2021年大学工程力学专业《大学物理(一)》期中考试试卷 含答案

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学号 ………密……….…………封…………………线…………
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2021年大学工程力学专业《大学物理（一）》期中考试试卷
含答案
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。

3、请仔细阅读各种题目的回答要求，在密封线内答题，否则不予评分。

一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）
1、质点p 在一直线上运动，其坐标x 与时间t 有如下关系：
(A 为常数) (1) 任
意时刻ｔ，质点的加速度a =_______； (2) 质点速度为零的时刻t =__________． 2、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
___________。

3、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________。

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、质量为
的物体，初速极小，在外力作用下从原点起沿轴正向运动，所受外力方向沿轴
正向，大小为。

物体从原点运动到坐标为
点的过程中所受外力冲量的大小为
_________。

6、两个同振动方向、同频率、振幅均为A 的简谐振动合成后振幅仍为A ，则两简谐振动的相位差为_______ 。

7、一长直导线旁有一长为，宽为的矩形线圈，线圈与导线共面，如图所示. 长直导线通有稳恒电流，则距长直导线为处的点的磁感应强度
为___________；线圈与导线的互感系
数为___________。

8、一质点的加速度和位移的关系为且，则速度的最大值为
_______________ 。

9、静电场中有一质子(带电荷) 沿图示路径从a 点经c 点移动到b 点时，电场力
作功
J ．则当质子从b 点沿另一路径回到a 点过程中，电场力作功A ＝___________；若
设a 点电势为零，则b 点电势
＝_________。

10、从统计的意义来解释, 不可逆过程实质上是一个________________的转变过程, 一切实际过程都向着________________ 的方向进行。

二、名词解释（共5小题，每题3分，共15分）
1、角动量定理(对点)：
2、电磁感应现象：
3、受激辐射：
4、光电效应：
5、光速不变原理：
三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、一台工作于温度分别为
327
和27
的高温热源与低温热源之间的卡诺热机，每经历一
个循环吸热2000J ，则对外做功为（ ）。

A. 2000J
B. 1000J
C. 4000J
D. 500J
2、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.
3、一定量的理想气体，在温度不变的条件下，当体积增大时，分子的平均碰撞频率和平均
自由程的变化情况是： ( ) 。

A.
减小而不变
B.减小而增大
C.增大而减小
D.
不变而
增大
4、一质量为0.02kg 的弹簧振子, 振幅为0.12m, 周期为2s,此振动系统的机械能为（ ）。

A. 0.00014J
B.0.0014J
C.0.014J
D.0.14J
5、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。

6、一匀质矩形薄板，在它静止时测得其长为a ，宽为b ，质量为．由此可算出其面积密度为
/ab ．假定该薄板沿长度方向以接近光速的速度v 作匀速直线运动，此时再测算该矩形薄板的面积密度则为（ ）。

A.
B.
C.
D.
7、某质点作直线运动的运动学方程为 (SI)，则该质点作（）。

A.匀加速直线运动，加速度沿x轴正方向
B.匀加速直线运动，加速度沿x轴负方向
C.变加速直线运动，加速度沿x轴正方向
D.变加速直线运动，加速度沿x轴负方向
8
、如图所示，直角三角形金属框架放在均匀磁场中，磁场平行于边，的长度为。

当金属框架绕边以匀角速度转动时，回路中的感应电动势和、两点间的电势差
为（）。

A.
B.
C.
D.
9、如图所示，两个同心的均匀带电球面，内球面半径为R1、带电荷Q1，外球面半径为R2、带
电荷Q2 .设无穷远处为电势零点，则在两个球面之间、距离球心为r处的P点的电势U为：
（）。

A.
B.
C.
D.
10、三个偏振片P1、P2与P3堆叠在一起，P1与P3的偏振化方向相互垂直，P2与P1的偏振化
方向间的夹角为，强度为的自然光垂直入射于偏振片P1，并依次透过偏振片P1、P2与
P3，若不考虑偏振片的吸收和反射，则通过三个偏振片后的光强为（）。

A.
B.
C.
D.
四、解答题（共3小题，每题15分，共45分）
1、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。

)
2、一半径为、电荷量为的均匀带电球体，设无穷远处为电势零点。

试求：
(1)球体内外电场强度的分布；
(2)球体内外电势的分布。

3、一轻绳跨过两个质量为m、半径为 r的均匀圆盘状定滑轮，绳的两端分别挂着质量为3m和m
的重物，如图所示，绳与滑轮间无相对滑动，滑轮轴光滑，两个定滑轮的转动惯量均为，将由两个定滑轮以及质量为3m和m的重物组成的系统从静止释放，求重物的加速度和两滑轮之间绳内的张力。

参考答案一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）
1
、
2、3、mvl
4、
，
5、
6、3/4π
7、，
8、10cm/s
9、
10、从几率较小的状态到几率较大的状态，状态的几率增大 (或熵值增加)
二、名词解释（共5小题，每题3分，共15分）
1、角动量定理(对点)：在惯性系中，作用在质点上的合力对某参考点的力矩，等于质点对
同一参考点的角动量对时间的变化率，即
2、电磁感应现象：当穿过闭合导电回路所包围曲面的磁通量发生变化时，回路中产生电流的现象。

3、受激辐射：在外来光子刺激下原子从高能级跃迁到低能级而放出光的现象。

4、光电效应：金属表面被光照射后有释放出电子(称为光电子) 的现象。

5、光速不变原理：在一切惯性系中，光在真空中的速率都相同，恒为。

三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、B
2、B
3、B
4、C
5、B
6、C
7、D
8、B
9、C
10、C
四、解答题（共3小题，每题15分，共45分）
1、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)
2、解：
3、解：列牛顿第二定律方程
根据。