天津工業(yè)大學(xué)物理期末試卷

1、-密封線-密封線-密封線-學(xué)院 專業(yè)班 學(xué)號(hào) 姓名 -裝訂線-裝訂線-裝訂線- 天津工業(yè)大學(xué)（20010-2011學(xué)年第二學(xué)期） 大學(xué)物理期末試卷（A）(2011.6理學(xué)院)特別提示：請(qǐng)考生在密封線左側(cè)的指定位置按照要求填寫個(gè)人信息，若寫在其它處視為作弊。本試卷共有四道大題,請(qǐng)認(rèn)真核對(duì)后做答，若有疑問請(qǐng)與監(jiān)考教師聯(lián)系。滿分2781111105題目一19二1011二1214二1517三18三19得分評(píng)閱人滿分55855總分復(fù)核題目三20三21三22三23四24得分評(píng)閱人滿分27得分一、 選擇題（每小題3分，請(qǐng)將答案寫在括號(hào)處）1花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員繞通過自身的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，開始時(shí)兩臂伸開，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J0

2、，角速度為w0。然后她將兩臂收回，使轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減少為J0。這時(shí)她轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)椋?(A) w0； (B) w0； (C) w0； (D) 3 w0。 2若理想氣體的體積為V，壓強(qiáng)為p，溫度為T，一個(gè)分子質(zhì)量為m，k為玻爾茲曼常量，R為普適氣體常量，則該理想氣體的分子數(shù)為： (A) pV / m ； (B) pV / (kT)； (C) pV / (RT)； (D) pV / (mT)。 3速率分布函數(shù)f(v)的物理意義為： (A) 具有速率v的分子占總分子數(shù)的百分比； (B) 速率分布在v附近的單位速率間隔中的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比； (C) 具有速率v的分子數(shù)； (D) 速率分布在v附近的

3、單位速率間隔中的分子數(shù)。 4一定量的理想氣體，在體積不變的條件下，當(dāng)溫度降低時(shí)，分子的平均碰撞頻率和平均自由程的變化情況是： (A) 減小，但不變； (B) 不變，但減??； (C) 和都減??； (D) 和都不變。 5對(duì)于理想氣體系統(tǒng)來說，在下列過程中，哪個(gè)過程系統(tǒng)所吸收的熱量、內(nèi)能的增量和對(duì)外作的功三者均為負(fù)值？ (A) 等體降壓過程； (B) 等溫膨脹過程； (C) 絕熱膨脹過程； (D) 等壓壓縮過程。 6如圖有一平面簡(jiǎn)諧波沿x軸負(fù)方向傳播，坐標(biāo)原點(diǎn)O的振動(dòng)規(guī)律為，則B點(diǎn)的振動(dòng)方程為(A) ；(B) ；(C) ；(D) 。 7根據(jù)熱力學(xué)第二定律，判斷下列哪種說法是正確的。 (A) 熱量能從

4、高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體； (B) 功可以全部變?yōu)闊?，但熱不能全部變?yōu)楣Γ?(C) 氣體能夠自由膨脹，但不能自動(dòng)收縮； (D) 有規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量能夠變?yōu)闊o規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量，但無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量不能變?yōu)橛幸?guī)則運(yùn)動(dòng)的能量。 8一平面簡(jiǎn)諧波，其振幅為A，頻率為n，波沿x軸正方向傳播。設(shè)t = t0時(shí)刻波形如圖所示。則x = 0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為： (A) ； (B) ； (C) ； (D) 。 9一勻質(zhì)矩形薄板，在它靜止時(shí)測(cè)得其長(zhǎng)為a，寬為b，質(zhì)量為m0。由此可算出其面積密度為m0 /ab。假定該薄板沿長(zhǎng)度方向以接近光速的速度v作勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再測(cè)算該矩形薄板的面積密度則為

5、： (A) (B) (C) (D) 二、填空題（共30分）滿分8得分10（本題4分）一質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為x = 6 tt 2 (SI)，則在t由0至4s的時(shí)間間隔內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的位移大小為 _，在t由0到4s的時(shí)間間隔內(nèi)質(zhì)點(diǎn)走過的路程為_。11（本題4分）若作用于一力學(xué)系統(tǒng)上外力的合力為零，則外力的合力矩_（填一定或不一定）為零；這種情況下力學(xué)系統(tǒng)的動(dòng)量、角動(dòng)量、機(jī)械能三個(gè)量中一定守恒的量是_。滿分11得分12（本題3分）半徑為20 cm的主動(dòng)輪，通過皮帶拖動(dòng)半徑為50 cm的被動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶與輪之間無相對(duì)滑動(dòng)。主動(dòng)輪從靜止開始作勻角加速轉(zhuǎn)動(dòng)，在4 s內(nèi)被動(dòng)輪的角速度達(dá)到8p rads-

6、1，則主動(dòng)輪在這段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過了_圈。13（本題4分）根據(jù)能量按自由度均分原理，設(shè)氣體分子為剛性分子，分子自由度數(shù)為i，則當(dāng)溫度為T時(shí)，（1）一個(gè)分子的平均動(dòng)能為_。 （2）一摩爾氧氣分子的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能總和為_。14（本題4分）一質(zhì)點(diǎn)沿x軸作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振動(dòng)范圍的中心點(diǎn)為x軸的原點(diǎn)。已知周期為T，振幅為A。（1）若t = 0時(shí)質(zhì)點(diǎn)過x = 0處且朝x軸正方向運(yùn)動(dòng)，則振動(dòng)方程為x =_。（2）若t = 0時(shí)質(zhì)點(diǎn)處于處且向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則振動(dòng)方程x =_。滿分11得分15（本題5分）一個(gè)余弦橫波以速度u沿x軸正向傳播，t時(shí)刻波形曲線如圖所示。試分別指出圖中A，B，C各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向。A _；B

7、_；C _。16（本題3分）如圖所示，S1和S2為同相位的兩相干波源，相距為L(zhǎng)，P點(diǎn)距S1為r；波源S1在P點(diǎn)引起的振動(dòng)振幅為A1，波源S2在P點(diǎn)引起的振動(dòng)振幅為A2，兩波波長(zhǎng)都是l ，則P點(diǎn)的振幅A = _。17（本題3分）一弦上的駐波表達(dá)式為 (SI)。形成該駐波的兩個(gè)反向傳播的行波的波速為_。三、計(jì)算下列各題（共38分）18一軸承光滑的定滑輪，質(zhì)量為M2.00 kg，半徑為R0.100 m，一根不能伸長(zhǎng)的輕繩，一端固定在定滑輪上，另一端系有一質(zhì)量為m5.00 kg的物體，如圖所示。已知定滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J，其初角速度010.0 rad/s，方向垂直紙面向里。求：（1）定滑輪的角加速度的大

8、小和方向；（2）定滑輪的角速度變化到0時(shí)，物體上升的高度；（3）當(dāng)物體回到原來位置時(shí)，定滑輪的角速度的大小和方向。滿分10得分 19如圖所示，一半徑為R的勻質(zhì)小木球固結(jié)在一長(zhǎng)度為l的勻質(zhì)細(xì)棒的下端，且可繞水平光滑固定軸O轉(zhuǎn)動(dòng)。今有一質(zhì)量為m，速度為的子彈，沿著與水平面成角的方向射向球心，且嵌于球心。已知小木球、細(xì)棒對(duì)通過O的水平軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的總和為J，求子彈嵌入球心后系統(tǒng)的共同角速度。 滿分5得分20為了使剛性雙原子分子理想氣體在等壓膨脹過程中對(duì)外作功2 J，必須傳給氣體多少熱量？ 滿分5得分21一卡諾循環(huán)的熱機(jī)，高溫?zé)嵩礈囟仁?400 K。每一循環(huán)從此熱源吸進(jìn)100 J熱量并向一低溫?zé)嵩捶懦?0 J熱量。求：（1）低溫?zé)嵩礈囟龋唬?）這循環(huán)的熱機(jī)效率。滿分5得分22一質(zhì)量m = 0.25 kg的物體，在彈簧的力作用下沿x軸運(yùn)動(dòng)，平衡位置在原點(diǎn). 彈簧的勁度系數(shù)k = 25 Nm-1。（1）求振動(dòng)的周期T和角頻率w ；（2）如果振幅A =15 cm，t = 0時(shí)物體位于x = 7.5 cm處，且物體沿x軸反向運(yùn)動(dòng)，求初速v0及初相 j ；（3）寫出振動(dòng)的數(shù)值表達(dá)式。滿分8得分23一電子以0.99c（c為真空中