?6?t?0.06?x?，式中y和x的单位为m，t的单位为s，则：

（A）波长为5m； （B）波速为10m2s-1； （C）周期为s； （D）波沿x轴正方向传播；

31(A) (B) (C)

3．关于最可几速率?P的下列说法，正确的是：

（A）?P是气体分子的最大速率； （B）速率为?P的分子数目最多；

（C）速率在?P附近单位速率区间内的分子比率最大； （D）以上说

法都不正确；

4．在系统不受外力作用的非弹性碰撞过程中

(A) 动能不守恒、动量守恒； (B) 动能和动

量都不守恒；

(C) 动能和动量都守恒； (D) 动能守

恒、动量不守恒；

5．关于保守力，下面说法有误的是

（A）保守力作正功时，系统内相应的势能减少； （B）作用

力和反作用力大小相等、方向相反，两者所作功的代数和必为零；

（C）质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零； （D）质点

组机械能的改变与保守内力无关；

6、处于平衡状态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，则它们

（A）温度，压强均不相同； （B）温度相同，但氦气压强

大于氮气的压强；

（C）温度，压强都相同； （D）温度相同，但氦气压强

小于氮气的压强；

7．均质细杆可绕过其一端且与杆垂直的水平光滑轴在竖直平面内转动。今使细

杆静止在竖直位置，并给杆一个初速度，使杆在竖直面内绕轴向上转动，在这个过程中

(A) 杆的角速度减小，角加速度减小； (B) 杆的角速度增大，角加速度减小；

(C) 杆的角速度增大，角加速度增大； (D) 杆的角速度减小，

角加速度增大；

8. 如右图所示为一定量的理想气体的p—V图，由图可得出结论

（A）ABC是等温过程； （B） TA?TB；（C） （D） TA?TB；TA?TB；

9．水平公路转弯处的轨道半径为R，汽车轮胎与路面间的摩擦系数为?，要使汽车在转弯处不致于发生侧向打滑，汽车在该处行驶速率：

（A）不得小于?Rg； （B）不得大于?Rg； （C）必

须等于?Rg； （D）应由汽车质量决定；

10. 机械振动在介质中传播形成波长为?的简谐波，对于两个相邻的同相点，下列说法不正确的是：

（A）在这两点处质元的振动状态相同； （B）这两点间的距离为?；

（C）这两点处质元振动的振幅和频率相同； （D）这两点处质元振动的相位相同。

二、填空题

1．一质点具有恒定加速度a?6i?4j，在t=0时，其速度为零，位置矢量为

r0?10irt?，在任意时刻的速度vt? ，位置矢量为

。

2．质量为m的子弹以?的速率水平射入置于光滑地面上的木块，且子弹留在木块中与木块共同运动，设木块的质量为M，则木块和子弹共同运动的速率为 ，该过程中木块与子弹组成的系统损失的动能为 。

3．一理想卡诺热机，其高温热源温度为500K，低温热源温度为300K，则该卡诺热机的效率为 。

4．一平面简谐波的波动方程为y=0.02cos（400πt－20πx），式中各物理量的单位均为国际单位制（SI）。该平面简谐波的波速为 m/s、波源振动频率为 Hz。

5．热力学过程可分为可逆过程和不可逆过程，如果逆过程能重复正过程的每一状态，而且不引起其他变化，这样的过程叫做 。根据熵增加原理，孤立系统中的不可逆过程，其熵要 。

6．质量为 0．25 kg的物体以 9．0m/s 的加速度下降，物体所受空气的阻力为__________________N。

7．在同一温度T=300K时，氢气的分子数密度是氧气的3倍，则氢气的压强是

氧气的 倍。若氢气的分子数密度为2.6631025m-3，该气体的压强为 Pa。（k=1.38310-23J2K-1）

8. 一质点在力的作用下沿X轴作直线运动，力F?2?3x2，式中F和x的单位分

别为牛顿和米。则质点从x?1m处运动到x?3m的过程中，该力所作的功为 J。

9. 一质量为m、半径为R的均质圆盘，绕过其中心的垂直于盘面的轴转动，由于阻力矩存在，角速度由 ?0减小到 ?0／4，则圆盘对该轴角动量的增量大小为 。

10. 质量为m、半径为r的均质细圆环，去掉2／3，剩余部分圆环对过其中点，与环面垂直的轴的转动惯量为 。

三、简答题

1. 有人说：“分子很小，可将其当作质点；地球很大，不能当作质点”。这种说法对吗？能将物体当作质点的条件是什么？

2. 质点的动量、质点的动能、力做功和势能这几个物理量中哪些与惯性系有关？

四、计算题

1．质量为m的质点在外力F（平行于X轴）的作用下沿X轴运动，已知t=0时质点位于原点，且初始速度为零。设外力F=-kx+F0，求从x=0运动到x=L处的过程中力F对质点所作的功。若外力F=10+2t，求开始2s内此力的冲量。（10分）

2．温度为0oC和100oC时理想气体分子的平均平动动能各为多少？（10分）

3．如右图所示，1mol氢气在温度为300K，体积为0.025m3的状态下，经过（1）

等压膨胀A1B过程，（2）等温膨胀A2C过程，（3）绝热膨胀A3D

过程，气体的体积都变为原来的两倍。试分别计算前面两种过程（等压膨胀过程和等温膨胀过程）中氢气对外作的功以及吸收的热量。（10分）（k=1.38×10-23J/K，R=8.31J/mol2K）

一、单项选择题

1．一质点在Y轴上运动，其坐标与时间的变化关系为Y=4t-2t2，式中Y、t分别以m、s为单位，则4秒末质点的速度和加速度为：

（A）12m/s、4m/s2； （B）-12 m/s、-4 m/s2 ； （C）20

m/s、4 m/s2 ； （D）-20 m/s 、-4 m/s2；

2．在室温下，相同频率的声波在空气和水中的波长分别为?气和?水，则二者关系为：

（A）?气>?水； （B）?气

?气=?水； （D）无法确定；

3．关于作用力和反作用力，说法有误的是

（A）大小相等； （B）沿

同一直线；

（C）作用在同一物体上； （D）方

向相反；

4．若f(v)为理想气体分子的速率分布函数，则?速率在v1→v2之间的分子数；

（C）分子在v1→v2之间的平均速率； （D）

无明确的物理意义；

5．均质细圆环、均质圆盘、均质实心球、均质薄球壳四个刚体的半径相等，质量相等，若以直径为轴，则转动惯量最大的是

（A）圆环； （B）圆盘； （C）实心球； （D）薄球壳；

6．1mol理想气体在等温过程中（温度为T）体积由V膨胀到2V，则该气体在此过程中吸收的热量为：

（A）0 ； （B）RT； （C）

RTln2； （D）条件不足，无法判断； 7．做匀速圆周运动的物体，其加速度

（A）大小不变； （B）方向不变； （C）

大小方向都不变； （D）为零；

8．平衡态下，理想气体分子的平均平动动能只和气体的 有关

（A）体积 ； （B）温度； （C）

压强； （D）质量；

9．一质点在力的作用下在y轴上作直线运动，力F?2y，式中F和y的单位分

v2v1f(v)dv表示：

（A）速率在v1→v2之间的分子数占总分子数的比率； （B）

别为牛顿和米。则质点从y?1m处运动到y?3m的过程中，该力所作的功为：

（A）21J； （B）9J； （C）

8J； （D）2J；

10．已知某简谐运动的振动曲线如右图所示，则关于此简谐运动的振幅、初相位、角频率、周期不正确的是（x的单位为cm，t的单位为s）

（A）振幅为2cm； （B）初相位为?rad；

32（C）角频率为?rad2s-1； （D）周期为

3423s。

二、填空题

1．理想气体在等温过程中体积被压缩为原来的13，则压缩后的压强为原来的 倍。

2．通常以地面作为惯性系，有A、B、C三个物体，其中A物体静止在地面上，B物体在水平地面上作匀速直线运动，C物体在水平地面上作匀加速直线运动，

若以这三个物体为参考系，其中是惯性系的为以这三个物体中的 物体作为参考系。

3．假设卫星环绕地球中心作椭圆运动，则在运动过程中，卫星对地球中心的角动量____________，机械能_____________。（填守恒或不守恒）

4．一理想卡诺制冷机，其高温热源温度为320K，低温热源温度为300K，则该卡诺制冷机的制冷系数为 。若该制冷机传递给高温热源的热量为Q，则制冷机从低温热源吸收的热量为 。 5．一平面简谐波沿ox轴正向传播，波动方程为y?Acos[?(t?)?ux?4]，则同一

时刻，x??L2处质点的振动和x?L1处质点的振动的相位差为

?2??1? 。

6．某振动质点的x-t曲线如图所示，运动方程

为 。

7．一质量为2kg的物体沿X轴运动，初速度为50m/s，若受到反方向大小为10N

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