西南科技大学大学物理(A1)期末考试试题(第二套)

西南科技大学201X-201X-2学期
《大学物理A1》本科期末考试试卷（第二套）
一、 选择题（把正确答案的序号填写在题后的括号内，每题3分，共36分）
1、 一小球沿斜面向上运动，其运动方程为245t t s -+=，则小球运动到最高点的时刻是：〔 〕 （Ａ）1s ； （Ｂ）2s ； （Ｃ）3s ； （Ｄ）4s 。

2、某人以s m /4的速度向东行进时，感觉风从正北方向吹来，如果以s m /8的速度向东行进时，则感觉风从东北方向吹来，则风相对于地面的速度大小为：〔 〕
（A ）s m /4； （B ）s m /24； （C ）s m /12； （D ）s m /28。

3、力x F x 610+=作用在m=１kg 的物体上，使物体由原点从静止开始沿Ｘ轴正方向运动，则该物体在x=2m 处的速度大小为：〔 〕
（Ａ）4m/s ： （Ｂ）8m/s ； Ｃ）12m/s ； （Ｄ）16m/s 。

4、匀质细棒静止时的质量为0m ，长度为0l 。

当它沿着棒长方向作高速的匀速直线运动时，测得它的长度为l ，则该棒所具有的动能为：[ ]
（A ）)1(020-l l c m ；（B ）)1(020-l l c m ；（C ）)1(020l
l c m -；（D ）)1(020l l c m -。

5、一质点作简谐振动，振动方程为)3
12cos(1042ππ+⨯=-t x （SI ），从t=0时刻起，到质点位置在 x=－2cm 处，且向X 轴负方向运动的最短时间间隔为：[ ] （A ） 8
1s ； （B ） 41s ； （C ）21s ； （D ）31s ； （E ）43s 。

6、一质点同时参与两个同方向、同频率的简谐振动，它们的振动方程分别 为cm t x )62cos(61π+=和cm t x )3
2cos(82π
-=，则该质点的合振动的振幅为：[ ]
(A) cm 10； （B ）cm 12； (C) cm 7； （D ）cm 9。

7、已知一沿着X 轴正向传播的平面简谐波的表达式为)cos(Cx Bt A y -=，其中的A 、B 和C 均为正值常量，则该平面简谐波的波长为：[ ]
（A ）C B ；（B ） B π2； （C ） C π2 ；（D ）B C ； （E ）C
B π2。

8、当一平面简谐机械波在弹性媒质中传播时，下列说法中正确的是：[ ]
（A ）媒质质元在最大位移的位置时，振动动能最小，弹性势能最大；
（B ）媒质质元的振动动能和弹性势能都在周期性变化，但是其机械能保持不变；
（C ）媒质质元在平衡位置时，振动动能和弹性势能均最大；
（D ）媒质质元的振动动能和弹性势能虽然是同步变化的，但是，数值并不相等。

9、两个容器中分别储存有相同质量的氦气和氧气（分别视为单原子和双原子分子理想气体），具有相同的温度，则这两个容器中的氦气与氧气的内能之比为：〔 〕 （Ａ）53； （Ｂ）56； （Ｃ）512； （Ｄ）5
24。

10、如图所示的A 、B 曲线分别是同一种气体在不同的温度下处于平衡态时的麦克斯韦速率分布曲线，则从图中可以看出：[ ]
（A ）A 曲线对应的温度高； （B ）B 曲线对应的温度高；
（C ）图中给出的这两条曲线实际上对应的温度是相等的；
（D ）无法判断。

11、、一定质量的理想气体按C PV =2（C 为正值常数）的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度将：[ ]
（A ）升高； （B ）降低； （C ）不变； （D ）不能确定。

12、下列说法中正确的是：〔 〕
（Ａ）不可逆过程就是不能逆向进行的过程；
（Ｂ）热量不能从低温热源传递到高温热源；
（Ｃ）不能将所吸收的热量完全转化为对外所作的功；
（Ｄ）孤立系统内所发生的过程总是从包含微观状态数少的宏观状态向包含微观状态数多的宏观状态进行；
（Ｅ）孤立系统内所发生的过程总是向着系统中分子热运动有序化程度逐渐提高的方向进行。

二、 填空题：（每题3分，共24分）
1、质量为m 的小球在水中由静止开始竖直沉降，小球所受浮力为B ，水对小球的粘滞阻力与速度的大小成正比、与速度方向相反，即υk R -=，比例系数k 为正值常量，则该沉降小球的收尾速度（即最后小球作匀速运动时的速度）的大小为 。

2、一转动惯量为I 的圆盘绕一固定轴转动，起初角速度为0ω，设它所受阻力矩与转动角速度成正比，即
ωk M -=(k 为正的常数)，则圆盘的角速度从0ω变为02
1ω时所需的时间为 。

3、根据天体物理学的观察和推算，宇宙正在膨胀，太空中的天体都离开我们的星球而去，假定在地球上观察到一颗脉冲星（看来发出周期性脉冲无线电波的星）的脉冲周期为0.5s ，且这颗星正以运行速度0.8C 的速度离我们而去，那么这颗星的固有脉冲周期是 。

4、物体沿Ｘ轴作简谐振动，振幅为Ａ＝20cm ，周期Ｔ＝4s ，t=0时，物体的位移为cm 210-、且向Ｘ轴的正方向运动，则该物体的振动方程为 。

5、一警报器发射频率为3500Hz 的声波，空气中的声速为340m/s ，若该警报器以10m/s 的速度远离观察者运动，则观察者直接听到从警报器传来的声音频率为＿＿＿＿＿＿。

6、水蒸气分解成同温度的氢气和氧气时，内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能) 。

（填百分比，水蒸气、氢气和氧气均可视为理想气体）
7、若气体总分子数为Ｎ，气体分子的速率分布函数为)(υf ，则速率大于0υ的气体分子数可表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

8、一卡诺热机，工作物质在温度为2270C 和270C 的两个热源之间工作。

在一个循环过程中，工作物质从
高温热源吸取热量J 500，则它在一个循环过程中对外所作的净功为＿＿＿。

三、 计算题：（共40分）
1、已知质点的位置矢量随时间变化的函数关系式为j t i t r ˆ2ˆ2+=
，式中r 的单位为m ，t 的单位为s .求： （1）任一时刻t 的速度和加速度；（4分）
（2）任一时刻t 的切向加速度和法向加速度的大小。

（5分）
2、在光滑的水平面上固定有一半径为Ｒ的圆环形围屏，质量为m 的滑块紧贴环形内壁转
动，如图所示，滑块与内壁间的摩擦系数为μ，求：
（１） 当滑块的速率为υ时，它与内壁间的摩擦力以及滑块的切向加速度；（4分）
（２） 滑块的速率由υ0变到
30υ所需的时间。

（5分）
3 、有一质量为1m 、长为l 的均匀细棒，静止平放在光滑的水平桌面上，它可绕通过其端点O 且与桌面垂直的固定光滑轴转动，另有一水平运动的质量为2m 的小滑块，从侧面垂直于棒与棒的另一端A 相碰撞后往回运动。

设碰撞时间极短。

已知小滑块在碰撞前后的速度大小分别为1υ和2υ，如图所示。

求碰撞后从细棒所获得的角速度大小。

（5分）
(已知棒绕O 点的转动惯量213
1l m I =
)
4、一列平面简谐波在媒质中以波速s m u /5=沿x 轴负方向传播，已知原点O 处质元的振动曲线如图所示。

(1) 写出原点O 处质元的振动方程；（3分）
(2) 写出该平面简谐波的表达式。

（3分）
5、1摩尔单原子分子理想气体经历的循环过程的T －V 图如图所示，其中的c 点的温度为T c =600K ，求：
（1） ab 、bc 和ca 各个过程系统吸收的热量；（7分）
（2） 该循环过程的效率。

（4分）
（ln2=0.693）
O
t (s)42
O 2 ａ ｃ ｂ T （K ） 1 2 Ｖ(10-3m 3
)。