大学地球物理学专业《大学物理(一)》期末考试试题D卷 附解析

大学地球物理学专业《大学物理（一）》期末考试试题D卷附解析
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、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___________。

2、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________。

3、一束平行单色光垂直入射在一光栅上，若光栅的透明缝宽度与不透明部分宽度相等，则可能看到的衍射光谱的级次为____________。

4、均匀细棒质量为，长度为，则对于通过棒的一端与棒垂直的轴的转动惯量为_____，对于通过棒的中点与棒垂直的轴的转动惯量_____。

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、简谐振动的振动曲线如图所示，相应的以余弦函数表示的振动方程为__________。

7、沿半径为R的圆周运动，运动学方程为 (SI) ，则ｔ时刻质点的法向加速度大小为________；角加速度=________。

8、一个绕有500匝导线的平均周长50cm的细螺绕环，铁芯的相对磁导率为600，载有0.3A 电流时, 铁芯中的磁感应强度B的大小为___________；铁芯中的磁场强度H的大小为___________ 。

9、一质量为0.2kg的弹簧振子, 周期为2s,此振动系统的劲度系数k为_______ N/m。

10、长为的匀质细杆，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，则开始转动的瞬间，细杆的角加速度为_____，细杆转动到竖直位置时角加速度为_____。

二、名词解释（共5小题，每题3分，共15分）
1、自由度：
2、干涉现象：
3、定压摩尔热容：
4、能量按自由度均分定理：
5、热辐射：
三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、有下列几种说法：
(1)所有惯性系对物理基本规律都是等价的
(2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关
(3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同
若问其中哪些说法是正确的, 答案是（）。

A. 只有(1)、(2)是正确的
B. 只有(1)、(3)是正确的
C. 只有(2)、(3)是正确的
D. 三种说法都是正确的
2、下列几个说法中哪一个是正确的？（）
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.场强方向可由E=F/q定出，其中q为试验电荷的电量，q可正、可负F为试验电荷所受的电场力。

D.以上说法都不正确。

3、质点沿半径R做圆周运动，运动方程为(单位)，则任意时刻质点角速度的大小=（）。

A.
B.
C.
D.
4、一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为（其中a、b为常量）, 则该质点作（）。

A.匀速直线运动
B.抛物线运动
C.变速直线运动
D.一般曲线运动
5、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
6、一质点沿轴运动，其速度与时间的关系为：，当时，质点位于处
，则质点的运动方程为（）。

A.
B.
C.
D.
7、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
8、刚体定轴转动，当它的角加速度很大时，作用在刚体上的（）。

A．力一定很大
B．力矩一定很大
C．力矩可以为零
D．无法确定。

9、在某一瞬时，物体在力矩作用下，则有（）。

A.角速度可以为零，角加速度也可以为零
B.角速度不能为零，角加速度可以为零
C.角速度可以为零，角加速度不能为零
D. 角速度与角加速度均不能为零
10、假设卫星环绕地球作椭圆运动，则在运动过程中，卫星对地球中心的（）。

A．角动量守恒，动能守恒。

B．角动量守恒，机械能守恒。

C．角动量不守恒，机械能守恒。

D．角动量不守恒，动量也不守恒。

四、解答题（共3小题，每题15分，共45分）
1、如图所示，有两个转动惯量分别为、的圆盘，它们分别以角速度、绕水平轴转动，且旋转轴在同一条直线上。

当两个圆盘在沿水平轴方向的外力作用下，啮合为一体时，其角速度为。

求两圆盘啮合后共同的角速度。

2、一质点在OXY平面内运动,其运动方程为。

求：
（1）质点运动的轨迹方程；
（2）质点在任意时刻的速度和加速度矢量。

3、均质细棒长为l质量为m，，和一质量也为m的小球牢固地连在杆的一端，可绕过杆的另一端的水平轴转动。

在忽略转轴处摩擦的情况下，使杆自水平位置由静止状态开始自由转下，试求：
（1）当杆与水平线成θ角时，刚体的角加速度；
（2）当杆转到竖直线位置时，刚体的角速度，小球的线速度。

参考答案
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）
1、
2、mvl
3、0，，
4、，
5、0.1
6、
7、，
8、 0.226T; 300A/m
9、2 (或0.2π^2)
10、，零
二、名词解释（共5小题，每题3分，共15分）
1、自由度：确定一个物体在空间的位置需要的独立坐标数目。

2、干涉现象：两个频率相同、振动方向相同、相位差恒定或相位相同的波源发出的两列波，在它们相遇区域内，某些点处的振动始终加强，而在另一些点处的振动始终减弱的现象。

3、定压摩尔热容：在压强不变的条件下，1mol理想气体温度升高（或降低）1K时，吸收（或放出）的热量。

4、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。

5、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、D
2、C
3、B
4、C
5、C
6、A
7、B
8、B
9、C
10、B
四、解答题（共3小题，每题15分，共45分）
1、解：根据角动量守恒
2、解：
（1）
（2）
3、解：
（1）由转动定律得
（2）由机械能守恒得。