2021級(jí)大學(xué)物理(上)A卷及答案-南京理工大學(xué)

南京理工大學(xué)課程考試試（學(xué)生考試用）課程名稱：2021級(jí)大學(xué)物理（上）A卷學(xué)分：3.5大綱編號(hào)11120804試卷編號(hào)：考試方式：閉卷筆試滿分分值：100考試時(shí)間：120分鐘組卷日期：2021年6月18日組卷教師（簽字）：審定人（簽字）：學(xué)生班級(jí)：學(xué)生學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：一、選擇題（每題2分，共20分）1、一運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某一瞬時(shí)位于矢徑的端點(diǎn)處，其速度的大小為（）A、B、C、D、2、一力學(xué)系統(tǒng)由兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成，它們之間只有引力作用。若質(zhì)點(diǎn)系所受外力的矢量和為零，則此系統(tǒng)：（）A、動(dòng)量、機(jī)械能以及對(duì)同一軸的角動(dòng)量都守恒；B、動(dòng)量和機(jī)械能守恒，但角動(dòng)量是否守恒不能斷定；C、動(dòng)量守恒，但機(jī)械能和角動(dòng)量守恒與否不能斷定；D、動(dòng)量和角動(dòng)量守恒，但機(jī)械能是否守恒不能斷定。3、從一半徑R的均勻薄板上挖去一直徑R的圓板，所形成的圓孔中心在距原薄板中心處（如圖1），所剩薄板質(zhì)量為m。則薄板對(duì)通過原中心而與板面垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是（）A、；B、；C、；D、4、一個(gè)質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振幅為A，在起始時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移值為，且向x軸的正方向運(yùn)動(dòng)，代表此簡(jiǎn)諧振動(dòng)的旋轉(zhuǎn)矢量圖為圖2中的圖（）5、一平面簡(jiǎn)諧波在彈性媒質(zhì)中傳播，在某一瞬時(shí)，媒質(zhì)中某質(zhì)元正處于平衡位置，此時(shí)它的能量為（）A、動(dòng)能為零，勢(shì)能最大；B、動(dòng)能為零，勢(shì)能為零；C、動(dòng)能最大，勢(shì)能最大；D、動(dòng)能最大，勢(shì)能為零第1頁(yè)6、理想氣體在平衡態(tài)下的氣體分子的平均速率、方均根速率和最概然速率的關(guān)系是（）A、；B、；C、；D、7、關(guān)于熱力學(xué)第一、第二定律有以下幾種說法：（1）由熱力學(xué)第一定律可以證明，任何熱機(jī)的效率不能等于1；（2）熱力學(xué)第二定律可表述為效率等于100%的熱機(jī)不可能制成；（3）由熱力學(xué)第一定律可以證明任何可逆熱機(jī)的效率都等于；（4）由熱力學(xué)第一定律可以證明理想氣體可逆卡諾熱機(jī)的效率都等于。其中T1、T2分別代表高、低溫?zé)釒?kù)的溫度。以上說法正確的是（）A、（1）、（2）、（3）、（4）；B、（1）、（2）、（3）；C、（1）、（3）；D、（2）、（4）8、一沿水平方向放置的帶電直導(dǎo)線，長(zhǎng)為L(zhǎng)，電荷線密度為，則導(dǎo)線延長(zhǎng)線上距左端點(diǎn)為r（）處的電勢(shì)大小為（）A、；B、；C、；D、9、如圖3，一封閉的導(dǎo)體殼A內(nèi)有兩個(gè)導(dǎo)體B和C，A、C不帶電，B帶正電，則A、B、C三導(dǎo)體的電勢(shì)、、的關(guān)系是（）A、；B、；C、；D、10、如圖4，三塊相互平行的均勻帶電大平面，電荷面密度為、、，三平面間分別有兩點(diǎn)A、B，A、B兩點(diǎn)與平面2的距離均為d，則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是（）A、；B、；C、；D、共2頁(yè)二、填空題（每空2分，共30分）1、在半徑為R的圓周上運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其速率與時(shí)間關(guān)系為（式中c為常數(shù)），則質(zhì)點(diǎn)總加速度（1）；角加速度（2）。2、一物體以初速度作斜向上的拋體運(yùn)動(dòng)，其初速度的方向與水平方向成45o（如圖5）。試求：最高點(diǎn)C點(diǎn)的法向加速度（3）；B點(diǎn)處的曲率半徑（4）。3、一質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧振動(dòng)厘米，某時(shí)刻它在厘米處且向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，若它重新回到該位置，至少需要經(jīng)歷時(shí)間（5）。4、已知波長(zhǎng)為的平面簡(jiǎn)諧波沿x軸負(fù)方向傳播。在距原點(diǎn)處的M點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方程為，如圖6，則該平面簡(jiǎn)諧波的表達(dá)式為（6）。5、溫度為時(shí)，1mol氨氣剛性分子具有的分子總平動(dòng)動(dòng)能為（7）；1mol氨氣的內(nèi)能為（8）。6、由公式可知，mol氣體定壓過程中，當(dāng)溫度升高1K時(shí)，氣體對(duì)外做功為（9）；吸收熱量為（10）。7、如圖7，真空中有一均勻帶電球面，球半徑為R，總帶電量為Q（）。在球面上挖去一很小面積（連同其上電荷），設(shè)其余部分的電荷仍均勻分布，則挖去以后球心O處電場(chǎng)強(qiáng)度大小為（11），其方向（12）；球心O處電勢(shì)為（13）。（以無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零點(diǎn)）8、在靜電場(chǎng)中，如果所取的閉合曲面上處處不為零，則該面內(nèi)電荷的代數(shù)和（14）為零；靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部（15）沒有電荷定向移動(dòng)的。（填一定、不一定或一定不）第2頁(yè)計(jì)算題三、（10分）一長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的均勻細(xì)桿，可繞軸O自由轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)桌面與細(xì)桿間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為，桿初始的轉(zhuǎn)速為（如圖8）。試求：（1）桿在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中所受到的摩擦力矩；（2）桿的轉(zhuǎn)速?gòu)牡綔p小到共經(jīng)歷多少時(shí)間；（3）在此過程中損失的能量為多少；（4）在此過程中摩擦阻力做功為多少？四、（10分）平面簡(jiǎn)諧波以波速u=10m/s沿X在t=0時(shí)，波形如圖9。求：（1）原點(diǎn)O的振動(dòng)方程；（2）該波的波動(dòng)方程；（3）在x=10m處有一墻壁，波從空氣傳到墻壁被完全反射，求反射波的波動(dòng)方程；（4）合成波的波動(dòng)方程；（5）在0到10m內(nèi)波節(jié)點(diǎn)位置。五、（10分）有一理想的卡諾熱機(jī)，工作于高溫和低溫?zé)嵩粗g。高溫?zé)嵩礈囟葹門1，低溫?zé)嵩礈囟葹門2。（1）試在圖中，畫出此循環(huán)曲線；（2）試求出各個(gè)過程中的熱量及吸（放）熱情況；（3）試證明；（4）試證明其效率。六、（10分）兩個(gè)同心球殼，內(nèi)球殼半徑為，外球殼半徑為。設(shè)球殼極薄，內(nèi)球殼帶電量為Q，設(shè)無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零（如圖10）。試問：（1）若外球殼帶電為，則此時(shí)空間中的場(chǎng)強(qiáng)E的分布；（2）若要使內(nèi)球殼電勢(shì)為零，則外球殼所帶的電量q是多少？此時(shí)，距球心為r處的電勢(shì)為多大？七、（10分）一平行板空氣電容器，極板面積S，間距d，充電至帶電Q后與電源斷開，然后用外力緩緩地把極板間距拉開到2d。求：（1）此時(shí)電容器的電容C；（2）電容器極板間的電壓U；（3）電容器電場(chǎng)能量的改變；（4）此過程中外力所作的功A，并討論此過程中的功能轉(zhuǎn)換關(guān)系。附常用物理常數(shù)摩爾氣體常數(shù)共2頁(yè)一、選擇題（每題2分，共20分）1、D2、C3、D4、D5、C6、C7、D8、B9、B10、B二、填空題（每空2分，共30分）1、（1）；（2）；2、（3）；（4）；3、（5）；4、（6）5、（7）；（8）；6、（9）；（10）三、（10分）解：（1）由題意知：，，（2）（一）用轉(zhuǎn)動(dòng)定律：，由勻角加速轉(zhuǎn)動(dòng)公式，所以（二）用動(dòng)量矩定理：，（3）（4）四、（10分）解：（1），即，又，，；；（2）；（3）；（4）（5）波節(jié)點(diǎn)：；；；。五、（10分）解：（1）如右圖（2）ab為等溫過程，吸熱，；bc為絕熱過程，cd為等溫過程，放熱，；da絕熱過程，（3）由bc、da絕熱，有，（4）六、（10分）解：（1）由高斯定理可得（2）