大学物理A1期末复习1124014732Word下载.docx

1、10.（）如图2所示，A和B为两个相同绕着轻绳的定滑轮，A滑轮挂一质量为M的物体，B滑轮受拉力F， 而且F Mg，设A、B两滑轮的角加速度分别为 a和B，不计滑轮轴的摩擦，则有精品文档A、 A B B、 A B C、 A B D、开始 A B ,以后 A B二、解答题1. 3.11飞轮的质量 m = 60kg，半径R = 0.25m,绕其水平中心轴 O转动，转速为900 r/min .现利用一 制动的闸杆，在闸杆的一端加一竖直方向的制动力 F，可使飞轮减速.已知闸杆的尺寸如题 3.11图所示，闸瓦与飞轮之间的摩擦系数 =0.4，飞轮的转动惯量可按匀质圆盘计算.试求：（1）设F = 100 N，

2、问可使飞轮在多长时间内停止转动 ？在这段时间里飞轮转了几转 ？如果在2s内飞轮转速减少一半，需加多大的力 F ?解：（1）先作闸杆和飞轮的受力分析图 （如图（b）.图中N、N是正压力，Fr、Fr是摩擦力，Fx和Fy是杆在A点转轴处所受支承力， R是轮的重力，P是轮在O轴处所受支承力. j 11 g ri题 3.11 图（b）杆处于静止状态，所以对 A点的合力矩应为零，设闸瓦厚度不计，则有l1 12F（l1 丨2） N 11 0 N - FFr NNl1 ll12 F又IImR2,2FrR2 （l1l2）F2 0.40 （0.50 0.75）10060 0.25 0.5040 rad s3由此可

3、算出自施加制动闸开始到飞轮停止转动的时间为可知在这段时间里，飞轮转了 53.1转.2 1（2） 0 900 rad s ，要求飞轮转速在t 2s内减少一半，可知60t用上面式（1）所示的关系，可求出所需的制动力为mR12（1 I2）图460 0.25 0.50 15g/2L3.计算题3.13图所示系统中物体的加速度设滑轮为质量均匀分布的圆柱体，其质量为 M，半径为r ,在绳与轮缘的摩擦力作用下旋转，忽略桌面与物体间的摩擦，设 = 50 kg, m2 = 200 kg,M = 15 kg, r=0.1 m（b）所示.对mm2运用牛顿定律，有分别以 m , m2滑轮为研究对象，受力图如图m2g T

4、2 m2a对滑轮运用转动定律，有1 2 T2r T1r （Mr ） 2又， a r联立以上4个方程，得】mgl1 J2,J1 2 ml3g；L碰撞前后:（1）L守恒：J JmvL（2）E守恒：1 . 2,2 1-Jmv4.如图6所示，把细杆OM由水平位置静止释放，杆摆至铅直位置 时刚好与静止在光滑水平桌面上质量为 m的小球相碰，设杆的质量 与小球的质量相同，碰撞又是弹性的，求碰撞后小球的速度 .（i）（2）联立消去 得v j3gL5.3.14如题3.14图所示，一匀质细杆质量为 m，长为I，可绕过一端 O的水平轴自由转动，杆于水平位置由静止开始摆下求：（1）初始时刻的角加速度；杆转过 角时的角

5、速度解:（1）由转动定律，有6.弹簧、定滑轮和物体的连接如题 3.18图所示，弹簧的劲度系数为2.0 N/m；定滑轮的转动惯量是0.5kg吊,半径为0.30m，问当6.0 kg质量的物体落下0.40m时，它的速率为多大？假设开始时物体静止而弹簧无伸 长.以重物、滑轮、弹簧、地球为一系统，重物下落的过程中，机械能守恒，以最低点为重力势能零点, 弹簧原长为弹性势能零点，则有2 1,2mgh mvkhv/R故有（2mgh kh2）R2V mR2 I（2 6.0 9.8 0.4 2.0 0.42） 0.32V 6.0 0.32 0.52.0m s库仑定律:1_qg24 0 r2静电场内容提要电场强度：

6、E qo带电体的场强：E Ei静电场的高斯定理： E?dS qiS T静电场的环路定理：:E ? dl 0电势：V E?dlp导体静电平衡：电场，O i导体内场强处处为零；O 2导体表面处场强垂直表面 电势，O导体是等势体；O2导体表面是等势面电介质中的咼斯定理：=D?dSSqi （一般了解）各向同性电介质：D0 rE E（一般了解）宀宀 Q电容：C U电容器的能量：W1 Q2 1QUCU （一般了解）2 C 2复习二、静电场1.（）如图15所示，闭合曲面S内有一电荷q , P为S面上任图15一点，S面外另有一点电荷q，设通过S面的电通量为 ,P点 的场强为E p，则当q从A点移到B点时：A、

7、 改变，Ep不变 B、 、Ep都不变C、 、Ep都要改变 D、 不变，Ep改变2.（）在边长为a的正立方体中心有一个电量为q的点电荷,则通过该立方体任一面的电场强度通量为:A、-q B、2 C、20 2 0 4 03.（）当负电荷在电场中沿着电场线方向运动时，其电势能将：A、增加 B、不变 C、减少 D不一定4下列几个叙述中哪一个是正确的？A、 电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向。B、 在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的场强处处相同。C、 场强方向可由 E = F/q定出，其中q为试验电荷的电量，q可正可负。D、 以上说法都不正确。 5关于高斯定理的理解有下面

8、几种说法，其中正确的是A、 如果高斯面内无电荷，则高斯面上 E处处为零；B、 如果高斯面上 E处处不为零，则该面内必无电荷；C、 如果高斯面内有净电荷，则通过该面的电通量必不为零；D、 如果高斯面上 E处处为零，则该面内必无电荷。 6在静电场中，下列说法中哪一个是正确的?A、 带正电荷的导体，其电势一定是正值。B、 等势面上各点的场强一定相等。C、 场强为零处，电势也一定为零。D、 场强相等处，电势梯度矢量一定相等。静止时两线夹角为21.9.4两小球的质量都是 m，都用长为I的细绳挂在同一点，它们带有相同电量, 如题9.4图所示设小球的半径和线的质量都可以忽略不计，求每个小球所带的电量.如题9

9、.4图示5.0 10 9C/m .2.长L 15cm直线AB上，均匀分布着正电荷，电荷线密度 求导线的延长线上与导线 B端相距d 5cm的P点的场强.dE1 dx4 o x20.20dX0.05 x2675（N /C）3.设电量为Q均分布在半径为R的半圆周上，如图16所示，求圆心O处的电场强度E?4.如题9.17图所示，在A， B两点处放有电量分别为+q,- q的点电荷，AB间距离为2 R，现将另一正试验点电荷q。从0点经过半圆弧移到C点，求移动过程中电场力作的功.如题9.17图示Uo 丄（9 -） 0” 、 4 n 0 R Rx R olR E R fUo（q q）3R Rq+5-4 n 0

10、6 n 0RA q0 （U 0Uc）q6n 0R5.如图18所示，无限长的均匀带电导线与长为 L的均匀带电导线共面，相互垂直放置，a端离无限长直导线距离为R，电荷线密度均为，求它们之间相互作用力的大小和方向图18dFEdq 2R 2 oxdx0Xdx2 R lnR毕奥-萨伐尔定律：dB0 Idl er2 r磁场高斯定理：_SB?安培环路定理：- B ? dl无限长直导线的磁场:洛仑兹力：F q安培力：dF Idl磁介质中的高斯定理:守？磁介质中的环路定理:lH ?Ii（一般了解内容）各向同性磁介质：Br 0HH （一般了解内容）复习四、稳恒磁场1.（）两个载有相等电流I的圆圈，半径均为R ,

11、一个水平放置，另一个竖直放置，如图 19所示，则圆心0处磁感应强度的大小为:图190 I2RoI2.（）如图20所示，在无限长载流导线附近作一球形闭合曲面S，当面S向长直导线靠近的过程中，穿过 S的磁通量及面上任一点P的磁感应强度大小B的变化为：A、增大，B增大b、 不变，b不变C、增大，B不变D、 不变，B增大3.（）如图21所示,a、 c处分别放置无限长直载流导线,图20P为环路L上任一点，若把a处的载流导线移到b处，则:A、lB dl 变，BP 变C、dl不变，Bp不变B、 lB dl变，Bp不变D、 lB dl不变，Bp变b图214.（） 如图22所示，两种形状的载流线圈中的电流 强度

12、相同，则01、。2处的磁感应强度大小关系是：A、BO1 Bo2 B、Bo1 Bo2C、Bo1 Bo2 d、无法判断探5.（）如图23所示，半圆形线圈半径为 置转过30时，它所受磁力矩的大小和方向为：R，通有电流I，在磁场B的作用下从图示位R 2|B-4-，沿图面竖直向下r 2 IB盲，沿图面竖直向上3 2ib，沿图面竖直向下3 2 ib十一，沿图面竖直向上6.（）在氢原子中，电子沿着某一圆轨道绕核运动，贝等效圆电流 的磁矩Pm与电子轨道运动的角动量L大小之比和Pm与L方向的关系为:A、2m , Pm与L方向相同B、2m , Pm与L方向垂直e eC、,Pm与L方向相反D、 , Pm与L方向垂直

13、2m 2m7.（）质子与 粒子质量之比为1:4，电量之比为1:2，它们的动能相同，若将它们引进 同一均匀磁场，且在垂直于磁场的平面内作圆周运动，贝尼们回转半径之比为：4 B、1 : 1 C、1:2 D、1: V28.（）如图24所示，半导体薄片为N型，/则a、b两点的电势差Uab:4XX |A、大于零 B、等于零 C、小于零 D、无法确定图24、解答题1.在真空中，有两根互相平行的无限长直导线 L1和L2，相距0.1m，通有方向相反的电流，I1=20A, I2=10A，如题10.10图所示.A， B两点与导线在同一平面内这两点与导线 L2的距离均为5.0cm .试求A，B两 点处的磁感应强度，

14、以及磁感应强度为零的点的位置.71二20A题10.10图如题10.10图所示，BA方向垂直纸面向里Ba0112 （0.1 0.05）七2 104tBb0 11心 133 10 5T设B 0在L2外侧距离L2为r处0 1 1 22 （r 0.1） 2 r解得r 0.12.如图26所示，长直导线中流有电流I , I 20A .长直导线与矩形阴影区共面，阴影宽 a 20cm，高I 25cm，阴影区左端距离长直导线 d 10cm .求：通过阴影区的磁通量？ 解:（ 1）（2） d叭=B. dsldx2丑倉=丛血=如厶口32tcc 2 兀图26T丄4 10 7 20 025 In 31.1 10 6（W

15、b）3.如图27所示，宽为a的无限长金属薄板，自下向上均匀地通过电流 面上距板右侧为d的P点的磁感应强度B的大小.I .求：在薄板所在平载流圆环，圆心处磁感 应强度:0（-dx）a2 xlnP4. 0.22如题10.22图所示，在长直导线 AB内通以电流IZOA，在矩形线圈CDEF中通有电流I2=10 A，AB与线圈共面，且 CD， EF都与AB平行.已知a =9.0cm, b =20.0cm, d =1.0 cm，求:（1）导线AB的磁场对矩形线圈每边所作用的力；（2）矩形线圈所受合力Fcd方向垂直CD向左，大小Fcd 12b-0匕 8.0 10 4 N2 d同理Ffe方向垂直FE向右，大小

16、FfeI2b2几 80105 NFcF方向垂直CF向上,大小为F cf01 11 2 .drIl上In - a 9.2 10 5 N d0 12Fed方向垂直ED向下,Fed Fcf 9.210 5 N合力F FcdFcfFed 方向向左，大小为F 7.2 104n5.如题10.9图所示，AB、CD为长直导线，BC为圆心在O点的一段圆弧形导线，其半径为 R 若通以电流I，求O点的磁感应强度.如题10.9图所示，O点磁场由AB、BC、CD三部分电流产生其中AB产生 B1 0CBC产生B2 丄，方向垂直向里12R丄（1 ），方向CD段产生 Ba0 （sin 90 sin60 ）向里/ R4 2 R

17、 2i V3 、二B。 B1 B2 Ba - （1 ），方向垂直向里.2 R 2 66.氢原子处在基态时，它的电子可看作是在半径 a =0.52 x 10-8cm的轨道上作匀速圆周运动,8速率v=2.2 x 10 cm/s .求电子在轨道中心所产生的磁感应强度和电子磁矩的值. 解：电子在轨道中心产生的磁感应强度如题10.13图，方向垂直向里，大小为oev 丁Bo - 2 13 T4 a电子磁矩Pm在图中也是垂直向里，大小为理想气体状态方程：PV vRT P nkT方均根速率气体做功：V2PdV热量：QvCvT等容过程vCp等压过程热力学第一定律：E WdQdE PdV热机效率：1 Q2Q1卡诺

18、循环效率：1 T2T1制冷机效率：Q2Q1 Q 2卡诺制冷机：T2T1 T2热力学第二定律：克劳修斯表述：不能把热从低温物体传给高温物体，而不引起其他变化。 开尔文表述：不能从单一热源吸热，使其完全转化为有用功而不引起其他变化。卡诺定理：工作于 Ti和T2两个热源之间的所有可逆热机，其效率相等，与工质无关工作于Ti和T2两个热源之间的可逆热机效率高于不可逆热机（一般了解）熵： 克劳修斯公式Sb Sa 卫 可逆过程（一般了解）A T玻耳兹曼公式熵增加原理： S 0S kin （般了解）孤立系统（一般了解）复习五、热力学及统计物理一、选择题1. （）两瓶不同种类的理想气体，它们的温度和压强相同，但

19、体积不同 .则分子数密度：A、相同 B、不相同 C、无法确定2. （）质量相等的氢气和氦气温度相同，则氢分子和氦分子的平均平动动能之比为 ：1 B、1:2 C、2: 1 D、10: 31= 33. （）分子的平均平动动能与温度的关系式 丄mv2 3kT的适用条件为：22B、理想气体；D、平衡态下的理想气体。A、处于任何状态的气体C、平衡态下的气体4.（）容器内储有1摩尔双原子理想气体，气体的摩尔质量为 Mmol，内能为E，气体分子的最概然速率为：B、2RTY Mmd5.16E5 M mol（）一定量理想气体保持压强不变，则气体分子的平均碰撞频率Z和平均自由程 与气体的温度T的关系为: _ 1

20、_C、Z正比于T， 正比于T D、Z正比于T， 正比于T6.（）关于最可几速率VP的物理意义下列表述正确的是：A、 Vp是最大的速率；B、 一个分子具有的Vp几率最大；C、 对相等的速率区间而言，一个分子处在速率 Vp区间内的几率最大；D、 速率为Vp的分子数占总分子数的百分比最大；7.（）下列各图所示的速率分布曲线，哪一图中的两条曲线能是同一温度下氮气和氦气 的分子速率分布曲线？8.（）理想气体内能从已变到E2，对于等压、等容过程，其温度变化A、相同 B、不相同 C、无法判断9.（）已知1摩尔的某种理想气体可视为刚性分子，在等压过程中温度上升 1K,内能增加了 20.78J，则气体对外作功为

21、A、20.78J B、8.31J C、29.09J D、4.168J10.（）内能增量的计算公式 E 1 R T的适用范围是M mol 2A、任何系统B、等容过程C、理想气体从一个平衡态到另一个平衡态的任何过程11.（） 一定量的理想气体，其状态在 V T图上沿着一条直线 从平衡态a改变到平衡态b,如图30所示.A、 这是一个等压过程.B、 这是一个升压过程.C、 这是一个降压过程.D、 数据不足，不能判断这是哪种过程图3012.（）若理想气体按照P 2的规律变化，其中a为常数，则理想气体的热力学过程是V 2A、等压过程 B、等体过程 C、等温过程 D、绝热过程13. （ ） 1摩尔理想气体从

22、同一状态出发，分别经历绝热、等压、等温三种过程，体积从V!增加到V2，贝U内能增加的过程是:14.（）某循环过程如图31所示，关于系统对外所作 的功A，下列哪些叙述是正确的.A、 过程cba中，系统对外作正功B、 过程adc中，系统对外作正功C、 过程adcba中，系统作功为0D、过程adcba中，系统对外作的净功在数值上不等于闭合曲线所包围的面积1. 一诺热机的低温热源温度为 7C，效率为40%，则高温热源的温度 K，若保持高温热源的温度不变，将热机效率提高到 50%，贝血温热源的温度要降低到 K.2如图32中，a、c间曲线是1000mol氢气的等温线，其中压强 P1 4 105Pa，P2

23、20 105Pa.在a点，氢气的体积V 2.5m3，试求:（1）该等温线的温度；（2）氢气在b点和d点两状态的温度和Td .斗：= 602Kd;片二朋7； f = 120K a-cr 導诅：PJ；二马；tJ；二 口3莎（3）h： P, V. -iRTb -Tb- 3（KK3. 1mol做了多少功？（1）容积保持不变;（2）压力保持不变。 解：（1）等体过程由热力学第一定律得8.31 （350 300） 623.25 J对外作功 （2）等压过程Cp（T2R（T2 Ti）Cv（T2 T1）4.一系统由图33中的a态沿着abc到达c态，吸热350J，同时对外作功126J .（1）若沿adc进行，则系统作功42J，此时系统吸收了多少热量？（2） 当系统由c态沿曲线ca返回a态时，若外界对系统作功84J，问这时系统是吸热还是 放热，传递的热量是多少？口图33解* a-b： AE=Q + A=224J（1）Qj= E + A|=266J（2）AE=-AE = -224J（A2 =-34J Q .= E+AH=r30&J（放热）* Jb5.如图34所示，为1摩尔单原子理想气体的循环过程，求:循环过程中气体从外界吸收的热量;经历一次循环过程,系统对外界作的净功;（3）Ta循环效率200 T 400 T ,T b ,T c R R600300P （atm）单原子, CVtt. =T： 2