山东农业大学《大学物理B》测试题答案.docx

山东农业大学大学物理B测试题答案2009- - 2010 学年其次学期高校物理 B B 测试题（参考答案）学院：信息学院姓名：学号：专业：班级_ 一、选择题 （每题 2 2 分，共 0 20 分）(C ) 1.质点沿轨道 AB作曲线运动，速率渐渐减小，图 1中哪一种状况正确地表示了质点在 C 处的加速度。（ B）2一力学体系由两个质点组成，它们之间有引力和静摩擦力作用。若两质点所受的外力的矢量和为零，则此系统。（A）动量、机械能都守恒 （B）动量守恒，但机械能不守恒 （C）动量守恒，但是机械能可能守恒也可能不守恒（D）动量、机械能都不守恒 （ B ）3匀称细棒 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起先自由下落，在棒摇摆到直立位置的过程中，下述说法哪一种是正确的？ (A) 转动惯量从小到大，角速度从小到大，角加速度从大到小 (B) 转动惯量不变，角速度从小到大，角加速度从小到大 (C) 转动惯量不变，角速度从大到小，角加速度从大到小 (D) 转动惯量从大到小，角速度从大到小，角加速度从小到大 （ C ）4. 一质量为 m的匀称细杆长为 l，绕铅直轴 OO´成 q角转动，其转动惯量为。21(A)12ml2 21(B) sin4ml q2 2)1n3(C si ml q21(D)3ml（C）5.若 ( ) f u 为气体分子速率分布函数， N 为分子总数，则 ( )d Nf u u 的物理意义是。avCABavCABavCABavCAB(A) (B) (C)(D) 试题图 1 得分 O AlqwO O´（A）表示分布在速率 u 旁边，速率区间 d u 内的分子数占总分子数的百分比 （B）表示分布在速率区间00 u 内的分子数占总分子数的百分比 （C）表示分布在速率 u 旁边、速率区间 d u 内的分子数 （D）表示全部分子的平均速率 （A ）6 设 M 为气体的质量，m为气体分子的质量，N为气体分子的总数目，n为气体分子数密度，AN 为阿伏伽得罗常数， p 为气体的压强， V 为气体的体积，则下列各式中表示气体分子的平均平动动能的是。（A）32mpVM（B）32MpVm （C）32npV （D）A32mN pVM （A）7. 压强、体积和温度都相同的刚性志向气体氢气和氦气，它们的内能之比分别为。（A）5:3 （B）3:5 （C）5:7（D）7:5 （ D ）8.关于温度的意义，有下列几种说法：(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度 (2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义 (3) 温度的凹凸反映物质内部分子运动猛烈程度的不同 (4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度 上述说法中正确的是 (A) (1)、(2)、(4)（B）(1)、(3)、(4) (C)(2)、(3)、(4)(D)(1)、(2)、(3)(B )9.在下列志向气体各种过程中，可能发生过程为。（A）等容加热时，内能削减，同时压强上升（B）绝热压缩时，压强上升，同时内能增加 （C）等压压缩时，内能增加，同时吸热（D）等温压缩时，压强上升，同时吸热 （C ）10 志向气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小分别为1S 和2S （图中阴影部分），则两者的大小关系为 （A）1S >2S （B）1S <2S （C）1S =2S （D）无法确定二、填空题 （每题 2 2 分, ,共 共 0 20 分）1设质点的运动方程为2( 2) ( 2)4tr t i j = + + + ，则质点加速度为；轨迹方程为。(12a j = ; 2134y x x = - + ) 得分 pVO1S2S2.na 为法向加速度，ta 为切向加速度，当na ≠0，ta =0 时，质点做运动。(匀速率曲线运动，填匀速率圆周运动也算对) 3.一质点沿半径为 0.2m的圆周运动, 其角位置随时间的改变规律是25 6 t + = q （SI制）。在 t=2s 时，它的法向加速度na =_。(280m s - ) 4. 长为 l、质量为 m 的均质杆绕一端以角速度 w 转动，则杆的角动量为_。(213ml w ) 5. 00( )d fuu uò表示_。(分布在速率区间00 u 内的分子数占总分子数的百分比) 6一容器内装有 N 1 个单原子志向气体分子和 N 2 个刚性双原子志向气体分子，当该系统处在温度为 T的平衡态时，其内能为 。1 23 5( )2 2N kT N kT +7.志向气体的最概然速率为 1600-1m s × ,其方均根速率2V 约为_。(1960-1m s × ) 8 一卡诺热机从 373K的高温热源吸热，向 273K的低温热源放热，若该热机从高温热源汲取 1000J 热量，则该热机所做的功 W=_。(268J) 9 1kg 的 水 由 10 C 加 热 升 温 到 100 C ， 熵 变 为 _( 水c=3 1 14.18 10 J kg K- -´ × ×）。(1.154×10 3 JK -1 ) 10. 写出下列词语的中文名称（每个 0.5 分，共 2分）：average acceleration_平均加速度_； rigid body_(刚体)_； Maxwell speed distribution_麦克斯韦速率分布律_； Principle of increase of entropy_熵增加原理_。、 三、题 推断题 （每题 5 1.5 分, ,共 共 5 15 分 。正确的在对应题 的括号 内填写Y Y ，错误的填写N N ）（ 错误 ）1.质点作平面曲线运动的运动方程为 ( ) x x t = ， ( ) y y t = 。在计算质点的速度时，我们可以先求出2 2r x y = + ，然后依据定义 d d r t u = 求得 u 值。得分（ 错误 ）2.质点作曲线运动时，它的切向加速度大小为td dd dat tu u= = 。（ 正确 ）3.热力学其次定律的实质：自然界一切与热现象有关的实际宏观过程都是不行逆的。（ 错误）4.角加速度的方向与角速度的方向相同。（ 正确 ）5.在质点系中各质点相互作用，其内力之和为零，而内力所做的功之和不肯定为零。（ 错误 ）6.如右图所示，两条绝热线和与一条等温线构成了一个循环。（正确 ）7. 最概然速率的物理意义是指：在肯定温度下，若将整个速率范围分成很多相等的小区间，则气体分子中速率在pu 旁边的分子数占总分子数的百分比最大。（正确）8.处于温度为 T的平衡态的志向气体中，分子的每一个平动自由度上都具有相同的平均动能 kT21； RTi2表示 1 mol 自由度为 i 的分子组成的系统内能。（错误）9.刚体绕定轴转动的转动定律可以表示为 J = M β ，其中， = ´ M F r 。（错误 ）10.熵增加原理：在封闭系统中进行的随意热力学过程，系统的熵永不削减，即 0 S D ³ 。四、 、 （0 10 分）一个质点沿 x 轴运动，其加速度与速度成正比，方向与运动方向相反，即 a k u = - （其中 k 为正常数），质点的初始位置和初速度分别为 0和0u ，试求质点位移随时间改变的关系式 x(t)。解：由题意知dda ktuu = = - ，（2分）分别变量后做定积分00ddtk tuuuu= -ò ò，（2 分）解得0kte u u-=。（1分）利用0ddktxetu u-= = ，得0d dktx e t u-= ，（2分）积分得00 0d dx tkte t x u-=ò ò，（2分）由此解得 ( )01ktx eku-= - 。（1分） 得分 选择题 6 图五 、（8 8 分）一个质量为 10kg 的物体沿 x 轴无摩擦运动，设 0 = t 时，物体位于原点，速度为零（ 00= x ，00 u = ），当物体在力 x F 4 3+ = （N）的作用下移动了3m时（x 以 m计），问物体的速度为多大？ 解：由动能定理得 32 2001 1d2 2- = ò m m F x u u（3 分）( ) ( )3 320 03 4 d 3 227= + = +=òx x x x（3分）于是 2 272.310u´= » （ms -1 ）。（2分）六、（12 分）如图所示，长为 l、质量为 M 的均质杆，一端悬挂，可绕通过 O 点垂直于纸面的轴转动。今让杆自水平位置无初速地落下，在竖直位置与质量为 m的物体 A作完全非弹性碰撞碰撞。碰撞后物体 A沿水平面滑动。试求物体 A刚起先沿水平面滑动时的速度。：解：（ （1）取杆为探讨对象 杆受其自身重力及悬挂轴的约束反力。设 w 为这一阶段末杆的角速度，则依据动能定理，有 2102 2lJ Mg w - =（3分）将213J Ml = 代入上式（1分）解得3glw = 。（2分）（ （2）体 取杆和物体 A 组成的系统为探讨对象 系统总角动量在碰撞过程中守恒，则有 2 2 21( ) ( + )3J J ml Ml ml w w w ¢ ¢ = + =或 AJ J lm w w u ¢ ¢ = + （3分）完全非弹性碰撞，有Al u w ¢ ¢ = ，解得 33M gM m lw¢ =+（1分）所以 A33Ml glM mu w ¢ ¢ = =+。（2分）得分 得分 试题六图l A七、（15 分）如图所示，1 mol 志向气体氦气，经验 abca 循环过程(ab 为等压过程、bc 为等容过程、ca 为等温过程)，已知Va=1×10 -2 m 3 ，Vc=2×10 -2 m 3 ，p a =2×10 5 Pa，p c =1×10 5 Pa。求：（1）正循环的热机效率（8分）； （2）逆循环的致冷系数（4分）；（3）ab 过程的熵变abS D （3分）。解 ：（ 1 ）由 理 想 气 体 状 态 方 程= pV RT mab等压过程有 =a ba bV VT T，得 2 = =bb a aaVT T TV（1 分）ab过程等压升温吸热：5 5( )2 2= D = - =ab p ab b a aQ C T R T T RT（1 分）bc 过程等容放热：3 3( )2 2= D = - =-bc V bc c b aQ C T R T T RT （1 分）ca 过程等温放热：d ln ln2acVaca aVcVQ p V RT RTV= = = -ò（1 分）abca 循环过程吸热：152ab aQ Q RT = =放热：23ln22bc ca a aQ Q Q RT RT = + = + （1分）循环效率为 213 3ln2 ln22 212.4%5 52 21 1 1a aaRT RTQQRTh+ += - = - = - （3 分）（2）逆循环的致冷系数为 2 21 2Q QW Q Qw = =- (2分)3ln22.1927.065 32.5 2.19( ln2)2 2a aa a aRT RTRT RT RT+= = =- +（2 分）（3）ab 过程的熵变为dD = òbabaQST（1 分）d5 5ln ln22 2TbpbTaaC TTR RT T= = =ò （1 分）-114.4 J K = （1 分）得分 a b c p V 试题七图