浙江大学宁波理工学院物理期末试卷2013B

浙江大学宁波理工学院2013–2014学年第一学期

《大学物理Ⅰ(B)》课程期末考试试卷（A）

开课分院： 基础部 ，考试形式：闭卷，允许带 非存储计算器 入场 考试日期： 2013 年 1 月 11 日，考试所需时间： 120 分钟

考生姓名 学号 考生所在分院： 专业班级： . 题序 题型 得分 评卷人 一 二 三1 三2 三3 三4 总 分 填空题 选择题 计算题 计算题 计算题 计算题 玻尔兹曼常数k＝1.38×10-23 J/K 气体摩尔常数R＝8.31 J/mol?K 一、填空题（每空1分，共30分）：

1、一质点在x-y平面内运动，运动方程为：x?3cos4t?m?,y?3sin4t?m?，

??则t (单位s)时刻质点的位矢r(t)? ，速度v(t)? 。

2、一质点沿半径为0.2m的圆周运动, 其角位置随时间的变化规律是??3?t2。在t=1s时，它的法向加速度a n=_______ m2/s；切向加速度aτ=________ m2/s。 3、一条自西向东的小河流速为2m/s，有一条船从南岸的码头出发想要到达正北岸，船在静水中的速度为4m/s，那么船工应该朝北偏西 度的方向行船。 4、物体运动的方向是否一定与合外力的方向相同？ ；物体加速度的方向是否一定与合外力的方向相同？ 。

5、细绳的一端固定在光滑的水平桌面上，另一端系一小球，小球在水平面内做圆周运动。若小球的角速度相同，长的绳子易断还是短的绳子易断____________，若小球的线速度相同，谁易断______________。（填“长”或“短”）

6、如图，当地球在近日点时，离太阳的距离rA＝1.47×1011m，运动速率vA＝3.22 ×104m/s。半年后地球处在距离太阳rB＝1.52×10m的远日点时，运动速率vB＝ m/s。

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vB rA rB o vA 7、一位花样滑冰运动员伸开双臂以1.2r/s绕竖直身体中心轴转动，此时她的转 动惯量为2.88 kg?m2。为了做高速转动，她收起双臂，转速变为3.6r/s，此时她 的转动惯量比伸开双臂时 （填“大”、“小”或“不变”）， 其数值为 kg?m2。

8、如右图，一质量为m长为l的均匀细杆可绕通过下端与杆垂直的水平轴转动。 初始时刻杆竖直，当杆在重力作用下转过60°时（图中虚线位置）， 杆所受到的重力力矩 ；为杆的角加速度α= ； 整个过程 守恒；此时杆的角速度为ω= 。 9、对于给定的弹簧振子，其振幅加大一倍，总机械能变为原来______倍，振动的周期是否发生变化___________（填“不变”或“变化”）。

x?10、一平面简谐波沿ox轴正向传播，波动方程为y?Acos[?(t?)?]，则x?L1u4o

60° 处质点的振动方程为 ，x??L2处质点的振动和

x?L1处质点的振动的位相差为?2??1? 。

11、甲乙两辆汽车相向行驶，甲车的车速为25m/s，乙车的车速为10m/s，甲车乘客听到本车喇叭的固有频率为600Hz，与之相比，乙车乘客听到甲车喇叭的声调____________（填“更高”或“更低”）。

12、一定量的理想气体处于热动平衡状态时，此热力学系统的不随时间变化的三个宏观量是 ，而随时间变化的微观量是 。

13、设氮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_________。

14、设一台电冰箱的工作循环为卡诺循环,在夏天工作,环境温度在35?C，冰箱内的温度为0?C，这台电冰箱的理想制冷系数为? = 。 15、??介子是一个不稳定的粒子，平均寿命是2.6?10?8s（在它自己的参考系中测得）。如果此粒子相对于实验室以0.8c的速度运动，那么实验室坐标系中测量的??介子寿命将_________（填“变长”或“变短”），寿命大小为_________。 16、已知某粒子的静止质量为m0，根据相对论质能方程，其静止能量为 ；当它以0.9倍光速运动时，其总能量为 。 二、 选择题（每题2分，共30分）：

( ) 1、一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为r?at2i?bt2j???（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、下面表述正确的是

(A) 质点作圆周运动，加速度一定与速度垂直； (B) 物体作直线运动，法向加速度必为零； (C) 轨道最弯处法向加速度最大；

(D) 某时刻的速率为零，切向加速度必为零。

??( ) 3、力F?12ti(N)作用在质量m=2kg的物体上，使物体由原点从静止开始运动，则它在3s末的速度为

????(A) ?27im/s； (B) 27im/s； (C) ?54im/s； (D) 54im/s ( )4、对于守恒定律的条件，以下说法中正确的是：

(A) 系统不受外力作用，则动量和机械能必定同时守恒

(B) 对一系统, 若外力作功为零, 而内力都是保守力,则其机械能守恒 (C) 对一系统, 若外力作功为零, 则动量和机械能必定同时守恒 (D) 若系统所受到的合外力为零，则系统的角动量守恒

（ ）5、在定轴转动中，如果合外力矩的方向与角速度的方向一致，则以下说法正确的是:

(A) 合力矩增大时，物体角速度一定增大； (B) 合力矩减小时，物体角速度一定减小； (C) 合力矩减小时，物体角加速度不一定变小； (D) 合力矩增大时，物体角加速度不一定增大。

( ) 6、一轻绳绕在有水平轴的定滑轮上，滑轮的转动惯量为J，绳下端挂一物体。物体所受重力为P，滑轮的角加速度为?。若将物体去掉而以与P相等的力直接向下拉绳子，滑轮的角加速度??将

(A) 不变； (B) 变小； (C) 变大； (D) 如何变化无法判断。 ( ) 7、两个质量相同的物体分别挂在两个不同的弹簧下端，弹簧的伸长分

别为?l1和?l2，且?l1=2?l2，两弹簧振子的周期之比T1：T2为 （A）2； （B）2； （C）( ) 8、以下说法正确的是

(A) 在波传播的过程中，某质元的动能和势能相互转化，总能量保持不变； (B) 在波传播的过程中，某质元任一时刻的动能与势能相等，且随时间作周期性的变化；

(C) 在波传播的过程中，某质元任一时刻的动能与势能相等，且不随时间发生变化；

(D) 在波传播的过程中，某质元任一时刻的动能与势能有可能相等，有可能不等，视时刻而定。

1； （D）1/2。 2（ ）9、平面简谐波x?4sin(5?t?3?y)与下面哪列波相干可形成驻波

5353（A）y?4sin2?(t?x)； （B）y?4sin2?(t?x)；

22225353（C）x?4sin2?(t?y)； （D）x?4sin2?(t?y)。

2222（ ）10、某种理想气体,体积为V，压强为p，绝对温度为T，每个分子的质量为m，R为普通气体常数，N0为阿伏伽德罗常数，则该气体的分子数密度n为

(A) pN0/(RT)； (B) pN0/(RTV)； (C) pmN0/(RT)； (D) mN0/(RTV)。 （ ）11、如图所示，一定量的理想气体，由平衡状态A变到平衡状态B(pA=pB)，则无论经过的是什么过程，系统必然 (A) 对外作正功. (B) 内能增加. (C) 从外界吸热. (D) 向外界放热.

（ ）12、“理想气体与单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来

对外作功。”对此说法，有如下几种评论，哪个是正确的？ （A）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律； （B）不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律； （C）不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律； （D）违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。 （ ）13、以下效应不属于狭义相对论的是

（A） 时间延缓； （B） 长度收缩； （C） 质量变大； （D） 时空弯曲。

O p A · B · V

（ ）14、武汉长江大桥全长1250m，在1000m高空有一架与大桥平行匀速飞行的客机，客机上的乘客小明看到的大桥长度是

(A) 等于1250m； （B） 小于1250m； （C）大于1250m；

（D）飞机飞行得越快，大桥将变得越长。

（ ）15、质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量的4倍时，其质量为静止质量的

(A) 4倍 （B） 5倍 （C） 6倍 （D） 7倍

三、计算题（共40分。需要定量计算的必须写出解题过程）：

1、（8分） 在光滑桌面上的物体B，用一轻绳子通过摩擦可以忽略的轻滑轮连接另一物体A，两物体的质量分别为mA=2.0kg 和mB=5.0kg。求： （1）需用多大的水平拉力拉住桌面上的物体B，才能保持两物体静止？

(做受力分析图)

F

（2）若用F = 30N的水平力向左拉物体B，求两个物体的加速度和绳中的张力。

mAmB 2、（10分）一质点的简谐振动方程为x?0.8cos(2πt?4π3) m，求： （1）质点能达到的最大位移；

（2）初始时刻（即t=0时）质点的坐标；

（3）从t=0到t=1 s这段时间内质点的位移；

（4）若质点质量为0.2 kg，质点在t=1.5s时受到的合外力是多大？

3、（12分）如图，质量为m，长为l的均匀细杆可绕通过杆一端的光滑水平轴在竖直平面内转动。起初，杆下垂静止。有一质量为m/4的子弹以速率v水平射入杆下端，并立刻以速率v/2穿出细杆。 （1）子弹和杆组成的系统在该碰撞过程中有什么物理量守恒？

（2）求碰撞后瞬间细杆的角速度ω；

（3）求碰撞后细杆的最大偏转角θ。

?l m/4 v

v/2

4、（10分）一定量单原子分子理想气体的循环过程如图所示，图中ca为直线，求：

（1）各过程中气体吸收或放出的热量； a?b b?c c?a

（2）循环的效率?。

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