2021年大学材料科学专业《大学物理(一)》能力测试试题C卷-附解析.doc

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2021年大学材料科学专业《大学物理（一）》能力测试试题C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、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_____________。
2、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_____。
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、长为、质量为的均质杆可绕通过杆一端的水平光滑固定轴转动，转动惯量为，开始时杆竖直下垂，如图所示。现有一质量为的子弹以水平速度射入杆上点，并嵌在杆中. ，则子弹射入后瞬间杆的角速度___________。

5、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＝_________。

6、一弹簧振子系统具有1.OJ的振动能量，0.10m的振幅和1.0m／s的最大速率，则弹簧的倔强系数为_______，振子的振动频率为_______。
7、反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为：（ ）。
①
②
③
④
试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的．将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处。
(1) 变化的磁场一定伴随有电场；__________________
(2) 磁感线是无头无尾的；________________________
(3) 电荷总伴随有电场．__________________________
8、一圆锥摆摆长为I、摆锤质量为m，在水平面上作匀速圆周运动，摆线与铅直线夹角，则：
(1) 摆线的张力T＝_____________________；
(2) 摆锤的速率v＝_____________________。

9、两根相互平行的“无限长”均匀带正电直线1、2，相距为d，其电荷线密度分别为和如图所示，则场强等于零的点与直线1的距离a为_____________ 。
10、一质点的加速度和位移的关系为且，则速度的最大值为_______________ 。
二、名词解释（共5小题，每题3分，共15分）
1、电通量：
2、热力学第二定律：
3、狭义相对论相对性原理：
4、光速不变原理：
5、光的吸收：
三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、如图所示，直角三角形金属框架放在均匀磁场中，磁场平行于边，的长度为。当金属框架绕边以匀角速度转动时，回路中的感应电动势和、两点间的电势差为（ ）。
A.
B.
C.
D.
2、把理想气体的状态方程写成恒量时，下列说法中正确的是（ ）。
A. 对一定质量的某种气体，在不同状态下，此恒量不等
B. 对摩尔数相同的不同气体，此恒量相等
C. 对不同质量的同种气体，此恒量相等
D. 以上说法都不对
3、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

4、半径为R的“无限长”均匀带电圆柱面的静电场中各点的电场强度的大小E与距轴线的距离r的关系曲线为：（ ）。

5、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
6、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
7、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
8、均匀细棒 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开始自由下落，在棒摆动到竖直位置的过程中，下列说法正确的是:（ ）。
A.角速度从小到大，角加速度从大到小。
B.角速度从小到大，角加速度从小到大。
C.角速度从大到小，角加速度从大到小。
D.角速度从大到小，角加速度从小到大。

9、如图所示，两个同心的均匀带电球面，内球面半径为R1、带电荷Q1，外球面半径为R2、带电荷Q2 .设无穷远处为电势零点，则在两个球面之间、距离球心为r处的P点的电势U为：（ ）。
A.
B.
C.
D.

10、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
四、解答题（共3小题，每题15分，共45分）
1、电荷为q1的一个点电荷处在一高斯球面的中心处，问在下列三种情况下，穿过此高斯面的电场强度通量是否会改变？电场强度通量各是多少？
(1) 将电荷为q2的第二个点电荷放在高斯面外的附近处；
(2) 将上述的q2放在高斯面内的任意处；
(3) 将原来的点电荷移离高斯面的球心，但仍在高斯面内。

2、轻绳绕于半径r=20cm的飞轮边缘，在绳端施以大小为98N的拉力，飞轮的转动惯量J=0.5。设绳子与滑轮间无相对滑动，飞轮和转轴间的摩擦不计。试求：
（1）飞轮的角加速度；
（2）如以质量m=10kg的物体挂在绳端，试计算飞轮的角加速度。

3、 如图所示，在半径m 的区域内有均匀磁场，方向垂直纸面向外，设磁场以T/s的匀速率增加。已知，m，试求：
（1）半径为r的导体圆环中的感应电动势及P点处有旋电场强度的大小；
（2）等腰梯形导线框中的感应电动势，并指出感应电流的方向。

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参考答案
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）
1、1：2：4
2、变大
3、8m 10m
4、
5、
6、
7、 ②③①
8、 ，
9、
10、10cm/s
二、名词解释（共5小题，每题3分，共15分）
1、电通量：通过电场中任一面积的电场线数目。
2、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。
3、狭义相对论相对性原理：在一切惯性系中，物理现象的规律都相同。
4、光速不变原理：在一切惯性系中，光在真空中的速率都相同，恒为。
5、光的吸收：在光的照射下，原子吸收光而从低能级跃迁到高能级的现象。
三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、B
2、B
3、C
4、B
5、B
6、D
7、C
8、A
9、C
10、C
四、解答题（共3小题，每题15分，共45分）
1、答：根据高斯定理，穿过高斯面的电通量仅取决于面内电量的代数和，而与面内电荷的分布情况及面外电荷无关，故：

2、解；

3、解：