大学工程力学专业《大学物理（二）》期中考试试题D卷 附答案

大学工程力学专业《大学物理（二）》期中考试试题D卷附答案
姓名：______ 班级：______ 学号：______
考试须知：
1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。

2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。

一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）
1、质量分别为m和2m的两物体(都可视为质点)，用一长为l的轻质刚性细杆相连，系统绕
通过杆且与杆垂直的竖直固定轴O转动，已知O轴离质量为2m的质点的距离为l，质量为m的质点的线速度为v且与杆垂直，则该系统对转轴的角动量(动量矩)大小为________。

2、一圆锥摆摆长为I、摆锤质量为m，在水平面上作匀速圆周运动，摆线与铅直线夹角，则：
(1) 摆线的张力T＝_____________________；
(2) 摆锤的速率v＝_____________________。

3、图示曲线为处于同一温度T时氦（原子量4）、氖（原子量20）和氩（原子量40）三种气体分子的速率分布曲线。

其中曲线（a）是________气分子的速率分布曲线；曲线（c）是________气分子的速率分布曲线。

4、真空中有一半径为R均匀带正电的细圆环，其电荷线密度为λ，则电荷在圆心处产生的电场强度的大小为____。

5、一质点作半径为0.1m的圆周运动，其运动方程为：（SI），则其切向加速度为＝_____________。

6、长为、质量为的均质杆可绕通过杆一端的水平光滑固定轴转动，转动惯量为
，开始时杆竖直下垂，如图所示。

现有一质量为的子弹以水平速度射入杆上点，并嵌在杆中. ，则子弹射入后瞬间杆的角速度___________。

7、已知质点的运动方程为，式中r的单位为m，t的单位为s。

则质点
的运动轨迹方程，由t=0到t=2s内质点的位移矢量______m。

8、将热量Q传给一定量的理想气体：
（1）若气体的体积不变，则热量转化为_____________________________。

（2）若气体的温度不变，则热量转化为_____________________________。

（3）若气体的压强不变，则热量转化为_____________________________。

9、一平面余弦波沿Ox轴正方向传播，波动表达式为，则x = -处质点的振动方程是_____；若以x =处为新的坐标轴原点，且此坐标轴指向与波的传播方向相反，则对此新的坐标轴，该波的波动表达式是_________________________。

10、图示为三种不同的磁介质的B~H关系曲线，其中虚线表示的是的关系．说明a、
b、c各代表哪一类磁介质的B~H关系曲线：
a代表__________________________的B~H关系曲线
b代表__________________________的B~H关系曲线
c代表__________________________的B~H关系曲线
二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）
1、热力学第零定律：
2、电通量：
3、磁矩描：
4、波的干涉：
5、能量按自由度均分定理：
6、热辐射：
三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、一个物体沿固定圆弧光滑轨道由静止下滑，在下滑过程中（）。

A.它的加速度方向永远指向圆心,其速率保持不变
B.它受到的轨道的作用力的大小不断增加
C.它受到的合外力的大小变化,方向永远指向圆心
D.它受到的合外力的大小不变,其速率不断增加
2、在真空中的A、B两平行金属板，相距为d，板面积为S（S→∞），各带电q和q，两板间的作用力f大小为（）。

3、把理想气体的状态方程写成恒量时，下列说法中正确的是（）。

A. 对一定质量的某种气体，在不同状态下，此恒量不等
B. 对摩尔数相同的不同气体，此恒量相等
C. 对不同质量的同种气体，此恒量相等
D. 以上说法都不对
4、一个未带电的空腔导体球壳，内半径为。

在腔内离球心的距离为处（），固定一点电荷，如图所示。

用导线把球壳接地后，再把地线撤去。

选无穷远处为电势零点，则球心处的电势为（）。

A.
B.
C.
D.
5、一质点在x轴上运动，其坐标与时间的变化关系为x =4t-2，式中x、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/
B.-12 m/s、-4 m/
C.20m/s、4 m/
D.-20m/s 、-4 m/
6、关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是（）。

A.只取决于刚体的质量, 与质量的空间分布和轴的位置无关
B.取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关
C.取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置
D.只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关
7、有两个倾角不同、高度相同、质量一样的斜面放在光滑的水平面上，斜面是光滑的，有两个一样的物块分别从这两个斜面的顶点由静止开始下滑，则（）。

A．物块到达斜面底端时的动量相等
B．物块到达斜面底端时的动能相等
C．物块和斜面组成的系统，机械能不守恒
D．物块和斜面组成的系统水平方向上动量守恒
8、有一矩形线圈AOCD，通以如图示方向的电流，将它置于均匀磁场中，的方向与
轴正方向一致，线圈平面与轴之间的夹角为，< 90°．若AO边在y轴上，且线圈可绕y轴自由转动，则线圈将（）。

A.转动使角减小
B.转动使角增大
C.不会发生转动
D.如何转动尚不能判定
9、质点系的内力可以改变（）。

A.系统的总质量
B.系统的总动量
C.系统的总动能
D.系统的总动量
10、置于容器的气体，如果气体各处压强相等，或气体各处温度相同，则这两种情况下气体的状态（）。

A.一定都是平衡态
B.不一定都是平衡态
C.前者一定是平衡态，后者一定不是平衡态
D.后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态
四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）
1、有一以理想气体为工作物质的热机，其循环如图所示，试证明热机效率为
2、1mol单原子分子的理想气体，经历如图所示的可逆循环，联结ac两点的曲线Ⅲ的方程为, a点的温度为
(1) 试以 , 普适气体常量R表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ过程中气体吸收的热量。

(2) 求此循环的效率。

(提示：循环效率的定义式，为循环中气体吸收的热量，为循环中气体放出的热量。

)
3、轻绳绕于半径r=20cm的飞轮边缘，在绳端施以大小为98N的拉力，飞轮的转动惯量J=0.5。

设绳子与滑轮间无相对滑动，飞轮和转轴间的摩擦不计。

试求：（1）飞轮的角加速度；
（2）如以质量m=10kg的物体挂在绳端，试计算飞轮的角加速度。

4、如图所示：长为的匀质细杆，质量为可绕过其端点的水平轴在竖直平面内自由转动。

如果将细杆置与水平位置，然后让其由静止开始自由下摆。

求：（1）开始转动的瞬间，细杆的角加速度为多少？（2）细杆转动到竖直位置时角速度为多少？
参考答案
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）
1、mvl
2、，
3、氩，氦
4、0
5、0.1
6、
7、m
8、（1）气体的能，（2）气体对外所做的功，（3）气体的能和对外所做的功
9、，
10、铁磁质顺磁质抗磁质
二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）
1、热力学第零定律：如果有三个物体A、B、C，A、B两个物体分别处于确定状态的C达到了热平衡，那么A、B两个物体也会处于热平衡状态，两者相互接触，不会有能量的传递。

2、电通量：通过电场中任一面积的电场线数目。

3、磁矩描：述载流线圈或微观粒子磁性的物理量
4、波的干涉：两列频率相同，振动方向相同，相位相同或相位差恒定的波的叠加。

5、能量按自由度均分定理：气体分子的每一个自由度都具有相同的平均平动动能，其大小都等于kT/2。

6、热辐射：物体在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。

三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、B
2、C
3、B
4、D
5、B
6、C
7、D
8、B
9、C
10、B
四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）
1、证明：
C-A过程：吸热（1）
A-B过程绝热1分
B-A过程放热 (2)
由理想气体状态方程可得
(3)
另外有且 (4）
由(1)—(4)可得：
2、解：设a状态的状态参量为，则
∵ ∴ ∵ pc Vc =RTc ∴ Tc = 27T0
(1) 过程Ⅰ
过程Ⅱ
过程Ⅲ
(2)
3、解；
4、解：
（1）开始转动的瞬间
（2）垂直位置时。