2013年4月考试大学物理第一次作业

2013年4月考试大学物理第一次作业

一、判断题（本大题共30分，共 10 小题，每小题 3 分）

1. 物体运动的速度越大，它具有的功也越大( )

2. 物体处于一定的高度，就具有一定的重力势能( )

3. 若刚体所受到的合外力为零，则刚体对定轴的角动量守恒( )

4. 一物体的加速度恒定，而其速度方向不断改变( )

5. 不可逆过程一定找不到另一过程使系统和外界同时复原( )

6. 气体的温度表示每个分子的冷热程度( )

7. 弹性势能和重力势能的零势点均可任意选择( )

8. 气体的温度是分子平均动能的量度( )

9. a 变化但质点作直线运动是可能的( )

10. 在封闭容器中有一定量的理想气体，若气体各部分压强相等，分子数密度也相同，则该气体处于平衡态( )

二、填空题（本大题共40分，共 8 小题，每小题 5 分）

1. 质量为M 的车以速度v 沿光滑水平地面直线前进，车上的人将一质量为m 的物体相对于车以速度u 竖直上抛，则此时车的速度为 ______

2. 温度 27 ℃ 时， 1mol 氢气具有的平动动能为 ______ ，转动动能为 ______

3. 一质点沿 x 轴运动，速度与位置的关系为 v=kx ，其中 k 为一正常量，则质点在任意 x 处的加速度为 ______

4. 一圆运动质点的轨迹半径R=1.24，质点的角加速度α=2t ，若t=0时质点角速度为ω0=0.32，t=1时质点的角速度为 ______ 、切向加速度为 ______ 何法向加速度为 ______

5. 一质点运动的速度与路程关系为v=4+3s ，则切向加速度与路程的关系为 ______

6. 一星球可看作绕轴转动的匀质球体，若在一个演化过程中它的半径缩小为原来的一半，它的自转周期为原来的 ______ 倍，它赤道上一点的速率是原来的 ______ 倍

7. 有氦气、氢气和水蒸气混合处于平衡态，若氦分子的平均动能为0.03eV ，则氢分子的平均动能为 ______ eV ，水分子的平均平动动能为 ______ eV ，平均转动动能为 ______ eV

8. 一质点沿半径为 R 的圆周运动，角速度 ω=Kt 2 ，其中 k 为一正常量。设 t =0 时质点角位置θ=0 ，则任意 t 时刻质点的角位置 ______ 、角加速度 ______ 、切向加速度 ______ 和法向加速度 ______

三、计算题（本大题共30分，共 6 小题，每小题 5 分）

1. 质量 m=2kg 的物体沿 x 轴作直线运动，所受合外力 F=10+6 x 2 （ SI ）。如果在 x o =0 处时速度 V o =0 ；试求该物体运动到 x=4m 处时速度的大小

2. 如图，一辆静止在光滑水平面上的小车，车上装有光滑的弧形轨道，总质量为 M ，今有一质量为 m 、速度为 v o →

的铁球，从轨道下端水平射入，求球沿弧形轨道上升的最大高度 h 及此后下降离开小车时的速度 V

3. 一定量的理想气体，等温线与绝热线在P－V图上相交，交点处的斜率比为0.714，求该气体的定体摩尔热容

4. 如图所示，4×10－3kg氢气被活塞封闭在一容器的下半部1/2体积，与外界平衡（忽略活塞质量与厚度，且不能脱离容器）。现把2×104J的热量缓慢传给气体，使之逐渐膨胀，活塞外大气处于标准状态，求氢气最后的压强、温度和体积。

5. 对于如图所示的循环过程：

（1）说明各分过程的名称，问循环曲线所包围的三角形面积是否代表该循环的净功？能否有图中标出的顺时针循环确定它的热机循环?（2）将该循环在P-v 图中表示出来（3）该循环的各分过程是吸热还是放热？用各分过程吸、放热量的绝对值表示循环的热机效率或制冷系数？

6. 长l的绳一端固定，另一端系一质量为m的小球，今小球以水平速度

v0=5gl从A点抛出，在竖直平面内作圆周运动，由于存在空气阻力，小球在C点（θ＜90°）脱离圆轨道，求阻力所作的功

答案：

一、判断题（30分，共 10 题，每小题 3 分）

1. ×

2. √

3. ×

4. √

5. √

6. ×

7. √

8. ×

9. √ 10. √

二、填空题（40分，共 8 题，每小题 5 分）

1.

参考答案：

A

解题方案：

抛出前系统的动量为(M＋m)v，抛出后m的动量为mv

评分标准：

2.

参考答案：

3.7×103J

2.5×103J

解题方案：

平动动能 E=3RT/2

转动动能E=RT

评分标准：

3.

参考答案：

a=k2x

解题方案：

a ＝dv/dt＝kdx/dt＝kv

评分标准：

4.

参考答案：

解题方案：

对α＝dω/dt积分可计算角速度，a t＝Rα，a n＝Rω2

评分标准：

5.

参考答案：

a

＝12+9s

t

解题方案：

＝dv/dt＝3ds/dt＝3v

a

t

评分标准：

6.

参考答案：

1/4 2

解题方案：

转动惯量减小为1/4，而角动量守恒，因此角速度增加为4倍，周期减小为1/4，赤道的速率等于角速度乘以半径，是原来的2倍

评分标准：