2021年大学地球物理学专业《大学物理(上册)》期末考试试卷

姓
名
班
级
学
号
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密
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封
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线
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内
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不
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…
…
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准
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…
…
…
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答
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…
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题
…
2021年大学地球物理学专业《大学物理（上册）》期末考试试
卷
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、一质点在OXY平面内运动,其运动方程为,则质点在任意时刻的速度表达
式为________；加速度表达式为________。

2、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_____。

3、一根长为l，质量为m的均匀细棒在地上竖立着。

如果让竖立着的棒以下端与地面接触处为
轴倒下，则上端到达地面时细棒的角加速度应为_____。

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、一维保守力的势能曲线如图所示，则总能量为的粒子的运动范围为________；在
________时，粒子的动能最大;________时，粒子的动能最小。

6、一个力F作用在质量为 1.0 kg的质点上，使之沿x轴运动．已知在此力作用下质点的运动
学方程为 (SI)．在0到 4 s的时间间隔内， (1) 力F的冲量大小I
=__________________． (2) 力F对质点所作的功W =________________。

7、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
___________ 。

8、两个相同的刚性容器，一个盛有氧气，一个盛氦气（均视为刚性分子理想气体）。

开始他们
的压强和温度都相同，现将3J的热量传给氦气，使之升高一定的温度。

若使氧气也升高同样的
温度，则应向氧气传递的热量为_________J。

9、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。

10、刚体绕定轴转动时，刚体的角加速度与它所受的合外力矩成______，与刚体本身的转动惯
量成反比。

（填“正比”或“反比”）。

二、名词解释（共5小题，每题3分，共15分）
1、位移：
2、光速不变原理：
3、受激辐射：
4、介质的极化：
5、功能原理:
三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、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.
2、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
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、如图所示，有一个小块物体，置于一个光滑的水平桌面上，有一绳其一端连结此物体，另一端穿过桌面中心的小孔，该物体原以角速度ω在距孔为R的圆周上转动，今将绳从小孔缓慢往下拉．则物体（）。

A.动能不变，动量改变
B.动量不变，动能改变
C.角动量不变，动量不变
D.角动量改变，动量改变
E.角动量不变，动能、动量都改变
5、物体在恒力F 作用下作直线运动，在时间内速度由0增加到v ，在时间内速度由v 增加到2v，设F 在内作的功是W1，冲量是Il，F 在内作的功是W2，冲量是I2，那么（）。

A.W2＝W1，I2＞I1
B.W2＝W1，I2＜I1
C.W2＞W1，I2＝I1
D.W2＜W1，I2＝I1
6、一平面简谐波沿x轴负方向传播．已知x＝b 处质点的振动方程为，波速为u，则波动方程为：（）。

A.
B.
C.
D.
7、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。

如果将细杆置于水平位
置，然后让其由静止开始自由下摆，则开始转动瞬间杆的角加速度和细杆转动到竖直位置时的角加速度分别为：（ ）。

A.0;
B.; 0
C.0;
D.
；0。

8、一质点作简谐振动，周期为T ．质点由平衡位置向x 轴正方向运动时，由平衡位置到二分之一最大位移这段路程所需要的时间为（ ）。

A. T /4
B. T /6
C. T /8
D. T /12
9、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
10、均匀细棒 OA 可绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图所示。

今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆动到竖直位置的过程中，下列说法正确的是:（ ）。

A.角速度从小到大，角加速度从大到小。

B.角速度从小到大，角加速度从小到大。

C.角速度从大到小，角加速度从大到小。

D.角速度从大到小，角加速度从小到大。

四、解答题（共3小题，每题15分，共45分）
1、某弹簧不遵守胡克定律，若施力F ，则相应伸长为，力与伸长的关系为：
F ＝52.8 x 十38.4（SI ）求： （1）将弹簧从定长
=0.5m 拉伸到定长
=1.00m 外力所需做的功。

（2）将弹簧横放在水平光滑桌面上，一端固定，另一端系一个质量为2.17kg 的物体，然后将弹簧拉伸到一定长
= 1.00m,再将物体有静止释放，求当弹簧回到=
0.5m 时，物体的速率。

（3）此弹簧的弹力是保守力吗？
2、如图所示，一平行板电容器两极板相距为d ，面积为S ，在极板间平行地放一面积与极板相等、厚度为 t 的均匀电介质板，它的相对介电常数为. 设两极板分别带有
的电荷，不计
边缘效应。

试求：
（1）电介质中电场强度和电位移的大小； （2）两极板间的电势差； （3）电容器的电容。

3、如图所示，一平面简谐波沿x轴正方向传播，BC为波密媒质的反射面．波由P点反射，=
3 /4，= /6．在t=0时，O处质点的合振动是经过平衡位置向负方向运动．求D点处入射波与反射波的合振动方程．（设入射波和反射波的振幅皆为A，频率为．）
参考答案
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）
1、
,
2、
， 零
3、
4、
，
5、
，6m ，10m
6、16 N·s ，176 J
7、 0.226T; 300A/m
8、5J
9、m
10、正比
二、名词解释（共5小题，每题3分，共15分）
1、位移：
(1)指质点位置的改变；
(2)从质点初位置指向末位置的矢量。

2、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。

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、介质的极化：将有极分子或无极分子放到外电场中，会发现电介质沿方向在两端出现等量异号电荷的现象。

5、功能原理:系统所受外力的功和非保守内力的功的总和等于系统机械能的增量。

三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、C 2
、C 3、B 4、E
5、
C 6
、C 7、B 8、D
9、B 10、A
四、解答题（共3小题，每题15分，共
45分）
1
、解：
（1）外力做的功
（2）设弹力为
，
（3）此力为保守力，因为其功的值仅与弹簧的始末态有关。

2、解：
3、解：选O 点为坐标原点，设入射波表达式为
则反射波的表达式是
合成波表达式（驻波）为
在t = 0时，x = 0处的质点
故得
因此，D点处的合成振动方程是:。