2022年大学工程力学专业《大学物理(二)》开学考试试题D卷.doc

2022年大学工程力学专业《大学物理（二）》开学考试试题D卷
姓名：______ 班级：______ 学号：______
考试须知：
1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。
2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）
1、某人站在匀速旋转的圆台中央，两手各握一个哑铃，双臂向两侧平伸与平台一起旋转。当他把哑铃收到胸前时，人、哑铃和平台组成的系统转动的角速度_____。
2、质量分别为m和2m的两物体(都可视为质点)，用一长为l的轻质刚性细杆相连，系统绕通过杆且与杆垂直的竖直固定轴O转动，已知O轴离质量为2m的质点的距离为l，质量为m的质点的线速度为v且与杆垂直，则该系统对转轴的角动量(动量矩)大小为________。

3、某人站在匀速旋转的圆台中央，两手各握一个哑铃，双臂向两侧平伸与平台一起旋转。当他把哑铃收到胸前时，人、哑铃和平台组成的系统转动角速度应变_____；转动惯量变_____。
4、一质点作半径为R的匀速圆周运动，在此过程中质点的切向加速度的方向______，法向加速度的大小______。（填“改变”或“不变”）
5、质点在平面内运动，其运动方程为，质点在任意时刻的位置矢量为________；质点在任意时刻的速度矢量为________；加速度矢量为________。
6、一维保守力的势能曲线如图所示，则总能量为的粒子的运动范围为________；在 ________时，粒子的动能最大;________时，粒子的动能最小。

7、一小球沿斜面向上作直线运动，其运动方程为：，则小球运动到最高点的时刻是=_______S。
8、一质点同时参与了两个同方向的简谐振动，它们的振动方程分别为（SI），（SI）.其合振运动的振动方程为x＝____________。
9、一长直导线旁有一长为，宽为的矩形线圈，线圈与导线共面，如图所示. 长直导线通有稳恒电流，则距长直导线为处的点的磁感应强度为___________；线圈与导线的互感系数为___________。

10、三个容器中装有同种理想气体，分子数密度相同，方均根速率之比为 ，则压强之比_____________。
二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）
1、卡诺循环：
2、红限极限频率：
3、循环过程：
4、介质的极化：
5、玻尔兹曼分布律：
6、受激辐射：
三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、气体在状态变化过程中，可以保持体积不变或保持压强不变，这两种过程（ ）。
A.一定都是平衡过程
B.不一定是平衡过程
C.前者是平衡态，后者不是平衡态
D.后者是平衡态，前者不是平衡态
2、以下四种运动形式中，加速度保持不变的运动是（ ）。
A.抛体运动
B.匀速圆周运动
C.变加速直线运动
D.单摆的运动
3、置于容器的气体，如果气体各处压强相等，或气体各处温度相同，则这两种情况下气体的状态 （ ）。
A.一定都是平衡态
B.不一定都是平衡态
C.前者一定是平衡态，后者一定不是平衡态
D.后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态
4、两个均质圆盘A和B的密度分别为和，若，但两圆盘的质量与厚度相同，如两盘对通过盘心垂直于盘面轴的转动惯量各为和，则 ：（ ）。
A.
B.
C.
D.,哪个大，不能确定。
5、一质点沿轴运动，其速度与时间的关系为：，当时，质点位于处，则质点的运动方程为（ ）。
A.
B.
C.
D.
6、如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动．设该人以匀速率收绳，绳不伸长、湖水静止，则小船的运动是（ ）。
A.匀加速运动
B.匀减速运动
C.变加速运动
D.变减速运动
E.匀速直线运动

7、在一直线上相向运动的两个小球作完全弹性碰撞，碰撞后两球均静止，则碰撞前两球应满足：（ ）。
A.质量相等
B.速率相等
C.动能相等
D.动量大小相等，方向相反
8、一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为（其中a、b为常量）则该质点作（ ）。
A.匀速直线运动
B.变速直线运动
C.抛物线运动
D.一般曲线运动
9、一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为 （其中a、b为常量）, 则该质点作（ ）。
A.匀速直线运动
B.抛物线运动
C.变速直线运动
D.一般曲线运动
10、三个偏振片P1、P2与P3堆叠在一起，P1与P3的偏振化方向相互垂直，P2与P1的偏振化方向间的夹角为，强度为的自然光垂直入射于偏振片P1，并依次透过偏振片P1、P2与P3，若不考虑偏振片的吸收和反射，则通过三个偏振片后的光强为（ ）。
A.
B.
C.
D.
四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）
1、如图所示，均匀直杆质量为m，长为l，初始时棒水平静止。轴光滑，。求杆下摆到角时的角速度。

2、AA＇和CC＇为两个正交地放置的圆形线圈，其圆心相重合，AA＇线圈半径为20.0 cm，共10匝，通有电流10.0 A；而CC＇线圈的半径为10.0 cm，共20匝，通有电流 5.0A，求两线圈公共中心O点的磁感强度的大小和方向。()

3、一半径为、电荷量为的均匀带电球体，设无穷远处为电势零点。
试求：
(1)球体内外电场强度的分布；
(2)球体内外电势的分布。

4、质量为M＝1.5kg的物体，用一根长为 l＝1.25 m的细绳悬挂在天花板上．今有一质量为m＝10g的子弹以＝500m/s的水平速度射穿物体，刚穿出物体时子弹的速度大小,设穿透时间极短．求：
（1）子弹刚穿出时绳中张力的大小；
（2）子弹在穿透过程中所受的冲量。

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参考答案
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）
1、变大
2、mvl
3、大，小
4、改变，不变
5、,,
6、，6m，10m
7、2S
8、（SI） 或（SI）
9、 ，
10、1：2：4
二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）
1、卡诺循环：由两个可逆的等温过程和两个可逆的绝热过程所组成的理想循环
2、红限极限频率：以为光从红到紫频率逐渐升高。
3、循环过程：系统经历一系列变化后又回到初始状态的整个过程。简称循环。
4、介质的极化：将有极分子或无极分子放到外电场中，会发现电介质沿方向在两端出现等量异号电荷的现象。
5、玻尔兹曼分布律：当有保守外力(如重力场、电场等)作用时，气体分子的空间位置
6、受激辐射：在外来光子刺激下原子从高能级跃迁到低能级而放出光的现象。
三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、B
2、A
3、B
4、B
5、A
6、C
7、D
8、B
9、C
10、C
四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）
1、解 对于杆和地球系统，只有重力做功，故机械能守恒。
①
直杆的转动惯量为OA段和OB段转动惯量的叠加，所以
②
将②代入①，解得
2、解：AA＇线圈在O点所产生的磁感强度
(方向垂直AA＇平面)
CC＇线圈在O点所产生的磁感强度
(方向垂直CC＇平面)
O点的合磁感强度T
B的方向在和AA＇、CC＇都垂直的平面内，和CC＇平面的夹角

3、解：

4、解：
（1）穿透时间极短，故可认为物体未离开平衡位置.因此作用于子弹、物体系统上的外力均在铅直方向，故系统在水平方向上动量守恒.令子弹穿出物体的水平速度为，有：

（2）
负号表示冲量方向与方向相反。