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2011-2012-大学物理C(A卷)含答案
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《大学物理C》试题 （第7页 共 5 页）
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杭州师范大学理学院2011-2012学年第一学期期末考试
《大学物理C》试卷(A)

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、某质点的运动方程为x = 3t - 5t2 + 6 （SI)，则该质点作（ D )
（A） 匀加速直线运动，加速度沿X轴正方向；
(B) 匀加速直线运动，加速度沿X轴负方向；
（C) 变加速直线运动，加速度沿X轴正方向；
(D) 变加速直线运动，加速度沿X轴负方向。
2、 一个倾斜放置的皮带传输机工作稳定后，将一物体m缓慢放在运动的皮带上,最终物体由A位置移动到B位置,如图所示,在这段过程中，物体所受各力 ( A )。
（A） 摩擦力做正功； (B) 摩擦力做负功；
（C) 重力做正功； （D） 重力不做功；
3、 质点作半径为R的变速圆周运动时的加速度大小为（ D ）
（A) (B）
(C) （D)
4、已知地球的质量为m，太阳的质量为M,地心与日心的距离为R，引力常数为G，则地球绕太阳作圆周运动的角动量为 （ A )。
(A） (B）
(C） ， （D)
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、一绝热容器被隔板分成两半,一半是真空,另一半是理想气体.若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后（A）。
（A) 温度不变，熵增加； (B) 温度升高熵增加；
（C） 温度降低,熵增加； (D) 温度不变，熵不变。
7、摩尔数相同的理想气体H2和He, 从同一初态开始经等压膨胀到体积增大一倍时( C ）
(A） H2对外作的功大于He对外作的功
(B) H2对外作的功小于He对外作的功
(C) H2的吸热大于He的吸热
(D） H2的吸热小于He的吸热
8、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。
9、如图所示,在一电场中有A、B两点,下列说法正确的是 （ C ）
（A） 由E＝F/q可知,在A点放入的电荷电量越大，A点的场强越小
（B） B点场强大于A点场强
（C) A点场强是确定的，与放入电荷无关
（D) A点场强大于B点场强,且方向相同
10、一点电荷放在球形高斯面的中心处，下列哪一种情况，通过高斯面的电通量发生变化？ （ B ）
（Ａ）、将另一点电荷 放在高斯面外； （Ｂ）、将另一点电荷 放在高斯面内；
（Ｃ）、将球心处的点电荷移动，但还在高斯面内；
(Ｄ）、将高斯面半径缩小

得分

二、填空题(每空格4分，共20分）
1、保守力是指沿闭合路径移动一周做功为 0 的力。
2、气球质量为200 kg,载有质量为50 kg的人,静止在空中距地面20 m高的地方、气球下悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑到地面,为了安全到达地面，这根绳长至少应为 25 m（不计人的高度).
3、温度为T的热平衡态下，物质分子的每个自由度都具有的平均动能为 1/2kT 。
4、真空中,有一均匀带电薄圆柱筒，底面半径为r，高为h，电荷面密度为σ，则其圆柱中心处的电场强度大小E0＝ 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、运动物体速率不变时,速度可以变化。 (√)
2、所有外力与所有非保守内力对系统做功之和等于系统机械能的增量 （√）
3、当物体受到的合外力不为零时，角动量不可能守恒。 （×）
4、内能的改变只决定于初末两个状态，与中间经历的过程无关。 （√）
5、沿电场线的方向移动正电荷电场力做负功，电势降低。 . （ ×）

得分

四、问答题（共10分，每小题5分）

1。 跳水运动员在空中做加速翻滚动作时，会将下肢收拢，双手抱膝，把身体尽量卷曲起来，到了接近水面时，他便舒展四肢，这时候翻滚速度明显减慢.简要回答造成这种现象的原理。
跳水运动员在空中可以看成是一个刚体,其翻滚时绕身体质心转动，重力对该转动的力矩为零，因此在下落中其转动角动量守恒。当身体舒展开来时，转动惯量增大，根据角动量守恒定律，其转动角速度必然明显减慢。
（说出力矩为零和角动量守恒给3分，说出转动惯量变大给2分,意思对酌情给分）

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、质量为0.25kg的质点，受力的作用，初始时刻，该质点以 的速度通过坐标原点,则该质点任意时刻的位置矢量是？
解： （3分）
（1分）
（2分）
（2分）
（2分）

2、如图所示，劲度系数为k 的轻弹簧水平放置，一端固定，另一端系一质量为m 的物体,物体与水平面间的摩擦系数为m 。开始时弹簧没有伸长，现以恒力F 将物体自平衡位置开始向右拉动，试求系统的最大势能为多少？

解：由于系统的重力势能不变，所以系统的势能仅为弹性势能. 弹性势能最大处并不在合力为零的位置处，而是在速度为零的位置处，所以由动能定理得 （3分）

（3分)

令v = 0可求得 (2分）

所以系统的最大势能为 （2分）

3、1mol氧气由状态1变化到状态2，所经历的过程如图,一次沿1→m→2路径，另一次沿1→2直线路径。 试分别求出这两个过程中系统吸收热量Q、对外界所做的功A以及内能的变化 。
解：根据理想气体状态方程pV=RT，可得气体在状态1和2的温度分别为T1=P1V1/R，T2=P2V2/R。
氧气是双原子分子，自由度为5,从状态1到2的内能变化为：
（4分）
系统从1到m是等压过程,对外界做功为，从m到2是等容过程，系统对外界不做功,因此从1到m到2的过程中系统吸收的热量为 （3分）
系统直接从1到2对外界做的功为直线下面积：
吸收的热量为 （3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:）