扬州大学试题纸02

大学物理模拟试题（二）一、选择题：（共27分，每题3分）1．一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为v，瞬时速率为v，某一时间内的平均速度为v，平均速率为v，它们之间的关系必定有：【D】（A）vv,vv（B）vv,vv（C）vv,vv（D）vv,vv2．竖立的圆筒形转笼，半径为R，绕中心轴OO＇转动，物块A紧靠在圆筒的内壁上，物块与圆筒间的摩擦系数为μ，要使物块A不下落，圆筒转动的角速度ω至少应为【 C 】Og(B)ggg(A)(C)(D)RRRAO′3．一质点在如图所示的坐标平面内作圆周运动，有一力 F F0(xi yj) 作用在质点上．在该质点从坐标原点运动到 (0，2R）位置过程中，力 F对它所作的功为【 B 】(A)F0R2．(B)2F0R2．y(C)3F0R2．(D)4F0R2RxO4.花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动，开始时两臂伸开，转动惯量为 J0，角速度为0．然后她将两臂收回，使转动惯量减少为1【D】J0．这时她转动的角速度变为31(B)1/30．(C)30．(D)30．(A)0．35.下列几个说法中哪一个是正确的？【C】（A）电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向.(B)在以点电荷为中心的球面上， 由该点电荷所产生的场强处处相同．(C)场强可由E F/q定出，其中 q为试验电荷， q可正、可负， F为试验电荷所第 1页共6页受的电场力．以上说法都不正确．6．一个大平行板电容器水平放置，两极板间的一半空间充有各向同性均匀电介质，另一半为空气，如图．当两极板带上恒定的等量异号电荷时，有一个质量为m、带电荷为+q的质点，在极板间的空气区域中处于平衡．此后，若把电介质抽去，则该质点【B】(A)保持不动．(B)向上运动．-Q(C)向下运动．(D)是否运动不能确定．m+q+Q7．关于稳恒电流磁场的磁场强度H，下列几种说法中哪个是正确的？【C】H仅与传导电流有关．(B)若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的 H必为零．若闭合曲线上各点H均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零．(D)以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的H通量均相等．［］8．如图，长度为l的直导线ab在均匀磁场B中以速度v移动，直导线ab中的电动势为(A)Blv．(B)Blvsin．(C)Blvcos．(D)0．［D］l bBav9．一宇航员要到离地球为 5光年的星球去旅行．如果宇航员希望把这路程缩短为 3光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度应是： (c表示真空中光速 )(A) v=(1/2)c． (B) v=(3/5)c．(C) v=(4/5)c． (D) v=(9/10)c． ［ C ］二．填空题：（共33分）1、（本题3分）一质点沿 x方向运动，其加速度随时间变化关系为a=3+2t (SI),如果初始时质点的速度 v0为5m/s，则当ｔ为3s时，质点的速度 v= 23m/s .第 2页共6页2、（本题5分）一船以速度v0在静水湖中匀速直线航行，一乘客以初速v1在船中竖直向上抛出一石子，则站在岸上的观察者看石子运动的轨迹是_抛物线_.取抛出点为原点，x轴沿v0方向，y轴沿竖直向上方向，石子的轨迹方程是v1xgx2_______．_____y2v02v03、（本题3分）已知地球质量为M，半径为R．一质量为m的火箭从地面上升到距地面高度为2R处．在此过程中，地球引力对火箭作的功为__GMm(11)或3RR2GMm_.3R4、（本题3分）质量 m＝1kg的物体，在坐标原点处从静止出发在水平面内沿 x轴运动，其所受合力方向与运动方向相同，合力大小为 F＝3＋2x(SI)，那么，物体在开始运动的3m内，合力所作的功W＝____18J_________；且x＝3m时，其速率v＝_______6m/s_________．5、（本题5分）1mol氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧气瓶中，温度为27℃，这瓶氧气的内能为___6.23×103___J；分子的平均平动动能为__6.21×1021__Ｊ；分子的平均总动能为___1.035×1021__Ｊ．-1·K-1-23Ｊ·K-1(摩尔气体常量R=8.31J·mol玻尔兹曼常量k=1.38×10)6、（本题3分）如图所示，两同心导体球壳，内球壳带电荷+q，外球壳带电荷-2q．静电平衡时，外球壳的电荷分布为：内表面____－q_______；外表面___－q____．7、（本题3分）一个孤立导体，当它带有电荷q而电势为U时，则定义该导体的电容为C=_q/U_____________，它是表征导体的__储电能力______的物理量．8、（本题5分）半径分别为R1和R2的两个半圆弧与直径的两小段构成的通电线圈abcda(如图所示)，放在磁感强度为B的均匀磁场中，B平行线圈所在平面．则线圈的磁矩为___pm1I(R22R12)__，线圈受到的磁力矩为__Mm1IB(R22R12)___。22R2Iv的方向BIObabR1cdcda9、（本题3分）令 c h/(mec)(称为电子的康普顿波长，其中 me为电子静止质量， c为真空中光速， h为普朗克常量)．当电子的动能等于它的静止能量时，它的德布罗意波长第 3页共6页是=____1/3_____c．三、计算题（共 40分）1、（共10分）有一半径为 R的圆形平板平放在水平桌面上，平板与水平桌面的摩擦系数为μ，若平板绕通过其中心且垂直板面的固定轴以角速度 ω0开始旋转，它将在旋转几圈后停止？（已知圆形平板的转动惯量 J 1mR2，其中m为圆形平板的质量）2解：在r处的宽度为 dr的环带面积上摩擦力矩为dMmg2rrdrR2总摩擦力矩MRM2mgR30=M/J故平板角加速度设停止前转数为n，则转角=2n由224Mn/J0可得nJ023R02/16πg4M2、（共10分）一定量的单原子分子理想气体， 从初态A出发，p(105Pa)沿图示直线过程变到另一状态 B，又经过等容、等压两过程回到3状态A．2(1)求A→B，B→C，C→A各过程中系统对外所作的功 W，

分分分分分B1

A

C内能的增量 E以及所吸收的热量 Q．O1整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)．

V(103m3)2解：(1)A→B：B→C：C→A：

1(pB)(VA)=200J．W1pAVB2E1= CV(TB－TA)=3(pBVB－pAVA)/2=750JQ=W1+E1＝950J．W2=0E2= CV(TC－TB)=3(pCVC－pBVB)/2=－600J．Q2=W2+ E2＝－600J．W3=pA(VA－VC)=－100J．

分分E3CV(TATC)3(pAVApCVC)150J．2第 4页共6页Q3=W3+E3＝－250J3分(2)W=W1+W2+W3=100J．Q=Q1+Q2+Q3=100J2分3、（共10分）实验表明，在靠近地面处有相当强的电场，电场强度 E垂直于地面向下，大小约为100N/C；在离地面 1.5km高的地方， E也是垂直于地面向下的，大小约为 25N/C．假设地面上各处E都是垂直于地面向下，试计算从地面到此高度大气中电荷的平均体密度；假设地表面内电场强度为零，且地球表面处的电场强度完全是由均匀分布在地表面的电荷产生，求地面上的电荷面密度．(已知：真空介电常量-122-1-20＝8.85×10C·N·m)E1解：(1)设电荷的平均体密度为，取圆柱形高斯面如图(1)(侧面垂直底面，底面S平行地面)上下底面处的场强分别为 E1和E2，则通过高斯面的电场强度通量为：SE·dS＝E2S-E1＝2-E1)S2分hS(E高斯面S包围的电荷∑qi＝hS1分SE2由高斯定理(E2－E1)S＝hS/01分1EE-13C/m3(1)∴＝4.43×102分h021(2)设地面面电荷密度为．由于电荷只分布在地表面，所以电力线终止于地面，取高斯面如图(2)1分E·dS=1由高斯定理qi01SE-ES=1分0∴=－0E＝－8.9×10-10C/m32分4、（共10分）如图所示，牛顿环装置的平凸透镜与平