郑州大学大学物理期末考试题.docx

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郑州大学大学物理期末考试题

郑州大学2013年大学物理期末考试题

郑州大学2013

大学物理期末考试题

一

二

三

四

五

六

七

八

总分

合分人_______________复查人_____________

得分

评阅人

一、选择题（共21分）

1、（本题3分）

用水平压力

把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止．当

逐渐增大时，物体所受的静摩擦力f

（A）恒为零．

（B）不为零，但保持不变．

（C）随F成正比地增大．

（D）开始随F增大，达到某一最大值后，就保持不变［］

2、（本题3分）

设有一“无限大”均匀带正电荷的平面．取x轴垂直带电平面，坐标原点在带电平面上，则其周围空间各点的电场强度

随距离平面的位置坐标x变化的关系曲线为（规定场强方向沿x轴正向为正、反之为负）：

［］

3、（本题3分）

得分

评阅人

二、填空题（共21分）

8、（本题4分）

如图，在光滑水平桌面上，有两个物体A和B紧靠在一起．它们的质量分别为mA＝2kg，mB＝1kg．今用一水平力

F＝3N推物体B，则B推A的力等于______________．如用同样大小的水平力

从右边推A，则A推B的力等于___________________．

9、（本题5分）

1mol氧气（视为刚性双原子分子的理想气体）贮于一氧气瓶中，温度为27℃，

这瓶氧气的内能为________________J；分子的平均平动动能为____________Ｊ；

分子的平均总动能为_____________________Ｊ．

（摩尔气体常量R=8.31J·mol-1·K-1玻尔兹曼常量k=1.38×10-23Ｊ·K-1）

10、（本题3分）

一质子和一α粒子进入到同一电场中，两者的加速度之比，ap∶aα＝

________________．

11、（本题3分）

在相对介电常量为εr的各向同性的电介质中，电位移矢量与场强之间的关系

是___________________．

12、（本题3分）

在相对介电常量εr=4的各向同性均匀电介质中，与电能密度we=2×106J/cm3

相应的电场强度的大小E=_______________________．

（真空介电常量ε0=8.85×10-12C2/（N·m2））

13、（本题3分）

两个同方向的简谐振动，周期相同，振幅分别为A1=0.05m和A2=0.07m，它们合成为一个振幅为A=0.09m的简谐振动．则这两个分振动的相位差为

___________rad．

得分

评阅人

三、计算题（共50分）

14、（本题10分）

如图所示，有两个长方形的物体A和B紧靠着静止放在光滑的水平桌面上，已知mA＝2kg，mB＝3kg．现有一质量m＝100g的子弹以速率v0＝800m/s水平射入长方体A，经t=0.01s，又射入长方体B，最后停留在长方体B内未射出．设子弹射入A时所受的摩擦力为F=3×103N，求：

（1）子弹在射入A的过程中，B受到A的作用力的大小．

（2）当子弹留在B中时，A和B的速度大小．

得分

评阅人

15、（本题10分）

在半径为R的具有光滑竖直固定中心轴的水平圆盘上，有一人静止站立在距转轴为

处，人的质量是圆盘质量的1/10．开始时盘载人对地以角速度ω0匀速转动，现在此人垂直圆盘半径相对于盘以速率v沿与盘转动相反方向作圆周运动，如图所示．已知圆盘对中心轴的转动惯量为

．求：

（1）圆盘对地的角速度．

（2）欲使圆盘对地静止，人应沿着

圆周对圆盘的速度

的大小及方向？

得分

评阅人

16、（本题10分）

0.02kg的氦气（视为理想气体），温度由17℃升为27℃．若在升温过程中，

（1）体积保持不变；

（2）压强保持不变；（3）不与外界交换热量；试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功．

（普适气体常量R=8.31

）

得分

评阅人

17、、（本题10分）

一电容器由两个很长的同轴薄圆筒组成，内、外圆筒半径分别为R1=2cm，R2=5cm，其间充满相对介电常量为εr的各向同性、均匀电介质．电容器接在电压U=32V的电源上，（如图所示），试求距离轴线R=3.5cm处的A点的电场强度和A点与外筒间的电势差．

得分

评阅人

18、（本题10分）

一平面简谐波沿Ox轴正方向传播，波的表达式为

而另一平面简谐波沿Ox轴负方向传播，波的表达式为

求：

（1）x=λ/4处介质质点的合振动方程；

（2）x=λ/4处介质质点的速度表达式．

得分

评阅人

四、证明题

19、（本题8分）

证明两个质量相等的小球作非对心弹性碰撞时，若其中之一原先静止，则碰后两个小球的速度相互垂直．

郑州大学2006第二学期

大学物理

（一）试题B答案

1-7（每题3分，共21分）

BCDDDCC

8、（本题4分）

2N2分

1N2分

9、（本题5分）

6.23×1032分

6.21×10-212分

1.035×10-211分

10、（本题3分）

2∶13分

11、（本题3分）

3分

12、（本题3分）

3.36×1011V/m3分

参考解：

=3.36×1011V/m

13、（本题3分）

1.473分

14、（本题10分）

解：

子弹射入A未进入B以前，A、B共同作加速运动．

F＝（mA+mB）a，a=F/（mA+mB）=600m/s22分

B受到A的作用力N＝mBa＝1.8×103N

方向向右2分

A在时间t内作匀加速运动，t秒末的速度vA＝at．当子弹射入B时，B将加速而A则以vA的速度继续向右作匀速直线运动．

vA＝at＝6m/s2分

取A、B和子弹组成的系统为研究对象，系统所受合外力为零，故系统的动

量守恒，子弹留在B中后有1分

2分

1分

15、（本题10分）

解：

（1）设当人以速率v沿相对圆盘转动相反的方向走动时，圆盘对地的绕轴角速度为ω，则人对与地固联的转轴的角速度为

①2分

人与盘视为系统，所受对转轴合外力矩为零，系统的角动量守恒．1分

设盘的质量为M，则人的质量为M/10，有：

②2分

将①式代入②式得：

③1分

（2）欲使盘对地静止，则式③必为零．即

ω0+2v/（21R）＝02分

得：

v＝－21Rω0/21分

式中负号表示人的走动方向与上一问中人走动的方向相反，即与盘的初始转动方向一致．

1分

16、（本题10分）

解：

（1）设当人以速率v沿相对圆盘转动相反的方向走动时，圆盘对地的绕轴角速度为ω，则人对与地固联的转轴的角速度为

①2分

人与盘视为系统，所受对转轴合外力矩为零，系统的角动量守恒．1分

设盘的质量为M，则人的质量为M/10，有：

②2分

将①式代入②式得：

③1分

（2）欲使盘对地静止，则式③必为零．即

ω0+2v/（21R）＝02分

得：

v＝－21Rω0/21分

式中负号表示人的走动方向与上一问中人走动的方向相反，即与盘的初始转动方向一致．

1分

17、（本题10分）

解：

设内筒所带电荷线密度为λ，则两筒间的场强分布为

2分

两筒间的电势差为

U1－U2＝U0＝

由此得

3分

设两筒间任一点（距轴线距离为r）的电势为U，则

有

3分

（1）2分

或

（2）

可以证明，

（1）、

（2）两式是相等的

所以两金属圆筒间的电势分布可以用

（1）、

（2）式表示都可，只要答一个.

18、（本题10分）

解：

（1）x=λ/4处

2分

∵y1，y2反相∴合振动振幅

且合振动的初相φ和y2的

初相一样为

．4分

合振动方程

1分

（2）x=λ/4处质点的速度

3分

19、（本题8分）

证：

由动量守恒

①2分

则

设

、

的夹角为θ，则有

②1分

由于弹性碰撞，机械能（此处为动能）守恒

③2分

④

由②、④可得

2分

v1、v2不为零，必有cosθ=0，θ=π/21分