2011-2012-大学物理C(B卷)含答案.doc

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杭州师范大学理学院2010-2011学年第二学期期末考试
《大学物理C》试卷（B）

得分

一、单一选择题（每题2分，共20分）

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

1、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( B )。
(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。
2、一运动质点在某瞬时矢径,其速度大小为 （D）
(A) (B) (C) (D)
3、下列几种运动中物体的机械能可能守恒的是 ( C )。
(A) 物体在竖直平面内做匀速圆周运动；
(B) 物体沿光滑斜面匀速运动；
(C) 物体沿光滑斜面做加速运动；
(D) 物体在匀速上升的电梯里做水平匀速圆周运动；
4、两个均质圆盘A和B密度分别为rA和rB，若rA >rB，但两圆盘质量与厚度相同，如两盘对通过盘心垂直于盘面轴的转动惯量各为JA和JB，则 ( B )
(A) (B) (C) (D) 不能确定
5、有三个可视为质点的小球，其质量均为，用长度为的轻质杆相连，如图所示。则该体系的质心位置以及绕轴转动时的转动惯量分别为 ( A )。
(A) ， (B) ，
(C) ， (D)，
6、一瓶氦气和一瓶氮气（视为理想气体），它们的密度相同，分子平均平动动能相等，而且它们都处于平衡态，则它们（C）
(A) 温度相同，压强相等。
(B) 温度和压强都不相同。
(C) 温度相同，氦气压强大于氮气压强。
(D) 温度相同，氦气压强小于氮气压强。
7、一定量的理想气体分别经历了等压、等体和绝热过程后其内能均由E1变化到E2 ．在上述三过程中, 气体的( B )
(A) 温度变化相同, 吸热相同 (B) 温度变化相同, 吸热不同
(C) 温度变化不同, 吸热相同 (D) 温度变化不同, 吸热也不同
8、右图为电场线示意图,当正电荷从A到C移动过程中,正确的是 ( A )
(A) 电场力对电荷做正功；
(B) 电场力对电荷做负功；
(C) 电场力对电荷可能不做功；
(D) 电场力对电荷可能做负功，也可能做正功。
9、下列几个叙述中哪一个是正确的？ （C）
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=/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。
10、点电荷Ｑ被曲面Ｓ所包围，从无穷远处引入另一点电荷q到曲面外一点，如图所示，则引入前后：（D）
（Ａ）、曲面Ｓ的电通量不变，曲面上各点的场强不变；
（Ｂ）、曲面Ｓ的电通量变化，曲面上各点的场强不变；
（C）、曲面Ｓ的电通量变化，曲面上各点的场强变化；
（D）、曲面Ｓ的电通量不变，曲面上各点的场强变化。
得分

二、填空题（每空格4分，共20分）
1、正常人心脏在一次搏动中挤出的血液约80ml，在一次搏动中推动血液流动的平均压强为1.6×104 Pa，设心脏每分钟搏动70次, 由此可推算出心脏推动血液流动的平均功率为 1.5W
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2、甲乙两船自身质量为120 kg，都静止在静水中，当一个质量为30 kg的小孩以相对于地面6 m/s的水平速度从甲船跳上乙船时，不计阻力，甲、乙两船速度大小之比：v甲∶v乙= 5:4 。
3、温度为T的热平衡态下，每个氮气分子（刚性分子）的平均动能为 5/2kT 。
4、在CsCl晶体的元胞中，每个Cs离子位于正方体的八个顶点上（正方体边长为a），Cl离子位于正方体体心，如图所示，并且每个Cs离子和每个Cl离子分别带一个单位的正电荷和一个单位的负电荷，那么在这个元胞中，体心处的Cl离子感受到的8个顶点上的Cs离子对它的库仑力是 0 。
5、一点电荷+q，恰处于一边长为d的正方形中心正上方d/2处，如图所示，那么这个点电荷穿过这正方形的电通量为 q/6ε0 。

得分

三、判断题（共10分，每小题2分）
1
2
3
4
5

1、加速度恒定不变时，物体运动方向也不变 （×） 2、物体的质量越大，则转动惯量越大。 （×）
3、地球绕太阳的公转其角动量保持不变。 （√）
4、在孤立系中所进行的自然过程总是沿着熵增大的方向进行 。 （√）
5、 如果通过曲面S的电通量Φe不为零，则该曲面上必有静电荷。 （×）

得分

四、问答题（共10分，每小题5分）

1、写出质点系动量守恒、角动量守恒、机械能守恒三定律分别成立的条件。
质点系动量守恒其条件是：；
质点系角动量守恒其条件是：；
质点系机械能守恒条件是：（全对得5分，不全对，写出一个得2分）。

2. 请写出热力学第一定律和热力学第二定律（只要一种表述就可以）。
热力学第一定律：外界对系统做的功和传给系统的热量之和等于系统内能的增量。
热力学第二定律：（克劳修斯表述）热量不能自动的从低温物体传到高温物体；（开尔文表述）其唯一效果是热全部转变为功的过程是不可能的。
（说出一个定律给3分，两个对的给5分）。
得分

五、计算题（每题10分，共40分）
1、路灯距地面的高度为，一个身高为 l 的人在路上匀速运动，速度为，求：
（1）人影中头顶的移动速度；
（2）影子长度增长的速率。
解：（1）设人从灯下开始走，t时刻走到的位置为x1，这时人影头顶的位置为x2，由三角形相似得：
（2分）
而x1=v0t
所以，人影中头的速度为 （3分）
（2）人影长度： （3分）
所以 （2分）

2、水平光滑桌面中间有一光滑小孔，轻绳一端伸入孔中, 另一端系一质量为10g小球，沿半径为40cm的圆周作匀速圆周运动，这时从孔下拉绳的力为10-3 N,如果继续向下拉绳,而使小球沿半径为10cm的圆周作匀速圆周运动，这时小球的速率是多少？拉力所做的功是多少？
解：设球质量为m=10×10-3kg，
半径 R=R1=40cm 时，速率为v1，
R=R2=10cm 时，速率为v2 。
先求速率v1：据牛顿第二定律，
（2分）
各力对过小孔的竖直轴的力矩为零，小球对该轴的角动量守恒， （3分）
m v1R1=m v2R2，v2=v1R1/R2=0.2×0.4/0.1=0.8m/s （2分）
在由R1→R2的过程中，只有拉力F做功，据动能定理
（3分）

3、 图中a、c间曲线是1000mol氢气等温线，其中压强P1=4×105 Pa，P2=20×105 Pa，在a点，氢气的体积V1=2.5m3，试求：（1）该等温线的温度；（2）氢气经a→b→c和a→c曲线这两个过程对外界做的功分别是多少，内能改变多少。
（）
解：（1）因为
所以 （3分）
（2）因为理想气体内能只与温度有关，所以内能改变为零。 （2分）
（1分）
a→b→c过程中气体对外界做功等于曲线下面包围面积
（2分）
a→c等温过程中气体对外界做的功为：
（2分）

4、实验表明， 在靠近地面处有相当强的电场，电场强度垂直于地面向下，大小约为100N／C；在离地面1.5km高的地方, 也是垂直于地面向下的，大小约为25N／C。
(1) 试计算从地面到此高度大气中电荷的平均体密度；
(2) 假设地球表面处的电场强度完全是由均匀分布在地表面的电荷产生，求地面上的电荷面密度。(已知:)

《大学物理C》试题 （第6页 共 6 页）