2021年大学生物科学专业《大学物理(一)》期中考试试题D卷-附解析.doc

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2021年大学生物科学专业《大学物理（一）》期中考试试题D卷 附解析
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。
3、请仔细阅读各种题目的回答要求，在密封线内答题，否则不予评分。
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）
1、两个相同的刚性容器，一个盛有氧气，一个盛氦气（均视为刚性分子理想气体）。开始他们的压强和温度都相同，现将3J的热量传给氦气，使之升高一定的温度。若使氧气也升高同样的温度，则应向氧气传递的热量为_________J。
2、一长为的均匀直棒可绕过其一端且与棒垂直的水平光滑固定轴转动。抬起另一端使棒向上与水平面呈60°，然后无初转速地将棒释放，已知棒对轴的转动惯量为，则(1) 放手时棒的角加速度为____；(2) 棒转到水平位置时的角加速度为____。（）
3、一个质点的运动方程为（SI），则在由0至4s的时间间隔内，质点的位移大小为___________，在由0到4s的时间间用内质点走过的路程为___________。
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、一质点作半径为0.1m的圆周运动，其角位置的运动学方程为：，则其切向加速度大小为=__________ 第1秒末法向加速度的大小为=__________。
6、一质点在OXY平面内运动,其运动方程为,则质点在任意时刻的速度表达式为________；加速度表达式为________。
7、一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度_____。

8、静电场中有一质子(带电荷) 沿图示路径从a点经c点移动到b点时，电场力作功J．则当质子从b点沿另一路径回到a点过程中，电场力作功A＝___________；若设a点电势为零，则b点电势＝_________。

9、一质点沿半径R=0.4m作圆周运动，其角位置，在t=2s时，它的法向加速度=______，切向加速度=______ 。
10、一个绕有500匝导线的平均周长50cm的细螺绕环，铁芯的相对磁导率为600，载有0.3A电流时, 铁芯中的磁感应强度B的大小为___________；铁芯中的磁场强度H的大小为___________ 。
二、名词解释（共5小题，每题3分，共15分）
1、功能原理:
2、熵增加原理：
3、光电效应：
4、热力学第二定律：
5、光的衍射现象：
三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、质点在平面内运动,其运动方程为,质点在任意时刻的加速度为（ ）。
A．
B．2
C．3
D．4
2、一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们（ ）。
A.温度相同、压强相同
B.温度、压强都不相同
C.温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强
D.温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强
3、关于刚体对轴的转动惯量，下列说法正确的是（ ）。
A.只取决于刚体质量，与质量的空间分布和轴的位置无关
B. 取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关
C.取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置
D.只取决于轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关
4、已知一高斯面所包围的体积内电量代数和为零，则可肯定：（ ）
A.高斯面上各点场强均为零
B.穿过高斯面上每一面元的电通量均为零
C.穿过整个高斯面的电通量为零
D.以上说法都不对
5、一质量为m,长度为L的匀质细杆对过杆中点且垂直的轴的转动惯量为（ ）。
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、一质点在x轴上运动，其坐标与时间的变化关系为x =4t-2，式中x、t分别以m、s为单位，则4秒末质点的速度和加速度为（ ）。
A.12m/s、4m/
B.-12 m/s、-4 m/
C.20m/s、4 m/
D.-20m/s 、-4 m/
8、当一平面简谐机械波在弹性媒质中传播时，下述各结论哪个是正确的？（ ）
A. 媒质质元的振动动能增大时，其弹性势能减小，总机械能守恒
B. 媒质质元的振动动能和弹性势能都作周期性变化，但二者的相位不相同
C. 媒质质元的振动动能和弹性势能的相位在任一时刻都相同，但二者的数值不相等
D.媒质质元在其平衡位置处弹性势能最大
9、一质点沿x轴运动的规律是。则第三秒时的加速度的大小是（ ）。
A.10
B.50
C.15
D.12
10、一均质细杆可绕垂直它且离其一端（为杆长）的水平固定轴在竖直平面内转动。杆的质量为，当杆自由悬挂时，给它一个起始角速度，如杆恰能持续转动而不作往复摆动则需要（已知细杆绕轴的转动惯量，一切摩擦不计）。
A.
B.
C.
D.

四、解答题（共3小题，每题15分，共45分）
1、一质量为 ，长为l 的棒能绕通过O点的水平轴自由转动。一质量为m，速率为的子弹从水平方向飞来，击中棒的中点且留在棒内，如图所示。则棒中点获得的瞬时速率为多少。

2、如图所示，一个质量为m的物体与绕在定滑轮上的绳子相连，绳子的质量可以忽略，它与定滑轮之间无相对滑动．假设定滑轮质量为M、半径为R，其转动惯量为，滑轮轴光滑。试求该物体由静止开始下落的过程中，下落速度与时间的关系。

3、如图所示，长直导线中电流为i，矩形线框abcd与长直导线共面，且ad∥AB，dc边固定，ab边沿da及cb以速度无摩擦地匀速平动．t = 0时，ab边与cd边重合．设线框自感忽略不计。
(1) 如，求ab中的感应电动势．ab两点哪点电势高？
(2)如，求ab边运动到图示位置时线框中的总感应电动势。

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参考答案
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）
1、5J
2、7.5 ， 15
3、8m 10m
4、改变，不变
5、0.1 ， 0.1
6、 ,
7、减小
8、
9、57.6 ， 2.4
10、 0.226T; 300A/m
二、名词解释（共5小题，每题3分，共15分）
1、功能原理:系统所受外力的功和非保守内力的功的总和等于系统机械能的增量。
2、熵增加原理：在绝热过程中，系统的熵永不减少.对于可逆绝热过程，系统的熵不变，对于不可逆绝热过程，系统的熵总是增加.
3、光电效应：金属表面被光照射后有释放出电子(称为光电子) 的现象。
4、热力学第二定律：热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。
5、光的衍射现象：当光通过窄缝（缝宽小到可以与波长相比拟(10-4m数量级以下)时，在屏幕上呈现明暗相间的条纹的现象。
三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、B
2、C
3、C
4、C
5、D
6、C
7、B
8、D
9、A
10、A
四、解答题（共3小题，每题15分，共45分）
1、解：由角动量守恒定律可得

由此可得棒和子弹的瞬时角速度为
棒中点获得的瞬时速率为
2、解：
根据牛顿运动定律和转动定律列方程:

3、