2009大學(xué)物理(上)期末考試B卷-答卷

1、第第i頁復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院大學(xué)物理(上)期末考試試卷A卷 共8頁課程代碼：PHY S120001.09,10,12考試形式：開卷 口閉卷2009年1月(本試卷答卷時叫為120分鐘，答案必須寫在試卷上.做住草稿紙上無效)題號一、選擇題二、填空題三、計(jì)算題總分21222324得分閱卷人題號一、選擇題二、填空題三、計(jì)算題總分21222324得分閱卷人裝I 訂I 線I 內(nèi)裝I 訂I 線I 內(nèi)I 不I 要I答II(0097)如閣，勁度系數(shù)為k的輕彈資在質(zhì)K為/w的木塊和外力(米關(guān)出)作用下，處亍被壓縮的狀態(tài)，其壓 縮竜為X.當(dāng)撤去外力后彈贊波釋放，木塊沿光泔斜刖 彈出，最后落到地而上.此過程屮，

2、木塊的動能與彈性勢能之和守恒.木塊到達(dá)最卨點(diǎn)時，高度滿足 Ux2=mgh.木塊落地時的速度y滿足 k.x2 +.木塊落地點(diǎn)的水平跗離隨0的不M而W，0愈大，落地點(diǎn)愈遠(yuǎn). C (5028)如閿所示，4、B為W個相M的繞著輕繩的定泔輪.4滑輪掛一質(zhì)M的物體，/T滑輪受拉力而且 F=Mg. SA、W滑輪的允加速度分別為Ai和A，不計(jì) 泔輪軸的摩檫，則有(B) flA pa，O PaPb. (d)開始時pA=pB,以后AA- c 第第 頁3.（4116） 一定景理想氣體經(jīng)歷的循環(huán)過程V-T 曲線表示如圖.在此循環(huán)過程中，氣體從外界吸熱 的過程是(C) C-A. A (B) BC.(D) BC 和 B-

3、C.4.（4341）氣缸中有一定景的氦氣（視為理想氣體），經(jīng)過絕熱版縮，體積變?yōu)樵瓉淼?一半，則氣體分子的平均速率變?yōu)樵瓉淼模ˋ）245 倍.（B）223 倍.（C）225 倍.（D）2i/3 倍.D 5.（ 1257）閣示為一具有球?qū)ΨQ性分介的靜電場的 關(guān)系曲線.諸指出該靜電場是由下列哪種帶電 體產(chǎn)生的.（A）半柃為的均勻帶電球面.（B）半役為/?的均勻帶電球體.（C）半徑為/?、電仰體密度p=Ar（A為常 數(shù)）的非均勻帶電球體.（D）半校為、電份體密度p=A/i （A為常數(shù)）的非均勻帶電球體.D 6.（1088）充了電的平行板電容器W極板（看作很大的平板）鬧的靜電作用力F與叫極板間的電H;

4、:L/的關(guān)系是：FU.(C)尸a 1/L/2.D FH(D) FU2.點(diǎn)的場強(qiáng)大小和電勢川E2, 點(diǎn)的場強(qiáng)大小和電勢川E2, 勢人小的關(guān)系為（A） & = :，UX = U2. （C） EE:，1Uj. A （1174）如圖所示，一厚度為r/的“無限人”均勾帶電導(dǎo)體板，屯份如密度為 U2.（D） E Ey Ui U2-9.( 1327) G和9.( 1327) G和C2 W空氣電容器，把它們串聯(lián)成一電容Ci C:器組.矜在G中插入G的電容垌大，C的電容增大，Q的電容減小，G的電容減小， B -電介質(zhì)板，則 電界器組總電容減小. 電容器組總電容增大.電容器組總電容減小.電容器組總電容增大.(11

5、23)如果某帶屯體其ill砬分布的體密度p増大為原來的2倍，則其電場的能景 變?yōu)樵瓉淼?A) 2(A) 2倍.4 倍. C (B) 1/2 倍.1/4 倍.(裝汀線內(nèi)不要答題)總長為4cm_2nrgh(in + M)M13.(0527) 一小珠可以在半抒為R的賢內(nèi):閥環(huán)上作尤摩擦泔 今使圓環(huán)以角速度_岡環(huán)賢(裝汀線內(nèi)不要答題)總長為4cm_2nrgh(in + M)M13.(0527) 一小珠可以在半抒為R的賢內(nèi):閥環(huán)上作尤摩擦泔 今使圓環(huán)以角速度_岡環(huán)賢ftft柃轉(zhuǎn)動.奴使小珠離開環(huán)的底部而停在環(huán)I.某一點(diǎn)，則角速度小應(yīng)大于 _ ygTR 動.(0735)二質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)璜各為/心，/h2.當(dāng)它們

6、之M的跑離由縮短到b時，它們之 間萬有引力所做的功二、填空題(每題3分，共30分)(5256)有個彈貨，質(zhì)景忽略不計(jì)，原長都是10 cm.第一個彈胬上端固定，下 掛一個質(zhì)景為m的物體后，長11 cm,而第二個彈簧上端固定，下掛一質(zhì)莆為川 的物體后，長13 cm,現(xiàn)將網(wǎng)彈資串聯(lián)，上端同定，下面仍掛一質(zhì)鼠為w的物體， 則W彈簧的(0175)如圖所示，一光滑的滑道，質(zhì)量為M髙度 為h，放在一光泔水平而上，泔道底部與水平衡相 切.質(zhì)S為爪的小物塊IH滑道頂部由靜止下滑，則 物塊滑到地而時.滑道的速度為(0755)質(zhì)景為M的車沿光滑的水平軌道以速度以前進(jìn)，車上的人質(zhì)景為 h開 始時人相對r車靜止，后來人

7、以相對r車的速度前走，此時節(jié)速變成k則車 與人系統(tǒng)沿軌道方向動鼠守恒的方程應(yīng)寫為 (ni + M)vQ = MV + my + V) .(4300)對一定質(zhì)錆的理想氣體進(jìn)行等溫IK縮.荇初始時每立方米體積內(nèi)氣體分 子數(shù)為1.96X 1024,則當(dāng)JK強(qiáng)升卨到初始值的W倍時，每立方米體積內(nèi)氣體分子數(shù)應(yīng)為_3.92X1O24_.(4455)體積和!K強(qiáng)都相冏的氦氣和氫氣(均視為剛性分子理想氣體)，在某一溫度 r下混介，所存氫分子所具有的熱運(yùn)動動能在系統(tǒng)總熱運(yùn)動動能屮所人的百分比為 62.5% .() 一平行板電容器，極板面積為S,相距為d.農(nóng)fl板接 地_且保持A板的電勢UA=U0不變.如圖，把一

8、塊面積相同的帶17電府為(2的導(dǎo)體薄板c平行地插入兩板屮fiij,則導(dǎo)體薄板C的電勢Uc= (l/0/2)+2J/(45)_.(4087)小規(guī)則地?cái)嚢枋⒔^熱容器屮的液體，液體溫龍升卨，荇將液體看作 系統(tǒng)，貝IJ:外界傳給系統(tǒng)的熱景 等丁_零：外界對系統(tǒng)作的功 人于 零：系統(tǒng)的內(nèi)能的增W 大T 零；(填大于、等于、小于)(1241)質(zhì)61:為/H、電荷為4的小球，在電場力作川下，從電勢為(/的a點(diǎn)， 移動到電勢為零的6點(diǎn).若已知小球在點(diǎn)的速率為W,，則小球在點(diǎn)的逨率vu = (ut -2qU /m)i，2 . 三、計(jì)算題（每題10分，共40分）（0103）21.如閣所示，質(zhì)景為0.1 kg的木塊

9、，在一個水平面上和 一個勁度系數(shù)k為20 N/m的輕彈贊碰攛，木塊將彈簧巾 原長壓縮了0.4 m.假沒木塊與水平而間的滑動摩擦系數(shù)為0.25,問在將迆發(fā)生碰摘時木塊的速率為多 少？解：報(bào)據(jù)功能原理，木塊在水平而上運(yùn)動時，摩擦力所作的功等F系統(tǒng)（木塊和彈筲） 1 1 niv2 2fr=/S機(jī)械能的增0L由題意有frx = -kx2 -巾此得木塊開始碰攛彈資時的速率為=5.83 ni/s(裝汀線內(nèi)不要答題)2分另解根拋動能定理，摩擦力和彈性力對木塊所作的功，等丁木塊動能的増策，應(yīng)有-mgx- kxdx = 0-inv2其屮(0231 )在半杼為R的具有光滑賢ft閥定屮心軸的水平岡盤 上，有一人靜止

10、站立在距轉(zhuǎn)軸為處，人的質(zhì)最是圓盤質(zhì)雖 的1/10.開始時盤載人對地以角速度吻勻逨轉(zhuǎn)動，現(xiàn)在此人垂 圓盤半徑相對r盤以速率p沿與盤轉(zhuǎn)動相反方向作圓周運(yùn)動，如圖所示.已知圓盤對中心軸的轉(zhuǎn)動慣景為MRZ.求:圓盤對地的角逨度.欲使圓盤對地靜止，人應(yīng)沿著對_盤的速度f的 大小及方向？解：(1)設(shè)當(dāng)人以速率沿相對圓盤轉(zhuǎn)動相反的方向走動時，圓盤對地的繞軸角速度為 隊(duì)則人對與地固聯(lián)的轉(zhuǎn)軸的角速度為 TOC o 1-5 h z co = co- = a)-2 分r R人與盤視為系統(tǒng).所受對轉(zhuǎn)軸合外力矩為零，系統(tǒng)的角動景守恒.1分設(shè)盤的質(zhì)景為A/.則人的質(zhì)景為A/10,有：2MR2+W(2RJ告(P卜2 分將式

11、代入式得： = 0+21/(2)欲使盤對地靜止，則式必為零.即分分即與盤的初始轉(zhuǎn)動方向 1分幼+2v/(21 尺)=0 分分即與盤的初始轉(zhuǎn)動方向 1分式中負(fù)3表示人的走動方向與上一問中人走動的方向相反， 致.p （atm）(裝汀線內(nèi)不要答題)p （atm）(裝汀線內(nèi)不要答題)(5347) 一氣缸內(nèi)盛有1 mol溫度為27 *C, K強(qiáng)為1 atm的氮?dú)?視作剛性雙原子 分子的理想氣體).先使它等壓膨脹到原來體積的W倍，W等體升壓使其壓強(qiáng)變?yōu)? atm,最后使它等溫膨脹到板強(qiáng)為latm.求：氮?dú)庠谌窟^程屮對外作的功，吸 的熱及其內(nèi)能的變化.(普適氣體常景/?=8.31 J解：該氮?dú)庀到y(tǒng)經(jīng)W的全

12、部過程如閣.沒初態(tài)的枳強(qiáng)為仰、體積為Vc、溫度為7)，而終態(tài)ffi 強(qiáng)為Po、體積為V、溫度為7.在全部過程中氮?dú)鈱ν馑?的功W= W(等壓)十等溫) lV(K) = po(2 Vo-VoIo1 分W (等溫)=4 pQ Volii (2 /?o / po)=4 p0 Voln 2 = 4/?rolii 22 分.W =RTq +4尺roln 2=RT0 (l+41ii2)=9.41 xlO3 JM氣內(nèi)能改變 AE = CV（T-7；） = | /?（47；-T.）=15/?7o/2=1.87xlO4氮?dú)庠谌窟^程屮吸收的熱景O=AE+W=2.81x104J.第第S頁(1276)如W所示，三個“無限長”的IN軸導(dǎo)體圓柱而4、 fl和C，半徑分別為/,、Ri，、R,.圓柱