大学物理复习资料很多题
大学物理一综合复习资料
《大学物理(一)》综合复习资料一.选择题1. 某人骑自行车以速率V 向正西方行驶,遇到由北向南刮的风(设风速大小也为V ),则他感到风是从(A )东北方向吹来.(B )东南方向吹来.(C )西北方向吹来.(D )西南方向吹来.[ ]2.一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为j bt i at r22+=(其中a 、b 为常量)则该质点作(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.[ ]3.一轻绳绕在有水平轮的定滑轮上,滑轮质量为m ,绳下端挂一物体.物体所受重力为P,滑轮的角加速度为β.若将物体去掉而以与P相等的力直接向下拉绳子,滑轮的角加速度β将(A )不变.(B )变小.(C )变大.(D )无法判断. 4. 质点系的内力可以改变(A )系统的总质量.(B )系统的总动量.(C )系统的总动能.(D )系统的总动量. 5.一弹簧振子作简谐振动,当位移为振幅的一半时,其动能为总能量的 (A )1/2 .(B )1/4.(C )2/1.(D) 3/4.(E )2/3.[ ]6.一弹簧振子作简谐振动,总能量为E 1,如果简谐振动振幅增加为原来的两倍,重物的质量增为原来的四倍,则它的总能量E 1变为(A )4/1E .(B ) 2/1E .(C )12E .(D )14E .[ ]7.在波长为λ的驻波中,两个相邻波腹之间的距离为 (A )λ/4. (B )λ/2.(C ) 3λ/4 . (D )λ.[ ]8.一平面简谐波沿x 轴负方向传播.已知x =b 处质点的振动方程为)cos(0φω+=t y ,波速为u ,则波动方程为:(A ))cos(0ϕω+++=u x b t A y .(B )⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-=0)(cos ϕωu x b t A y . (C )⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+=0)(cos ϕωu b x t A y .(D )⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+=0)(cos ϕωu x b t A y . [ ]9.物体在恒力F 作用下作直线运动,在时间1t ∆内速度由0增加到v ,在时间2t ∆内速度由v 增加到2v ,设F 在1t ∆内作的功是W 1,冲量是I l ,F 在2t ∆内作的功是W 2,冲量是I 2,那么(A ) W 2=W 1,I 2 >I 1.(B ) W 2=W 1 , I 2<I 1.(C ) W 2>W 1,I 2= I 1.(D) W 2<W l ,I 2=I 1 .[ ]10.如图所示,有一个小块物体,置于一个光滑的水平桌面上,有一绳其一端连结此物体,另一端穿过桌面中心的小孔,该物体原以角速度ω在距孔为R 的圆周上转动,今将绳从小孔缓慢往下拉.则物体(A )动能不变,动量改变.(B )动量不变,动能改变.(C )角动量不变,动量不变. (D )角动量改变,动量改变. (E )角动量不变,动能、动量都改变.[ ]二.填空题1.一个质点的运动方程为26t t x -=(SI ),则在t 由0至4s 的时间间隔内,质点的位移大小为 ,在t 由0到4s 的时间间用内质点走过的路程为 .2. 如图所示,Ox 轴沿水平方向,Oy 轴竖直向下,在0=t 时刻将质量为m 的质点由a 处静止释放,让它自由下落,则在任意时刻t ,质点所受的对点O 的力矩M= ;在任意时刻t ,质点对原点O 的角动量L= .3.二质点的质量分别为1m 、2m . 当它们之间的距离由a 缩短到b 时,万有引力所做的功为 .4.动量定理的内容是 ,其数学表达式可写 .动量守恒的条件是 .5.一质点作半径为0.l m 的圆周运动,其运动方程为:2214t +=πθ (SI ),则其切向加速度为t a = .6.质量为M 的物体A 静止于水平面上,它与平面之间的滑动摩擦系数为μ,另一质量为m 的小球B 以沿水平方向向右的速度v与物体A 发生完全非弹性碰撞.则碰后它们在水平方向滑过的距离L = .7.简谐振动的振动曲线如图所示,相应的以余弦函数表示的振动方程为 .8.一质点同时参与了两个同方向的简谐振动,它们的振动方程分别为)4/cos(05.01πω+=t x (SI ),)12/19cos(05.01πω+=t x (SI ).其合振运动的振动方程为x = .9.一弹簧振子系统具有1.OJ 的振动能量,0.10m 的振幅和1.0m /s 的最大速率,则弹簧的倔强系数为 ,振子的振动频率为 .10.质量为m 的物体和一个轻弹簧组成弹簧振子,其固有振动周期为T .当它作振幅为A 的自由简谐振动时,其振动能量E=. 三.计算题1.质量为M =1.5kg 的物体,用一根长为 l =1.25 m 的细绳悬挂在天花板上.今有一质量为m =10g 的子弹以0v =500m/s 的水平速度射穿物体,刚穿出物体时子弹的速度大小m/s 300 v ,设穿透时间极短.求:(l )子弹刚穿出时绳中张力的大小; (2)子弹在穿透过程中所受的冲量.2.某弹簧不遵守胡克定律,若施力F ,则相应伸长为x ,力与伸长的关系为F =52.8 x 十38.4x 2(SI )求:(1)将弹簧从定长1x =0.5m 拉伸到定长2x =1.00m 外力所需做的功.(2)将弹簧横放在水平光滑桌面上,一端固定,另一端系一个质量为2.17kg 的物体,然后将弹簧拉伸到一定长2x = 1.00m,再将物体有静止释放,求当弹簧回到1x =0.5m 时,物体的速率. (3)此弹簧的弹力是保守力吗?3.一简谐波沿OX 轴正方向传播,波长λ=4m ,周期T =4s ,已知x =0处质点的振动曲线如图所示,(l )写出x =0处质点的振动方程; (2)写出波的表达式;(3)画出t =1s 时刻的波形曲线.Ml答案一.选择题1.(C )2.(B ) 3.(C ) 4.(C )5.(D ) 6.(D ) 7.(B ) 8.(C ) 9.(C) 10.(E) 二.填空题1. 8m 2分 10m 2分2. k mbg2分 k mbgt2分3. )11(21ba m Gm -- 4. 质点系所受合外力的冲量等于质点系(系统)动量的增量. 1分i i i i t t v m v m dt F 2121∑∑⎰-= 2分系统所受合外力等于零. 1分 5. 0.12m/s6. μ+g m M mv 22)(2)(7. )2/cos(04.0ππ-t(其中振相1分,周期1分,初相2分) 8. )12/23cos(05.0π+ωt (SI ) 或)12/cos(05.0πω-t (SI ) 9. 2×102N /m; 1.6Hz.10. 222/2T mA π.三.计算题1.解:(1)穿透时间极短,故可认为物体未离开平衡位置.因此作用于子弹、物体系统上的外力均在铅直方向,故系统在水平方向上动量守恒.令子弹穿出物体的水平速度为v ',有: v M mv mv '+=0 2分s m M v v m v /3/4/)(0,=-= 1分N l Mv Mg T 1.17/2=+= 2分 (2)方向为正方向)设00(v mv mv t f-=∆ 3分 s N •-=2 2分 负号表示冲量方向与0v方向相反. 2分2.解:(l )外力做的功 ⎰•=r d F W ⎰+=21)4.388.52(2x xdx x x J 31= 4分(2)设弹力为F ', =221mv W x d F x x -=•'⎰21 3m W v /2-= 1分s m v /34.5= l 分(3)此力为保守力,因为其功的值仅与弹簧的始末态有关. 3分3.解:(1))3/21cos(10220π+π⨯=-t y (SI ) 3分(2))3/)4/4/(2cos[1022π+-π⨯=-x t y (SI ) 3分(3) t =1s 时,波形方程: )6/521cos[1022π-π⨯=-x y (SI ) 2分故有如图的曲线. 4分(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)。
大学物理复习资料
一、填空题1.杨氏双缝的间距为0.3mm ,双缝距离屏幕1500mm ,若第四到第七明纹距离为7.5mm ,则入射光波长为500 nm ;若入射光的波长为600nm ,则相邻两明纹的间距 3 mm 。
2. 单色光在折射率为n=1.4的介质中传播的几何路程长度为30m ,则相当于该光在真空中传播的路程长度为_42 m _____。
4. 已知玻璃的折射率为1.5 ,在其上面镀一层氟化镁(MgF 2)薄膜(n =1.38),放在空气中,白光垂直照射到膜的表面,欲使反射光中波长为550nm 的光相消,此膜的最小厚度为42 m 。
6. 波长为λ的单色光照在双缝上,在屏上产生明暗相间的干涉条纹。
从两缝S 1和S 2到屏上第二级明纹中心点P 的两条光线S 2P 和S 1P 的光程差为42 m ,位相差Δφ=42 m 。
2. 单色平行光垂直入射于单缝上,观察夫琅禾费衍射,若屏上P 点处为第5级暗纹,则单缝处波面相应地可划分为 10 个半波带。
3. 单色平行光垂直入射于单缝上,观察夫琅禾费衍射,若屏上P 点处为第3级明纹,则单缝处波面相应地可划分为 ___7__个半波带。
1. 一束强度为I 0的自然光垂直穿过两个叠合在一起、偏振化方向成45゜角的理想偏振片,则透射光强为__1/4___I 02.光的 干涉 和 衍射 现象反映了光的波动性质.光 偏振 现象说明光波是横波. 1、两个大小完全相同的带电金属小球,电量分别为2q 和-1q ,已知它们相距为r 时作用力为F ,则将它们放在相距3r 位置同时其电量均减半,相互作用力大小为____1/36________F 。
2、电场强度可以叙述为电场中某一点上单位正电荷所受的_____电场力___________;电场中某一点的电势可以叙述为:单位正电荷在该点所具有的__电势能_________。
13、导体在__电场_______作用下产生电荷重新分布的现象叫做__静电感应___________;而电介质在外电场作用下产生极化面电荷的现象叫做__电介质的极化_________。
《大学物理》复习题及答案
《大学物理》复习题及答案《大学物理》复习题及答案一:填空题1: 水平转台可绕通过中心的竖直轴匀速转动.角速度为?,台上放一质量为m的物体,它与平台之间的摩擦系数为?,m在距轴R处不滑动,则?满足的条件是??; 2: 质量为m的物体沿x轴正方向运动,在坐标x处的速度大小为kx,则此时物体所受力的大小为F?。
3: 质点在xoy平面内运动,任意时刻的位置矢量为r?3sin?ti?4cos?tj,其中?是正常数。
速度v?,速率v?,运动轨迹方程;物体从x?x1运动到x?x2所需的时间为4: 在合外力F?3?4x(式中F以牛顿,x以米计)的作用下,质量为6kg的物体沿x 轴运动。
如果t?0时物体的状态为,速度为x0?0,v0?0,那么物体运动了3米时,其加速度为。
25:一质点沿半径为米的圆周运动,其转动方程为??2?t。
质点在第1s 末的速度为,切向加速度为6: 一质量为m?2kg的质点在力F?4ti?(2?3t)j(N)作用下以速度v0?1j(m?s?1)运动,若此力作用在质点上的时间为2s,则此力在这2s内的冲量I?在第2s末的动量P? ;质点7:一小艇原以速度v0行驶,在某时刻关闭发动机,其加速度大小与速率v成正比,但方向相反,即a??kv,k为正常数,则小艇从关闭发动机到静止这段时间内,它所经过的路程?s?,在这段时间内其速率v与时间t的关系为v? 8:两个半径分别为R1和R2的导体球,带电量都为Q,相距很远,今用一细长导线将它们相连,则两球上的带电量Q1?则球心O处的电势UO?,Q2?9:有一内外半径分别为R及2R金属球壳,在距离球心O为R处放一电量为q的点电荷,2.在离球心O为3R处的电场强度大小为E?,电势U? 2210: 空间某一区域的电势分布为U?Ax?By,其中A,B为常数,则场强分布为Ex?为,Ey? ;电势11: 两点电荷等量同号相距为a,电量为q,两电荷连线中点o处场强为;将电量为?q0的点电荷连线中点移到无穷远处电场力做功为12: 在空间有三根同样的长直导线,相互间距相等,各通以同强度同方向的电流,设除了磁相互作用外,其他影响可忽略,则三根导线将13: 一半径为R的圆中通有电流I,则圆心处的磁感应强度为第1页。
大学普通物理复习资料【附答案】
1、原在空气中的杨氏双缝干涉实验装置,现将整个装置浸入折射率为n的透明液体中,则相邻两明条纹的间距为原间距的倍。
2、波长为500nm的光垂直照射在牛顿环装置上,在反射光中观察到第二级暗环半径为2.23mm,则透镜的曲率半径R= 。
3、在照相机的镜头上镀有一层介质膜,已知膜的折射率为1.38,镜头玻璃的折射率为1.5,若用黄绿光(550nm)垂直入射,使其反射最小,则膜的最小厚度为。
4、为了使单色光(λ=600nm)产生的干涉条纹移动50条,则迈克尔逊干涉仪的动镜移动距离为。
5、远处的汽车两车灯分开1.4m,将车灯视为波长为500nm的点光源,若人眼的瞳孔为3mm,则能分辨两车灯的最远距离为。
6、一束由线偏振光与自然光混合而成的部分偏振光,当通过偏振片时,发现透过的最大光强是最小光强的3倍,则入射的部分偏振光中,自然光与线偏振光光强之比为。
7、布儒斯特定律提供了一种测定不透明电介质的折射率的方法。
今在空气中测得某一电介质的起偏振角为57 ,则该电介质的折射率为。
1、一双缝距屏幕为1m,双缝间距等于0.25mm,用波长为589.3nm的单色光垂直照射双缝,屏幕上中央最大两侧可观察到干涉条纹,则两相邻明纹中心间距等于。
2、波长为λ的平行光垂直地照射在由折射率为1.50的两块平板玻璃构成的空气劈尖上,当劈尖的顶角α减小时,干涉条纹将变得(填“密集”或“稀疏”)λ)垂直照射单缝,缝宽0.1mm,紧靠缝后放一焦距3、用平行绿光(nm546=为50cm的会聚透镜,则位于透镜焦平面处的屏幕上中央明纹的宽度为。
4、波长为500nm的光垂直照射到牛顿环装置上,若透镜曲率半径为5m,则在反射光中观察到的第四级明环的半径=r。
45、一架距地面200公里的照相机拍摄地面上的物体,如果要求能分辨地面上相距1m的两物点。
镜头的几何象差已很好地消除,感光波长为400nm,那么照相机镜头的孔径D= 。
6、一束曲线偏振光与自然光混合而成的部分偏振光,当通过偏振片时,发现透过的最大光强是最小光强的3倍,则在入射的部分偏振光中,线偏振光的光强点占总光强的。
大学物理期末复习题及答案
j i r )()(t y t x +=大学物理期末复习题力学局部一、填空题:,则质点的速度为,加速度为。
2.一质点作直线运动,其运动方程为221)s m 1()s m 2(m 2t t x --⋅-⋅+=,则从0=t 到s 4=t 时间间隔内质点的位移大小质点的路程。
3.设质点沿x 轴作直线运动,加速度t a )s m 2(3-⋅=,在0=t 时刻,质点的位置坐标0=x 且00=v ,则在时刻t ,质点的速度,和位置。
4.一物体在外力作用下由静止沿直线开场运动。
第一阶段中速度从零增至v,第二阶段中速度从v 增至2v ,在这两个阶段中外力做功之比为。
5.一质点作斜上抛运动〔忽略空气阻力〕。
质点在运动过程中,切向加速度是,法向加速度是 ,合加速度是。
〔填变化的或不变的〕6.质量m =40 kg 的箱子放在卡车的车厢底板上,箱子与底板之间的静摩擦系数为s =,滑动摩擦系数为k =,试分别写出在以下情况下,作用在箱子上的摩擦力的大小和方向.(1)卡车以a = 2 m/s 2的加速度行驶,f =_________,方向_________.(2)卡车以a = -5 m/s 2的加速度急刹车,f =________,方向________.7.有一单摆,在小球摆动过程中,小球的动量;小球与地球组成的系统机械能;小球对细绳悬点的角动量〔不计空气阻力〕.〔填守恒或不守恒〕二、单项选择题:1.以下说法中哪一个是正确的〔〕〔A 〕加速度恒定不变时,质点运动方向也不变 〔B 〕平均速率等于平均速度的大小 〔C 〕当物体的速度为零时,其加速度必为零 〔D 〕质点作曲线运动时,质点速度大小的变化产生切向加速度,速度方向的变化产生法向加速度。
2.质点沿Ox 轴运动方程是m 5)s m 4()s m 1(122+⋅-⋅=--t t x ,则前s 3内它的〔〕 〔A 〕位移和路程都是m 3 〔B 〕位移和路程都是-m 3 〔C 〕位移为-m 3,路程为m 3〔D 〕位移为-m 3,路程为m 53. 以下哪一种说法是正确的〔〕〔A 〕运动物体加速度越大,速度越快〔B 〕作直线运动的物体,加速度越来越小,速度也越来越小〔C 〕切向加速度为正值时,质点运动加快〔D 〕法向加速度越大,质点运动的法向速度变化越快4.一质点在平面上运动,质点的位置矢量的表示式为j i r 22bt at +=〔其中a 、b 为常量〕,则该质点作〔〕〔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5. 用细绳系一小球,使之在竖直平面内作圆周运动,当小球运动到最高点时,它〔 〕 〔A 〕将受到重力,绳的拉力和向心力的作用〔B 〕将受到重力,绳的拉力和离心力的作用〔C 〕绳子的拉力可能为零〔D 〕小球可能处于受力平衡状态6.功的概念有以下几种说法〔1〕保守力作功时,系统内相应的势能增加〔2〕质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零〔3〕作用力和反作用力大小相等,方向相反,所以两者作功的代数和必为零以上论述中,哪些是正确的〔〕〔A 〕〔1〕〔2〕〔B 〕〔2〕〔3〕〔C 〕只有〔2〕〔D 〕只有〔3〕7.质量为m 的宇宙飞船返回地球时,将发动机关闭,可以认为它仅在地球引力场中运动,当它从与地球中心距离为1R 下降到距离地球中心2R 时,它的动能的增量为〔〕〔A 〕2E R mm G ⋅〔B 〕2121E R R R R m Gm -〔C 〕2121E R R R m Gm -〔D 〕222121E R R R R m Gm --8.以下说法中哪个或哪些是正确的〔〕〔1〕作用在定轴转动刚体上的力越大,刚体转动的角加速度应越大。
大学物理复习题
一、 选择题1.已知自由空间一均匀平面波, 其磁场强度为0cos()y H e H t z ωβ=-, 则电场强度的方向____, 能流密度的方向为____。
( A )A. x ,zB. -x ,zC. x , -zD. -x , -z2.损耗媒质中的电磁波,其传播速度随媒质电导率σ的增大而 。
( B )A.不变B. 减小C. 增大D.和电导率无关3.如图所示两个载流线圈,所受的电流力使两线圈间的距离 。
( A )A.增大B.缩小C.不变D.和力无关4.在无损耗媒质中,电磁波的相速度与波的频率 。
( C )A .成正比B .成反比C .无关D .线性变化5.电位移表达式D E ε= ( C )A .在各种电介质中适用B .只在各向异性的电介质中适用C .只在各向同性的、线性的均匀的电介质中适用D .真空中适用6.恒定电流场基本方程的微分形式说明它是 ( B )A. 有散无旋场B.无散无旋场C.无散有旋场D.有散有旋场7.已知电场中一闭合面上的电移位 D 的通量不等于零,则意味着该面内 ( D )A .一定存在自由磁荷B .一定不存在自由电荷C .不能确定D .一定存在自由电荷8.下面表述正确的为 ( D )A .矢量场的散度结果为一矢量场B .标量场的梯度结果为一标量场C .矢量场的旋度结果为一标量场D .标量场的梯度结果为一矢量场9.电偶极子是_ __ ( A )A .两个相距很小的等量异号点电荷组成的系统B .两个相距很小的等量同号点电荷组成的系统C .两个相距很大的等量异号点电荷组成的系统D .两个相距很大的等量同号点电荷组成的系统10.亥姆霍兹定理表明,研究一个矢量场,必须研究它的 ,才能确定该矢量场的性质。
( A )A.散度和旋度B.散度和通量C.旋度和环量D.梯度和方向导数11.磁场强度表达式B H μ= ( C )A.在各种磁介质中适用B.只在各向异性的磁介质中适用C.只在各向同性的、线性的均匀的磁介质中适用D.真空中适用12.正弦电磁场 ( 角频率为ω ) 的磁场强度复矢量H 满足的亥姆霍兹方程为 ( A )A.22000H H ωεμ∇+=B.220r r H H ωεμ∇+=C.200r H H ωεμ∇+=D.200r H H ωεμ∇+=13.静电场中电位为零处的电场强度 ( C )A.一定为零B.最大C.不能确定D.最小14.标量场的梯度的方向为 ( B )A.等值面的切线方向B.等值面的法线方向C.标量增加的方向D.标量减小的方向15.下列关于电场(力)线表述正确的是 ( B )A.由正的自由电荷出发,终止于负的自由电荷B.由正电荷出发,终止于负电荷C.正电荷逆着电场线运动D.负电荷顺着电场线运动16.矢量场的散度在直角坐标下的表示形式为 ( A )A.y x z A A A x y z∂∂∂++∂∂∂ B.x y z Ax Ay Az e e e x y z ∂∂∂++∂∂∂ C.x y z A A A e e e x y z ∂∂∂++∂∂∂ D.A A A x y z ∂∂∂++∂∂∂ 17.已知自由空间一均匀平面波,其电场强度为0cos()x E e E t z ωβ=-, 则能流密度的方向____, 磁场强度的方向为____。
《大学物理》复习题
《大学物理》复习题一、单项选择题1.一质点的运动方程为3232y t t =-。
当2t =秒时,质点的运动为()A.减速运动;B.加速运动;C.匀速运动;D.静止。
2.如题图所示, 一半径为R 的木桶,以角速度ω绕其轴线转动.有人紧贴在木桶内壁上。
人与桶壁间的静摩擦系数为μ,要想人紧贴在木桶上不掉下来,则角速度ω应不小于()A .g μ; B; C .g R μ; D3.一轻绳跨过一个定滑轮,两端各系一质量分别为1m 和2m 的重物,且12m m >。
滑轮质量及一切摩擦均不计,此时重物的加速度的大小为a 。
今用一竖直向下的恒力1F m g =代替质量为1m 的重物,质量为2m 的物体的加速度大小为a '。
则有()A.a a '=;B.a a '>;C.a a '<;D.不能确定。
4.某物体的运动规律为2dv dt kv t =,式中k 为大于零的常数,当0t =时,初速度为0v 。
则速度v 与时间t 的函数关系为()。
A.202v v kt =+;B.20v v kt =-;C.20112v v kt =+;D.20112v v kt =-。
5.一点电荷放在球形高斯面的球心处,会引起高斯面电通量变化的情况是( )。
A .球形高斯面被与它相切的正方体表面代替;B .在球面外另放一点电荷;C .点电荷离开球心,但仍在球面内;D .在球面内另放一点电荷.6.如题图所示,在匀强电场中,将一正电荷从A 移到B 。
下列说法中正确的是()。
第2题图A.电场力作正功,正电荷的电势能减少;B.电场力作正功,正电荷的电势能增加;C.电场力作负功,正电荷的电势能减少;D.电场力作负功,正电荷的电势能增加。
7.如题图所示,载流导线在同一平面内,电流为I ,在O 点的磁感强度为() A.08I R μ; B.04IRμ; C.06IRμ;D.02IRμ.8.如题图所示,在一长直导线L 中通有电流I ,ABCD 为一与L 共面的矩形线圈,且AB 边与导线L 平行。
大学普通物理复习题(10套)带答案
大学普通物理复习题(10套)带答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN普通物理试题1-10试题1一、填空题11. 7.在与匀强磁场B垂直的平面内,有一长为L 的铜杆OP ,以角速度ω绕端点O 作逆时针匀角速转动,如图13—11,则OP 间的电势差为=-P O U U ( 221L B ω )。
3. 3.光程差∆与相位差ϕ∆的关系是(λπϕ∆=∆2 )25. 1.单色光在水中传播时,与在真空中传播比较:频率(不变 );波长( 变小 );传播速度( 变小 )。
(选填:变大、变小、不变。
)68.17-5. 波长为λ的平行单色光斜入射向一平行放置的双缝,如图所示,已知入射角为θ缝宽为a ,双缝距离为b ,产生夫琅和费衍射,第二级衍射条纹出现的角位置是(()θλϕsin 2sin 1-±=-b。
33. 9. 单色平行光垂直照射在薄膜上.经上下两表面反射的两束光发生干涉、如图所示,若薄膜的厚度为e .且321n n n ><,1λ为入射光在1n 中的波长,则两束反射光的光程差为 ( 22112λn e n -)。
二、选择题6. 2. 如图示,在一无限长的长直载流导线旁,有一正方形单匝线圈,导线与线圈一侧平行并在同一平面内,问:下列几种情况中,它们的互感产生变化的有( B ,C ,D )(该题可有多个选择)(A) 直导线中电流不变,线圈平行直导线移动; (B) 直导线中电流不变,线圈垂直于直导线移动;(C) 直导线中电流不变,线圈绕AB 轴转动; (D) 直导线中电流变化,线圈不动12.16-1.折射率为n 1的媒质中,有两个相干光源.发出的光分别经r 1和r 2到达P 点.在r 2路径上有一块厚度为d ,折射率为n 2的透明媒质,如图所示,则这两条光线到达P 点所经过的光程是( C )。
(A )12r r -(B )()d n n r r 2112+- (C )()()d n n n r r 12112-+- (D )()()d n n r r 12112-+-83. 7.用白光垂直照射一平面衍射光栅、发现除中心亮纹(0=k )之外,其它各级均展开成一光谱.在同一级衍射光谱中.偏离中心亮纹较远的是( A )。
《大学物理》综合复习资料
《大学物理(一)》综合复习资料一.选择题1.某人骑自行车以速率V 向西行驶,今有风以相同速率从北偏东300方向吹来,试问人感到风从哪个方向吹来?(A )北偏东300. (B )南偏东300. (C )北偏西300. (D )西偏南300. [ ]2.质点系的内力可以改变(A )系统的总质量.(B )系统的总动量.(C )系统的总动能.(D )系统的总角动量. [ ] 3.一轻绳绕在有水平轮的定滑轮上,滑轮质量为m ,绳下端挂一物体.物体所受重力为P ,滑轮的角加速度为β.若将物体去掉而以与P 相等的力直接向下拉绳子,滑轮的角加速度β将(A )不变. (B )变小. C )变大. ( D )无法判断. [ ]4.一质点作匀速率圆周运动时,则(A) 它的动量不变,对圆心的角动量也不变.(B) 它的动量不变,对圆心的角动量不断不变.(C) 它的动量不断改变,对圆心的角动量不变.(D) 它的动量不断改变,对圆心的角动量也不断改变. [ ]5.关于刚体对轴的转动惯量,下列说法中正确的是(A) 只取决于刚体的质量,与质量的分布和轴的位置无关.(B )取决于刚体的质量和质量分布,与轴的位置无关.(C )取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置.(D)只取决于转轴的位置,与刚体的质量和质量的空间分布无关. [ ]6.一小球沿斜面向上运动,其运动方程为245t t S -+=(SI ),则小球运动到最高点的时刻是(A )s 4=t .(B )s 2=t .(C )s 8=t .(D )s 5=t . [ ]7.对功的概念有以下几种说法:(l )保守力作正功时,系统内相应的势能增加.(2)质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零.(3)作用力和反作用力大小相等、方向相反,所以两者所作功的代数和必为零.在上述说法中:(A )(l )、(2)是正确的. (B )(2)、(3)是正确的.(C )只有(2)是正确的. (D )只有(3)是正确的. [ ]8.均匀细棒OA 可绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴转动,如图所示.今使棒从水平位置由静止开始自由下落,在棒摆动到竖直位置的过程中,下述说法哪一种是正确的?(A )角速度从小到大,角加速度从大到小.(B )角速度从小到大,角加速度从小到大.(C )角速度从大到小,角加速度从大到小.(D )角速度从大到小,角加速度从小到大.[ ]9.一弹簧振子作简谐振动,总能量为1E ,如果简谐振动振幅增加为原来的两倍,重物的质量增加为原来的四倍,则它的总能量1E 变为(A )4/1E . (B)2/1E . (C)12E . (D)14E . [ ]10.下列说法哪一条正确?(A )加速度恒定不变时,物体运动方向也不变.(B )平均速率等于平均速度的大小.(C )不管加速度如何,平均速率表达式总可以写成:2/)(21v v v +=.(D )运动物体速率不变时,速度可以变化. [ ]11.站在电梯内的一个人,看到用细线连结的质量不同的两个物体跨过固定在电梯内顶棚上得的一个无摩擦的定滑轮而处于“平衡”状态.由此,他断定电梯作加速运动,其加速度为(A )大小为1g ,方向向上. (B )大小为1g ,方向向下.(C )大小为g 21,方向向上. (D )大小为g 21,方向向下. [ ] 12.质量为M 光滑的圆弧形槽于光滑水平面上,一滑块m 自槽的顶部由静止释放后沿槽滑下,不计空气阻力.对于这一过程,以下哪种分析是对的:(A )由m 和M 组成的系统动量守恒. (B )由m 和M 组成的系统机械能守恒.(C )由m 、M 和地球组成的系统机械能守恒.(D )M 对m 的正压力恒不作功.[ ]13. 一轻绳绕在有水平轴的定滑轮上,滑轮质量为m ,绳下端挂一物体.物体所受重力为P ,滑轮的角加速度为β.若将物体去掉而以与P 相等的力直接向下拉绳子,滑轮的角加速度β将(A )不变. (B )变小. (C )变大. (D )无法判断. [ ]14.一质点作简谐振动,振动方程为)cos(φω+=t A x ,当时间2/T t =(T 为周期)时,质点的速度为(A )φωsin A -.(B )φωsin A .(C )φωcos A -.(D )φωcos A . [ ]15.一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为j bt i at r 22+=(其中a 、b 为常量)则该质点作(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. [ ]16.在高台上分别沿45º仰角方向和水平方向,以同样速率投出两颗小石子,忽略空气阻力,则它们落地时速度(A )大小不同,方向不同.(B )大小相同,方向不同.(C )大小相同,方向相同.(D )大小不同,方向相同. [ ]17.质量为m 的木块沿与水平面成θ角的固定光滑斜面下滑,当木块下降高度为h 时,重力的瞬时功率是(A )2/1)2(gh mg . (B )2/1)2(cos gh mg θ. (C )2/1)21(sin gh mg θ. (D)2/1)2(sin gh mg θ. [ ]18.一轻弹簧竖直固定于水平桌面上.如图所示,小球从距离桌面高为h 处以初速度0v 落下,撞击弹簧后跳回到高为h 处时速度仍为0v ,以小球为系统,则在这一整个过程中小球的(A )动能不守恒,动量不守恒. (B )动能守恒,动量不守恒.(C )机械能不守恒,动量守恒. (D )机械能守恒,动量守恒.[ ]二.填空题1.一质点的运动方程为26t t x -=(SI ),则在t 由0至4s 的时间间隔内,质点的位移大小为 ,在t 由0到4s 的时间间用内质点走过的路程为 .2.一质点作半径为0.1m 圆周运动,其运动方程为:2/4/2t +π=θ,则其切向加速度为t a = .3.一质量为m 的物体,原来以速率v 向北运动,它突然受到外力打击,变为向西运动,速率仍为v ,则外力的冲量大小为 ,方向为 .4.若作用于一力学系统上外力的合力为零,则外力的合力矩.(填一定或不一定) 为零;这种情况下力学系统的动量、角动量、机械能三个量中一定守恒的量是_ .5.动量矩定理的内容是 .其数学表达式可写成 .动量矩守恒的条件是 .6.一质点沿半径为0.10m 的圆周运动,其角位移θ可用下式表示)(423SI t +=θ.(1)当t=2s 时,切向加速度t a = ;(2)当t a 的大小恰为总加速度a 大小的一半时,=θ .7.质量为M 的物体A 静止于水平面上,它与平面之间的滑动摩擦系数为μ ,另一质量为m 的小球B 以沿水平方向向右的速度v与物体A 发生完全非弹性碰撞.则碰后物体A 在水平方向滑过的距离L = .8.图中所示的装置中,略去一切摩擦力以及滑轮和绳的质量,且绳不可伸长,则质量为1m 的物体的加速度=1a .9.绕定轴转动的飞轮均匀地减速,0=t 时角速度s rad /5=ω,s t 20=时角速度08.0ωω=,则飞轮的角加速度β= ,从0=t 到s t 100=时间内飞轮所转过的角度θ= .10. 如图所示,Ox 轴沿水平方向,Oy 轴竖直向下,在0=t 时刻将质量为m 的质点由a 处静止释放,让它自由下落,则在任意时刻t ,质点所受的对点O 的力矩M = ;在任意时刻t ,质点对原点O 的角动量L = .11.二质点的质量分别为1m 、2m . 当它们之间的距离由a 缩短到b 时,万有引力所做的功为 .12.动量定理的内容是 ,其数学表达式可写 .动量守恒的条件是 .13.已知质点运动方程为j t t i t t r )314()2125(32++-+=(SI ),当t =2s 时,a = .14.一个以恒定角加速度转动的圆盘,如果在某一时刻的角速度为ωl =20πrad /s ,再转60转后角速度为ω2=30πrad /s ,则角加速度β= ,转过上述60转所需的时间是t = .15.质量分别为m 和2m 的两物体(都可视为质点),用一长为l 的轻质刚性细杆相连,系统绕通过杆且与杆垂直的竖直固定轴O 转动,已知O 轴离质量为2m 的质点的距离为l 31,质量为m 的质点的线速度为v 且与杆垂直,则该系统对转轴的角动量(动量矩)大小为 .16.质量为m 的质点以速度v 沿一直线运动,则它对直线外垂直距离为d 的一点的角动量大小是 .17.若作用于一力学系统上外力的合力为零,则外力的合力矩 (填一定或不一定)为零;这种情况下力学系统的动量、角动量、机械能三个量中一定守恒的量是 .三.计算题1.顶角为2θ的直圆锥体,底面固定在水平面上,如图所示.质量为m 的小球系在绳的一端,绳的另一端系在圆锥的顶点.绳长为l ,且不能伸长,质量不计,圆锥面是光滑的.今使小球在圆锥面上以角速度ω绕OH 轴匀速转动,求(1)锥面对小球的支持力N 和细绳的张力T ;(2)当ω增大到某一值c ω时小球将离开锥面,这时c ω及T 又各是多少?2.一弹簧振子沿x 轴作简谐振动.已知振动物体最大位移为m x =0.4m 最大恢复力为N 8.0=m F ,最大速度为m/s 8.0π=m v ,又知t =0的初位移为+0.2m ,且初速度与所选x 轴方向相反.(1)求振动能量;(2)求此振动的表达式.3.一物体与斜面间的摩擦系数μ=0.20,斜面固定,倾角45=αº.现给予物体以初速率m /s 100=v ,使它沿斜面向上滑,如图所示.求:(l )物体能够上升的最大高度h ;(2)该物体达到最高点后,沿斜面返回到原出发点时的速率v .4.一质量为A m =0.1kg 的物体A 与一轻弹簧相连放在光滑水平桌面上,弹簧的另一端固定在墙上,弹簧的倔强系数k =90N /m .现在用力推A ,从而弹簧被压缩了0x =0.1m .在弹簧的原长处放有质量B m =0.2kg 的物体B ,如图所示,由静止释放物体A 后,A 将与静止的物体B发生弹性碰撞.求碰撞后A 物体还能把弹簧压缩多大距离.5.质量为M =1.5kg 的物体,用一根长为 l =1.25 m 的细绳悬挂在天花板上.今有一质量为m =10g 的子弹以0v =500m/s 的水平速度射穿物体,刚穿出物体时子弹的速度大小m/s 300 v ,设穿透时间极短.求:(l )子弹刚穿出时绳中张力的大小;(2)子弹在穿透过程中所受的冲量.6.某弹簧不遵守胡克定律,若施力F ,则相应伸长为x ,力与伸长的关系为F =52.8 x 十38.4x 2(SI )求:(1)将弹簧从定长1x =0.5m 拉伸到定长2x =1.00m 外力所需做的功.(2)将弹簧横放在水平光滑桌面上,一端固定,另一端系一个质量为2.17kg 的物体,然后将弹簧拉伸到一定长2x = 1.00m ,再将物体有静止释放,求当弹簧回到1x =0.5m 时,物体的速率.(3)此弹簧的弹力是保守力吗?7.三个物体A 、B 、C 每个质量都是M . B 、C 靠在一起,放在光滑水平桌面上,两者间连有一段长为0.4m 的细绳,原先放松着.B 的另一侧用一跨过桌边的定滑轮的细绳与A 相连(如图).滑轮和绳子的质量及轮轴上的摩擦不计,绳子不可伸长.问:(l ) A 、 B 起动后,经多长时间C 也开始运动?(2)C 开始运动时速度的大小是多少?(取g =10m/s 2)8.有一轻弹簧,当下端挂一个质量1m =10g 的物体而平衡时,伸长量为4.9cm .用这个弹簧和质量2m =16g 的物体连成一弹簧振子.若取平衡位置为原点,向上为x 轴的正方向.将2m 从平衡位置向下拉 2cm 后,给予向上的初速度0v =5c m/s 并开始计时,试求2m 的振动周期和振动的数值表达式.参考答案一.选择题1.(C ) 2.(C ) 4.(C ) 4.(C ) 5.(C )6.(B ) 7.(C ) 8.(A ) 9.(D )10.(D )11.(B ) 12.(C ) 13.(C )14.(B )15.(B )16.(B )17.(D ) 18.(A )二.填空题l . 8m 10m2. 0.1m/s 23. mv 2 指向正西南或南偏西4504. 不一定 动量5.转动物体所受合外力矩的冲量矩等于在合外力矩作用时间内转动物体动量矩的增量. 112221ω-ω=⎰ J J dt M t t物体所受合外力矩等于零.6. 48m/s 23.15 r a d7. 22)(2)(m M g mv +μ 8. 21242m m g m + 9. -0.05rad/s 250rad10. k mbg k mbgt11. )11(21ba m Gm -- 12. 质点系所受合外力的冲量等于质点系(系统)动量的增量.i i i i t t v m v m dt F 2121 ∑∑⎰-=系统所受合外力等于零.13.)/(4s m j i +-14. 6.54 rad/s 2s 8.4 15. mvl16. mvd17. 不一定; 动量三.计算题1. 解:以r 表示小球所在处圆锥体的水平截面半径.对小球写出牛顿定律方程为r m ma N T 2cos sin ω==θ-θ0cos cos =-θ+θmg N T其中:θ=sin l r联立求解得:(1)θθω-θ=cos sin sin 2l m mg Nθω+θ=22sin cos l m mg T(2)0,=ω=ωN c θ=ωcos /l g cθ=cos /mg T2.解;(l )由题意./,,m m m m x F k x A kA F ===J x F kx E m m m 16.021212=== (2)m m m m x v A v A v //,==ωω=Hz s rad 22/,/2=πω=νπ=ω2.0cos ,00=φ==A x tπ=φ<φω-=31,0sin 0A v 振动方程为)3/2cos(4.0π+π=t y (SI )3.解:(l )根据功能原理,有 mgh mv fs -=2021 mgh mv mghctg mgh Nh fs -=αμ=ααμ=αμ=2021sin cos sin m ctg g v h 25.4)1(220=αμ+=(2)根据功能原理有221mv mgh fs -= αμ-=mghctg mgh mv 221s m ctg gh v /16.8)1(2[2/1=αμ-=4.解:释放物体A 到A 与B 碰撞前,以A 与弹簧为系统,机械能守恒: 2202121v m kx A = A 与B 碰撞过程中以A 、B 为系统,动量守恒,机械能守恒。
大学物理复习资料-大题
8-10 均匀带电球壳内半径6cm ,外半径10cm ,电荷体密度为2×510-C ·m -3求距球心5cm ,8cm ,12cm 各点的场强.解: 高斯定理0d ε∑⎰=⋅qS E s,02π4ε∑=q r E当5=r cm 时,0=∑q ,0=E8=r cm 时,∑q 3π4p=3(r )3内r - ∴ ()2023π43π4rr r E ερ内-=41048.3⨯≈1C N -⋅, 方向沿半径向外. 12=r cm 时,3π4∑=ρq -3(外r )内3r ∴ ()420331010.4π43π4⨯≈-=rr r E ερ内外 1C N -⋅ 沿半径向外. 8-11 半径为1R 和2R (2R >1R )的两无限长同轴圆柱面,单位长度上分别带有电量λ和-λ,试求:(1)r <1R ;(2) 1R <r <2R ;(3) r >2R 处各点的场强.解: 高斯定理0d ε∑⎰=⋅qS E s取同轴圆柱形高斯面,侧面积rl S π2=则 rl E S E Sπ2d =⋅⎰对(1) 1R r <0,0==∑E q(2) 21R r R << λl q =∑∴ rE 0π2ελ=沿径向向外(3) 2R r >=∑q∴ 0=E8-16 如题8-16图所示,在A ,B 两点处放有电量分别为+q ,-q 的点电荷,AB 间距离为2R ,现将另一正试验点电荷0q 从O 点经过半圆弧移到C 点,求移动过程中电场力作的功.解: 如题8-16图示0π41ε=O U 0)(=-RqR q 0π41ε=O U )3(R qR q -Rq 0π6ε-= ∴ Rqq U U q A o C O 00π6)(ε=-=8-27 在半径为1R 的金属球之外包有一层外半径为2R 的均匀电介质球壳,介质相对介电常数为r ε,金属球带电Q .试求: (1)电介质内、外的场强; (2)电介质层内、外的电势; (3)金属球的电势.解: 利用有介质时的高斯定理∑⎰=⋅q S D Sd(1)介质内)(21R r R <<场强303π4,π4r rQ E r r Q D r εε ==内;介质外)(2R r <场强303π4,π4rr Q E r Qr D ε ==外 (2)介质外)(2R r >电势rQE U 0rπ4r d ε=⋅=⎰∞ 外 介质内)(21R r R <<电势2020π4)11(π4R Q R r qr εεε+-=rd r d ⋅+⋅=⎰⎰∞∞rrE E U 外内)11(π420R r Q r r -+=εεε(3)金属球的电势r d r d 221 ⋅+⋅=⎰⎰∞R R R E E U 外内⎰⎰∞+=22220π44πdr R R Rr r Qdrr Q εεε)11(π4210R R Q r r -+=εεε8-29 两个同轴的圆柱面,长度均为l ,半径分别为1R 和2R (2R >1R ),且l >>2R -1R ,两柱面之间充有介电常数ε的均匀电介质.当两圆柱面分别带等量异号电荷Q 和-Q 时,求: (1)在半径r 处(1R <r <2R =,厚度为dr ,长为l 的圆柱薄壳中任一点的电场能量密度和整个薄壳中的电场能量;(2)电介质中的总电场能量; (3)圆柱形电容器的电容. 解: 取半径为r 的同轴圆柱面)(S则 rlD S D S π2d )(=⋅⎰当)(21R r R <<时,Q q =∑∴ rlQD π2=(1)电场能量密度 22222π82l r Q D w εε==薄壳中 rlrQ rl r l r Q w W εευπ4d d π2π8d d 22222===(2)电介质中总电场能量⎰⎰===211222ln π4π4d d R R VR R l Q rl r Q W W εε (3)电容:∵ CQ W 22=∴ )/ln(π22122R R lW Q C ε== 9-7 如题9-7图所示,AB 、CD 为长直导线,C B为圆心在O 点的一段圆弧形导线,其半径为R .若通以电流I ,求O 点的磁感应强度.解:如题9-7图所示,O 点磁场由AB 、C B、CD 三部分电流产生.其中AB 产生 01=BCD 产生RIB 1202μ=,方向垂直向里CD 段产生 )231(2)60sin 90(sin 24003-πμ=-πμ=︒︒R I R I B ,方向⊥向里 ∴)6231(203210ππμ+-=++=R I B B B B ,方向⊥向里. 9-10 在一半径R =1.0cm 的无限长半圆柱形金属薄片中,自上而下地有电流I =5.0 A 通过,电流分布均匀.如题9-10图所示.试求圆柱轴线任一点P 处的磁感应强度.题9-10图解:因为金属片无限长,所以圆柱轴线上任一点P 的磁感应强度方向都在圆柱截面上,取坐标如题9-10图所示,取宽为l d 的一无限长直电流l RII d d π=,在轴上P 点产生B d 与R 垂直,大小为RI R R R IR I B 20002d 2d 2d d πθμ=πθπμ=πμ= RI B B x 202d cos cos d d πθθμ=θ= RI B B y 202d sin )2cos(d d πθθμ-=θ+π=∴ 520202221037.6)]2sin(2[sin 22d cos -ππ-⨯=πμ=π--ππμ=πθθμ=⎰RI R I R I B x T 0)2d sin (2220=πθθμ-=⎰ππ-RI B y∴ i B51037.6-⨯= T9-16 一根很长的同轴电缆,由一导体圆柱(半径为a )和一同轴的导体圆管(内、外半径分别 为b ,c )构成,如题9-16图所示.使用时,电流I 从一导体流去,从另一导体流回.设电流都是均匀地分布在导体的横截面上,求:(1)导体圆柱内(r <a ),(2)两导体之间(a <r <b ),(3)导体圆筒内(b <r <c )以及(4)电缆外(r >c )各点处磁感应强度的大小 解:⎰∑μ=⋅LI l B 0d(1)a r < 2202RIr r B μπ=202RIrB πμ=(2) b r a << I r B 02μπ=rIB πμ20=(3)c r b << I bc b r I r B 0222202μμπ+---= )(2)(22220b c r r c I B --=πμ (4)c r > 02=r B π0=B题9-16图题9-17图9-20 如题9-20图所示,在长直导线AB 内通以电流1I =20A ,在矩形线圈CDEF 中通有电流2I =10 A ,AB 与线圈共面,且CD ,EF 都与AB 平行.已知a =9.0cm,b =20.0cm,d =1.0 cm ,求:(1)导线AB 的磁场对矩形线圈每边所作用的力; (2)矩形线圈所受合力和合力矩.解:(1)CD F方向垂直CD 向左,大小4102100.82-⨯==dI bI F CD πμ N同理FE F方向垂直FE 向右,大小5102100.8)(2-⨯=+=a d I bI F FE πμ NCF F方向垂直CF 向上,大小为⎰+-⨯=+πμ=πμ=ad dCF dad I I r r I I F 5210210102.9ln 2d 2 N ED F方向垂直ED 向下,大小为5102.9-⨯==CF ED F F N(2)合力ED CF FE CD F F F F F+++=方向向左,大小为4102.7-⨯=F N合力矩B P M m⨯=∵ 线圈与导线共面∴ B P m//0=M.9-25 电子在B =70×10-4T 的匀强磁场中作圆周运动,圆周半径r =3.0cm .已知B垂直于纸面向外,某时刻电子在A 点,速度v向上,如题9-25图.(1)试画出这电子运动的轨道;(2)求这电子速度v的大小; (3)求这电子的动能k E .题9-25图解:(1)轨迹如图(2)∵ rv m evB 2=∴ 7107.3⨯==meBrv 1s m -⋅(3) 162K 102.621-⨯==mv E J 题10-5图10-5如题10-5所示,在两平行载流的无限长直导线的平面内有一矩形线圈.两导线中的电流方向相反、大小相等,且电流以tId d 的变化率增大,求: (1)任一时刻线圈内所通过的磁通量; (2)线圈中的感应电动势. 解: 以向外磁通为正则(1) ]ln [lnπ2d π2d π2000dad b a b Ilr l r Ir l r Iab b ad d m +-+=-=⎰⎰++μμμΦ (2) tIb a b d a d l t d d ]ln [ln π2d d 0+-+=-=μΦε10-7 如题10-7图所示,长直导线通以电流I =5A ,在其右方放一长方形线圈,两者共面.线圈长b =0.06m ,宽a =0.04m ,线圈以速度v =0.03m ·s -1垂直于直线平移远离.求:d =0.05m时线圈中感应电动势的大小和方向.题10-7图解: AB 、CD 运动速度v方向与磁力线平行,不产生感应电动势. DA 产生电动势⎰==⋅⨯=ADIvbvBb l B v d2d )(01πμεBC 产生电动势)(π2d )(02d a Ivbl B v CB+-=⋅⨯=⎰με∴回路中总感应电动势8021106.1)11(π2-⨯=+-=+=ad d Ibv μεεε V 方向沿顺时针.10-10 导线ab 长为l ,绕过O 点的垂直轴以匀角速ω转动,aO =3l磁感应强度B 平行于转轴,如图10-10所示.试求: (1)ab 两端的电势差; (2)b a ,两端哪一点电势高?解: (1)在Ob 上取dr r r +→一小段 则 ⎰==320292d l Ob l B r rB ωωε 同理 ⎰==302181d l Oa l B r rB ωωε ∴ 2261)92181(l B l B Ob aO ab ωωεεε=+-=+= (2)∵ 0>ab ε 即0<-b a U U ∴b 点电势高.题10-11图10-11 如题10-11图所示,长度为b 2的金属杆位于两无限长直导线所在平面的正中间,并以速度v平行于两直导线运动.两直导线通以大小相等、方向相反的电流I ,两导线相距2a .试求:金属杆两端的电势差及其方向. 解:在金属杆上取r d 距左边直导线为r ,则 b a b a Iv r r a r Iv l B v b a b a BA AB-+-=-+-=⋅⨯=⎰⎰+-lnd )211(2d )(00πμπμε∵ 0<AB ε ∴实际上感应电动势方向从A B →,即从图中从右向左, ∴ ba ba Iv U AB -+=ln0πμ 题10-12图10-12 磁感应强度为B的均匀磁场充满一半径为R 的圆柱形空间,一金属杆放在题10-12图中位置,杆长为2R ,其中一半位于磁场内、另一半在磁场外.当tBd d >0时,求:杆两端的感应电动势的大小和方向.解: ∵ bc ab ac εεε+=tBR B R t t ab d d 43]43[d d d d 21=--=-=Φε=-=tabd d 2Φεt BR B R t d d 12π]12π[d d 22=-- ∴ tB R R acd d ]12π43[22+=ε∵0d d >tB∴ 0>ac ε即ε从c a →10-20 一无限长圆柱形直导线,其截面各处的电流密度相等,总电流为I .求:导线内部单位长度上所储存的磁能. 解:在R r <时 20π2RI B rμ=∴ 4222002π82Rr I B w m μμ== 取 r r V d π2d =(∵导线长1=l ) 则 ⎰⎰===RRm I Rrr I r r w W 0204320π16π4d d 2μμπ12-7 在杨氏双缝实验中,双缝间距d =0.20mm ,缝屏间距D =1.0m ,试求: (1)若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm ,计算此单色光的波长; (2)相邻两明条纹间的距离.解: (1)由λk dDx =明知,λ22.01010.63⨯⨯=, ∴ 3106.0-⨯=λmm oA 6000=(2) 3106.02.010133=⨯⨯⨯==∆-λd D x mm 12-8 在双缝装置中,用一很薄的云母片(n=1.58)覆盖其中的一条缝,结果使屏幕上的第七级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置.若入射光的波长为5500oA ,求此云母片的厚度.解: 设云母片厚度为e ,则由云母片引起的光程差为e n e ne )1(-=-=δ按题意 λδ7=∴ 610106.6158.1105500717--⨯=-⨯⨯=-=n e λm 6.6=m μ12-12 在折射率1n =1.52的镜头表面涂有一层折射率2n =1.38的Mg 2F 增透膜,如果此膜适用于波长λ=5500 oA 的光,问膜的厚度应取何值?解: 设光垂直入射增透膜,欲透射增强,则膜上、下两表面反射光应满足干涉相消条件,即λ)21(22+=k e n ),2,1,0(⋅⋅⋅=k∴ 222422)21(n n k n k e λλλ+=+=)9961993(38.14550038.125500+=⨯+⨯=k k o A 令0=k ,得膜的最薄厚度为996oA . 当k 为其他整数倍时,也都满足要求.12-13 如题12-13图,波长为6800oA 的平行光垂直照射到L =0.12m 长的两块玻璃片上,两玻璃片一边相互接触,另一边被直径d =0.048mm 的细钢丝隔开.求:(1)两玻璃片间的夹角=θ?(2)相邻两明条纹间空气膜的厚度差是多少? (3)相邻两暗条纹的间距是多少? (4)在这0.12 m 内呈现多少条明条纹?题12-13图12-15 (1)若用波长不同的光观察牛顿环,1λ=6000oA ,2λ=4500oA ,观察到用1λ时的第k 个暗环与用2λ时的第k+1个暗环重合,已知透镜的曲率半径是190cm .求用1λ时第k 个暗环的半径.(2)又如在牛顿环中用波长为5000oA 的第5个明环与用波长为2λ的第6个明环重合,求未知波长2λ.解: (1)由牛顿环暗环公式λkR r k =据题意有 21)1(λλR k kR r +==∴212λλλ-=k ,代入上式得2121λλλλ-=R r 10101010210450010600010450010600010190-----⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 31085.1-⨯=m(2)用A 50001 =λ照射,51=k 级明环与2λ的62=k 级明环重合,则有 2)12(2)12(2211λλR k R k r -=-= ∴ 4091500016215212121212=⨯-⨯-⨯=--=λλk k o A 13-11 一单色平行光垂直照射一单缝,若其第三级明条纹位置正好与6000οA 的单色平行光的第二级明条纹位置重合,求前一种单色光的波长.解:单缝衍射的明纹公式为)12(sin +=k a ϕ2λ 当6000=λo A 时,2=kx λλ=时,3=k重合时ϕ角相同,所以有)132(26000)122(sin +⨯=+⨯=ϕa 2x λ 得 4286600075=⨯=x λo A 13-15 波长为5000o A 的平行单色光垂直照射到每毫米有200条刻痕的光栅上,光栅后的透镜焦距为60cm . 求:(1)屏幕上中央明条纹与第一级明条纹的间距;(2)当光线与光栅法线成30°斜入射时,中央明条纹的位移为多少? 解:3100.52001-⨯==+b a mm 6100.5-⨯m (1)由光栅衍射明纹公式 λϕk b a =+sin )(,因1=k ,又f x ==ϕϕtan sin所以有λ=+fx b a 1)( 即 62101100.51060105000---⨯⨯⨯⨯=+=b a fx λ 2100.6-⨯=m 6= cm(2)对应中央明纹,有0=k正入射时,0sin )(=+ϕb a ,所以0sin =≈ϕϕ斜入射时,0)sin )(sin (=±+θϕb a ,即0sin sin =±θϕ因︒=30θ,∴21tan sin ±==≈f x ϕϕ 故22103010602121--⨯=⨯⨯==f x m 30= cm 这就是中央明条纹的位移值.13-18 在夫琅禾费圆孔衍射中,设圆孔半径为0.10mm ,透镜焦距为50cm ,所用单色光波长为5000oA ,求在透镜焦平面处屏幕上呈现的爱里斑半径.解:由爱里斑的半角宽度 47105.302.010500022.122.1--⨯=⨯⨯==D λθ ∴ 爱里斑半径5.1105.30500tan 24=⨯⨯=≈=-θθf f d mm 13-19 已知天空中两颗星相对于一望远镜的角距离为4.84×10-6rad ,它们都发出波长为5500oA 的光,试问望远镜的口径至少要多大,才能分辨出这两颗星?解:由最小分辨角公式 D λθ22.1=∴ 86.131084.4105.522.122.165=⨯⨯⨯==--θλD cm 14-8 使自然光通过两个偏振化方向夹角为60°的偏振片时,透射光强为1I ,今在这两个偏振片之间再插入一偏振片,它的偏振化方向与前两个偏振片均成30°,问此时透射光I 与1I 之比为多少?解:由马吕斯定律ο20160cos 2I I =80I = 32930cos 30cos 20ο2ο20I I I == ∴25.2491==I I 14-9 自然光入射到两个重叠的偏振片上.如果透射光强为,(1)透射光最大强度的三分之一,(2)入射光强的三分之一,则这两个偏振片透光轴方向间的夹角为多少?解:(1) max 120131cos 2I I I ==α 又 20max I I =∴ ,601I I = 故 'ο11124454,33cos ,31cos ===ααα. (2) 0220231cos 2I I I ==α ∴ 'ο221635,32cos ==αα 14-10 一束自然光从空气入射到折射率为1.40的液体表面上,其反射光是完全偏振光.试求:(1)入射角等于多少?(2)折射角为多少?解:(1),140.1tan 0=i ∴'ο02854=i (2) 'ο0ο323590=-=i y。
大学物理考试试题复习资料
Am 1m 2BO A r Q 1 Q 2 R 1R 2 OP l Bbav α 重考复习参考题(自动化专业)一、 选择题。
1.如图所示,S 1和S 2是两个半径相同的球面。
P 1和P 2是两球面上的对应点,当点电荷q 1、q 2、q 3从图一的分布状态变为图二的分布状态时,则:[ D ] (A) 1212p p S S E d s=E d s ,E E ⋅⋅=⎰⎰ (B) 1212p p S S E d s=E d s ,E E ⋅⋅≠⎰⎰(C) 1212p p S S E d s E d s ,E =E ⋅≠⋅⎰⎰(D) 1212p p S S E d s E d s ,E E ⋅≠⋅≠⎰⎰2.如图所示,在半径为R1的金属球表面紧贴一个外半径为R2、电容率为ε的介质球壳(不带电),球壳外为真空,P 为介质球壳内一点,距球心O 点的距离为r 。
当金属球带上电量为Q 的电荷、且以无穷远处为电势零点,则P 点的场强大小和电势分别为:[ C ](A) 22Q QEp=,Up=4r 4R πεπε(B)20002Q Q QEp=,Up=4r 4r 4R +πεπεπε (C)2202Q Q 11Q Ep=,Up=4r 4r R 4R ⎛⎫-+⎪πεπεπε⎝⎭ (D)200102Q Q QEp=,Up=4r 4R 4R +πεπεπε3.如图所示,L 1、L 2是两个半径为R 的圆周,电流I 1≠I 2,P 1、P 2为两个圆周上的对应点。
当电流I 1和I 2的位置从图(一)状态变化到图(二)状态时,则:[ B ] (A)1212p p L L B dl B dl ,B B ⋅=⋅≠⎰⎰(B) 1212p p L L B dl B dl ,B B ⋅≠⋅≠⎰⎰(C) 1212p p L L B dl B dl ,B B ⋅=⋅=⎰⎰(D) 1212p p LL B dl B dl ,B B ⋅≠⋅=⎰⎰4.如图所示,AB 是一根无限长载流直导线,通有电流I1,C 、D 是两个材料和尺寸相同的正方形金属线圈,两金属线圈C 、D 与直线AB 共面。
大学物理期末复习题
练习 一一、选择题:1. 两个均匀带电的同心球面,半径分别为R 1、R 2(R 1<R 2),小球带电Q ,大球带电-Q ,下列各图中哪一个正确表示了电场的分布 ( D )(A) (B) (C) (D)【提示:当1r R ≤时,有10E =;当12R r R <≤时,有2204Qr E πε=,得2204Q E r πε=;当2r R >时,有230()4Q Q r E πε+-=,得30E =】2. 如图所示,任一闭合曲面S 内有一点电荷q ,O 为S 面上任一点,若将q 由闭合曲面内的P 点移到T 点,且OP =OT ,那么 (A) 穿过S 面的电通量改变,O 点的场强大小不变;(B) 穿过S 面的电通量改变,O 点的场强大小改变; (C) 穿过S 面的电通量不变,O 点的场强大小改变;(D) 穿过S 面的电通量不变,O 点的场强大小不变。
解析:根据高斯定理,穿过闭合曲面的电场强度通量正比于面内电荷量的代数和,曲面S 内电荷量没变,因而电场强度通量不变。
O 点电场强度大小与所有电荷有关,由点电荷电场强度大小的计算公式204q E r πε=,移动电荷后,由于OP=OT ,即r 没有变化,q 没有变化,因而电场强度大小不变。
因而正确答案(D )3. 在边长为a 的正立方体中心有一个电量为q 场强度通量为 ) (A) q /ε0 ; (B) q /2ε0 ; (C) q /4ε0 ; (D) q /6ε0。
【提示:闭合面穿出的总通量为:0qε4. 如图所示,a 、b 、c 是电场中某条电场线上的三个点,由此可知 ( ) (A) E a >E b >E c ; (B) E a <E b <E c ;(C) U a >U b >U c ; (D) U a <U b <U c 。
【提示:顺着电场线的方向,电势是逐步降低的】5. 关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是 ( )(A) 如果高斯面内无电荷,则高斯面上E ϖ处处为零; (B) 如果高斯面上E ϖ处处不为零,则该面内必无电荷;12121221(C) 如果高斯面内有净电荷,则通过该面的电通量必不为零;(D) 如果高斯面上E ϖ处处为零,则该面内必无电荷。
大学物理复习题及答案
大学物理复习题及答案期末复习一、力学(一)填空题:1、质点沿x 轴运动,运动方程23262x t t =+-,则其最初4s 内位移是 -32m i v,最初4s 内路程是 48m 。
2、质点的加速度(0),0a mx m t =->=时,00,x v v ==,则质点停下来的位置是x =0m。
3、半径为30cm 的飞轮,从静止开始以0.5rad/s 2匀角加速度转动。
当飞轮边缘上一点转过o240时,切向加速度大小 0.15 m/s 2,法向加速度大小 1.26 m/s 2。
4、一小车沿Ox 轴运动,其运动函数为233x t t =-,则2s t =时的速度为 -9m/s ,加速度为 -6m/s 2 ,2s t =内的位移为-6m 。
5、质点在1t 到2t 时间内,受到变力2At B F x +=的作用(A 、B 为常量),则其所受冲量为3321211()()3B t t A t t -+-。
6、用N 10=F 的拉力,将g k 1=m 的物体沿ο30=α的粗糙斜面向上拉1m ,已知1.0=μ,则合外力所做的功A 为 4.13J 。
7、银河系中有一天体,由于引力凝聚,体积不断收缩。
设它经一万年后,体积收缩了1%,而质量保持不变,那时它绕自转轴的转动动能将增大; (填:增大、减小、不变)。
;8、 A 、B 两飞轮的轴杆在一条直线上,并可用摩擦啮合器C 使它们连结。
开始时B 轮静止,A 轮以角速度A ω转动,设啮合过程中两飞轮不再受其他力矩的作用,当两轮连结在一起后,其相同的角速度为ω。
若A 轮的转动惯量为A I ,则B 轮的转动惯量B I 为A AA I I ωω- 。
9、斜面固定于卡车上,在卡车沿水平方向向左匀速行驶的过程中,斜面上物体m 与斜面无相对滑动。
则斜面对物体m 的静摩擦力的方向为。
沿斜面向上;10、牛顿第二定律在自然坐标系中的分量表达式为n n F ma =;F ma ττ=11、质点的运动方程为22r ti t j =-v v v ,则在1s t =时的速度为 22v i j =-v v v ,加速度为2a j =-v v;12、一质点沿半径为0.1m 的圆周运动,其角位移342t +=θ,则2s t =时的法向加速度为 230.4m/s 2 ,切向加速度为 4.8m/s 2 。
大学物理总复习习题集
暗纹 (k=1,2,3…)
= 0时, 对应中央极大(中央明纹中心)
a sin 中央明纹
a sin (2k 1) 明纹 (k=1,2,3…)
2
若角越大,则BC越长,因而半波带数目越多,而缝宽 AB=a为常数,因而每个半波带的面积要减少(即每个半波带上 携带的光能量减少),于是级数越高,明条纹亮度越低,最后 成模糊一片。
p Q1 a
A
Q2 b
B
V
卡诺热机循环效率:
c
1
T2 T1
五、热力学第二定律
热力学第二定律是指示自发过程进行方向的规律。 1.开尔文(Kelvin)不表可述能:制成一种循环动作的热机,
只从单一热源吸收热量,使它完全转变为功,而不 引起其他变化。
2. 克劳修斯(Clausiu不s)可表能述把:热 量从低温物体传向高温物体, 而不引起其他变化。
d(sin sin ) k
o
斜入射可以获得更高级次 的条纹,而高级次的条纹 分辨率高。
光学——光的偏振
自然光:大量原子随机发射的光波列的集合,每个光波列的频 率、相位、振动方向、波列长度均不同。
部分偏振光:光矢量在各振动方向的光强不具有轴对称分布, 而是在某一方向占优势。
完全偏振光:光矢量在传播中始终保持在一个固定平面上振 动。
对K级暗纹有
sin k
a
角宽度
s in k
s in k 1
a
a
x xk1 xk f sink1 f sink
f (k 1) f k f
a
a
a
x f
a
可见中央明纹约为其他各级明纹宽度的两倍。
(近似值)
二、光栅衍射
单缝衍射+多缝干涉
大学物理复习题及答案
大学物理复习题及答案### 大学物理复习题及答案#### 一、选择题1. 光在真空中的速度是多少?- A. \(3 \times 10^5\) km/s- B. \(3 \times 10^8\) km/s- C. \(3 \times 10^6\) km/s- D. \(3 \times 10^7\) km/s答案:B2. 根据牛顿第二定律,力是质量与什么的乘积?- A. 速度- B. 加速度- C. 位移- D. 时间答案:B#### 二、填空题1. 根据能量守恒定律,能量既不能被创造,也不能被________,只能从一种形式转换为另一种形式。
答案:消灭2. 物体在自由落体运动中,其加速度为________。
答案:重力加速度#### 三、简答题1. 简述牛顿第三定律的内容。
答案:牛顿第三定律,又称作用与反作用定律,指出对于任何两个相互作用的物体,它们之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。
2. 描述波的干涉现象。
答案:波的干涉是指两个或多个波在同一介质中相遇时,它们的振幅相加形成新的波形的现象。
当波的相位相同(相干)时,会发生构造性干涉,振幅增大;当波的相位相反时,会发生破坏性干涉,振幅减小或消失。
#### 四、计算题1. 一个质量为 \( m \) 的物体从高度 \( h \) 自由落下,忽略空气阻力,求落地时的速度 \( v \)。
解答:根据能量守恒定律,物体的势能转化为动能,即:\[ mgh = \frac{1}{2}mv^2 \]解得:\[ v = \sqrt{2gh} \]2. 一个弹簧的劲度系数为 \( k \),挂上质量为 \( m \) 的物体后,弹簧伸长 \( x \)。
求弹簧的弹性势能。
解答:弹簧的弹性势能 \( U \) 由下式给出:\[ U = \frac{1}{2}kx^2 \]当弹簧伸长 \( x \) 时,弹性势能即为 \( \frac{1}{2}kx^2 \)。
大学物理复习题及解答
大学物理(一)复习题及解答一、选择题1.某质点的运动方程为)(6532SI t t x +-=,则该质点作( )。
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.下列表述中正确的是( )。
A 、质点沿x 轴运动,若加速度0<a ,则质点必作减速运动;B 、在曲线运动中,质点的加速度必定不为零;C 、若质点的加速度为恒矢量,则其运动轨道必为直线;D 、当质点作抛体运动时,其法向加速度n a 、切向加速度t a 是不断变化的;因此, 22t n a a a +=也是不断变化的。
3.下列表述中正确的是:A 、质点作圆周运动时,加速度方向总是指向圆心;B 、质点作抛体运动时,由于加速度恒定,所以加速度的切向分量和法向分量也是恒定的;C 、质点作曲线运动时,加速度方向总是指向曲线凹的一侧;D 、质点作曲线运动时,速度的法向分量总是零,加速度的法向分量也应是零。
4.某物体的运动规律为t kv dtdv 2-=,式中的k 为大于零的常数;当t =0时,初速为0v ,则速度v 与时间t 的函数关系是( )。
A 、0221v kt v +=;B 、0221v kt v +-=;C 、02121v kt v +=;D 、02121v kt v -=。
5.质点在xoy 平面内作曲线运动,则质点速率的正确表达式为( )。
A 、dt dr v =;B 、dt r d v =;C 、dtds v =;D 、22)()(dt dy dt dx v += ;E 、dt r d v =。
6.质点作曲线运动,r表示位置矢量,s 表示路程,t a 表示切向加速度,下列表达式中,(1)a dt dv =;(2)v dt dr =;(3)v dtds =;(4)t a dt v d = |; A 、只有(1)、(4)是对的; B 、只有(2)、(4)是对的;C 、只有(2)是对的;D 、只有(3)是对的。
《大学物理》综合复习资料
《大学物理(一)》综合复习资料一.选择题1.某人骑自行车以速率V 向西行驶,今有风以相同速率从北偏东300方向吹来,试问人感到风从哪个方向吹来?(A )北偏东300. (B )南偏东300. (C )北偏西300. (D )西偏南300. [ ]2.质点系的内力可以改变(A )系统的总质量.(B )系统的总动量.(C )系统的总动能.(D )系统的总角动量. [ ] 3.一轻绳绕在有水平轮的定滑轮上,滑轮质量为m ,绳下端挂一物体.物体所受重力为P ,滑轮的角加速度为β.若将物体去掉而以与P 相等的力直接向下拉绳子,滑轮的角加速度β将(A )不变. (B )变小. C )变大. ( D )无法判断. [ ]4.一质点作匀速率圆周运动时,则(A) 它的动量不变,对圆心的角动量也不变.(B) 它的动量不变,对圆心的角动量不断不变.(C) 它的动量不断改变,对圆心的角动量不变.(D) 它的动量不断改变,对圆心的角动量也不断改变. [ ]5.关于刚体对轴的转动惯量,下列说法中正确的是(A) 只取决于刚体的质量,与质量的分布和轴的位置无关.(B )取决于刚体的质量和质量分布,与轴的位置无关.(C )取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置.(D)只取决于转轴的位置,与刚体的质量和质量的空间分布无关. [ ]6.一小球沿斜面向上运动,其运动方程为245t t S -+=(SI ),则小球运动到最高点的时刻是(A )s 4=t .(B )s 2=t .(C )s 8=t .(D )s 5=t . [ ]7.对功的概念有以下几种说法:(l )保守力作正功时,系统内相应的势能增加.(2)质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零.(3)作用力和反作用力大小相等、方向相反,所以两者所作功的代数和必为零.在上述说法中:(A )(l )、(2)是正确的. (B )(2)、(3)是正确的.(C )只有(2)是正确的. (D )只有(3)是正确的. [ ]8.均匀细棒OA 可绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴转动,如图所示.今使棒从水平位置由静止开始自由下落,在棒摆动到竖直位置的过程中,下述说法哪一种是正确的?(A )角速度从小到大,角加速度从大到小.(B )角速度从小到大,角加速度从小到大.(C )角速度从大到小,角加速度从大到小.(D )角速度从大到小,角加速度从小到大.[ ]9.一弹簧振子作简谐振动,总能量为1E ,如果简谐振动振幅增加为原来的两倍,重物的质量增加为原来的四倍,则它的总能量1E 变为(A )4/1E . (B)2/1E . (C)12E . (D)14E . [ ]10.下列说法哪一条正确?(A )加速度恒定不变时,物体运动方向也不变.(B )平均速率等于平均速度的大小.(C )不管加速度如何,平均速率表达式总可以写成:2/)(21v v v +=.(D )运动物体速率不变时,速度可以变化. [ ]11.站在电梯内的一个人,看到用细线连结的质量不同的两个物体跨过固定在电梯内顶棚上得的一个无摩擦的定滑轮而处于“平衡”状态.由此,他断定电梯作加速运动,其加速度为(A )大小为1g ,方向向上. (B )大小为1g ,方向向下.(C )大小为g 21,方向向上. (D )大小为g 21,方向向下. [ ] 12.质量为M 光滑的圆弧形槽于光滑水平面上,一滑块m 自槽的顶部由静止释放后沿槽滑下,不计空气阻力.对于这一过程,以下哪种分析是对的:(A )由m 和M 组成的系统动量守恒. (B )由m 和M 组成的系统机械能守恒.(C )由m 、M 和地球组成的系统机械能守恒.(D )M 对m 的正压力恒不作功.[ ]13. 一轻绳绕在有水平轴的定滑轮上,滑轮质量为m ,绳下端挂一物体.物体所受重力为P ,滑轮的角加速度为β.若将物体去掉而以与P 相等的力直接向下拉绳子,滑轮的角加速度β将(A )不变. (B )变小. (C )变大. (D )无法判断. [ ]14.一质点作简谐振动,振动方程为)cos(φω+=t A x ,当时间2/T t =(T 为周期)时,质点的速度为(A )φωsin A -.(B )φωsin A .(C )φωcos A -.(D )φωcos A . [ ]15.一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为j bt i at r 22+=(其中a 、b 为常量)则该质点作(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. [ ]16.在高台上分别沿45º仰角方向和水平方向,以同样速率投出两颗小石子,忽略空气阻力,则它们落地时速度(A )大小不同,方向不同.(B )大小相同,方向不同.(C )大小相同,方向相同.(D )大小不同,方向相同. [ ]17.质量为m 的木块沿与水平面成θ角的固定光滑斜面下滑,当木块下降高度为h 时,重力的瞬时功率是(A )2/1)2(gh mg . (B )2/1)2(cos gh mg θ. (C )2/1)21(sin gh mg θ. (D)2/1)2(sin gh mg θ. [ ]18.一轻弹簧竖直固定于水平桌面上.如图所示,小球从距离桌面高为h 处以初速度0v 落下,撞击弹簧后跳回到高为h 处时速度仍为0v ,以小球为系统,则在这一整个过程中小球的(A )动能不守恒,动量不守恒. (B )动能守恒,动量不守恒.(C )机械能不守恒,动量守恒. (D )机械能守恒,动量守恒.[ ]二.填空题1.一质点的运动方程为26t t x -=(SI ),则在t 由0至4s 的时间间隔内,质点的位移大小为 ,在t 由0到4s 的时间间用内质点走过的路程为 .2.一质点作半径为0.1m 圆周运动,其运动方程为:2/4/2t +π=θ,则其切向加速度为t a = .3.一质量为m 的物体,原来以速率v 向北运动,它突然受到外力打击,变为向西运动,速率仍为v ,则外力的冲量大小为 ,方向为 .4.若作用于一力学系统上外力的合力为零,则外力的合力矩.(填一定或不一定) 为零;这种情况下力学系统的动量、角动量、机械能三个量中一定守恒的量是_ .5.动量矩定理的内容是 .其数学表达式可写成 .动量矩守恒的条件是 .6.一质点沿半径为0.10m 的圆周运动,其角位移θ可用下式表示)(423SI t +=θ.(1)当t=2s 时,切向加速度t a = ;(2)当t a 的大小恰为总加速度a 大小的一半时,=θ .7.质量为M 的物体A 静止于水平面上,它与平面之间的滑动摩擦系数为μ ,另一质量为m 的小球B 以沿水平方向向右的速度v与物体A 发生完全非弹性碰撞.则碰后物体A 在水平方向滑过的距离L = .8.图中所示的装置中,略去一切摩擦力以及滑轮和绳的质量,且绳不可伸长,则质量为1m 的物体的加速度=1a .9.绕定轴转动的飞轮均匀地减速,0=t 时角速度s rad /5=ω,s t 20=时角速度08.0ωω=,则飞轮的角加速度β= ,从0=t 到s t 100=时间内飞轮所转过的角度θ= .10. 如图所示,Ox 轴沿水平方向,Oy 轴竖直向下,在0=t 时刻将质量为m 的质点由a 处静止释放,让它自由下落,则在任意时刻t ,质点所受的对点O 的力矩M = ;在任意时刻t ,质点对原点O 的角动量L = .11.二质点的质量分别为1m 、2m . 当它们之间的距离由a 缩短到b 时,万有引力所做的功为 .12.动量定理的内容是 ,其数学表达式可写 .动量守恒的条件是 .13.已知质点运动方程为j t t i t t r )314()2125(32++-+=(SI ),当t =2s 时,a = .14.一个以恒定角加速度转动的圆盘,如果在某一时刻的角速度为ωl =20πrad /s ,再转60转后角速度为ω2=30πrad /s ,则角加速度β= ,转过上述60转所需的时间是t = .15.质量分别为m 和2m 的两物体(都可视为质点),用一长为l 的轻质刚性细杆相连,系统绕通过杆且与杆垂直的竖直固定轴O 转动,已知O 轴离质量为2m 的质点的距离为l 31,质量为m 的质点的线速度为v 且与杆垂直,则该系统对转轴的角动量(动量矩)大小为 .16.质量为m 的质点以速度v 沿一直线运动,则它对直线外垂直距离为d 的一点的角动量大小是 .17.若作用于一力学系统上外力的合力为零,则外力的合力矩 (填一定或不一定)为零;这种情况下力学系统的动量、角动量、机械能三个量中一定守恒的量是 .三.计算题1.顶角为2θ的直圆锥体,底面固定在水平面上,如图所示.质量为m 的小球系在绳的一端,绳的另一端系在圆锥的顶点.绳长为l ,且不能伸长,质量不计,圆锥面是光滑的.今使小球在圆锥面上以角速度ω绕OH 轴匀速转动,求(1)锥面对小球的支持力N 和细绳的张力T ;(2)当ω增大到某一值c ω时小球将离开锥面,这时c ω及T 又各是多少?2.一弹簧振子沿x 轴作简谐振动.已知振动物体最大位移为m x =0.4m 最大恢复力为N 8.0=m F ,最大速度为m/s 8.0π=m v ,又知t =0的初位移为+0.2m ,且初速度与所选x 轴方向相反.(1)求振动能量;(2)求此振动的表达式.3.一物体与斜面间的摩擦系数μ=0.20,斜面固定,倾角45=αº.现给予物体以初速率m /s 100=v ,使它沿斜面向上滑,如图所示.求:(l )物体能够上升的最大高度h ;(2)该物体达到最高点后,沿斜面返回到原出发点时的速率v .4.一质量为A m =0.1kg 的物体A 与一轻弹簧相连放在光滑水平桌面上,弹簧的另一端固定在墙上,弹簧的倔强系数k =90N /m .现在用力推A ,从而弹簧被压缩了0x =0.1m .在弹簧的原长处放有质量B m =0.2kg 的物体B ,如图所示,由静止释放物体A 后,A 将与静止的物体B发生弹性碰撞.求碰撞后A 物体还能把弹簧压缩多大距离.5.质量为M =1.5kg 的物体,用一根长为 l =1.25 m 的细绳悬挂在天花板上.今有一质量为m =10g 的子弹以0v =500m/s 的水平速度射穿物体,刚穿出物体时子弹的速度大小m/s 300 v ,设穿透时间极短.求:(l )子弹刚穿出时绳中张力的大小;(2)子弹在穿透过程中所受的冲量.6.某弹簧不遵守胡克定律,若施力F ,则相应伸长为x ,力与伸长的关系为F =52.8 x 十38.4x 2(SI )求:(1)将弹簧从定长1x =0.5m 拉伸到定长2x =1.00m 外力所需做的功.(2)将弹簧横放在水平光滑桌面上,一端固定,另一端系一个质量为2.17kg 的物体,然后将弹簧拉伸到一定长2x = 1.00m ,再将物体有静止释放,求当弹簧回到1x =0.5m 时,物体的速率.(3)此弹簧的弹力是保守力吗?7.三个物体A 、B 、C 每个质量都是M . B 、C 靠在一起,放在光滑水平桌面上,两者间连有一段长为0.4m 的细绳,原先放松着.B 的另一侧用一跨过桌边的定滑轮的细绳与A 相连(如图).滑轮和绳子的质量及轮轴上的摩擦不计,绳子不可伸长.问:(l ) A 、 B 起动后,经多长时间C 也开始运动?(2)C 开始运动时速度的大小是多少?(取g =10m/s 2)8.有一轻弹簧,当下端挂一个质量1m =10g 的物体而平衡时,伸长量为4.9cm .用这个弹簧和质量2m =16g 的物体连成一弹簧振子.若取平衡位置为原点,向上为x 轴的正方向.将2m 从平衡位置向下拉 2cm 后,给予向上的初速度0v =5c m/s 并开始计时,试求2m 的振动周期和振动的数值表达式.参考答案一.选择题1.(C ) 2.(C ) 4.(C ) 4.(C ) 5.(C )6.(B ) 7.(C ) 8.(A ) 9.(D )10.(D )11.(B ) 12.(C ) 13.(C )14.(B )15.(B )16.(B )17.(D ) 18.(A )二.填空题l . 8m 10m2. 0.1m/s 23. mv 2 指向正西南或南偏西4504. 不一定 动量5.转动物体所受合外力矩的冲量矩等于在合外力矩作用时间内转动物体动量矩的增量. 112221ω-ω=⎰ J J dt M t t物体所受合外力矩等于零.6. 48m/s 23.15 r a d7. 22)(2)(m M g mv +μ 8. 21242m m g m + 9. -0.05rad/s 250rad10. k mbg k mbgt11. )11(21ba m Gm -- 12. 质点系所受合外力的冲量等于质点系(系统)动量的增量.i i i i t t v m v m dt F 2121 ∑∑⎰-=系统所受合外力等于零.13.)/(4s m j i +-14. 6.54 rad/s 2s 8.4 15. mvl16. mvd17. 不一定; 动量三.计算题1. 解:以r 表示小球所在处圆锥体的水平截面半径.对小球写出牛顿定律方程为r m ma N T 2cos sin ω==θ-θ0cos cos =-θ+θmg N T其中:θ=sin l r联立求解得:(1)θθω-θ=cos sin sin 2l m mg Nθω+θ=22sin cos l m mg T(2)0,=ω=ωN c θ=ωcos /l g cθ=cos /mg T2.解;(l )由题意./,,m m m m x F k x A kA F ===J x F kx E m m m 16.021212=== (2)m m m m x v A v A v //,==ωω=Hz s rad 22/,/2=πω=νπ=ω2.0cos ,00=φ==A x tπ=φ<φω-=31,0sin 0A v 振动方程为)3/2cos(4.0π+π=t y (SI )3.解:(l )根据功能原理,有 mgh mv fs -=2021 mgh mv mghctg mgh Nh fs -=αμ=ααμ=αμ=2021sin cos sin m ctg g v h 25.4)1(220=αμ+=(2)根据功能原理有221mv mgh fs -= αμ-=mghctg mgh mv 221s m ctg gh v /16.8)1(2[2/1=αμ-=4.解:释放物体A 到A 与B 碰撞前,以A 与弹簧为系统,机械能守恒: 2202121v m kx A = A 与B 碰撞过程中以A 、B 为系统,动量守恒,机械能守恒。
大学物理复习题库
大学物理复习题库### 大学物理复习题库#### 一、力学基础1. 牛顿运动定律- 描述物体运动的基本规律是什么?- 牛顿第二定律的数学表达式是什么?2. 功与能- 什么是功?如何计算恒力的功?- 势能、动能和机械能守恒的条件是什么?3. 动量守恒- 动量守恒定律适用于哪些情况?- 描述一次完全非弹性碰撞的过程。
4. 刚体的转动- 什么是转动惯量?如何计算一个物体的转动惯量? - 角动量守恒的条件是什么?#### 二、热学1. 热力学第一定律- 热力学第一定律的表达式是什么?- 如何理解热量和功的转换?2. 理想气体定律- 描述理想气体状态方程。
- 理想气体经历等压、等容、等温过程时,体积和温度如何变化?3. 热机效率- 什么是热机的效率?- 卡诺热机的效率如何计算?#### 三、电磁学1. 电场与电势- 电场强度的定义是什么?- 电势差与电场强度的关系如何?2. 电流与电阻- 欧姆定律的表达式是什么?- 电阻率与导体的几何形状和材料性质有什么关系?3. 磁场与磁力- 磁场对运动电荷的作用是什么?- 描述安培环路定理。
4. 电磁感应- 法拉第电磁感应定律的表达式是什么?- 感应电动势的大小与什么因素有关?#### 四、波动与光学1. 波的基本性质- 描述波的周期、频率、波长和波速的关系。
- 什么是波的干涉和衍射?2. 光的折射与反射- 折射定律是什么?- 描述镜面反射和漫反射的区别。
3. 光的偏振- 什么是光的偏振现象?- 偏振片对光的作用是什么?#### 五、量子物理1. 波函数与薛定谔方程- 波函数的物理意义是什么?- 薛定谔方程的一般形式是什么?2. 量子力学的基本原理- 描述海森堡不确定性原理。
- 什么是量子态的叠加原理?3. 原子模型- 波尔模型对氢原子的描述是什么?- 量子力学中的电子云模型与波尔模型有何不同?#### 六、相对论1. 狭义相对论- 时间膨胀和长度收缩的表达式是什么?- 质能等价原理的表达式是什么?2. 广义相对论简介- 描述广义相对论中引力的本质。
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质点的运动函数为5422+==t y t x式中的量均采用SI 单位。
(1)求质点运动的轨道方程;(2)求s t 11=和s t 22=时,质点的位置、速度和加速度。
解(1)消去运动函数中的t ,可得轨道方程为52+=x y可见质点沿一抛物线运动。
(2)质点的位矢为j i r )54(22++=t t速度和加速度分别为j i rv t t 82d d +==和j va 8d d ==t当s t 1=和s t 2=时,质点的位置分别为j i r 92+= 和 j i r 214+=速度分别为j i v 82+= 和 j i v 162+=而加速度都是j a 8=。
一质点由静止开始沿直线运动,初始时刻的加速度为0a ,以后加速度均匀增加,每经过τ秒增加0a ,求经过t 秒后该质点的速度和运动的路程。
解 质点的加速度每秒钟增加τ0a ,加速度与时间t 的关系为000)1(a tt a a a ττ+=+=因此,经过t 秒后质点的速度为20000021t a t a dt t a adt v tt ττ+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+==⎰⎰ 质点走过的路程为ττ62230200200t a t a dt t t a vdt S tt +=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+==⎰⎰ 如图所示,在以1s m 3-⋅的速度向东航行的A 船上看,B 船以1s m 4-⋅的速度从北面驶向A 船。
在湖岸上看,B 船的速度如何?解 按速度的变换关系,B 船相对湖岸的速度为A BAB v v v +=如图所示,其大小为12222s m 534-⋅=+=+=A BA B v v v与正南方向的夹角为253643tan 1'=⎪⎭⎫⎝⎛=-οθ即在湖岸上看,B 船沿向南偏东2536'ο的方向以速度1s m 5-⋅航行。
设有一个质量为m 的物体,自地面以初速0v 竖直向上发射,物体受到的空气阻力为Av f -=,其中v 是物体的速率,A 为正常数。
求物体的速度和物体达到最大高度所需时间。
解 取竖直向上为y 轴方向,物体的运动方程为AvBAvBv东南图习题用图 (教材图dtdv mAv mg =-- 写成分离变量形式dt m AAmg v dv -=+设在时刻t 物体的速度为v ,则有⎰⎰-=+tv v dt m AAmg v dv 00 得t m AA mg v A mg v -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++0ln 因此,物体的速度为A mg eA mg v v m At -⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-0 因为达到最大高度时0=v ,所以物体达到最大高度所需时间为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=mg Av A m A mg A mg v A m T 001ln ln 一质量为m 的船,在速率为0v 时发动机因故障停止工作。
若水对船的阻力为Av f -=,其中v 是船的速率,A 为正常数,试求发动机停止工作后船速的变化规律。
解 取船水平前进方向为x 轴方向,发动机停止工作后船的运动方程为dtdvmAv =- 写成分离变量形式为dt mA v dv -= 设在时刻t 物体的速度为v ,则有⎰⎰-=tvv dt m A v dv 00 得t m A v v -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛0ln因此,船速的变化规律为m At e v v -=0如图所示,绳子一端固定,另一端系一小球,小球绕竖直轴在水平面上做匀速圆周运动,这称为圆锥摆。
已知绳长为L ,绳与竖直轴的夹角为θ,求小球绕竖直轴一周所需时间。
图习题用图 (在教材图上加)解 如图所示,对小球沿指向圆心方向和沿竖直向下方向列运动方程cos sin 2=-=θθT mg R v mT解出小球沿圆周运动的速率为θθθθtan cos sin sin gR m mgR m TR v ===小球绕竖直轴一周所需时间为θπθππτtan 2tan 22g RgR R vR===把θsin L R =代入,得gL θπτcos 2= 可以看出,τ只与θ,,g L 有关,与小球质量无关。
在如图所示的系统中,滑轮可视为半径为R 、质量为0m 的均质圆盘,滑轮与绳子间无滑动,水平面光滑,若kg m 501=,kg m 2002=,m R kg m 10.0,150==,求物体的加速度及绳中的张力。
解 将体系隔离为1m ,0m ,2m 三个部分,对1m 和2m 分别列牛顿方程,有a m T g m 222=- a m T 11=β21221MR R T R T =- 因滑轮与绳子间无滑动,则有运动学条件R a β=联立求解由以上四式,可得R M m m g m ⎪⎭⎫ ⎝⎛++=21212β由此得物体的加速度和绳中的张力为221262.7155.02005081.920021-⋅=⨯++⨯=++==s m M m m g m R a βN a m T 38162.75011=⨯== N a g m T 438)62.781.9(200)(22=-⨯=-=如图所示,一轴承光滑的定滑轮,质量为kg M 00.2=,半径为m R 100.0=,上面绕一根m 2gT 2图习题用图(在教材图上加)T 2不能伸长的轻绳,绳下端系一质量m =5.00kg 的物体。
已知定滑轮的转动惯量为221MR J =,初始角速度s rad 0.100=ω,方向垂直纸面向里,求:(1)定滑轮的角加速度;(2)定滑轮的角速度变化到0=ω时,物体上升的高度;(3)当物体回到原来位置时,定滑轮的角速度。
解 (1)对物体和滑轮分别列牛顿方程和转动方程。
设物体的加速度为a ,滑轮的角加速度为,则有ma T mg =- βJ TR =考虑运动学条件βR a =联立求解由以上三式,得定滑轮的角加速度为27.81100.0)00.200.52(81.900.52)2(2-⋅=⨯+⨯⨯⨯=+=s rad R M m mg β方向垂直纸面向外。
可以看出,在物体上升期间定滑轮做匀减速转动。
(2)由t βωω-=0,当0=ω时07.810.10=-t ,s t 122.0=rad t t 612.0122.07.815.0122.00.1021220=⨯⨯-⨯=-=βωθ因此,物体上升的高度为图习题用图(在教材图上加)mgTm R h 21012.6612.0100.0-⨯=⨯==θ(3)物体上升到高度h 后,定滑轮由静止开始以角加速度 做匀加速转动。
因此,当物体回到原来位置时,定滑轮的角速度为10.10612.07.8122-⋅=⨯⨯==s rad βθω方向垂直纸面向外。
质量为1m 和2m 的两物体A 、B 分别悬挂在图所示的组合滑轮两端。
设两轮的半径分别为R 和r ,两轮的转动惯量分别为1J 和2J ,轮与轴承间、绳索与轮间的摩擦力均略去不计,绳的质量也略去不计。
试求两物体的加速度和绳的张力。
解 分别对两物体及组合滑轮作受力分析。
根据质点的牛顿定律和刚体的转动定律,有1111a m T g m =- 2222a m g m T =- β)()(2121J J r T R T +=-由角加速度和线加速度之间的关系,有βR a =1,βr a =2联立求解解上述方程,可得gR r m R m J J rm R m a 222121211+++-=图习题用图(在教材图上加)T 1m 1gT 22m 2gT 1 T 2gr rm R m J J rm R m a 222121212+++-=g m rm R m J J Rr m r m J J T 1222121222211++++++= g m r m R m J J Rr m R m J J T 2222121121212++++++=如图所示,一质量为m 的小球由一绳索系着,以角速度0ω在无摩擦的水平面上,作半径为0r 的圆周运动。
如果在绳的另一端作用一竖直向下的拉力F ,使小球作圆周运动的半径变小。
当半径减为20r 时,求:(1)小球的角速度;(2)拉力所作的功。
解 (1)因拉力通过绳的另一端,则拉力对轴无力矩,小球在转动的过程中角动量守恒。
即ωωJ J =00式中0J 和J 分别是小球在半径为0r 和20r 时对轴的转动惯量,200mr J =和420mr J =,则有0004ωωω==JJ (2)随着小球转动角速度的增加,其转动动能也增加,这正是拉力做功的结果。
由转动的动能定理可得拉力做的功为20202002232121ωωωmr J J W =-=如图所示,长为L 、质量为m 的均匀细杆可绕过端点O 的固定水平光滑轴转动。
把杆抬平后无初速地释放,杆摆至竖直位置时刚好和光滑水平桌面上的小球相碰,球的质量和杆图习题用图 (教材图)相同。
设碰撞是弹性的,求碰后小球获得的速度。
解 选杆和小球为刚体系。
因碰撞是弹性的,则体系的机械能守恒。
以水平桌面为重力势能零点,设杆摆至竖直位置但未与小球碰撞时的角速度为ω,则有mgL J mgL 21212+=ω 在杆与小球碰撞过程中,体系对轴O 的角动量守恒。
设碰撞后杆的角速未度ω',则有mvL J J +'=ωω式中32mL J =为杆绕轴O 的转动惯量,v 为碰后小球获得的速度。
由机械能守恒,有222212121mv J J +'=ωω 由以上三式,可解出碰后小球获得的速度gL v 321=。
如图所示,一环形薄片由细绳悬吊着,环的半径为R ,内半径为R /2,并有电量Q 均匀分布在环面上,细绳长3R ,也有电量Q 均匀分布在绳上,试求圆环中心O 处的电场强度 (圆环中心在细绳延长线上)。
解 圆环上的电荷对圆环中心O 点对称分布,因此它在O 点的场强为零,合场强就是细绳上的电荷在O 点产生的场强。
选细绳顶端为坐标原点,竖直向下为x 轴。
在x 处取一电荷图习题用图(教材图)图习题用图(在教材图上加)元R Qdx dx dq 3==λ,它在O 点的场强为2020)4(12)4(4x R R Qdxx R dq dE -=-=πεπε整个细绳上的电荷在在O 点产生的场强为20302016)4(12RQx R dx R QE Rπεπε=-=⎰ 方向竖直向下。
此即所求。
如图所示,在电荷体密度为ρ的均匀带电球体中,存在一个球形空腔,若将带电体球心O 指向球形空腔球心O '的矢量用a 表示。
试证明球形空腔中任一点电场强度为a E 03ερ=。
证 球形空腔可以看成是由电荷体密度分别为ρ和ρ-的均匀带电大球体和小球体叠加而成。
空腔内任一点P 处的场强,可表示为 )(333210201021r r r r E E E -=-+=+=ερερερ 其中1E 和2E 分别为带电大球体和小球体在P 点的场强。
由几何关系a r r =-21,上式可写成a E 03ερ=即证。