清华大学《大学物理》习题库试题及答案__02_刚体习题
《大学物理》刚体力学练习题及答案解析
《大学物理》刚体力学练习题及答案解析一、选择题1.刚体对轴的转动惯量，与哪个因素无关 [ C ]（A）刚体的质量（B）刚体质量的空间分布（C）刚体的转动速度（D）刚体转轴的位置2.有两个力作用在一个有固定轴的刚体上. [ B ](1)这两个力都平行于轴作用时,它们对轴的合力矩一定是零;(2)这两个力都垂直于轴作用时,它们对轴的合力矩可能是零;(3)这两个力的合力为零时,它们对轴的合力矩也一定是零;(4)当这两个力对轴的合力矩为零时,它们的合力也一定是零.在上述说法中,(A)只有(1)是正确的；(B) (1)、(2) 正确, (3)、(4)错误；(C) (1)、(2)、(3)都正确, (4)错误；(D) (1)、(2)、(3)、(4)都正确.3.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，今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆动到竖立位置的过程中，下述说法哪一种是正确的[ A ](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.4．如图所示，圆锥摆的小球在水平面内作匀速率圆周运动，小球和地球所组成的系统，下列哪些物理量守恒（ C ）（A）动量守恒，角动量守恒（B）动量和机械能守恒（C）角动量和机械能守恒（D）动量，角动量，机械能守恒5.一圆盘绕通过盘心且垂直于盘面的水平轴转动，轴间摩擦不计，如图射来两个质量相同，速度大小相同、方向相反并在一条直线上的子弹，它们同时射入圆盘并且留在盘内，在子弹射入后的瞬间，对于圆盘和子弹系统的角动量L以及圆盘的角速度ω则有（ B ）（A）L不变，ω增大（B）L不变，ω减小（C）L变大，ω不变（D）两者均不变6.一花样滑冰者，开始自转时，其动能为20021ωJ E =。
然后他将手臂收回，转动惯量减少为原来的1/3，此时他的角速度变为ω，动能变为E ，则下列关系正确的是（ D ） （A ）00,3E E ==ωω （B ）003,31E E ==ωω （C ）00,3E E ==ωω （D ）003,3E E ==ωω1C 2.B ，3.A ，4.C ，5.B ，6.D二、填空1.当刚体受到的合外力的力矩为零时，刚体具有将保持静止的状态或_____________状态，把刚体的这一性质叫刚体___________。
大学物理题库-第4章-刚体的转动习题(含答案解析)
刚体习题一、选择题 1、如图所示，A 、B 为两个相同的绕着轻绳的定滑轮．A 滑轮挂一质量为M 的物体，B 滑轮受拉力F ，而且F ＝Mg ．设A 、B 两滑轮的角加速度分别为βA 和βB ，不计滑轮轴的摩擦，则有(A) βA ＝βB ． (B) βA ＞βB ．(C) βA ＜βB ． (D) 开始时βA ＝βB ，以后βA ＜βB ． ［ ］2、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,与质量的空间分布和轴的位置无关．（B ）取决于刚体的质量和质量的空间分布，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．［ ］3、有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上：(1) 这两个力都平行于轴作用时，它们对轴的合力矩一定是零；(2) 这两个力都垂直于轴作用时，它们对轴的合力矩可能是零；(3) 当这两个力的合力为零时，它们对轴的合力矩也一定是零；(4) 当这两个力对轴的合力矩为零时，它们的合力也一定是零．在上述说法中，(A) 只有(1)是正确的．(B) (1) 、(2)正确，(3) 、(4) 错误．(C) (1)、(2) 、(3) 都正确，(4)错误．(D) (1) 、(2) 、(3) 、(4)都正确． ［ ］4、如图所示，一质量为m 的匀质细杆AB ，A 端靠在粗糙的竖直墙壁上，B 端置于粗糙水平地面上而静止．杆身与竖直方向成θ角，则A 端对墙壁的压力大小 (A) 为 41mg cos θ． (B)为21mg tg θ． (C) 为 mg sin θ．(D) 不能唯一确定． ［ ］5、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． ［ ］6、关于力矩有以下几种说法：(1) 对某个定轴而言，内力矩不会改变刚体的角动量．(2) 作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零．(3) 质量相等，形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩的作用下，它们的角加速度一定相等．在上述说法中，(A) 只有(2) 是正确的．(B) (1) 、(2) 是正确的．(C) (2) 、(3) 是正确的．(D) (1) 、(2) 、(3)都是正确的． ［ ］7、一水平圆盘可绕通过其中心的固定竖直轴转动，盘上站着一个人.把人和圆盘取作系统，当此人在盘上随意走动时，若忽略轴的摩擦，此系统(A) 动量守恒．(B) 机械能守恒．(C) 对转轴的角动量守恒．(D) 动量、机械能和角动量都守恒．(E) 动量、机械能和角动量都不守恒． ［ ］8、质量为m 的小孩站在半径为R 的水平平台边缘上．平台可以绕通过其中心的竖直光滑固定轴自由转动，转动惯量为J ．平台和小孩开始时均静止．当小孩突然以相对于地面为v 的速率在台边缘沿逆时针转向走动时，则此平台相对地面旋转的角速度和旋转方向分别为(A) ⎪⎭⎫ ⎝⎛=R J mR v 2ω，顺时针． (B) ⎪⎭⎫ ⎝⎛=R J mR v 2ω，逆时针． (C) ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=R mR J mR v 22ω，顺时针．(D) ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=R mR J mR v 22ω，逆时针．［ ］9、一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O 转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并且留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度ω(A) 增大． (B) 不变．(C) 减小． (D) 不能确定 ［ ］10、（0405）人造地球卫星，绕地球作椭圆轨道运动，地球在椭圆的一个焦点上，则卫星的(A)动量不守恒，动能守恒．(B)动量守恒，动能不守恒．(C)对地心的角动量守恒，动能不守恒．(D)对地心的角动量不守恒，动能守恒． ［ ］11、一个圆盘在水平面内绕一竖直固定轴转动的转动惯量为J ，初始角速度为ω 0，后来变为021ω．在上述过程中，阻力矩所作的功为： (A) 2041ωJ ． (B) 2081ωJ -． (C) 2041ωJ - (D) 2083ωJ -． ［ ］ 12、一均匀细杆可绕垂直它而离其一端l / 4 (l 为杆长)的水平固定轴O 在竖直平面内转动．杆 m m的质量为m ，当杆自由悬挂时，给它一个起始角速度ω 0,如杆恰能持续转动而不作往复摆动(一切摩擦不计)则需要 (A) ω 0≥l g 7/34． (B) ω 0≥l g /4．(C) ω 0≥()l g /3/4． (D) ω 0≥l g /12．[已知细杆绕轴O 的转动惯量J ＝(7/48)ml 2] ［ ］13、假设卫星环绕地球中心作圆周运动，则在运动过程中，卫星对地球中心的(A) 角动量守恒，动能也守恒．(B) 角动量守恒，动能不守恒．(C) 角动量不守恒，动能守恒．(D) 角动量不守恒，动量也不守恒．(E) 角动量守恒，动量也守恒． ［ ］14、一轻绳跨过一具有水平光滑轴、质量为M 的定滑轮，绳的两端分别悬有质量为m 1和m 2的物体(m 1＜m 2)，如图所示．绳与轮之间无相对滑动．若某时刻滑轮沿逆时针方向转动，则绳中的张力(A) 处处相等． (B) 左边大于右边． (C) 右边大于左边． (D) 哪边大无法判断． ［ ］15、如图所示，一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴O 旋转，初始状态为静止悬挂．现有一个小球自左方水平打击细杆．设小球与细杆之间为非弹性碰撞，则在碰撞过程中对细杆与小球这一系统(A) 只有机械能守恒．(B) 只有动量守恒．(C) 只有对转轴O 的角动量守恒．(D) 机械能、动量和角动量均守恒． ［ ］二、填空题1、如图4-23所示，质量为m 和m 2的两个质点A 和B ，用一长为l 的轻质细杆相连，系统绕通过杆上o 点且与杆垂直的轴转动。
清华大学《大学物理》习题库试题及答案力热电三合一版
力学部分一、选择题1．0018：某质点作直线运动的运动学方程为x ＝3t -5t 3 + 6 (SI)，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 ［ ］ 2．5003：一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为（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 ［ ］ 3．0015：一运动质点在某瞬时位于矢径的端点处， 其速度大小为(A) (B) (C) (D) 4．0508：质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，每T 秒转一圈。
在2T 时间间隔中，其平均速度大小与平均速率大小分别为(A) 2p R /T ， 2p R/T (B) 0 ， 2πR /T (C) 0 ， 0 (D) 2πR /T ， 0. ［ ］ 5．0518：以下五种运动形式中，保持不变的运动是(A) 单摆的运动 (B) 匀速率圆周运动(C) 行星的椭圆轨道运动 (D) 抛体运动 (E) 圆锥摆运动 ［ ］6．0519：对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的：(A) 切向加速度必不为零(B) 法向加速度必不为零（拐点处除外）(C) 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零(D) 若物体作匀速率运动，其总加速度必为零 (E) 若物体的加速度为恒矢量，它一定作匀变速率运动 ［ ］ 7．0602：质点作曲线运动，表示位置矢量，表示速度，表示加速度，S 表示路程，a 表示切向加速度，下列表达式中，(1) ， (2) ， (3) ， (4)(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 ［ ］8．0604：某物体的运动规律为，式中的k 为大于零的常量。
清华大学《大学物理》习题库试题及答案
清华大学《大学物理》习题库试题及答案一、选择题1．3165：在相同的时间内，一束波长为?的单色光在空气中和在玻璃中(A) 传播的路程相等，走过的光程相等(B) 传播的路程相等，走过的光程不相等(C) 传播的路程不相等，走过的光程相等(D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等2．3611：如图，S1、S2是两个相干光源，它们到P点的距离分别为r1和r2。
路径S1P垂直穿过一块厚度为t1，折射率为n1的介质板，路径S2P垂直穿过厚度为t2，折射率为n2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于t1 r1 (r?nt)?(r?nt)22111 (A) 2P S1 t2 n1 r2 (B) [r2?(n2?1)t2]?[r1?(n1?1)t2] (C) (r2?n2t2)?(r1?n1t1)S2 n2(D) n2t2?n1t13．3664：如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e，并且n1＜n2＞n3，?1为入射光在折射率为n1 n1 ???的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为(A) 2?n2e / ( n1 ?1) (B)[4?n1e / ( n2 ?1)] + ?? e n2 (C) [4?n2e / ( n1 ?1) ]+???(D) 4?n2e / ( n1 ?1)n3 4．3169：用白光光源进行双缝实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则：(A) 干涉条纹的宽度将发生改变(B) 产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹(C) 干涉条纹的亮度将发生改变(D) 不产生干涉条纹5．3171：在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相等的。
若其中一缝的宽度略变窄(缝中心位置不变)，则(A) 干涉条纹的间距变宽(B) 干涉条纹的间距变窄(C) 干涉条纹的间距不变，但原极小处的强度不再为零(D) 不再发生干涉现象6．3172：在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是(A) 使屏靠近双缝(B) 使两缝的间距变小(C) 把两个缝的宽度稍微调窄(D) 改用波长较小的单色光源7．3498：在双缝干涉实验中，入射光的波长为?，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大?，则屏上原来的明纹处(A) 仍为明条纹(B) 变为暗条纹(C) 既非明纹也非暗纹；S1 (D) 无法确定是明纹，还是暗纹O 8．3612：在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝S1、S2距离S 相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O处。
清华大学《大学物理》题库及答案__01_力学
(B) (C) (D) ］ 11．0026：一飞机相对空气的速度大小为 200 km/h， 风速为 56 km/h，方向从西向东。 地面雷达站测得飞机速度大小为 192 km/h，方向是 (A) 南偏西 16.3° (B) 北偏东 16.3° (C) 向正南或向正北 (D) 西 偏 北 16.3 ° (E) 东 偏 南 16.3 ° ［ ］ 12．0601：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 (v1 、 v2 分 别 为 初 、 末 速 ［ 率) v v1 v 2 / 2 (D) 运 动 物 体 速 率 不 变 时 ， 速 度 可 以 变 化 ［ ］ 13．0686：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 30°方向吹 来，试问人感到风从哪个方向吹来？ (A) 北偏东 30° (B) 南偏东 30° (C) 北 偏 西 30 ° (D) 西 偏 南 30 ° ［ ］ 14．0338：质量为 m 的物体自空中落下，它除受重力外，还受到一个与速度平方成正 比的阻力的作用，比例系数为 k，k 为正值常量。该下落物体的收尾速度(即最后物体作匀速 运动时的速度)将是
［ ］ 32．0095：有一劲度系数为 k 的轻弹簧，竖直放置，下端悬一质量 为 m 的小球，开始时使弹簧为原长而小球恰好与地接触，今将弹簧上端 缓慢地提起，直到小球刚能脱离地面为止，在此过程中外力作功为
GMm 2 (B) R2 R R GMm 1 2 2 R1
GMm
(C)
R1 R2 R1 R2
GMm R1 R2 2 R12 R2
t
r A cost i B sint j
清华大学《大学物理》试题及答案
热学部分一、选择题1．4251：一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m 。
根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量平方的平均值(A)(B) (C) (D) ［ ］2．4252：一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m 。
根据理想气体分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量的平均值(A) (B) (C) (D) 0 ［ ］3．4014：温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能和平均平动动能 有如下关系：(A) 和都相等 (B) 相等，而不相等(C) 相等，而不相等 (D) 和都不相等 ［ ］4．4022：在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V 1 / V 2=1 / 2 ，则其内能之比E 1 / E 2为：(A) 3 / 10 (B) 1 / 2 (C) 5 / 6 (D) 5 / 3 ［ ］ 5．4023：水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)？ (A) 66.7％ (B) 50％ (C) 25％ (D) 0 ［ ］ 6．4058：两瓶不同种类的理想气体，它们的温度和压强都相同，但体积不同，则单位体积内的气体分子数n ，单位体积内的气体分子的总平动动能(EK /V )，单位体积内的气体质量，分别有如下关系：(A) n 不同，(EK /V )不同，不同 (B) n 不同，(EK /V )不同，相同(C) n 相同，(EK /V )相同，不同 (D) n 相同，(EK /V )相同，相同 ［ ］ 7．4013：一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们 (A) 温度相同、压强相同 (B) 温度、压强都不相同(C) 温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强 (D) 温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强 ［ ］ 8．4012：关于温度的意义，有下列几种说法：(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度；(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义；(3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同；(4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。
大学物理习题答案03刚体运动学
⼤学物理习题答案03刚体运动学⼤学物理练习题三⼀、选择题1.⼀⼒学系统由两个质点组成，它们之间只有引⼒作⽤。
若两质点所受外⼒的⽮量和为零，则此系统(A) 动量、机械能以及对⼀轴的⾓动量都守恒。
(B) 动量、机械能守恒，但⾓动量是否守恒不能断定。
(C) 动量守恒，但机械能和⾓动量守恒与否不能断定。
(D) 动量和⾓动量守恒，但机械能是否守恒不能断定。
[ C ]解：系统＝０合外F，内⼒是引⼒（保守内⼒）。
（１）021 F F,＝０合外F ，动量守恒。
（２）2211r F r F A ＝合。
21F F，但21r r时0A 外，因此Ｅ不⼀定守恒。
（３）21F F，2211d F d F M ＝合。
两⼒对定点的⼒臂21d d 时，0 合外M，故L 不⼀定守恒。
2. 如图所⽰，有⼀个⼩物体，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。
[ E ]解：合外⼒（拉⼒）对圆⼼的⼒矩为零，⾓动量O Rrmv L 守恒。
r 减⼩，v 增⼤。
因此p 、E k 均变化（m不变）。
3. 有两个半径相同，质量相等的细圆环A 和B 。
A 环的质量分布均匀，B 环的质量分布不均匀。
它们对通过环⼼并与环⾯垂直的轴的转动惯量分别为J A 和J B ，则(A)A J >B J (B) A J < B J(C) A J =B J (D) 不能确定A J 、B J 哪个⼤。
[ C ]解：2222mR dm R dm R dm r J， J 与m 的分布⽆关。
另问：如果是椭圆环，J 与质量分布有关吗？（是）4. 光滑的⽔平桌⾯上，有⼀长为2L 、质量为m 的匀质细杆，可绕过其中点且垂直于杆的竖直光滑固定轴O ⾃由转动，其转动惯量为31mL 2，起初杆静⽌。
大学物理刚体习题
大学物理刚体习题(总13页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--习 题第三章 刚体的转动刚体的定轴转动47. 一定滑轮半径为R ，质量为M ，用一质量不计的绳绕在滑轮上，另一端系一质量为m 的物体并由静止释放，这时滑轮的角加速度为1β，若不系物体而用一力F = mg 拉绳子使滑轮转动，这时角加速度为2β，这时有（）1β2β（）1β2β （C ）1β2β（D ）无法判断 分析由转动定律M I β=本题中I 不变β的大小完全取决于M 的大小而 M TR =系物体m 时 : T mg <不系物体而用一力F = mg 时: TF mg ==因此力矩变大所以有12ββ<mF选49.一飞轮的转动惯量为J ，t = 0时角速度为0ω，轮子在转动过程中受到一力矩2ωk M-=，则当转动角速度为0/3ω时的角加速度β = 从0ω到0/3ω飞轮转动经过的时间t ∆= 解: (1) 求β当0/3ω时, 20()3M k ω=-由 M J β=, 可得此时 209k MJ J ωβ==-(2) d M J J dt ωβ== 2d k J dt ωω-=分离变量，两边积分32td kdt Jωωωω-=⎰⎰解得: 02J t k ω∆=50．长为l 的均匀直棒可绕其下端与棒垂直的水平光滑轴在竖直平面内转动。
抬起一端使与水平夹角为60=θ，棒对轴的转动惯量为231ml J =，由静止释放直棒，则t = 0时棒的β＝？；水平位置时的β＝？这时的ω=（1）求β 据转动定律M J β=, MJβ= 0t =时， cos 602lM mg =︒水平位置时， 2lM mg =代入MJβ=，可别解得034glβ= 和 32g l β= （2）求ωd d d d M J J J J dt d dt d ωωθωβωθθ====将cos 2l M mg θ=和213J ml =代入化简并积分得， 0033cos 2g d d l ωπθθωω=⎰⎰ 60可求得332g l ω=（本题还可用动能定律机械能守恒方便求解ω）2211sin 60223l mg ml ω︒=⋅ 332g lω⇒=51．一飞轮以min /600rev 的转速转动，其转动惯量为25.2m kg J ⋅=，以恒定力矩使飞轮在一分钟内停止转动，求该力矩M 。
清华大学《大学物理》试题及答案
热学部分一、选择题1．4251：一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m 。
根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量平方的平均值 (A) m kT x 32=v (B) m kT x 3312=v (C) m kT x /32=v (D) m kT x /2=v ［ ］2．4252：一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m 。
根据理想气体分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量的平均值(A)m kT π8=x v (B) m kT π831=x v (C) m kT π38=x v (D) =x v 0 ［ ］3．4014：温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε和平均平动动能w有如下关系：(A) ε和w 都相等 (B) ε相等，而w 不相等(C) w 相等，而ε不相等 (D) ε和w 都不相等 ［ ］4．4022：在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V 1 / V 2=1 / 2 ，则其内能之比E 1 / E 2为：(A) 3 / 10 (B) 1 / 2 (C) 5 / 6 (D) 5 / 3 ［ ］5．4023：水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)？(A) ％ (B) 50％ (C) 25％ (D) 0 ［ ］6．4058：两瓶不同种类的理想气体，它们的温度和压强都相同，但体积不同，则单位体积内的气体分子数n ，单位体积内的气体分子的总平动动能(EK /V )，单位体积内的气体质量ρ，分别有如下关系：(A) n 不同，(EK /V )不同，ρ不同 (B) n 不同，(EK /V )不同，ρ相同(C) n 相同，(EK /V )相同，ρ不同 (D) n 相同，(EK /V )相同，ρ相同 ［ ］7．4013：一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们 (A) 温度相同、压强相同 (B) 温度、压强都不相同(C) 温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强(D) 温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强 ［ ］8．4012：关于温度的意义，有下列几种说法：(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度；(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义；(3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同；(4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。
清华大学《大学物理》习题库试题及答案
清华大学《大学物理》习题库试题及答案、选择题(在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求)1．下列四组物理量中，全部为矢量的一组是：( )A．位移，时间，速度； B．速度，质量，加速度；C．加速度，速度变化量，速度； D．路程，时间，速率。
2．下列描述中，所指的是时刻的是：( )A．学校每天上午8点整开始上课； B．学校每节课40min；C．数学测验的时间是100min； D．第5秒内。
3．某乘客坐在行驶的列车里，看到铁路两旁的树木快速向后退，那么乘客选取的参考系是：( )A．乘客乘坐的列车； B．铁轨和路面；C．铁轨两旁的树木； D．迎面驶来的列车。
4．从高为5m处以某一速度竖直向下抛出一小球，在与地面相碰后弹起，上升到高为2m处被接住，则在全段过程中：( )A．小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为7m；B．小球的位移为2m，方向竖直向上，路程为7m；C．小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为3m；D．小球的位移为3m，方向竖直向上，路程为3m。
5．下列关于质点的说法正确的是()A．研究和观察日食时，可以把太阳看成质点B．研究地球的公转时，可以把地球看成质点C．研究地球的自转时，可以把地球看成质点D．原子核很小，必须把它看成质点6．2008年9月25日晚21点10分，我国在九泉卫星发射中心将我国自行研制的“神舟7号”宇宙飞船成功地送上太空，飞船绕地球飞行一圈时间为90分钟．则()A．“21点10分”和“90分钟”前者表示“时刻”后者表示“时间”B．卫星绕地球飞行一圈，它的位移和路程都为0C．卫星绕地球飞行一圈平均速度为0，但它在每一时刻的瞬时速度都不为0D．地面卫星控制中心在对飞船进行飞行姿态调整时可以将飞船看作质点．7两个人以相同的速率同时从圆形轨道的A点出发，分别沿ABC和ADC行走，如图所示，当他们相遇时不相同的物理量是()A．速度 B．位移C．路程 D．速率8．两个质点甲和乙，同时由同一地点向同一方向做直线运动，它们的v－t图象如图所示，则下列说法中正确的是()A．质点乙静止，质点甲的初速度为零B．质点乙运动的速度大小、方向不变C．第2s末质点甲、乙速度相同D．第2s末质点甲、乙相遇9．某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又从原路返回到山脚，上山的平均速率为v1，下山的平均速率为v2，则往返的平均速度的大小和平均速率是()A.v1＋v22，v1＋v22B.v1－v22，v1－v22C．0，v1－v2v1＋v2 D．0，2v1v2v1＋v2110．一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度-时间图象如图所示，由图象可知：( )A．0~ta段火箭的加速度小于ta~tb段的火箭加速度；B．0~tb段火箭是上升过程，在tb~tc段火箭是下落过程；C．tc时刻火箭离地最远；D．tc时刻火箭回到地面。
清华大学《大学物理》习题库试题及答案_力学习题
一、选择题1．0018：某质点作直线运动的运动学方程为x ＝3t -5t 3 + 6 (SI)，则该质点作(A) 匀加速直线运动，加速度沿x 轴向(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 轴向(D) 变加速直线运动，加速度沿x 轴负方向［ ］ 2．5003：一质点在平面上运动，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 ［ ］ 3．0015：一运动质点在某瞬时位于矢径 y x r , 的端点处， 其速度大小为 (A) t r d d (B) t r d d (C) t r d d (D)22d d d d t y t x 4．0508：质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，每T 秒转一圈。
在2T 时间间隔中，其平均速度大小与平均速率大小分别为(A) 2p R /T ， 2p R/T (B) 0 ， 2 R /T (C) 0 ， 0 (D) 2 R /T ， 0. ［ ］ 5．0518：以下五种运动形式中，a 保持不变的运动是(A) 单摆的运动 (B) 匀速率圆周运动(C) 行星的椭圆轨道运动 (D) 抛体运动 (E) 圆锥摆运动 ［ ］6．0519：对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的：(A) 切向加速度必不为零(B) 法向加速度必不为零（拐点处除外）(C) 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零(D) 若物体作匀速率运动，其总加速度必为零 (E) 若物体的加速度a 为恒矢量，它一定作匀变速率运动 ［ ］ 7．0602：质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a 表示加速度，S 表示路程，a 表示切向加速度，下列表达式中，(1) a t d /d v ， (2) v t r d /d ， (3) v t S d /d ， (4) ta t d /d v(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 ［ ］8．0604：某物体的运动规律为t k t 2d /d v v ，式中的k 为大于零的常量。
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清华大学大学物理试题题库清华大学大学物理试题题库大学物理清华大学篇一：清华大学《大学物理》期中考试题一、判断题1．速度与加速度的方向夹角为钝角时，质点的运动为加速运动。
（）2．已知运动方程，求速度和加速度用积分方法。
（）3．质点做抛体运动时其加速度保持不变。
（）4．质点作匀速率圆周运动时，其加速度恒为零。
（）5．保守力做正功时，其相应势能将减少。
（）6．作用在刚体上的合外力矩等于刚体角动量对时间的变化率。
（）7．摩擦力总做负功。
（）8．一对相互作用力做功之代数和一定为零。
（）9．转动惯量是描述刚体转动惯性大小的物理量。
（）10．内力不会改变系统的总动量，但可以改变总动能。
（）二、填空题1．已知一质点沿X轴作直线运动，其运动方程为x?2t?3t（SI），则质点在5秒时刻的加速度大小为m/s2。
2．质点作匀速率圆周运动的过程中，加速度始终为零。
（填“切向”或“法向”）3．某质点做圆周运动的方程为??2t3?3(rad)，半径为1m，则质点在2秒时刻的切向加速度大小为m/s2。
4．物体做斜抛运动，在最位置处的曲率半径最小。
（填“高”或“低”）5．刚体的转动惯量取决于、和三要素。
6．一质点沿半径为0.1m的圆周运动，其速率随时间变化的关系为v?3?t2 (m/s)，则t=2s时刻质点的切向加速度为a?=_______m/s2，角加速度=________rad/s2。
7．用棒打击质量为0.2kg，速率为20m/s的水平方向飞来的球，击打后球以15m/s的速率竖直向上运动，则棒给予球的冲量大小为_____N·s。
三、选择题1. 一质点做曲线运动，以r表示位置矢量，s表示路程，?表示切向，下列各式中正确的是：（）（A）drds?dvdv?v（B） ?v（C）?a（D） ?a? dtdtdtdt2．某质点的运动方程为x?3t?5t3?11（SI）,则该质点作: （）(A)匀加速直线运动,加速度沿x轴正方向。
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清华大学大学物理试题及答案TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】热学部分 一、选择题 1．4251：一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m 。
根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量平方的平均值 (A) m kT x 32=v (B) m kT x 3312=v (C) m kT x /32=v (D) m kT x /2=v ［ ］2．4252：一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m 。
根据理想气体分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量的平均值(A)m kT π8=x v (B) m kT π831=x v (C) m kT π38=x v (D) =x v 0 ［ ］ 3．4014：温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系：(A) ε和w 都相等 (B) ε相等，而w 不相等(C) w 相等，而ε不相等 (D) ε和w 都不相等 ［ ］4．4022：在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V 1 / V 2=1 / 2 ，则其内能之比E 1 / E 2为：(A) 3 / 10 (B) 1 / 2 (C) 5 / 6 (D) 5 / 3 ［ ］5．4023：水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)(A) ％ (B) 50％ (C) 25％ (D) 0 ［ ］6．4058：两瓶不同种类的理想气体，它们的温度和压强都相同，但体积不同，则单位体积内的气体分子数n ，单位体积内的气体分子的总平动动能(EK /V )，单位体积内的气体质量ρ，分别有如下关系：(A) n 不同，(EK /V )不同，ρ不同 (B) n 不同，(EK /V )不同，ρ相同(C) n 相同，(EK /V )相同，ρ不同 (D) n 相同，(EK /V )相同，ρ相同［ ］7．4013：一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们 (A) 温度相同、压强相同 (B) 温度、压强都不相同(C) 温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强(D) 温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强 ［ ］8．4012：关于温度的意义，有下列几种说法：(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度；(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义；(3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同；(4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。
清华大学《大学物理》习题库试题及答案 电学习题答案
一、选择题1．1003：下列几个说法中哪一个是正确的？(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) 场强可由定出，其中q 为试验电荷，q 可正、可负，为试验电荷所受的电场力(D) 以上说法都不正确2．1405：设有一“无限大”均匀带正电荷的平面。
取x 轴垂直带电平面，坐标原点在带电平面上，则其周围空间各点的电场强度随距离平面的位置坐标x 变化的关系曲线为(规定场强方向沿x 轴正向为正、反之为负)：3．1551：关于电场强度定义式，下列说法中哪个是正确的？(A) 场强的大小与试探电荷q 0的大小成反比(B) 对场中某点，试探电荷受力与q 0的比值不因q 0而变(C) 试探电荷受力的方向就是场强的方向(D) 若场中某点不放试探电荷q 0，则＝0，从而＝04．1558：下面列出的真空中静电场的场强公式，其中哪个是正确的？ (A)点电荷q 的电场：(r 为点电荷到场点的距离)(B)“无限长”均匀带电直线(电荷线密度)的电场：(为带电直线到场点的垂直于直线的矢量)(C)“无限大”均匀带电平面(电荷面密度)的电场：(D) 半径为R 的均匀带电球面(电荷面密度)外的电场：(为球心到场点的矢量)5．1035：有一边长为a 的正方形平面，在其中垂线上距中心O 点a /2处，有一电荷为q 的正点电荷，如图所示，则通过该平面的电场强度通量为(A)(B)(C)(D)q F E / =F EEFFE F E204r q E επ=λr r E302ελπ=r σ02εσ=E σr r R E 302εσ=r 03εq 04επq 03επq 06εq( x q1035图6．1056：点电荷Q 被曲面S 所包围，从无穷远处引入另一点电荷q 至曲面外一点，如图所示，则引入前后： (A) 曲面S 的电场强度通量不变，曲面上各点场强不变 (B) 曲面S 的电场强度通量变化，曲面上各点场强不变 (C) 曲面S 的电场强度通量变化，曲面上各点场强变化 (D) 曲面S 的电场强度通量不变，曲面上各点场强变化7．1255：图示为一具有球对称性分布的静电场的E ～r 关系曲线。
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18 ． 4203 ： 设 描 述 微 观 粒 子 运 动 的 波 函 数 为 Ψ ( r , t ) ， 则
K
_______________________；Ψ ( r , t ) 须满足的条件是_____________________；其归一化条 件是___________________。 19．4632：如果电子被限制在边界 x 与 x +Δx 之间，Δx =0.5 Å，则电子动量 x 分量的不 确定量近似地为________________kg·m／s。 20．4221：原子内电子的量子态由n、l、ml及ms四个量子数表征。当n、l、ml一定时， 不 同 的 量 子 态 数 目 为 _____________ ； 当 n 、 l 一 定 时 ， 不 同 的 量 子 态 数 目 为 _________________；当n一定时，不同的量子态数目为_______。 21．4782：电子的自旋磁量子数ms只能取______和______两个值。 22．4784：根据量子力学理论，氢原子中电子的动量矩为 L =
K
ΨΨ * 表 示
l (l + 1) = ，当主量子数
n =3 时，电子动量矩的可能取值为_____________________________。 23．4963： 原子中电子的主量子数 n =2，它可能具有的状态数最多为______个。 4219： 多电子原子中， 电子的排列遵循_____________原理和_______________原理。 24． 25．4635：泡利不相容原理的内容是________________________________________。 26．4787：在主量子数n =2，自旋磁量子数 数是_____________。 27．4967：锂(Z=3)原子中含有 3 个电子，电子的量子态可用(n，l，ml，ms)四个量子数
推荐学习 精品-清华大学《大学物理》专项练习及解析 02牛顿力学答案
牛顿力学一、选择题 1、（0030A10）C 2、（0038B25）B 3、（0042B40）D 4、（0048B25）C 5、（0051A20）C 6、（0326A15）C 7、（0331A15）B 8、（0335B25）D 9、（0338B30）A 10、（0341B30）B 11、（0342B30）C 12、（0343C45）B 13、（0607A15）B 14、（0610B30）D 15、（0617A15）C 16、（0617A15）D 17、（5255A10）C 18、（5387A15）B 19、（5388A15）B 20、（0024B25）B 21、（0029A10）C 22、（0054A10）B 23、（0094B25）E 24、（0334A10）D 25、（0609A20）B 26、（0612A15）B 27、（0616C50）B 28、（5010A10）A二、填空题 1、（0039B40）0；2g 2、（0043A10）f 0 3、（0046B30）见右4、（0050B40）i g m m23-；05、（0282A10）g )sin cos (θθμ-6、（0352B25）80 N ；与车行方向相同；98 N ；与车行方向相反7、（0355B25）2%8、（0523A15）212m m g m F +-；21221m m Fm g m m ++9、（0524A15）2121m m F g m g m ++-；212212m m Fm g m m ++10、（0526B25）5.2 N11、（0619A10）)/(m M F +；)/(m M MF + 12、（0623A10）2 N ；1 N13、（0624B25）见右 14、（0626B30）见右 15、（5011A10）见右 16、（5256A10）24 cm 17、（5390A20）g /μs 18、（0031B30）1cos 2 θ(或sec 2 θ)19、（0351A10）θcos mg；θθcos sin gl20、（0527C50）R g /21、（0622A20）0.28 N ；1.68 N22、（0625B25）见右三、计算题 1、（0032B35）解：设绳子与水平方向的夹角为θ，则l h /sin =θ．木箱受力如图所示，匀g M P =θFNf速前进时, 拉力为F ，有F cos θ－f ＝0，F sin θ＋N －Mg ＝0，f ＝μN ，得θμθμsin cos +=MgF ，令0)sin (cos )cos sin (d d 2=++--=θμθθμθμθMg F ，∴6.0tan ==μθ，637530'''︒=θ，且0d d 22>θF ，∴l ＝h / sin θ＝2.92 m 时，最省力． 2、（0035B25）3、（0037D75）解：(1)子弹进入沙土后受力为－Kv ，由牛顿定律－Kv ＝m d v d t ，所以－K m d t ＝d vv ，对两边进行积分：－⎰tt mK0d ＝⎰vv vv 0d ，v ＝v 0e －Kt /m ． (2)法一：v ＝d x d t ，d x ＝v 0e －Kt /m d t ，⎰x x 0d ＝⎰t m Kt t v 0/0d e －，x ＝m K v 0(1－e －Kt /m )，x max ＝mv 0K ．法二：－Kv ＝m d v d t ＝m (d v d x )(d x d t )＝mv d v d x ，d x ＝－mKd v ，⎰maxd x x ＝－⎰d v v Km，x max ＝mv 0K ． 4、（0041D75）解：由于液体随U 形管一起作加速运动，所以左管底部的压力应大于右管底部的压力，其压力差应等于水平管中液体的质量和加速度之积，设水平管的截面积为S ，液体的密度为ρ．则有lSa hSg ρρ=，g la h /=．5、（0049C60）解：建立x 、y 坐标. 系统的运动中，物体A 、B 及小车D 的受力如图所示，设小车D 受力F时，连接物体B 的绳子与竖直方向成α角. 当A 、D 间无相对滑动时，应有如下方程：x a m T 1=①，x a m T 2sin =α②，0cos 2=-g m T α③，x Ma T T F =--αsin ④，联立①、②、③式解出：22212m m gm a x -=⑤，联立①、②、④式解出：x a M m m F )(21++=⑥，⑤代入⑥得：2221221)(m m gm M m m F -++=，代入数据得F ＝784 N ．注：⑥式也可由A 、B 、D 作为一个整体系统而直接得到． 6、（0284B25）A T1g yxO B2N 2MgFTTαD7、（0349A10）8、（0354B30）解：匀速运动时，20v k mg =①，加速运动时，ma k mg =-2v ②，由②mk g m a /)(2v -=③，由①20/v mg k =④，将④代入③得53.3])/(1[20=-=v v g a m/s 2．9、（0356B25）10、（0358B30）11、（0359A20）解：对物体A 应用牛顿第二定律，平行斜面方向：ma f mg F r =--αθsin cos ，垂直斜面方向：0sin cos =--ααF mg N ，又N f r μ=，由上述解得91.0)sin cos (sin cos =+--=mF mg mg F a ααμααm/s 2．12、（0528B25）13、（0530B30）解：人受力如图(1)，a m g m N T 112=-+，底板受力如图(2)，a m g m N T T 2221=-'-+，212T T =，N N ='，由以上四式可解得a m m g m g m T )(421212+=--，∴5.2474/))((212=++=a g m m T N ，5.412)(21=-+=='T a g m N N N ．14、（0531B30）解：因绳子质量不计，所以环受到的摩擦力在数值上等于绳子张力T ．设m 2相对地面的加速度为2a '，取向上为正；m 1相对地面的加速度为a 1(即绳子的加速度)，取向下为正．111a m T g m =-，222a m g m T '=-，212a a a -='，解得2122211)(m m a m g m m a ++-=，21212)2(m m m m a g T +-=，2121212)(m m a m g m m a +--='．15、（0533B40）解：根据牛顿第二定律x vmvt x x v m t v m x k f d d d d d d d d 2=⋅==-=，∴⎰⎰-=-=4/22d d ,d d A Av x mxk v v mxxk v v ，k mA A A m k v 3)14(212=-=，∴)/(6mA k v =． 16、（0534D80）解：以飞机着地点为坐标原点，飞机滑行方向为x 轴正向．设飞机质量为m ，着地后地面对飞机的支持力为N ．在竖直方向上02=-+mg v C N y ，∴2v C mg N y -=，飞机受到地面的摩擦力)(2v C mg N f y -==μμ，在水平方向上xvmvt v m v C )v C mg x y d d d d (22==---μ， 即x vC C mg vmv y x d )(d 2-=-+μμ，x ＝0时，m/s 25km/h 900===v v ．x ＝S (滑行距离)时，v ＝0，⎰⎰-=-=-+02d )(d v Sy x S x v μC C μmg v mv ，S vC C mg v C C mg C C my x y x y x -=-+-+-⎰v 220)(])(d[21μμμμμ，解得mgv C C mg C C m S y x y x μμμμ20)(ln 21-+-=，∵飞机刚着地前瞬间，所受重力等于升力，即2v C mg y =，∴2v mgC y =，205v mg K C C y x ==，代入S 表达式中并化简，然后代入数据22151ln )51(2520=-=μμg v S m ．17、（0627A15）18、（0699B25）19、（0027B25）解：质量为M 的物块作圆周运动的向心力，由它与平台间的摩擦力f ，和质量为m 的物块对它的拉力F 的合力提供．当M 物块有离心趋势时，f 和F 的方向相同，而当M 物块有向心运动趋势时，二者的方向相反．因M 物块相对于转台静止，故有2max max ωMr f F =+，2min min ωMr f F =-，m物块是静止的，因而mg F =又Mg f s μ=max ，故=+=2max ωμM Mgmg r s 37.2 mm ，=-=2min ωμM Mgmg r s 12.4 mm ．20、（0028B30）解：设弹簧原长为l ，劲度系数为k ，由于是弹性力提供了质点作圆周运动的向心力，故有：ωmr 2＝k (r －l )，其中r 为滑块作圆周运动的半径，m 为滑块的质量．由题设，有：r ＝fl ，因而有)1(2-=f kl mfl ω，又由已知条件，有：)1(0200-=f kl l mf ω，整理后得ω与f 的函数关系为：11022--=f f f f ωω． 21、（0036D75） 解：取距转轴为r 处，长为d r 的小段绳子，其质量为(M /L )d r ．(画元的受力图)，由于绳子作圆周运动，所以小段绳子有径向加速度，由牛顿定律得：T (r )－T (r ＋d r )＝(M/L ) d r ·r ω2，令T (r )－T (r ＋d r )＝－d T (r )，得d T ＝－(M ω2/L )r d r ，由于绳子的末端是自由端T (L )＝0，有r r L M T Lrr T d )/(d 20)(⎰⎰-=ω，∴)2/()()(222L r L M r T -=ω．22、（0044B25）解：(1)由题可知t 时刻物体运动法向方向上满足θcos 2n mg T R v m F +==，得绳中的张力为θcos 2mg R v m T -=，切向方向上满足θsin t mg F =，故切向加速度θsin t g a =，方向沿速度v 的方向．(2)当 900≤≤θ时，a t 的大小越来越大，方向沿运动速度方向相同；当 18090≤≤θ时，a t 的大小越来越小，方向沿运动速度方向相同；当 270180≤≤θ时，a t 的大小越来越大，方向沿运动速度方向相反；当 360270≤≤θ时，a t 的大小越来越小，方向沿运动速度方向相反． 23、（0283B30）O24、（0285B40）解：(1)设同步卫星距地面的高度为h ，距地心的距离r ＝R ＋h ．由G Mm r 2＝mrω2①，又由G Mm R 2＝mg ，得GM ＝gR 2，代入①式，得r ＝3gR 2ω2②，同步卫星的角速度ω＝7.27×10－5 rad/s ，解得r ＝4.22×107 m ，h ＝r －R ＝3.58×104 km ． (2)由题设可知卫星角速度ω的误差限度为△ω＝5.5×10－10rad/s ，由②得，r 3＝gR 2ω2，3ln r ＝ln (gR 2)－2ln ω，取微分并令d r ＝△r ，d ω＝△ω，且取绝对值，3△r r ＝2△ωω，△r ＝2r △ω3ω＝213 m ．25、（0628B30）26、（0696A10）解：设人的质量为m ，地球的质量为M e ，半径为R e ，地球表面重力加速度为g e ，则人在月球上受月球引力为222)11/3()81/1()11/3()81/1(e e e e L R mM G R m M G F =⋅=，∵人在地球上所受的引力为2e e E R m M G F =，∴2)11/3()81/1(EL F F =＝106 N ．27、（0697A30）28、（5012C45）29、（5391A20）四、证明题1、（0364C45）2、（0535B25）。
清华大学《大学物理》习题库试题及答案
清华大学《大学物理》习题库试题及答案一、选择题1．4351：宇宙飞船相对于地面以速度v 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过∆t (飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为 (c 表示真空中光速)(A) c ·∆t (B) v ·∆t (C) (D)［ ］2．4352一火箭的固有长度为L ，相对于地面作匀速直线运动的速度为v 1，火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上的一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为v 2的子弹。
在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是：(c 表示真空中光速) (A) (B) (C) (D)［ ］3．8015：有下列几种说法：(1) 所有惯性系对物理基本规律都是等价的；(2) 在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关；(3) 在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同。
若问其中哪些说法是正确的，答案是(A) 只有(1)、(2)是正确的 (B) 只有(1)、(3)是正确的(C) 只有(2)、(3)是正确的 (D) 三种说法都是正确的 ［ ］4．4164：在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的？(1) 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速(2) 质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的(3) 在一惯性系中发生于同一时刻，不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的(4)惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时，会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些(A) (1)，(3)，(4) (B) (1)，(2)，(4) (C) (1)，(2)，(3) (D) (2)，(3)，(4) ［ ］5．4169在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4 s ，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5 s ，则乙相对于甲的运动速度是(c 表示真空中光速)(A) (4/5) c (B) (3/5) c (C) (2/5) c (D) (1/5) c ［ ］6．4356：一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行。
大学物理(清华)第3章刚体的定轴转动习题解答
习题3-1 一汽车发动机曲轴的转速在12s 内由每分钟1200转匀加速地增加到每分钟2700转，求：（1）角加速度；（2）在此时间内，曲轴转了多少转解：（1）)/(401s rad πω= )/(902s rad πω=)/(1.13)/(6251240902212s rad s rad t≈=-=∆-=πππωωβ匀变速转动（2）)(78022122rad πβωωθ=-= )(3902圈==πθn 3-2 一飞轮的转动惯量为J ,在0=t 时角速度为0ω，此后飞轮经历制动过程。
阻力矩M 的大小与角速度ω的平方成正比，比例系数0>K 。
求：（1）当0ωω=时,飞轮的角加速度；（2）从开始制动到30ωω=所需要的时间。
解：（1）依题意 2ωβK J M -== )/(92202s rad JK J K ωωβ-=-= （2）由JK dt d 2ωωβ-== 得 ⎰⎰-=3200ωωωωK Jd dt tωK Jt 2=3-3 如图所示， 发电机的轮A 由蒸汽机的轮B 通过皮带带动。
两轮半径A R =30cm ，=B R 75cm 。
当蒸汽机开动后，其角加速度π8.0=B βrad/s 2，设轮与皮带之间没有滑动。
求（1）经过多少秒后发电机的转速达到A n =600rev/min （2）蒸汽机停止工作后一分钟内发电机转速降到300rev/min ，求其角加速度。
]解：（1）t A A βω= t B B βω=因为轮和皮带之间没有滑动，所以A 、B 两轮边缘的线速度相同，即B B A A R R ωω=又)/(20606002s rad A ππω=⨯=联立得)(10s R R t B B A A ==βω（2）)/(10603002s rad A ππω=⨯=)/(62s rad t A A A πωωβ=-'= 3-4 一个半径为=R 1.0m 的圆盘，可以绕过其盘心且垂直于盘面的转轴转动。
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一、选择题1．0148：几个力同时作用在一个具有光滑固定转轴的刚体上，如果这几个力的矢量和为零，则此刚体(A) 必然不会转动 (B) 转速必然不变(C) 转速必然改变 (D) 转速可能不变，也可能改变 ［ ］2．0153：一圆盘绕过盘心且与盘面垂直的光滑固定轴O 以角速度ω按图示方向转动。
若如图所示的情况那样，将两个大小相等方向相反但不在同一条直线的力F 沿盘面同时作用到圆盘上，则圆盘的角速度ω (A) 必然增大 (B) 必然减少(C) 不会改变(D) 如何变化，不能确定 ［ ］3．0165：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 ［ ］4．0289：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,与质量的空间分布和轴的位置无关（B ）取决于刚体的质量和质量的空间分布，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 ［ ］5．0292：一轻绳绕在有水平轴的定滑轮上，滑轮的转动惯量为J ，绳下端挂一物体。
物体所受重力为P ，滑轮的角加速度为α。
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α将(A) 不变 (B) 变小 (C) 变大 (D) 如何变化无法判断 ［ ］6．0126：花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动，开始时两臂伸开，转动惯量为J 0，角速度为0ω。
然后她将两臂收回，使转动惯量减少为31J 0。
这时她转动的角速度变为： (A) 031ω (B) ()03/1ω (C) 03ω (D) 03ω ［ ］7．0132：光滑的水平桌面上，有一长为2L 、质量为m 的匀质细杆，可绕过其中点且垂直于杆的竖直光滑固定轴O 自由转动，其转动惯量为31mL 2，起初杆静止。
桌面上有两个质量均为mv 相向运动，如图所示。
当两小球同时与杆的两个端点发生完全非弹性碰撞后，就与杆粘在一起转动，则这一系统碰撞后的转动角速 度应为： (A) L 32v (B) L 54v (C) L 76v (D) L 98v (E)L 712v［ ］8．0133：如图所示，一静止的均匀细棒，长为L 、质量为M ，可绕通过棒的端点且垂 O v 俯视图直于棒长的光滑固定轴O 在水平面内转动，转动惯量为231ML 。
一质量为m 、速率为v 的子弹在水平面内沿与棒垂直的方向射出并穿出棒的自由端，设穿过棒后子弹的速率为v 21，则此时棒的角速度应为 (A) ML m v (B) ML m 23v (C) ML m 35v(D) ML m 47v ［ ］9．0197：一水平圆盘可绕通过其中心的固定竖直轴转动，盘上站着一个人.把人和圆盘取作系统，当此人在盘上随意走动时，若忽略轴的摩擦，此系统(A) 动量守恒 (B) 机械能守恒 (C) 对转轴的角动量守恒(D) 动量、机械能和角动量都守恒 (E) 动量、机械能和角动量都不守恒 ［ ］10．0228：质量为m 的小孩站在半径为R 的水平平台边缘上。
平台可以绕通过其中心的竖直光滑固定轴自由转动，转动惯量为J 。
平台和小孩开始时均静止。
当小孩突然以相对于地面为v 的速率在台边缘沿逆时针转向走动时，则此平台相对地面旋转的角速度和旋转方向分别为 (A) ⎪⎭⎫ ⎝⎛=R J mR v 2ω，顺时针 (B)⎪⎭⎫ ⎝⎛=R J mR v 2ω，逆时针 (C)⎪⎭⎫ ⎝⎛+=R mR J mR v 22ω，顺时针 (D) ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=R mR J mR v 22ω，逆时针 ［ ］11．0294：刚体角动量守恒的充分而必要的条件是(A) 刚体不受外力矩的作用 (B) 刚体所受合外力矩为零(C) 刚体所受的合外力和合外力矩均为零(D) 刚体的转动惯量和角速度均保持不变 ［ ］二、填空题1．0290：半径为m 5.1=r 的飞轮，初角速度10s rad 10-⋅=ω，角加速度2s rad 5-⋅-=α，则在=t ___________时角位移为零，而此时边缘上点的线速度v ＝___________。
2．0149：一长为l ，质量可以忽略的直杆，可绕通过其一端的水平光滑轴在竖直平面内作定轴转动，在杆的另一端固定着一质量为m平位置无初转速地释放。
则杆刚被释放时的角加速度=0α_____________， 杆与水平方向夹角为60°时的角加速度=α_______________。
3．0240：一飞轮以600 rev/min 的转速旋转，转动惯量为2.5 kg ·m 2，现加一恒定的制动力矩使飞轮在1 s 内停止转动，则该恒定制动力矩的大小M 4．0551：一作定轴转动的物体，对转轴的转动惯量J ＝3.0 kg ·m 2，角速度10s rad 0.6-⋅=ω。
现对物体加一恒定的制动力矩M ＝－12 N ·m ，当物体的角速度减慢到1s rad 0.2-⋅=ω时，物体已转过了角度=∆θ_________________。
5．0125：一飞轮以角速度0ω绕光滑固定轴旋转，飞轮对轴的转动惯量为J 1；另一静止飞轮突然和上述转动的飞轮啮合，绕同一转轴转动，该飞轮对轴的转动惯量为前者的二倍。
啮合后整个系统的角速度=ω__________________。
6．0229：有一半径为R 的匀质圆形水平转台，可绕通过盘心O 且垂直于盘面的竖直固v 21 v 俯视图 m 1定轴OO ＇转动，转动惯量为J 。
台上有一人，质量为m 。
当他站在离转轴r 处时（r ＜R ），转台和人一起以1ω的角速度转动，如图。
若转轴处摩擦可以忽略，问当人走到转台边缘时，转台和人一起转动的角速度=2ω________。
7．0542：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质点的距离为31l ，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___________________。
三、计算题 1．0241：一轴承光滑的定滑轮，质量为M ＝2.00 kg ，半径为R ＝0.100 m ，一根不能伸长的轻绳，一端固定在定滑轮上，另一端系有一质量为m ＝5.00 kg 示。
已知定滑轮的转动惯量为J ＝221MR ，其初角速度0ω＝10.0 rad/s ，方向 垂直纸面向里。
求：(1) 定滑轮的角加速度的大小和方向；(2) 定滑轮的角速度变化到ω＝0时，物体上升的高度； (3) 当物体回到原来位置时，定滑轮的角速度的大小和方向。
2．0561：质量分别为m 和2m 、半径分别为r 和2r 的两个均匀圆盘，同轴地粘在一起，可以绕通过盘心且垂直盘面的水平光滑固定轴转动，对转轴的转动惯量为9mr 2大小圆盘边缘都绕有绳子，绳子下端都挂一质量为m 的重物，如图所示。
求盘 的角加速度的大小。
3．0211：质量为M ＝0.03 kg ，长为l ＝0.2 m 的均匀细棒，在一水平面 内绕通过棒中心并与棒垂直的光滑固定轴自由转动。
细棒上套有两个可沿棒滑动的小物体，每个质量都为m ＝0.02 kg 。
开始时，两小物体分别被固定在 棒中心的两侧且距棒中心各为r ＝0.05 m ，此系统以n 1＝15 rev/ min 的转速转动。
若将小物体松开,设它们在滑动过程中受到的阻力正比于它们相对棒的速度,(已知棒对中心轴的转动惯量为Ml 2 / 12)求：(1) 当两小物体到达棒端时，系统的角速度是多少？(2) 当两小物体飞离棒端，棒的角速度是多少？一、选择题1．0148：D 2．0153：A 3．0165：A 4．0289：C 5．0292：C 6．0126：D 7．0132：C 8．0133：B 9．0197：C 10．0228：A 11．0294：B二、填空题1．0290： 4 s ； －15 m ·s -1 2．0149： g / l ； g / (2l )3．0240： 157 N ·m 4．0551： 4.0 rad/s5．0125： 031ω 6．0229： ()212m R J m r J ++ω 7．0542： m v l三、计算题1．0241：解：(1) ∵ mg －T ＝ma -----------------1分TR ＝J α------------------2分a ＝R α-----------------1分 ∴ α= mgR / (mR 2＋J )()R M m mg MR mR mgR +=+=222122＝81.7 rad/s 2-----------------1分 方向垂直纸面向外-----------------1分 (2) ∵αθωω2202-= am 2 m l 俯视图当ω＝0 时， r a d 612.0220==αωθ物体上升的高度h = R θ = 6.12×10-2 m-----------------2分 (3) ==αθω210.0 rad/s ，方向垂直纸面向外-----------------2分 2．0561：解：受力分析如图-----------------2分 mg －T 2 = ma 2---------------------1分 T 1－mg = ma 1---------------------1分 T 2 (2r )－T 1r = 9mr 2β / 2---------2分 2r α= a 2---------------------------1分 r α= a 1-----------------------------1分 解上述5个联立方程，得：r g 192=α--------------2分 3．0211：解：选棒、小物体为系统，系统开始时角速度为：ω1 = 2πn 1＝1.57 rad/s 。
（1）设小物体滑到棒两端时系统的角速度为ω2。
由于系统不受外力矩作用，所以角动量守恒。
-----------------------2分 故：2221222112212ωω⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ml Ml mr Ml ------------------------3分 2212222112212ml Ml ml Ml +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ωω＝0.628 rad/s------------------------2分（2）小物体离开棒端的瞬间，棒的角速度仍为ω2。