安徽大学《普通物理》考试试卷一、 选择题（共30分）1．一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为v，瞬时速率为v ，某一时间内的平均速度为v，平均速率为v ，它们之间的关系必定有(A) v v v,v ． (B) v v v,v．(C) v v v,v ． (D) v v v,v． ［ ］2．一质量为m 的滑块，由静止开始沿着1/4圆弧形光滑的木槽滑下．设木槽的质量也是m ．槽的圆半径为R ，放在光滑水平地面上，如图所示．则滑块离开槽时的速度是(A) Rg 2． (B) Rg 2． (C)Rg ． (D) Rg 21．(E) Rg 221． ［ ］3．在由两个物体组成的系统不受外力作用而发生非弹性碰撞的过程中，系统的 ［ ］ (A) 动能和动量都守恒． (B) 动能和动量都不守恒． (C) 动能不守恒，动量守恒． (D) 动能守恒，动量不守恒．4．气体在状态变化过程中，可以保持体积不变或保持压强不变，这两种过程［］(A) 一定都是平衡过程．(B) 不一定是平衡过程．(C) 前者是平衡过程，后者不是平衡过程．(D) 后者是平衡过程，前者不是平衡过程．5．某理想气体状态变化时，内能随体积的变化关系如图中AB直线所示．A→B表示的过程是V(A) 等压过程．(B) 等体过程．(C) 等温过程．(D) 绝热过程．［］6．在温度分别为327℃和27℃的高温热源和低温热源之间工作的热机，理论上的最大效率为(A) 25%．(B) 50% ．(C) 75%．(D) 91.74%．［］7．静电场中某点电势的数值等于(A)试验电荷q0置于该点时具有的电势能．(B)单位试验电荷置于该点时具有的电势能．(C)单位正电荷置于该点时具有的电势能．(D)把单位正电荷从该点移到电势零点外力所作的功．［］8．两个半径相同的金属球，一为空心，一为实心，把两者各自孤立时的电容值加以比较，则(A) 空心球电容值大．(B) 实心球电容值大．(C) 两球电容值相等．(D) 大小关系无法确定．［］9．真空中有“孤立的”均匀带电球体和一均匀带电球面，如果它们的半径和所带的电荷都相等．则它们的静电能之间的关系是 ［ ］ (A) 球体的静电能等于球面的静电能． (B) 球体的静电能大于球面的静电能． (C) 球体的静电能小于球面的静电能． (D) 球体内的静电能大于球面内的静电能，球体外的静电能小于球面外的静电能．10．如图所示，两个同心的均匀带电球面，内球面半径为R 1、带电荷Q 1，外球面半径为R 2、带电荷Q 2 .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) r Q Q 0214 ． (B)20210144R Q R Q ．(C)2020144R Q r Q ． (D) rQ R Q 0210144 ． [ ]二、填空题（共30分）11．质量为100 kg 的货物，平放在卡车底板上．卡车以4 m ／s 2的加速度启动．货物与卡车底板无相对滑动．则在开始的4秒钟内摩擦力对该货物作的功W ＝___________________________．12．两条直路交叉成 角，两辆汽车分别以速率1v 和2v 沿两条路行驶，一车相对另一车的速度大小为_________________________________. 13．在p V 图上(1) 系统的某一平衡态用_____________来表示； (2) 系统的某一平衡过程用________________来表示；(3) 系统的某一平衡循环过程用__________________来表示． 14．某气体在温度为T = 273 K 时，压强为p =1.0×10 2 atm ，密度 = 1.24×10 2 kg/m 3，则该气体分子的方均根速率为___________． (1 atm = 1.013×105 Pa)15．氮气在标准状态下的分子平均碰撞频率为5.42×108 s -1，分子平均自由程为 6×10-6 cm ，若温度不变，气压降为 0.1 atm ，则分子的平均碰撞频率变为_______________；平均自由程变为_______________． 16．有 摩尔理想气体，作如图所示的循环过程acba ，其中acb 为半圆弧，b a 为等压线，p c =2p a ．令气体进行a b 的等压过程时吸热Q ab ，则在此循环过程中气体净吸热量Q Q ab ． (填入：＞，＜或＝)17．两个平行的“无限大”均匀带电平面， 其电荷面密度分别为＋ 和＋2 ，如图所示，则A 、B 、C 三个区域的电场强度分别为：E A ＝__________________，E B ＝__________________，E C ＝_______________(设方向向右为正)．18．一平行板电容器充电后切断电源，若使二极板间距离增加，则二极板间场强_________________，电容____________________． (填增大或减小或不变)19．在相对介电常量 r = 4的各向同性均匀电介质中，与电能密度w e =2×106 J/cm 3相应的电场强度的大小E =_______________________． (真空介电常量 0 = 8.85×10-12 C 2/(N ·m 2))三、计算题（共40分） 20．（本题10分）质量为m = 5.6 g 的子弹A ，以v 0 = 501 m/s 的速率水平地射入一静止在+ +2 AB C得分O Vb ac ab c水平面上的质量为M =2 kg的木块B内，A射入B后，B向前移动了S =50 cm 后而停止，求(1) B与水平面间的摩擦系数．(2) 木块对子弹所作的功W1．(3) 子弹对木块所作的功W2．(4) W1与W2的大小是否相等？为什么？21．（本题5分）黄绿光的波长是500nm (1nm=10 9 m)．理想气体在标准状态下，以黄绿光的波长为边长的立方体内有多少个分子?(玻尔兹曼常量k＝1.38×10 23J·K 1)22．（本题10分）以氢(视为刚性分子的理想气体)为工作物质进行卡诺循环，如果在绝热膨胀时末态的压强p2是初态压强p1的一半，求循环的效率．23．（本题5分）一绝缘金属物体，在真空中充电达某一电势值，其电场总能量为W 0．若断开电源，使其上所带电荷保持不变，并把它浸没在相对介电常量为 r 的无限大的各向同性均匀液态电介质中，问这时电场总能量有多大？24．（本题10分）实验表明，在靠近地面处有相当强的电场，电场强度E垂直于地面向下，大小约为100 N/C ；在离地面1.5 km 高的地方，E也是垂直于地面向下的，大小约为25 N/C ．(1) 假设地面上各处E都是垂直于地面向下，试计算从地面到此高度大气中电荷的平均体密度；(2) 假设地表面内电场强度为零，且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：真空介电常量0 ＝8.85×10-12 C 2·N -1·m -2)安徽大学《普通物理》一、选择题(共30分)1．D 2．C 3．C 4．B 5．A 6．B 7．C 8．C 9．B 10．C二、填空题(共30分)11．1.28×104J 3分12． cos 2212221v v v v 或cos 2212221v v v v 3分13．一个点 1分一条曲线 1分 一条封闭曲线 1分 14．495 m/s 3分 15．5.42×107 s -1 2分6×10-5 cm 1分 16．< 3分 17．－3 / (2 0) 2分 － / (2 0) 2分3 / (2 0) 2分 18．不变 1分 减小 2分 19．3.36×1011 V/m 3分 参考解： 202121E DE w r e， re w E 02 =3.36×1011 V/m三、计算题(共40分) 20．(本题10分)解：(1) 设A 射入B 内，A 与B 一起运动的初速率为0v ，则由动量守恒00)(v v m M m ① 0v =1.4 m/s 1分 根据动能定理 20)(21v M m s f② 1分g M m f )( ③ 1分 ①、②、③联立解出 =0.196 1分 (2) 703212120201 v v m m W J 2分 (3) 96.121202v M W J 2分 (4) W 1、W 2大小不等，这是因为虽然木块与子弹之间的相互作用力等值反向，但两者的位移大小不等． 2分 21．(本题5分)解：理想气体在标准状态下，分子数密度为n = p / (kT )＝2.69×1025 个/ m 3 3分 以500nm 为边长的立方体内应有分子数为N = nV ＝3.36×106个． 2分 22．(本题10分)解：根据卡诺循环的效 121T T2分 由绝热方程： 212111T p T p2分得11212)( p pT T氢为双原子分子， 40.1 ， 由2112 p p 2分 得82.012T T 2分 %18112T T 2分 23．(本题5分)解：因为所带电荷保持不变，故电场中各点的电位移矢 量D保持不变， 又 rr r w D D DE w 02002021121213分 因为介质均匀，∴电场总能量 r W W /0 2分 24．(本题10分)解：(1) 设电荷的平均体密度为 ，取圆柱形高斯面如图(1)(侧面垂直底面，底面 S 平行地面)上下底面处的场强分别为E 1和E 2，则通过高斯面的电场强度通量为：E·S d ＝E 2 S -E 1 S ＝(E 2-E 1) S 2分高斯面S 包围的电荷∑q i ＝h S 1分由高斯定理(E 2－E 1) S ＝h S / 0 1分 ∴ E E h1201＝4.43×10-13 C/m 3 2分 (2) 设地面面电荷密度为 ．由于电荷只分布在地表面，所以电力2(1)线终止于地面，取高斯面如图(2) 1分 由高斯定理E ·S d = i1q-E S =S 011分∴ =－ 0 E ＝－8.9×10-10 C/m 3 2分(2)。