2021年大学物理学专业《大学物理(上册)》期末考试试卷

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不
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准
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答
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题
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2021年大学物理学专业《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、一个半径为、面密度为的均匀带电圆盘，以角速度绕过圆心且垂直盘面的轴线旋
转；今将其放入磁感应强度为的均匀外磁场中，的方向垂直于轴线。

在距盘心为处
取一宽度为的圆环，则该带电圆环相当的电流为________，该电流所受磁力矩的大小为
________ ，圆________盘所受合力矩的大小为________。

2、两列简谐波发生干涉的条件是_______________，_______________，_______________。

3、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_______ 。

4、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=________。

5、一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，
方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角
速度_____。

6、质点在平面内运动，其运动方程为，质点在任意时刻的位置矢量
为________；质点在任意时刻的速度矢量为________；加速度矢量为________。

7、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___________。

8、某人站在匀速旋转的圆台中央，两手各握一个哑铃，双臂向两侧平伸与平台一起旋转。

当他
把哑铃收到胸前时，人、哑铃和平台组成的系统转动角速度应变_____；转动惯量变_____。

9、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。

10、动方程当t=常数时的物理意义是_____________________。

二、名词解释（共5小题，每题3分，共15分）
1、热力学第二定律：
2、质点：
3、瞬时加速度：
4、角动量定理(对点)：
5、功能原理:
三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、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。

2、一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们（）。

A.温度相同、压强相同
B.温度、压强都不相同
C.温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强
D.温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强
3、关于刚体对轴的转动惯量，下列说法正确的是（）。

A.只取决于刚体质量，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.只取决于轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关
4、在一直线上相向运动的两个小球作完全弹性碰撞，碰撞后两球均静止，则碰撞前两球应满足：（）。

A.质量相等
B.速率相等
C.动能相等
D.动量大小相等，方向相反
5、如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动．设该人以匀速率收绳，绳不伸长、湖水静止，则小船的运动是（）。

A.匀加速运动
B.匀减速运动
C.变加速运动
D.变减速运动
E.匀速直线运动
6、如图，在一圆形电流所在的平面内，选一个同心圆形闭合回路（）。

(A)，且环路上任意一点
(B)，且环路上任意一点
(C)，
且环路上任意一点
(D)，
且环路上任意一点常量
7、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
8、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.
9、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.
10、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/
四、解答题（共3小题，每题15分，共45分）
1、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。

2、电荷为q1的一个点电荷处在一高斯球面的中心处，问在下列三种情况下，穿过此高斯面的电场强度通量是否会改变？电场强度通量各是多少？
(1) 将电荷为q2的第二个点电荷放在高斯面外的附近处； (2) 将上述的q2放在高斯面内的任意处； (3) 将原来的点电荷移离高斯面的球心，但仍在高斯面内。

3、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
参考答案
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）
1、
2、振动方向相同、频率相同，相位相同或具有恒定的相位差
3、3/4π
4、，
5、减小
6、
,
,
7、
8、大，小 9、
，6m ，10m
10、表示t 时刻各个质点离开平衡位置的位移。

二、名词解释（共5小题，每题3分，共15分）
1、热力学第二定律：热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。

2、质点：有质量无大小、形状的点，是理想模型。

在一定条件下，物体可以看成质点。

3、瞬时加速度： (1)指
时刻质点速度
随时间的变化情况;
(2)瞬时加速度的物理意义是，如果从
时刻起质点作匀变速运动，则该匀变速运动的
瞬时加速度为
；
(3) 瞬时加速度。

4、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
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、B
2、C
3、C
4、D 5
、C 6
、B
7、C 8、
D 9、A 10、B
四、解答题（共3小题，每题15分，共45分）
1、解：
（1）由转动定律得
（2）由机械能守恒得
2、答：根据高斯定理，穿过高斯面的电通量仅取决于面内电量的代数和，而与面内电荷的分布情况及面外电荷无关，故：
3、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：。