大学物理习题集(上)
大学物理(上)练习题
一、填空题 1、一质点沿y 轴作直线运动，速度j t v )43(+=，t ＝0时，00=y ，采用SI 单位制，则质点的运动方程为=y m t t 223+；加速度y a ＝ 4m/s 2 。
2、一质点沿半径为R 的圆周运动，其运动方程为22t +=θ。
质点的速度大小为 2t R ，切向加速度大小为 2R ，加速度为n e R t R 242+τ。
3、一个质量为10kg 的物体以4m/s 的速度落到砂地后经0.1s 停下来，则在这一过程中物体对砂地的平均作用力大小为 400N 。
4、在一带电量为Q 的导体空腔内部，有一带电量为-q 的带电导体，那么导体空腔的内表面所带电量为 +q ，导体空腔外表面所带电量为 Q －q 。
5、一质量为10kg 的物体，在t=0时，物体静止于原点，在作用力i x F )43(+=作用下，无摩擦地运动，则物体运动到3米处，在这段路程中力F 所做的功为5J 13mV 21W 2.=∆=。
6、带等量异号电荷的两个无限大平板之间的电场为0εσ，板外电场为 0 。
7、一无铁芯的长直螺线管，在保持其半径和总匝数不变的情况下，把螺线管拉长一些，则它的自感系数将 减小 。
8、一长载流导线弯成如右图所示形状，则O 点处磁感应强度B 的大小为R I R I 83400μπμ+，方向为⊗。
9、在均匀磁场B 中, 一个半径为R 的圆线圈,其匝数为N,通有电流I ，则其磁矩的大小为NI R m 2π=，它在磁场中受到的磁力矩的最大值为NIB R M 2π=。
10、一电子以v 垂直射入磁感应强度B 的磁场中，则作用在该电子上的磁场力的大小为F ＝B qv F 0=。
电子作圆周运动，回旋半径为qB mv R =。
11、判断填空题11图中，处于匀强磁场中载流导体所受的电磁力的方向；（a ） 向下 ；（b ） 向左 ；（c ） 向右 。
12、已知质点的运动学方程为j t i t r )1(2-+=。
大学物理 和 习题答案
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 ]
（A） mR2 （ V ），顺时针。 JR
（B） mR2 （ V ），逆时针。 JR
——————3——————
大学物理习题集（上）
（C） mR 2 （ V ），顺时针。 （D） mR 2 （ V ），逆时针。
J mR 2 R
J mR 2 R
F
l 2
1 12
ml 2
A
Fl
1 3
ml 2
B
由上两式可解得 A
6F ml
,B
3F ml
,可见 A
B
所以应选（B）。
9．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 的速率在平台边缘沿逆时针转
。
2
解答 以圆盘和橡皮沁组成一系统，则系统所受重力对铅直轴 O 的力矩为零，所以系统的角动量守
——————6——————
大学物理习题集（上）
恒，圆盘的角动量为
J0
，橡皮泥（视为质点）对
O
轴的转动惯量为
m
R 2
2
，则有
1 2
MR20
1 2
MR2
m
R 2
2
解得
1 2
MR
20
2M 0
1 2
（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。
2. 均匀细棒 OA 可绕通过某一端 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
由下降，在棒摆到竖直位置的过程中，下述说法哪一种是正确的？
大学物理习题大学物理上
《大学物理上》模拟复习题一一.选择题1.质量为m 的铁锤竖直落下,打在木桩上并停下,设打击时间为∆t ,打击前铁锤速率为v ,则在打击木桩的时间内,铁锤所受平均合外力的大小为(A) mv/∆t .(B) mv/∆ t －mg . (C) mv/∆ t ＋mg . (D) 2mv/∆t .2. 一圆锥摆,如图1.2,摆球在水平面内作圆周运动.则(A) 摆球的动量、摆球对悬点的角动量、摆球与地球组成系统的机械能都守恒.(B) 摆球的动量、摆球对悬点的角动量、摆球与地球组成系统的机械能都不守恒.(C) 摆球的动量不守恒,摆球对悬点的角动量、摆球与地球组成系统的机械能守恒.(D) 摆球的动量、摆球对悬点的角动量守恒, 摆球与地球组成系统的机械能不守恒.3. 一物体作简谐振动，振动方程为x =A cos(ωt +π/4 ) 在t=T/4(T 为周期)时刻，物体的加速度为(A) 222ωA -. (B)222ωA .(C) 232ωA -.(D)232ωA .4. 以下说法错误的是(A) 波速与质点振动的速度是一回事,至少它们之间相互有联系；(B) 波速只与介质有关,介质一定,波速一定,不随频率波长而变,介质确定后,波速为常数；(C) 质元的振动速度随时间作周期变化；(D) 虽有关系式v = λν,但不能说频率增大,波速增大. 5. 两根轻弹簧和一质量为m 的物体组成一振动系统,弹簧的倔强系数为k 1和k 2,并联后与物体相接.则此系统的固有频率为ν等于(A) π2//)(21m k k +. (B) π2/)/(2121m k k k k +.(C) π2)/(21k k m +. (D)π2)/()(2121m k k k k +.6. 下面各种情况中可能存在的是(A) 由pV =(M/M mol )RT 知,在等温条件下,逐渐增大压强,当p →∞时,V →0； (B) 由pV =(M/M mol )RT 知,在等温条件下,逐渐让体积膨胀,当V →∞时,p →0；图1.1(C) 由E =(M/M mol )iRT /2知,当T →0时,E →0；(D) 由绝热方程式V γ－1T =恒量知，当V →0时，T →∞、E →∞.7. AB 两容器分别装有两种不同的理想气体,A 的容积是B 的两倍,A 容器内分子质量是B 容器分子质量的1/2.两容器内气体的压强温度相同,(如用n 、ρ、M 分别表示气体的分子数密度、气体质量密度、气体质量)则(A) n A =2n B , ρA =ρB , M A = 2M B . (B) n A = n B /2 , ρA =ρB /4 , M A = M B /2. (C) n A = n B , ρA =2ρB , M A = 4M B . (D) n A = n B , ρA =ρB /2 , M A = M B .8. 如图1.3所示，折射率为n 2 、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3，已知 n 1 ＜n 2 ＞n 3，若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束（用①②示意）的光程差是(A) 2n 2e .(B) 2n 2e －λ/(2 n 2 ). (C) 2n 2e －λ. (D) 2n 2e －λ/2.9. 如图1.4所示，s 1、s 2是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为r 1和 r 2，路径s 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径s 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2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 (A) (r 2 + n 2 t 2)－(r 1 + n 1 t 1).(B) [r 2 + ( n 2－1) t 2]－[r 1 + (n 1－1)t 1].(C) (r 2 －n 2 t 2)－(r 1 －n 1 t 1).(D) n 2 t 2－n 1 t 1.10. 在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极大都恰好在每缝衍射的暗纹方向上,因而实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度a 和相邻两缝间不透光部分宽度b 的关系为(A) a = b . (B) a = 2b . (C) a = 3b . (D) b = 2a . 二.填空题1.如图2.1所示，一质点在几个力的作用下，沿半径为R 的圆周运动，其中一个力是恒力F 0，方向始终沿x 轴正向，即F 0= F 0i ，当质点从A 点沿逆时针方向走过3/4圆周到达B 点时，F 0所作的功为W .2. 如图2.2所示,加速度a 至少等于 时, 物体m 对斜面的正压力为零, 此时绳子的张力 T = .图1.3ss图1.4 图2.2图2.13. 铀238的核(质量为238原子质量单位),放射一个α粒子(氦原子核，质量为4个原子量单位)后蜕变为钍234的核,设铀核原是静止的,α粒子射出时速度大小为1.4×107m/s,则钍核的速度大小为 ,方向为 .4. 牛顿环装置中透镜与平板玻璃之间充以某种液体时,观察到第10级暗环的直径由1.42cm 变成1.27cm,由此得该液体的折射率n = .5. 如图2.3所示,波长为λ 的平行单色光斜入射到距离为d 的双缝上,入射角为θ ,在图中的屏中央O 处(O s 1=O s 2) ,两束相干光的位相差为 .三.计算题1.质量为M =0.03kg, 长为l =0.2m 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 =0.02kg. 开始时,两小物体分别被固定在棒中心的两侧且距中心各为r =0.05m,此系统以n 1=15rev/min 的转速转动. 若将小物体松开后,它们在滑动过程中受到的阻力正比于速度, 已知棒对中心的转动惯量为M l 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时, 棒的角速度是多少？2. 一弦线,左端系于音叉的一臂的A 点上,右端固定在B 点,并用7.20N 的水平拉力将弦线拉直,音叉在垂直于弦线长度的方向上作每秒50次的简谐振动(如图3.1).这样,在弦线上产生了入射波和反射波,并形成了驻波,弦的线密度η=2.0g/m, 弦线上的质点离开其平衡位置的最大位移为4cm,在t = 0时,O 点处的质点经过其平衡位置向下运动.O 、B 之间的距离为2.1m .如以O 为坐标原点,向右为x 轴正方向,试写出: (1) 入射波和反射波的表达式；(2) 驻波的表达式.3. 一气缸内盛有一定量的刚性双原子分子理想气体,气缸活塞的面积S =0.05m 2, 活塞与缸壁之间不漏气,摩擦忽略不计, 活塞左侧通大气,大气压强p 0=1.0×105pa,倔强系数k =5×104N/m 的一根弹簧的两端分别固定于活塞和一固定板上,如图 3.2,开始时气缸内气体处于压强、体积分别为p 1=p 0=1.0×105pa, V 1=0.015m 3的初态,今缓慢的加热气缸,缸内气体缓慢地膨胀到V 2=0.02m 3.求:在此过程中气体从外界吸收的热量.4. 波长为500nm 的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈尖上，在观察反射光的干涉现象中，距劈尖棱边 l = 1.56cm 的A 处是从棱边算起的第四条暗条纹中心.(1) 求此空气劈尖的劈尖角θ .(2) 改用600 nm 的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹,A 处是明条纹，图3.1图3.2 图2.3还是暗条纹？《大学物理上》模拟复习题二一.选择题1. 圆盘绕O 轴转动,如图1.1所示.若同时射来两颗质量相同,速度大小相同,方向相反并在一直线上运动的子弹,子弹射入圆盘后均留在盘内,则子弹射入后圆盘的角速度ω将(A) 增大. (B) 不变. (C) 减小.(D) 无法判断.2.一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表达式为 r = a t 2 i + b t 2 j (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. 如图1.2，质量分别为m 1、m 2的物体A 和B 用弹簧连接后置于光滑水平桌面上，且A 、B 上面上又分别放有质量为m 3和m 4的物体C 和D ；A 与C 之间、B 与D 之间均有摩擦.今用外力压缩A 与B ，在撤掉外力，A 与B 被弹开的过程中，若A 与C 、B 与D 之间发生相对运动，则A 、B 、C 、D 及弹簧组成的系统(A) 动量、机械能都不守恒. (B) 动量守恒，机械能不守恒.(C) 动量不守恒，机械能守恒.(D) 动量、机械能都守恒.4. 以下说法不正确的是(A) 从运动学角度看,振动是单个质点(在平衡位置的往复)运动,波是振动状态的传播,质 点并不随波前进；(B) 从动力学角度看振动是单个质点受到弹性回复力的作用而产生的,波是各质元受到邻近质元的作用而产生的；(C) 从能量角度看,振动是单个质点的总能量不变,只是动能与势能的相互转化；波是能量的传递,各质元的总能量随时间作周期变化,而且动能与势能的变化同步；(D) 从总体上看,振动质点的集合是波动.5. 一辆汽车以25ms -1的速度远离一静止的正在呜笛的机车，机车汽笛的频率为600Hz ，汽车中的乘客听到机车呜笛声音的频率是(已知空气中的声速为330 ms -1)(A) 555Hz . (B) 646 Hz . (C) 558 Hz . (D) 649 Hz .图1.2图1.16. 由热力学第一定律可以判断一微小过程中d Q 、d E 、d A 的正负,下面判断中错误的是(A) 等容升压、等温膨胀 、等压膨胀中d Q >0； (B) 等容升压、等压膨胀中d E >0； (C) 等压膨胀时d Q 、d E 、d A 同为正； (D) 绝热膨胀时d E >0.7. 摩尔数相同的两种理想气体，一种是氦气，一种是氢气，都从相同的初态开始经等压膨胀为原来体积的2倍，则两种气体 (A) 对外做功相同，吸收的热量不同. (B) 对外做功不同，吸收的热量相同.(C) 对外做功和吸收的热量都不同.(D) 对外做功和吸收的热量都相同.8. 如图1.3所示的是两个不同温度的等温过程，则 (A) Ⅰ过程的温度高，Ⅰ过程的吸热多. (B) Ⅰ过程的温度高，Ⅱ过程的吸热多. (C) Ⅱ过程的温度高，Ⅰ过程的吸热多. (D) Ⅱ过程的温度高，Ⅱ过程的吸热多.9. 如图1.4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n 1＜n 2＞n 3，λ1 为入射光在折射率为n 1 的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的位相差为(A) 2 π n 2 e / (n 1 λ1 ).(B) 4 π n 1 e / (n 2 λ1 ) +π.(C) 4 π n 2 e / (n 1 λ1 ) +π.(D) 4π n 2 e / (n 1 λ1 ).10. 在如图1.5所示的单缝夫琅和费衍射实验装置中，s 为单缝，L 为透镜，C 为放在L 的焦面处的屏幕，当把单缝s 沿垂直于透镜光轴的方向稍微向上平移时，屏幕上的衍射图样(A) 向上平移. (B) 向下平移. (C) 不动.(D) 条纹间距变大. 二.填空题1. 如图2.1所示，波源s 1和s 2发出的波在P 点相遇，P 点距波源s 1和s 2的距离分别为3λ和10λ/3，λ为两列波在介质中的波长，若P 点的合振幅总是极大值，则两波源振动方向 (填相同或不同),振动频率 ，(填相同或不同),波源s 2 的位相比s 1 的位相领先 .2. 一物块悬挂在弹簧下方作简谐振动，当这物块的位移等于振幅的一半时，其动能是总能的 ； 当这物块在平衡位置时，弹簧的长度比原长长∆ l ,这一振动系统的周期为 .图1.3图1.4图1.5 s 1s 2P 图2.13.以一定初速度斜向上抛出一个物体, 如果忽略空气阻力, 当该物体的速度v 与水平面的夹角为θ 时，它的切向加速度a t 的大小为a t = , 法向加速度a n 的大小为a n = . .4.对于处在平衡态下温度为T 的理想气体, (1/2)kT (k 为玻兹曼常量)的物理意义是 .5. 光的干涉和衍射现象反映了光的 性质, 光的偏振现象说明光波是 波. 三.计算题1.一质量为m 的陨石从距地面高h 处由静止开始落向地面,设地球质量为M ，半径为R ，忽略空气阻力,求:(1) 陨石下落过程中,万有引力的功是多少？ (2) 陨石落地的速度多大？2. 一定滑轮的半径为R , 转动惯量为I ,其上挂一轻绳，绳的一端系一质量为m 的物体，另一端与一固定的轻弹簧相连，如图3.1所示，设弹簧的倔强系数为k ，绳与滑轮间无滑动，且忽略轴的摩擦力及空气阻力，现将物体m 从平衡位置下拉一微小距离后放手，证明物体作简谐振动，并求出其角频率.3. 一定量的理想气体经历如图3.2所示的循环过程,A →B 和C →D 是等压过程,B →C 和D →A 是绝热过程.己知:T C = 300K, T B = 400K,试求此循环的效率.4. 设光栅平面和透镜都与屏幕平行，在平面透射光栅上每厘米有5000条刻线，用它来观察波长为λ=589 nm 的钠黄光的光谱线.(1) 当光线垂直入射到光栅上时,能看到的光谱线的最高级数k m 是多少?(2) 当光线以30︒的入射角(入射线与光栅平面法线的夹角)斜入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数k m 是多少?图3.1 图3.2《大学物理上》模拟复习题一答案一.选择题1. (A)mv/∆t .2. (A) 摆球的动量、摆球对悬点的角动量、摆球与地球组成系统的机械能都守恒.3.(C) 232ωA -.4.(D) 虽有关系式v = λν,但不能说频率增大,波速增大.5.(C).6. (B) 由pV =(M/M mol )RT 知,在等温条件下,逐渐让体积膨胀,当V →∞时,p →0；7. (D) n A = n B , ρA =ρB /2 , M A = M B .8. (D) 2n 2e －λ/2.9. (B) [r 2 + ( n 2－1) t 2]－[r 1 + (n 1－1)t 1]. 10. (A) a = b . 二.填空题1. -F 0R .2. cot θ, mg/sin θ3. 2.4×105m/s 与α粒子运动方向相反4. 1.255. 2πd sin θ /λ.三.计算题 1.(1)角动量守恒(M l 2/12+2mr 2)ω1=(M l 2/12+2ml 2)ω2ω2= (M l 2/12+2mr 2)ω1/(M l 2/12+2ml 2)=0.628rad/s(2) 小物体飞离棒端时小物体对棒无冲力，故棒的角速度仍为 ω2=0.628rad/s2.(1)波速u =(张力/线密度)1/2=(T/η)1/2=60m/s 波长 λ=u/ν=1.2m 因形成驻波,故行波振幅为A =4⨯10-2÷2=2⨯10-2m由旋矢法(如图)可知O 点振动的初位相为π/2，则入射波在原点O 引起的振动为y 0=2⨯10-2cos(100πt+π/2) (SI)所以入射波为y 1=2⨯10-2cos[100π (t -x /60)+π/2 ]=2⨯10-2cos(100πt-10πx /6+π/2) (SI), 反射波为y 2=2⨯10-2cos[100πt -10π(2l -x )/6+π/2+π]=2⨯10-2cos(100πt+10πx/6+π/2) (SI)驻波方程为y=y1+y2=4⨯10-2cos(10πx/6)cos(100πt+π/2) (SI)3. 从V1变到V2，弹簧压缩x=(V2-V1)/S，则p2=p0+kx/S= p0+k(V2-V1)/S2∆E=νC V(T2-T1)=(i/2)(p2V2-p1V1)=(i/2){[p0+k(V2-V1)/S2]V2-p0V1}=(i/2)[p0(V2-V1)+k V2(V2-V1)/S2]A=p0Sx+(1/2)kx2=p0(V2-V1)+(1/2) k [(V2-V1)/S]2，Q=∆E+A=p0(V2-V1)(i+2)/2+k(V2-V1)[(i+1)V2-V1]/(2S2)=7000J4. 因是空气薄膜,有n1>n2<n3，且n2=1,得δ=2e+λ/2，暗纹应δ=2e+λ/2=(2k+1)λ/2，所以2e=kλe=kλ/2因第一条暗纹对应k=0，故第4条暗纹对应k=3，所以e=3λ/2空气劈尖角θ=e/l=3λ/(2l)=4.8⨯10-5rad(2) 因δ/λ'=(2e+λ'/2)/λ'=3λ/λ'+1/2=3故A处为第三级明纹，棱边依然为暗纹.(3) 从棱边到A处有三条明纹，三条暗纹，共三条完整条纹.《大学物理上》模拟复习题二答案一.选择题1. (B) 不变.2. (B) 变速直线运动.3. (C) 动量不守恒，机械能守恒.4. (A) 从运动学角度看,振动是单个质点(在平衡位置的往复)运动,波是振动状态的传播,质 点并不随波前进；5. (B) 646 Hz .6. (D) 绝热膨胀时d E >0.7. (A) 对外做功相同，吸收的热量不同. 8. (A) Ⅰ过程的温度高，Ⅰ过程的吸热多. 9. (C) 4 π n 2 e / (n 1 λ1 ) +π. 10..(C) 不动. 二.填空题1.相同 相同，2π/3.2. 3/4 ； 2π(∆l /g )1/2.3. g sin θ, g cos θ .4.温度为T 时每个气体分子每个自由度平均分得的能量.5.波动 横 三.计算题 1. (1) A =()r GMm RhR d 2⎰+-=GMm [1/R -1/(R+h )]= GMm h /[R (R+h )](2)由动能定理 A=E k -E k0 有GMm h /[R (R+h )]=mv 2/2 v= {2GM h /[R (R+h )]}1/22. 平衡时 mg=kx 0振动时，设某时刻物体相对平衡位置的位移为x ，对物体和定滑轮分别列方程，有 mg-T=ma TR-k (x+x 0)R=I β a=R β x=R θ 于是得mgR -k (x+x 0)R=(mR 2+I )β -kxR=- kR 2θ= (mR 2+I )β = (mR 2+I )d 2θ /d t 2d 2θ /d t 2+[kR 2/(I+mR 2)]θ=0故物体作揩振动，其角频率为ω=[kR 2/(I+mR 2)]1/23.吸热过程AB为等压过程Q1=νC p(T B-T A)放热过程CD为等压过程Q2=νC p(T C-T D)η=1-Q2/Q1=1- (T C-T D)/(T B-T A)=1- (T C/T B)[(1-T D/T C)/(1-T A/T B) 而p Aγ-1T A-γ= p Dγ-1T D-γp Bγ-1T B-γ= p Cγ-1T C-γp A=p B p C=p D所以T A/T B=T D/T C故η=1-T C/T B=25%4. . (1) (a+b) sinθ=k maxλ<(a+b)k max<(a+b)/λ=3.39所以最高级数k max=3(1)(a+b) (sin30°+sinθ')=k'maxλk'max<(a+b) (sin30°+1)/λ=5.09所以k'max=5。
大学基础教育《大学物理（上册）》真题练习试题 附解析
大学基础教育《大学物理（上册）》真题练习试题附解析姓名：______ 班级：______ 学号：______考试须知：1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。
2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、四根辐条的金属轮子在均匀磁场中转动，转轴与平行，轮子和辐条都是导体，辐条长为R，轮子转速为n，则轮子中心O与轮边缘b之间的感应电动势为______________，电势最高点是在______________处。
2、动量定理的内容是__________，其数学表达式可写__________，动量守恒的条件是__________。
3、图示曲线为处于同一温度T时氦（原子量4）、氖（原子量20）和氩（原子量40）三种气体分子的速率分布曲线。
其中曲线（a）是________气分子的速率分布曲线；曲线（c）是________气分子的速率分布曲线。
4、一条无限长直导线载有10A的电流．在离它 0.5m远的地方它产生的磁感强度B为____________。
一条长直载流导线，在离它1cm处产生的磁感强度是T，它所载的电流为____________。
5、若静电场的某个区域电势等于恒量，则该区域的电场强度为_______________，若电势随空间坐标作线性变化，则该区域的电场强度分布为 _______________。
6、一长为的均匀直棒可绕过其一端且与棒垂直的水平光滑固定轴转动。
抬起另一端使棒向上与水平面呈60°，然后无初转速地将棒释放，已知棒对轴的转动惯量为，则(1) 放手时棒的角加速度为____；(2) 棒转到水平位置时的角加速度为____。
（）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，另一质量为的小球B以沿水平方向向右的速度与物体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＝__________。
《大学物理习题集》(上)习题解答
)2(选择题(5)选择题单元一 质点运动学（一）一、选择题1. 下列两句话是否正确：(1) 质点作直线运动，位置矢量的方向一定不变；【 ⨯ 】(2) 质点作园周运动位置矢量大小一定不变。
【 ⨯ 】 2. 一物体在1秒内沿半径R=1m 的圆周上从A 点运动到B 点，如图所示，则物体的平均速度是： 【 A 】 (A) 大小为2m/s ，方向由A 指向B ； (B) 大小为2m/s ，方向由B 指向A ； (C) 大小为3.14m/s ，方向为A 点切线方向； (D) 大小为3.14m/s ，方向为B 点切线方向。
3. 某质点的运动方程为x=3t-5t 3+6(SI)，则该质点作 【 D 】(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 4. 一质点作直线运动，某时刻的瞬时速度v=2 m/s ，瞬时加速率a=2 m/s 2则一秒钟后质点的速度:【 D 】(A) 等于零(B) 等于-2m/s (C) 等于2m/s (D) 不能确定。
5. 如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向边运动。
设该人以匀速度V 0收绳，绳不伸长、湖水静止，则小船的运动是 【 C 】(A)匀加速运动; (B) 匀减速运动; (C) 变加速运动; (D) 变减速运动; (E) 匀速直线运动。
6. 一质点沿x 轴作直线运动，其v-t 曲线如图所示，如t=0时，质点位于坐标原点，则t=4.5s 时，(7)选择题质点在x 轴上的位置为 【 C 】(A) 0； (B) 5m ； (C) 2m ； (D) -2m ； (E) -5m*7. 某物体的运动规律为t kv dtdv2-=，式中的k 为大于零的常数。
当t=0时，初速为v 0，则速度v 与时间t 的函数关系是 【 C 】(A) 02v kt 21v += (B) 02v kt 21v +-= (C)2v 1kt 21v 1+= (D)2v 1kt 21v 1+-=二、填空题1. )t t (r )t (r ∆+ 与为某质点在不同时刻的位置矢量，)t (v 和)t t (v ∆+为不同时刻的速度矢量，试在两个图中分别画出s ,r ,r ∆∆∆ 和v ,v ∆∆。
大学物理习题参考解答上静电场环路定理_电势能_电势和电势差
02. 如图所示， CDEF 是一矩形，边长分别为 l 和 2l 。在 DC 延长线上 CA l 处的 A 点有点电荷 q ，在 CF 的中点 B 点有点电荷 q ，若使单位正电荷从 C 点沿 CDEF 路径运动到 F 点，则电场
力所作的功等于：
【D】
(A)
q 4ol
5 1； 5l
(B)
q 4ol
三 判断题
09. 静电场中某点电势值的正负取决于电势零点的选取。
【对】
10. 在已知静电场分布的条件下，任意两点 P1 和 P2 之间的电势差决定于 P1 和 P2 两点的位置。【 对 】
11. 正电荷在电势高的地方，电势能也一定高。 12. 电场强度的方向总是指向电势降落最快的方向。
【对】 【对】
1 4 0
4 r12 r1
1 4 0
4 r22 r2
0
——
r1 ' r2 0
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第3页
20XX-3-24
大学物理教程_上_习题集参考解答
r1 r2
—— 外球面带负电
外球面应放掉电荷： Q Q Q Q 4 r22 4 r22
Q
(1
r1 r2
)
4
r22
将 r1 10 cm and r2 20 cm ， 8.85 109C / m2 代入上式得到：
13. 静电场的保守性体现在电场强度的环流等于零。
【对】
四 计算题
14. 如图所示， AB 2L ， OCD 是以 B 为中心 L 为半径的半圆， A 和 B 两处分别有正负电荷 q 和 q ，试问：
1) 把单位正电荷从 O 沿 OCD 移动到 D ，电场力对它作了多少功？
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大学物理习题集
大学物理习题集上册物理教研室2004年元月目录部分物理常量练习一描述运动的物理量练习二刚体定轴转动的描述相对运动练习三牛顿运动定律非惯性系中的力学练习四动量角动量练习五功和能碰撞练习六刚体定轴转动的转动定律转动惯量练习七刚体定轴转动中的动能及角动量练习八力学习题课练习九状态方程压强公式练习十理想气体的内能分布律练习十一分布律(续) 自由程碰撞频率练习十二热力学第一定律等值过程练习十三循环过程练习十四热力学第二定律熵练习十五热学习题课练习十六谐振动练习十七谐振动能量谐振动合成练习十八阻尼受迫共振波动方程练习十九波的能量波的干涉练习二十驻波多普勒效应练习二十一振动和波习题课练习二十二光的相干性双缝干涉光程练习二十三薄膜干涉劈尖练习二十四牛顿环迈克耳逊干涉仪衍射现象练习二十五单缝圆孔光学仪器的分辨率练习二十六光栅X射线的衍射练习二十七光的偏振练习二十八光学习题课23h3456789101112131415图9.1 161718192021232425(A)图15.12627图17.24. 一平面简谐波沿x 轴负方向传播，已知x=x 0处质点的振动方程为y=A cos(ω t+ϕ0). 若(B)v (m/s)O1 x (m)ωA(A)·图18.3图18.54041距离 (从地上一点看两星的视线间夹角)是(A) 5.3×10－7 rad.(B) 1.8×10－4 rad .(C) 5.3×10－5 rad .(D) 3.2×10－3 rad二.填空题1. 惠更斯引入的概念提出了惠更斯原理,菲涅耳再用的思想补充了惠更斯原理,发展成了惠更斯－菲涅耳原理.2. 如果单缝夫琅和费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30 的方位上,所用单色光波长λ =5×103 Å, 则单缝宽度为m .3. 平行单色光垂直入射于单缝上,观察夫琅和费衍射. 若屏上P点处为第二级暗纹,则单缝处波面相应地可划分为个半波带,若将单缝宽度减小一半, P点将是级纹.三.计算题1. 用波长λ =6328Å 的平行光垂直照射单缝, 缝宽a= 0.15mm , 缝后用凸透镜把衍射光会聚在焦平面上, 测得第二级与第三级暗条纹之间的距离为1.7mm , 求此透镜的焦距.四.问答题1. 在单缝衍射实验中, 当缝的宽度a远大于单色光的波长时, 通常观察不到衍射条纹, 试由单缝衍射暗条纹条件的公式说明这是为什么.练习二十六光栅X射线的衍射一.选择题1. 一束平行单色光垂直入射到光栅上，当光栅常数(a+b) 为下列哪种情况时(a代表每条缝为宽度) ，k =3、6、9等级次的主极大均不出现？(A) a+b=3a.(B) a+b=2a .(C) a+b=4a .(D) a+b=6a .2. 若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长,在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好？(A) 1.0×10－1 mm .(B) 5.0×10－1 mm .(C) 1.0×10－2 mm .(D) 1.0×10－3 mm .3. 在双缝衍射实验中,若保持双缝s1和s2的中心之间的距离d不变,而把两条缝的宽度a 42略微加宽,则(A) 单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目变少.(B) 单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目变多.(C) 单缝衍射的中央主极大变窄,其中所包含的干涉条纹数目变少.(D) 单缝衍射的中央主极大变宽,其中所包含的干涉条纹数目不变.(E) 单缝衍射的中央主极大变窄,其中所包含的干涉条纹数目变多.4. 某元素的特征光谱中含有波长分别为 1 = 450 n m 和 2 = 750 n m (1 n m = 10－9 m)的光谱线. 在光栅光谱中,这两种波长的谱线有重叠现象,重叠处 2的谱线的级次数将是(A) 2、3、4、5 …….(B) 2、5、8、11 …….(C) 2、4、6、8 …….(D) 3、6、9、12 …….5. 设光栅平面、透镜均与屏幕平行,则当入射的平行单色光从垂直于光栅平面入射变为斜入射时,能观察到的光谱线的最高级数k(A) 变小.(B) 变大.(C) 不变.(D) 的改变无法确定.二.填空题1. 用波长为5461 Å的平行单色光垂直照射到一透射光栅上,在分光计上测得第一级光谱线的衍射角 = 30 ,则该光栅每一毫米上有条刻痕.2. 可见光的波长范围是400 n m—760 n m,用平行的白光垂直入射到平面透射光栅上时,它产生的不与另一级光谱重叠的完整的可见光光谱是第级光谱.3. 一束平行单色光垂直入射到一光栅上,若光栅的透明缝宽度a与不透明部分宽度b相等,则可能看到的衍射光谱的级次为.三.计算题1. 一块每毫米500条缝的光栅,用钠黄光正入射,观察衍射光谱, 钠黄光包含两条谱线,其波长分别为5896 Å和5890 Å, 求在第二级光谱中这两条谱线互相分离的角度.2. 一衍射光栅,每厘米有200条透光缝,每条透光缝宽为a =2×10－3 c m ,在光栅后放一焦距f =1m 的凸透镜,现以 = 6000 Å的平行单色光垂直照射光栅,求: (1) 透光镜a的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？(2) 在该宽度内, 有几个光栅衍射主极大？练习二十七光的偏振一.选择题1. 一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片,且此两偏振片的偏振化方向成45 角,若不考虑偏振片的反射和吸收,则穿过两个偏振片后的光强I为4344454647。
2020大学物理上习题册
1.7
质点作曲线运动，
r
表示位置矢量，s
表示路程，
at
表示切向加速度的大小，下列表
达式中正确的是：[ ]
（A） dv a ； dt
（B） dr dt
v
；
（C） dv dt
at ；
（D） ds v 。 dt
1.8 一物体作圆周运动，则：[ ]
（A）加速度方向必指向圆心； （B）切向加速度必定为零；
间的函数关系。设 x 0时， v0 4ms 1 。
1.6 一质点的运动学方程是 x t 2 , y (t 1)2 , x 和 y 均以 m 为单位，t 以 s 为单位，试求：
（1） （2）
质点的轨迹方程； 在 t = 2s 时，质点的速度
v
和加速度
a
。
1
专业班级
学号
姓名
序号
§1.2～1.3
为 M 和 m 。当炮弹飞离炮口时，炮车的动能与炮弹动能之比为
。
3.5 质量为 m0 1.5kg 的物体，用一根长为 l 1.25m 的细绳悬挂在天花板上。今有一质量
为 m 10g 的子弹以 v0 500m / s 的水平速度射穿物体，刚传穿出物体时子弹的速度大小为
v 30m / s ，设穿透时间极短。求（１）子弹刚穿出时绳中的张力大小；（２）子弹在穿透
则从 t=0 到 t 时刻质点走过的路程 s(t)
；t 时刻质点的加速度切向分量为
；法向加速度大小为
。
1.11 一质点在半径为 0.2m 的圆周上运动，其角位置为 2 4t 3 （SI）。求：
（1）t = 2s 时的法向加速度和切向加速度的大小； （2）当切向加速度大小恰等于总加速度大小的一半时，其角坐标θ的值为多少？
大学物理学(上)练习题
第1单元 质点运动学一. 选择题1. 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. 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，t 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)t a 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。
3. 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。
4. 一小球沿斜面向上运动,其运动方程为s=5+4t -t 2 (SI),则小球运动到最高点的时刻是［］。
(A) t=4s ；(B) t=2s ； (C)t=8s ；(D)t=5s 。
5. 一质点在xy 平面内运动，其位置矢量为j t i t r ˆ)210(ˆ42-+=〔SI 〕，则该质点的位置矢量与速度矢量恰好垂直的时刻为［］。
(A)s t 2=； 〔B 〕s t 5=； 〔C 〕s t 4=； 〔D 〕s t 3=。
6. 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。
当0=t 时，初速为v 0，则速度v 与时间t 的函数关系是［］。
(A) 0221v v +=kt ；(B) 0221v v +-=kt ； (C)02121v v +=kt ； (D) 02121v v +-=kt 。
大学物理习题(上)(完整版)答辩
1习 题 课（一）1-1 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1-2 某物体的运动规律为t k dt d 2v v -=，式中k 为常数。
当t = 0时，初速度为v 0，则速度v 与时间t 的函数关系是（A ）0221v v +=kt （B ）0221v v +-=kt （C ）02121v v +=kt （D ）02121v v +-=kt 1-3 在相对地面静止的坐标系内，A 、B 二船都以2m/s 的速率匀速行驶，A 船沿X 轴正向，B 船沿Y 轴正向。
今在A 船上设置与静止坐标系方向相同的坐标系，那么在A 船上的坐标系中，B 船的速度为（以m/s 为单位） （A ）j i 22+ （B ）j i 22+- （C ）j i 22-- （D ）j i 22- 1-4 升降机内地板上放有物体A ，其上再放另一物体B ，二者的质量分别为M A 、M B 。
当升降机以加速度a 向下加速运动时(a < g )，物体A 对升降机地板的压力在数值上等于（A ）g M A （B ）g M M B A )(+（C ）))((a g M M B A ++ （D ）))((a g M M B A -+1-5 质量分别为m A 和m B 的两滑块A 和B 通过一轻弹簧水平连结后置于水平桌面上，滑块与桌面间的摩擦系数均为μ，系统在水平拉力F 作用下匀速运动，如图所示。
如突然撤消拉力，则刚撤消后瞬间，二者的加速度a A 和a B 分别为（A ）a A = 0，a B = 0 （B ）a A > 0，a B < 0（C ）a A < 0，a B > 0 （D ）a A < 0，a B = 0 1-6 有一水平飞行的飞机，速度为v 0，在飞机上以水平速度v 向前发射一颗炮弹，略去空气阻力并设发射过程不影响飞机的速度，则（1）以地球为参照系，炮弹的轨迹方程为 ； （2）以飞机为参照系，炮弹的轨迹方程为 。
大学物理习题集(上,含解答)
大学物理习题集（上册，含解答）第一章 质点运动学1．1 一质点沿直线运动，运动方程为x (t ) = 6t 2 - 2t 3．试求： （1）第2s 内的位移和平均速度；（2）1s 末及2s 末的瞬时速度，第2s 内的路程； （3）1s 末的瞬时加速度和第2s 内的平均加速度．[解答]（1）质点在第1s 末的位置为：x (1) = 6×12 - 2×13 = 4(m)．在第2s 末的位置为：x (2) = 6×22 - 2×23 = 8(m)． 在第2s 内的位移大小为：Δx = x (2) – x (1) = 4(m)，经过的时间为Δt = 1s ，所以平均速度大小为：v =Δx /Δt = 4(m·s -1)． （2）质点的瞬时速度大小为：v (t ) = d x /d t = 12t - 6t 2，因此v (1) = 12×1 - 6×12 = 6(m·s -1)，v (2) = 12×2 - 6×22 = 0质点在第2s 内的路程等于其位移的大小，即Δs = Δx = 4m ． （3）质点的瞬时加速度大小为：a (t ) = d v /d t = 12 - 12t ，因此1s 末的瞬时加速度为：a (1) = 12 - 12×1 = 0，第2s 内的平均加速度为：a = [v (2) - v (1)]/Δt = [0 – 6]/1 = -6(m·s -2)．[注意] 第几秒内的平均速度和平均加速度的时间间隔都是1秒．1．2 一质点作匀加速直线运动，在t = 10s 内走过路程s = 30m ，而其速度增为n = 5倍．试证加速度为22(1)(1)n sa n t-=+，并由上述数据求出量值． [证明]依题意得v t = nv o ，根据速度公式v t = v o + at ，得a = (n – 1)v o /t ， (1)根据速度与位移的关系式v t 2 = v o 2 + 2as ，得 a = (n 2 – 1)v o 2/2s ，(2) （1）平方之后除以（2）式证得：22(1)(1)n sa n t-=+． 计算得加速度为：22(51)30(51)10a -=+= 0.4(m·s -2)．1．3 一人乘摩托车跳越一个大矿坑，他以与水平成22.5°的夹角的初速度65m·s -1从西边起跳，准确地落在坑的东边．已知东边比西边低70m ，忽略空气阻力，且取g = 10m·s -2．问：（1）矿坑有多宽？他飞越的时间多长？（2）他在东边落地时的速度？速度与水平面的夹角？ [解答]方法一：分步法．（1）夹角用θ表示，人和车（人）在竖直方向首先做竖直上抛运动，初速度的大小为v y 0 = v 0sin θ = 24.87(m·s -1)．取向上的方向为正，根据匀变速直线运动的速度公式v t - v 0 = at ，这里的v 0就是v y 0，a = -g ；当人达到最高点时，v t = 0，所以上升到最高点的时间为t 1 = v y 0/g = 2.49(s)．再根据匀变速直线运动的速度和位移的关系式：v t 2 - v 02 = 2a s ， 可得上升的最大高度为：h 1 = v y 02/2g = 30.94(m)．人从最高点开始再做自由落体运动，下落的高度为;h 2 = h 1 + h = 100.94(m)．根据自由落体运动公式s = gt 2/2，得下落的时间为:2t =．图1.3因此人飞越的时间为：t = t 1 + t 2 = 6.98(s)． 人飞越的水平速度为;v x 0 = v 0cos θ = 60.05(m·s -1)， 所以矿坑的宽度为：x = v x 0t = 419.19(m)．（2）根据自由落体速度公式可得人落地的竖直速度大小为：v y = gt = 69.8(m·s -1)， 落地速度为：v = (v x 2 + v y 2)1/2 = 92.08(m·s -1)， 与水平方向的夹角为：φ = arctan(v y /v x ) = 49.30º，方向斜向下．方法二：一步法．取向上为正，人在竖直方向的位移为y = v y 0t - gt 2/2，移项得时间的一元二次方程201sin 02gt v t y θ-+=，解得：0(sin t v g θ=．这里y = -70m ，根号项就是人落地时在竖直方向的速度大小，由于时间应该取正值，所以公式取正根，计算时间为：t = 6.98(s)．由此可以求解其他问题．1．4 一个正在沿直线行驶的汽船，关闭发动机后，由于阻力得到一个与速度反向、大小与船速平方成正比例的加速度，即d v /d t = -kv 2，k 为常数．（1）试证在关闭发动机后，船在t 时刻的速度大小为011kt v v =+； （2）试证在时间t 内，船行驶的距离为01ln(1)x v kt k =+． [证明]（1）分离变量得2d d vk t v =-， 故 020d d v t v v k t v =-⎰⎰，可得：011kt v v =+． （2）公式可化为001v v v kt=+，由于v = d x/d t ，所以：00001d d d(1)1(1)v x t v kt v kt k v kt ==+++ 积分00001d d(1)(1)x tx v kt k v kt =++⎰⎰．因此 01ln(1)x v kt k=+． 证毕．[讨论]当力是速度的函数时，即f = f (v )，根据牛顿第二定律得f = ma ． 由于a = d 2x /d t 2， 而 d x /d t = v ， a = d v /d t ， 分离变量得方程：d d ()m vt f v =， 解方程即可求解．在本题中，k 已经包括了质点的质量．如果阻力与速度反向、大小与船速的n 次方成正比，则 d v /d t = -kv n ． （1）如果n = 1，则得d d vk t v=-， 积分得ln v = -kt + C ．当t = 0时，v = v 0，所以C = ln v 0， 因此ln v/v 0 = -kt ，得速度为 ：v = v 0e -kt ．而d v = v 0e -kt d t ，积分得：0e `ktv x C k-=+-． 当t = 0时，x = 0，所以C` = v 0/k ，因此0(1-e )kt vx k -=．（2）如果n ≠1，则得d d n vk t v=-，积分得11n v kt C n -=-+-． 当t = 0时，v = v 0，所以101n v C n-=-，因此11011(1)n n n kt v v --=+-． 如果n = 2，就是本题的结果．如果n ≠2，可得1(2)/(1)020{[1(1)]1}(2)n n n n n v kt x n v k----+--=-，读者不妨自证．1．5 一质点沿半径为0.10m 的圆周运动，其角位置（以弧度表示）可用公式表示：θ = 2 + 4t 3．求： （1）t = 2s 时，它的法向加速度和切向加速度；（2）当切向加速度恰为总加速度大小的一半时，θ为何值？ （3）在哪一时刻，切向加速度和法向加速度恰有相等的值？ [解答]（1）角速度为ω = d θ/d t = 12t 2 = 48(rad·s -1)，法向加速度为 a n = rω2 = 230.4(m·s -2)； 角加速度为 β = d ω/d t = 24t = 48(rad·s -2)， 切向加速度为 a t = rβ = 4.8(m·s -2)． （2）总加速度为a = (a t 2 + a n 2)1/2，当a t = a /2时，有4a t 2 = a t 2 + a n 2，即n a a =由此得2r r ω=22(12)24t =解得36t =．所以3242(13)t θ=+=+=3.154(rad)．（3）当a t = a n 时，可得rβ = rω2， 即： 24t = (12t 2)2，解得 ： t = (1/6)1/3 = 0.55(s)．1．6 一飞机在铅直面内飞行，某时刻飞机的速度为v = 300m·s -1，方向与水平线夹角为30°而斜向下，此后飞机的加速度为am·s -2，方向与水平前进方向夹角为30°而斜向上，问多长时间后，飞机又回到原来的高度？在此期间飞机在水平方向飞行的距离为多少？[解答]建立水平和垂直坐标系，飞机的初速度的大小为v 0x = v 0cos θ， v 0y = v 0sin θ． 加速度的大小为a x = a cos α， a y = a sin α． 运动方程为2012x x x v t a t =+， 2012y y y v t a t =-+．即 201cos cos 2x v t a t θα=⋅+⋅， 201sin sin 2y v t a t θα=-⋅+⋅．令y = 0，解得飞机回到原来高度时的时间为：t = 0（舍去）；02sin sin v t a θα==．将t 代入x 的方程求得x = 9000m ．[注意]选择不同的坐标系，如x 方向沿着a 的方向或者沿着v 0的方向，也能求出相同的结果．1．7 一个半径为R = 1.0m 的轻圆盘，可以绕一水平轴自由转动．一根轻绳绕在盘子的边缘，其自v 图1.7由端拴一物体A ．在重力作用下，物体A 从静止开始匀加速地下降，在Δt = 2.0s 内下降的距离h = 0.4m ．求物体开始下降后3s 末，圆盘边缘上任一点的切向加速度与法向加速度．[解答]圆盘边缘的切向加速度大小等于物体A 下落加速度．由于212t h a t =∆， 所以a t = 2h /Δt 2 = 0.2(m·s -2)．物体下降3s 末的速度为v = a t t = 0.6(m·s -1)，这也是边缘的线速度，因此法向加速度为2n v a R== 0.36(m·s -2)．1．8 一升降机以加速度1.22m·s -2上升，当上升速度为2.44m·s -1时，有一螺帽自升降机的天花板上松落，天花板与升降机的底面相距2.74m ．计算：（1）螺帽从天花板落到底面所需的时间；（2）螺帽相对于升降机外固定柱子的下降距离．[解答]在螺帽从天花板落到底面时，升降机上升的高度为21012h v t at =+；螺帽做竖直上抛运动，位移为22012h v t gt =-． 由题意得h = h 1 - h 2，所以21()2h a g t =+，解得时间为t ．算得h 2 = -0.716m ，即螺帽相对于升降机外固定柱子的下降距离为0.716m ．[注意]以升降机为参考系，钉子下落时相对加速度为a + g ，而初速度为零，可列方程h = (a + g )t 2/2，由此可计算钉子落下的时间，进而计算下降距离．1．9 有一架飞机从A 处向东飞到B 处，然后又向西飞回到A 处．已知气流相对于地面的速度为u ，AB 之间的距离为l ，飞机相对于空气的速率v 保持不变．（1）如果u = 0（空气静止），试证来回飞行的时间为02l t v =； （2）如果气流的速度向东，证明来回飞行的总时间为01221/t t u v =-；（3）如果气流的速度向北，证明来回飞行的总时间为2t =．[证明]（1）飞机飞行来回的速率为v ，路程为2l ，所以飞行时间为t 0 = 2l /v ． （2）飞机向东飞行顺风的速率为v + u ，向西飞行逆风的速率为v - u ， 所以飞行时间为1222l l vl t v u v u v u =+=+-- 022222/1/1/t l v u v u v==--． （3）飞机相对地的速度等于相对风的速度加风相对地的速度．为了使飞机沿着AB 之间的直线飞行，就要使其相对地的速度偏向北方，可作矢量三角形，其中沿AB方向的速度大小为V =，所以飞行时间为22l t V ==== 证毕．1．10 如图所示，一汽车在雨中沿直线行驶，其速度为v 1，下落雨的速度方向与铅直方向的夹角为θ，偏向于汽车前进方向，速度为v 2．今在车后放一长方形物体，问车速v 1为多大时此物体刚好不会被雨水淋湿？AB AB vv + uv - uABvuuvv[解答]雨对地的速度2v 等于雨对车的速度3v 加车对地的速度1v ，由此可作矢量三角形．根据题意得tan α = l/h ．方法一：利用直角三角形．根据直角三角形得v 1 = v 2sin θ + v 3sin α，其中v 3 = v ⊥/cos α，而v ⊥ = v 2cos θ， 因此v 1 = v 2sin θ + v 2cos θsin α/cos α， 即 12(sin cos )lv v hθθ=+． 证毕． 方法二：利用正弦定理．根据正弦定理可得12sin()sin(90)v v θαα=+︒-，所以：12sin()cos v v θαα+=2sin cos cos sin cos v θαθαα+=2(sin cos tan )v θθα=+，即 12(sin cos )lv v hθθ=+． 方法三：利用位移关系．将雨滴的速度分解为竖直和水平两个分量，在t 时间内，雨滴的位移为 l = (v 1 – v 2sin θ)t ， h = v 2cos θ∙t ．两式消去时间t 即得所求． 证毕．第二章 运动定律与力学中的守恒定律(一) 牛顿运动定律2．1 一个重量为P 的质点，在光滑的固定斜面（倾角为α）上以初速度0v 运动，0v 的方向与斜面底边的水平约AB 平行，如图所示，求这质点的运动轨道．[解答]质点在斜上运动的加速度为a = g sin α，方向与初速度方向垂直．其运动方程为 x = v 0t ，2211sin 22y at g t α==⋅．将t = x/v 0，代入后一方程得质点的轨道方程为22sin g y x v α=，这是抛物线方程．2．2 桌上有一质量M = 1kg 的平板，板上放一质量m = 2kg 的另一物体，设物体与板、板与桌面之间的滑动摩擦因素均为μk = 0.25，静摩擦因素为μs = 0.30．求：（1）今以水平力F 拉板，使两者一起以a = 1m·s -2的加速度运动，试计算物体与板、与桌面间的相互作用力；（2）要将板从物体下面抽出，至少需要多大的力？[解答]（1）物体与板之间有正压力和摩擦力的作用．板对物体的支持大小等于物体的重力：N m = mg = 19.6(N)， 这也是板受物体的压力的大小，但压力方向相反．物体受板摩擦力做加速运动，摩擦力的大小为：f m = ma = 2(N)，这也是板受到的摩擦力的大小，摩擦力方向也相反．板受桌子的支持力大小等于其重力：N M = (m + M )g = 29.4(N)，图1.101h lα图2.1这也是桌子受板的压力的大小，但方向相反．板在桌子上滑动，所受摩擦力的大小为：f M = μk N M = 7.35(N)． 这也是桌子受到的摩擦力的大小，方向也相反．（2）设物体在最大静摩擦力作用下和板一起做加速度为a`的运动，物体的运动方程为 f =μs mg = ma`，可得 a` =μs g ．板的运动方程为F – f – μk (m + M )g = Ma`， 即 F = f + Ma` + μk (m + M )g= (μs + μk )(m + M )g ，算得 F = 16.17(N)．因此要将板从物体下面抽出，至少需要16.17N 的力．2．3 如图所示：已知F = 4N ，m 1 = 0.3kg ，m 2 = 0.2kg ，两物体与水平面的的摩擦因素匀为0.2．求质量为m 2的物体的加速度及绳子对它的拉力．（绳子和滑轮质量均不计）[解答]利用几何关系得两物体的加速度之间的关系为a 2 = 2a 1，而力的关系为T 1 = 2T 2． 对两物体列运动方程得T 2 - μm 2g = m 2a 2， F – T 1 – μm 1g = m 1a 1． 可以解得m 2的加速度为 12212(2)/22F m m g a m m μ-+=+= 4.78(m·s -2)，绳对它的拉力为2112(/2)/22m T F m g m m μ=-+= 1.35(N)．2．4 两根弹簧的倔强系数分别为k 1和k 2．求证：（1）它们串联起来时，总倔强系数k 与k 1和k 2．满足关系关系式12111k k k =+； （2）它们并联起来时，总倔强系数k = k 1 + k 2．[解答]当力F 将弹簧共拉长x 时，有F = kx ，其中k 为总倔强系数．两个弹簧分别拉长x 1和x 2，产生的弹力分别为 F 1 = k 1x 1，F 2 = k 2x 2． （1）由于弹簧串联，所以F = F 1 = F 2，x = x 1 + x 2， 因此 1212F F F kk k =+，即：12111k k k =+． （2）由于弹簧并联，所以F = F 1 + F 2，x = x 1 = x 2，因此 kx = k 1x 1 + k 2x 2， 即：k = k 1 + k 2．2．5 如图所示，质量为m 的摆悬于架上，架固定于小车上，在下述各种情况中，求摆线的方向（即摆线与竖直线的夹角θ）及线中的张力T ．（1）小车沿水平线作匀速运动；（2）小车以加速度1a 沿水平方向运动；（3）小车自由地从倾斜平面上滑下，斜面与水平面成φ角； （4）用与斜面平行的加速度1b 把小车沿斜面往上推（设b 1 = b ）； （5）以同样大小的加速度2b （b 2 = b ），将小车从斜面上推下来．[解答]（1）小车沿水平方向做匀速直线运动时，摆在水平方向没有受到力12图2.32 图2.4的作用，摆线偏角为零，线中张力为T = mg ．（2）小车在水平方向做加速运动时，重力和拉力的合力就是合外力．由于tan θ = ma/mg ， 所以 θ = arctan(a/g )；绳子张力等于摆所受的拉力：T ==（3）小车沿斜面自由滑下时，摆仍然受到重力和拉力， 合力沿斜面向下，所以θ = φ； T = mg cos φ．（4）根据题意作力的矢量图，将竖直虚线延长， 与水平辅助线相交，可得一直角三角形，θ角的对边 是mb cos φ，邻边是mg + mb sin φ，由此可得：cos tan sin mb mg mb ϕθϕ=+，因此角度为cos arctansin b g b ϕθϕ=+；而张力为T=．（5）与上一问相比，加速度的方向反向，只要将上一结果中的b 改为-b 就行了．2．6 如图所示：质量为m =0.10kg 的小球，拴在长度l =0.5m 的轻绳子的一端，构成一个摆．摆动时，与竖直线的最大夹角为60°．求： （1）小球通过竖直位置时的速度为多少？此时绳的张力多大？ （2）在θ < 60°的任一位置时，求小球速度v 与θ的关系式．这时小球的加速度为多大？绳中的张力多大？（3）在θ = 60°时，小球的加速度多大？绳的张力有多大？[解答]（1）小球在运动中受到重力和绳子的拉力，由于小球沿圆弧运动，所以合力方向沿着圆弧的切线方向，即F = -mg sin θ，负号表示角度θ增加的方向为正方向．小球的运动方程为 22d d s F ma m t ==，其中s 表示弧长．由于s = Rθ = lθ，所以速度为d d d d s v l t t θ==，因此d d d d d d d d v v m v F mm v t t l θθθ===，即 v d v = -gl sin θd θ， （1） 取积分60d sin d Bv v v gl θθ︒=-⎰⎰，（2）图2.6得2601cos 2B v gl θ︒=，解得：B v =s -1)．由于：22B BB v v T mg m m mgR l -===，所以T B = 2mg = 1.96(N)．（2）由（1）式积分得21cos 2C v gl C θ=+，当 θ = 60º时，v C = 0，所以C = -lg /2，因此速度为C v =切向加速度为a t = g sin θ；法向加速度为2(2cos 1)Cn v a g R θ==-．由于T C – mg cos θ = ma n ，所以张力为T C = mg cos θ + ma n = mg (3cos θ – 1)． （3）当 θ = 60º时，切向加速度为2t a g== 8.49(m·s -2)，法向加速度为 a n = 0，绳子的拉力T = mg /2 = 0.49(N)．[注意]在学过机械能守恒定律之后，求解速率更方便．2．7 小石块沿一弯曲光滑轨道上由静止滑下h 高度时，它的速率多大？（要求用牛顿第二定律积分求解）[解答]小石块在运动中受到重力和轨道的支持力，合力方向沿着曲线方向．设切线与竖直方向的夹角为θ，则F = mg cos θ．小球的运动方程为22d d sF ma m t ==，s 表示弧长．由于d d s v t =，所以 22d d d d d d d ()d d d d d d d s s v v s v v t t t t s t s ====，因此 v d v = g cos θd s = g d h ，h 表示石下落的高度．积分得 212v gh C =+，当h = 0时，v = 0，所以C = 0，因此速率为v =2．8 质量为m 的物体，最初静止于x 0，在力2kf x =-(k 为常数)作用下沿直线运动．证明物体在x处的速度大小v = [2k (1/x – 1/x 0)/m ]1/2．[证明]当物体在直线上运动时，根据牛顿第二定律得方程图2.7222d d k x f ma m x t =-==利用v = d x/d t ，可得22d d d d d d d d d d x v x v v v t t t x x ===，因此方程变为2d d k xmv v x =-，积分得212k mv C x =+．利用初始条件，当x = x 0时，v = 0，所以C = -k /x 0，因此2012k k mv x x =-，即v =证毕．[讨论]此题中，力是位置的函数：f = f (x )，利用变换可得方程：mv d v = f (x )d x ，积分即可求解．如果f (x ) = -k/x n ，则得21d 2nx mv k x =-⎰． （1）当n = 1时，可得21ln 2mv k x C =-+利用初始条件x = x 0时，v = 0，所以C = ln x 0，因此 21ln 2x mv k x =， 即v =（2）如果n ≠1，可得21121n k mv x C n -=-+-．利用初始条件x = x 0时，v = 0，所以101n k C x n -=--，因此 2110111()21n n k mv n x x --=--， 即v =当n = 2时，即证明了本题的结果．2．9 一质量为m 的小球以速率v 0从地面开始竖直向上运动．在运动过程中，小球所受空气阻力大小与速率成正比，比例系数为k ．求：（1）小球速率随时间的变化关系v (t )； （2）小球上升到最大高度所花的时间T ．[解答]（1）小球竖直上升时受到重力和空气阻力，两者方向向下，取向上的方向为下，根据牛顿第二定律得方程d d vf mg kv mt =--=，分离变量得d d()d v m mg kv t m mg kv k mg kv +=-=-++，积分得ln ()mt mg kv C k =-++．当t = 0时，v = v 0，所以0ln ()mC mg kv k =+，因此00/ln ln/m mg kv m mg k v t k mg kv k mg k v ++=-=-++， 小球速率随时间的变化关系为0()exp()mg kt mgv v k m k =+--．（2）当小球运动到最高点时v = 0，所需要的时间为00/ln ln(1)/mg k v kv m m T k mg k k mg +==+．[讨论]（1）如果还要求位置与时间的关系，可用如下步骤： 由于v = d x/d t ，所以0d [()exp()]d mg kt mg x v t k m k =+--，即0(/)d d exp()d m v mg k kt mgx tk m k +=---，积分得0(/)exp()`m v mg k kt mgx t C k m k +=---+， 当t = 0时，x = 0，所以0(/)`m v mg k C k +=，因此0(/)[1exp()]m v mg k kt mg x tk m k +=---．（2）如果小球以v 0的初速度向下做直线运动，取向下的方向为正，则微分方程变为d d vf mg kv mt =-=，用同样的步骤可以解得小球速率随时间的变化关系为0()exp()mg mg ktv v k k m =---．这个公式可将上面公式中的g 改为-g 得出．由此可见：不论小球初速度如何，其最终速率趋于常数v m =mg/k ．2．10 如图所示：光滑的水平桌面上放置一固定的圆环带，半径为R ．一物体帖着环带内侧运动，物体与环带间的滑动摩擦因数为μk ．设物体在某时刻经A 点时速率为v 0，求此后时刻t 物体的速率以及从A 点开始所经过的路程．[解答]物体做圆周运动的向心力是由圆环带对物体的压力，即 N = mv 2/R ．物体所受的摩擦力为f = -μk N ，负号表示力的方向与速度的方向相反．根据牛顿第二定律得2d d k v v f m m R t μ=-=， 即 ： 2d d k vt R v μ=-．积分得：1k t C R v μ=+．当t = 0时，v = v 0，所以01C v =-， 因此 011kt Rv v μ=-．解得 001/k v v v t R μ=+．由于0000d d(1/)d 1/1/k k k k v t v t R R x v t R v t R μμμμ+==++， 积分得0ln (1)`k kv tR x C Rμμ=++，当t = 0时，x = x 0，所以C = 0，因此0ln (1)k kv tRx Rμμ=+．2．11 如图所示，一半径为R 的金属光滑圆环可绕其竖直直径转动．在环上套有一珠子．今逐渐增大圆环的转动角速度ω，试求在不同转动速度下珠子能静止在环上的位置．以珠子所停处的半径与竖直直径的夹角θ表示．[解答]珠子受到重力和环的压力，其合力指向竖直直径，作为珠子做圆周运动的向心力，其大小为：F = mg tg θ．珠子做圆周运动的半径为r = R sin θ． 根据向心力公式得F = mg tg θ = mω2R sin θ，可得2cos mgR ωθ=，解得2arccosg R θω=±．(二)力学中的守恒定律2．12 如图所示，一小球在弹簧的弹力作用下振动．弹力F = -kx ，而位移x = A cos ωt ，其中k ，A 和ω都是常数．求在t = 0到t = π/2ω的时间间隔内弹力予小球的冲量．[解答]方法一：利用冲量公式．根据冲量的定义得d I = F d t = -kA cos ωt d t ， 积分得冲量为 /20(cos )d I kA t tωω=-⎰π，/20sin kAkAtωωωω=-=-π方法二：利用动量定理．小球的速度为v = d x/d t = -ωA sin ωt ，设小球的质量为m ，其初动量为p 1 = mv 1 = 0， 末动量为p 2 = mv 2 = -mωA ，mg图2.11小球获得的冲量为I = p 2 – p 1 = -mωA ， 可以证明k =mω2，因此I = -kA /ω．2．13一个质量m = 50g ，以速率的v = 20m·s -1作匀速圆周运动的小球，在1/4周期内向心力给予小球的冲量等于多少？[解答]小球动量的大小为p = mv ，但是末动量与初动量互相垂直，根据动量的增量的定义21p p p ∆=- 得：21p p p =+∆，由此可作矢量三角形，可得：p ∆==． 因此向心力给予小球的的冲量大小为I p =∆= 1.41(N·s)．[注意]质点向心力大小为F = mv 2/R ，方向是指向圆心的，其方向在 不断地发生改变，所以不能直接用下式计算冲量24v TI Ft mR ==2/42R T T mv mvR ππ==．假设小球被轻绳拉着以角速度ω = v/R 运动，拉力的大小就是向心力F = mv 2/R = mωv ， 其分量大小分别为 F x = F cos θ = F cos ωt ，F y = F sin θ = F sin ωt ，给小球的冲量大小为 d I x = F x d t = F cos ωt d t ，d I y = F y d t = F sin ωt d t ， 积分得 /4/4cos d sin T T x FI F t t tωωω==⎰Fmvω==，/4/4sin d cos T T y FI F t t tωωω==-⎰Fmvω==，合冲量为I ==，与前面计算结果相同，但过程要复杂一些．2．14 用棒打击质量0.3kg ，速率等于20m·s -1的水平飞来的球，球飞到竖直上方10m 的高度．求棒给予球的冲量多大？设球与棒的接触时间为0.02s ，求球受到的平均冲力？[解答]球上升初速度为y v =s -1)，其速度的增量为v ∆== 24.4(m·s -1)． 棒给球冲量为I = m Δv = 7.3(N·s)， 对球的作用力为（不计重力）：F = I/t = 366.2(N)．v xΔvv y2．15 如图所示，三个物体A 、B 、C ，每个质量都为M ，B 和C 靠在一起，放在光滑水平桌面上，两者连有一段长度为0.4m 的细绳，首先放松．B 的另一侧则连有另一细绳跨过桌边的定滑轮而与A 相连．已知滑轮轴上的摩擦也可忽略，绳子长度一定．问A 和B 起动后，经多长时间C 也开始运动？C 开始运动时的速度是多少？（取g = 10m·s -2）[解答]物体A 受到重力和细绳的拉力，可列方程Mg – T = Ma ，物体B 在没有拉物体C 之前在拉力T 作用下做加速运动， 加速度大小为a ，可列方程：T = Ma ，联立方程可得：a = g/2 = 5(m·s -2)．根据运动学公式：s = v 0t + at 2/2， 可得B 拉C之前的运动时间；t =． 此时B 的速度大小为：v = at = 2(m·s -1)．物体A 跨过动滑轮向下运动，如同以相同的加速度和速度向右运动．A 和B 拉动C 运动是一个碰撞过程，它们的动量守恒，可得：2Mv = 3Mv`， 因此C 开始运动的速度为：v` = 2v /3 = 1.33(m·s -1)．2．16 一炮弹以速率v 0沿仰角θ的方向发射出去后，在轨道的最高点爆炸为质量相等的两块，一块沿此45°仰角上飞，一块沿45°俯角下冲，求刚爆炸的这两块碎片的速率各为多少？[解答] 炮弹在最高点的速度大小为v = v 0cos θ，方向沿水平方向． 根据动量守恒定律，可知碎片的总动量等于炮弹爆炸前的 总动量，可作矢量三角形，列方程得 /2`cos 452mmv v =︒，所以 v` = v /cos45°= 0cos θ．2．17 如图所示，一匹马拉着雪撬沿着冰雪覆盖的弧形路面极缓慢地匀速移动，这圆弧路面的半径为R ．设马对雪橇的拉力总是平行于路面．雪橇的质量为m ，它与路面的滑动摩擦因数为μk ．当把雪橇由底端拉上45°圆弧时，马对雪橇做了多少功？重力和摩擦力各做了多少功？[解答]取弧长增加的方向为正方向，弧位移d s 的大小为d s = R d θ． 重力G 的大小为：G = mg ，方向竖直向下，与位移元的夹角为π + θ，所做的功元为1d d cos(/2)d W G s G s θ=⋅=+π sin d mgR θθ=-，积分得重力所做的功为454510(sin )d cos W mgR mgR θθθ︒︒=-=⎰(1mgR =-．摩擦力f 的大小为：f = μk N = μk mg cos θ，方向与弧位移的方向相反，所做的功元为2d d cos d W f s f s =⋅=πcos d k u mg R θθ=-，积分得摩擦力所做的功为图2.174520(cos )d k W mgR μθθ︒=-⎰450sin k k mgR mgR μθ︒=-=．要使雪橇缓慢地匀速移动，雪橇受的重力G 、摩擦力f 和马的拉力F 就是平衡力，即0F G f ++=，或者 ()F G f =-+．拉力的功元为：d d (d d )W F s G s f s =⋅=-⋅+⋅12(d d )W W =-+，拉力所做的功为12()W W W =-+(1)k mgR μ=．由此可见，重力和摩擦力都做负功，拉力做正功．2．18 一质量为m 的质点拴在细绳的一端，绳的另一端固定，此质点在粗糙水平面上作半径为r 的圆周运动．设质点最初的速率是v 0，当它运动1周时，其速率变为v 0/2，求：（1）摩擦力所做的功； （2）滑动摩擦因数；（3）在静止以前质点运动了多少圈？[解答] （1）质点的初动能为：E 1 = mv 02/2， 末动能为：E 2 = mv 2/2 = mv 02/8，动能的增量为：ΔE k = E 2 – E 1 = -3mv 02/8， 这就是摩擦力所做的功W ．（2）由于d W = -f d s = -μk N d s = -μk mgr d θ，积分得：20()d 2k k W mgr mgrπμθπμ=-=-⎰．由于W = ΔE ，可得滑动摩擦因数为20316k v gr μ=π．（3）在自然坐标中，质点的切向加速度为：a t = f/m = -μk g ， 根据公式v t 2 – v o 2 = 2a t s ，可得质点运动的弧长为22008223k v v r s a g πμ===，圈数为 n = s/2πr = 4/3．[注意]根据用动能定理，摩擦力所做的功等于质点动能的增量：-fs = ΔE k ， 可得 s = -ΔE k /f ，由此也能计算弧长和圈数。
大学物理(c)习题上
《大学物理学（C ）》习题60例（上）流体力学基础1． 连续性原理(1)有一灌溉渠道，横截面是一个梯形，底宽2米，水面宽4米，水深1米。
这条渠道通过两条分渠道把水引到田里，分渠道也是梯形，底宽1米，水面宽2米，水深0.5米。
如果水在芬渠道内的流动速度都是0.20m/s ，求水在总渠道内的流动速度。
解：由连续性原理得：22112s v s v = 所以 s m s s v v /1.01)42(25.0)21(20.0221211221=⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯==2． 小孔流速(2)有一大蓄水池，靠近底部的管道裂开了条小缝，一股水从缝中射出，设塔中水面比裂缝高出20m,求水将以多大的速度从裂缝钟喷出来？假设裂缝的面积为1.0×10-6m 2,1秒钟内将流出多少水？解：可将此问题看作校空流速处理18.19208.922-⋅=⨯⨯==sm gh vs m sv Q /100.220100.1356--⨯=⨯⨯==(3)一个顶部开口的圆筒型容器，高为20cm ，直径为10cm 。
在圆筒的底部中心开一横界面积为1.0cm 2的小圆孔，水从圆筒顶部以140cm 3/s 的流量有水管注入圆筒，问圆筒中的水面可以升到多大的高度？解：水上升到最大高度时应为小孔排水量与入水来量等时，所以小孔的流速为1464.1100.110140---⋅=⨯⨯==sm s Q v小孔流速为gh v 2=，所以m gvh 1.08.924.1222=⨯==3． 柏努利原理(4)由于飞机机翼的关系，在机翼上面的气流速度大于下面的速度，在机翼上下面间形成压强差，因而产生使机翼上升的力。
假使空气流过机翼是稳定流动，空气的密度不变，为1.29kg/m 3,如果机翼下面的气流速度为100m/s ，求机翼要得到1000Pa 的压强差时，机翼上面的气流速度应为多少？解：柏努利方程为222212112121gh v P gh v P ρρρρ++=++由于h 1≈h 2,则 2222112121v P v P ρρ+=+→ )(21212221v v P P -=-ρ所以 s m v P P v /10710029.110002)(2221212=+⨯=+-=ρ4．范丘里流量计（5）从一水平管中排水的流量是0.004m 3/s 。
大学物理习题集马文蔚,第四版,上册
第二十单元 热力学第二定律[课本内容] 马文蔚，第四版，上册 [6]-[40]练习二十一、选择题：20-1．关于可逆过程和不可逆过程有以下几种说法： (1) 可逆过程一定是平衡过程． (2) 平衡过程一定是可逆过程．(3) 不可逆过程发生后一定找不到另一过程使系统和外界同时复原． (4) 非平衡过程一定是不可逆过程．以上说法，正确的是： ［ ］ (A) (1)、(2)、(3). (B) (2)、(3)、(4).(C) (1)、(3)、(4). (D) (1)、(2)、(3) 、(4). 提示：无摩擦的平衡过程是可逆的， 选C20-2．根据热力学第二定律可知： (A) 功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功．(B) 热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体 (C) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程．(D) 一切自发过程都是不可逆的． ［ ］ 提示：（A ）应为：但热在不引起其它变化的条件下，不能全部转换为功 （B ）应为：但在不引起其它变化是不能从低温物体传到高温物体 （C ）应为：在不引起其它变化的条件下不可能向反方向进行的过程 选D20-3．一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体．若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后 (A) 温度不变，熵增加． (B) 温度升高，熵增加．(C) 温度降低，熵增加． (D) 温度不变，熵不变． ［ ］ 提示：0,0Q A ==0,E ∴∆=温度不变 又这是一个不可逆的绝热过程 ∴ 熵增加。
选A20-4．关于热功转换和热量传递过程，有下面一些叙述： (1) 功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功； (2) 一切热机的效率都只能够小于1； (3) 热量不能从低温物体向高温物体传递； (4) 热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的．以上这些叙述 ［ ］ (A) 只有(2)、(4)正确． (B) 只有(2)、(3) 、(4)正确． (C) 只有(1)、(3) 、(4)正确． (D) 全部正确．提示：（1）功可以完全变为热量而热量在不引起其它变化时不能完全变为功 （3）在不引起其它变化时，热量不能从低温物体向高温物体传递 ∴选 A20-5．热力学第二定律表明： (A) 不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的功． (B) 在一个可逆过程中，工作物质净吸热等于对外作的功．(C) 摩擦生热的过程是不可逆的．(D) 热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体． ［ ］ 提示：（A ）应为：不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的功而不引起其它变化 （B ）应为：在一个可逆过程中，工作物质净吸热等于对外作的功和不对外放出热量（D ）应为：热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体而不引起其它变化 所以选C二、选择题20-6．一个作可逆卡诺循环的热机，其效率为η，它逆向运转时便成为一台致冷机.该致冷机的致冷系数212T T T w -=，则 η与w 的关系为__________． 提示：221111T T T T ηη=-⇒=-1W ηη-∴=20-7．可逆卡诺热机可以逆向运转．逆向循环时, 从低温热源吸热,向高温热源放热,而且吸的热量和放出的热量等于它正循环时向低温热源放出的热量和从高温热源吸的热量.设高温热源的温度为T 1 =450 K , 低温热源的温度为T 2 =300 K, 卡诺热机逆向循环时从低温热源吸热 Q 2 =400 J ，则该卡诺热机逆向循环一次外界必须作功W ＝_________．提示：212112003200T W W W T W Q W η=-=⇒=⇒=++20-8．热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，开尔文表述指出了_______________________________的过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了________________的过程是不可逆的． 提示：热功转换 ，热传导20-9．从统计的意义来解释, 不可逆过程实质上是一个____ _____________________ ____________________的转变过程, 一切实际过程都向着____________的方向进行．提示：从几率小的宏观状态到几率大的宏观态；几率增大20-10．在一个孤立系统内，一切实际过程都向着______________的方向进行．这就是热力学第二定律的统计意义．从宏观上说，一切与热现象有关的实际的过程都是____________．提示：熵增加 ；不可逆的20-11．熵是______________________________________的定量量度．若一定量的理想气体经历一个等温膨胀过程，它的熵将________________________．(填入:增加，减少，不变．)提示：分子热运动的无序性或混乱性 ；增加第十九单元 绝热过程 循环过程[课本内容] 马文蔚，第四版，上册 [6]-[40] [典型例题]例19-1．一定量的理想气体，分别经历如图（a ）所示的abc 过程，（图中虚线ac 为等温线），和图（b ）所示的def 过程（图中虚线df 为绝热线），这两种过程是吸热还是放热。
大学物理上册习题
大学物理上册习题Last revision on 21 December 2020练习一 位移 速度 加速度一. 选择题1. 以下四种运动，加速度保持不变的运动是 (A) 单摆的运动； (B) 圆周运动； (C) 抛体运动； (D) 匀速率曲线运动.2. 质点在y 轴上运动，运动方程为y =4t 2-2t 3，则质点返回原点时的速度和加速度分别为:(A) 8m/s, 16m/s 2. (B) -8m/s, -16m/s 2. (C) -8m/s, 16m/s 2. (D) 8m/s, -16m/s 2.3. 物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为v 1=10m/s, v 2=15m/s,若物体作直线运动,则在整个过程中物体的平均速度为(A) 12 m/s .(B) m/s . (C) m/s .(D) m/s . 4. 质点沿X 轴作直线运动,其v - t 图象为一曲线,如图所示,则以下说法正确的是(A) 0～t 3时间内质点的位移用v - t 曲线与t 轴所围面积绝对值之和表示, 路程用v - t 曲线与t 轴所围面积的代数和表示；(B) 0～t 3时间内质点的路程用v - t 曲线与t 轴所围面积绝对值之和表示, 位移用v - t 曲线与t 轴所围面积的代数和表示；(C) 0～t 3时间内质点的加速度大于零； (D)t 1时刻质点的加速度不等于零.图5. 质点沿XOY平面作曲线运动,其运动方程为:x=2t, y=19-2t2.则质点位置矢量与速度矢量恰好垂直的时刻为(A) 0秒和秒.(B)秒.(C)秒和3秒.(D)0秒和3秒.二. 填空题1. 一小球沿斜面向上运动,其运动方程为s=5+4t-t2 (SI),则小球运动到最高点的时刻为t=秒.2. 一质点沿X轴运动, v=1+3t2 (SI), 若t=0时,质点位于原点.则质点的加速度a= (SI)；质点的运动方程为x= (SI).3. 一质点的运动方程为r=A cos t i+B sin t j, A, B ,为常量.则质点的加速度矢量为a= , 轨迹方程为.三．计算题1. 湖中有一条小船，岸边有人用绳子通过岸上高于水面h的滑轮拉船，设人收绳的速率为v0，求船的速度u和加速度a.2. 一人站在山脚下向山坡上扔石子,石子初速为v0,与水平夹角为(斜向上),山坡与水平面成角. (1) 如不计空气阻力,求石子在山坡上的落地点对山脚的距离s； (2) 如果值与v0值一定,取何值时s最大,并求出最大值s max.练习二圆周运动相对运动一.选择题1. 下面表述正确的是(A) 质点作圆周运动,加速度一定与速度垂直；(B) 物体作直线运动,法向加速度必为零；(C) 轨道最弯处法向加速度最大；(D) 某时刻的速率为零,切向加速度必为零.2. 由于地球自转，静止于地球上的物体有向心加速度，下面说法正确的是(A) 静止于地球上的物体,其向心加速度指向地球中心；(B) 荆州所在地的向心加速度比北京所在地的向心加速度大；(C) 荆州所在地的向心加速度比北京所在地的向心加速度小；(D) 荆州所在地的向心加速度与北京所在地的向心加速度一样大小.3. 下列情况不可能存在的是(A) 速率增加,加速度大小减少；(B) 速率减少,加速度大小增加；(C) 速率不变而有加速度；(D) 速率增加而无加速度；(E) 速率增加而法向加速度大小不变.4. 质点沿半径R=1m的圆周运动,某时刻角速度=1rad/s,角加速度=1rad/s2,则质点速度和加速度的大小为(A) 1m/s, 1m/s2.(B) 1m/s, 2m/s2.(C) 1m/s, 2m/s2.(D) 2m/s, 2m/s2.5. 一抛射体的初速度为v0,抛射角为,抛射点的法向加速度,最高点的切向加速度以及最高点的曲率半径分别为(A) g cos ,0 , v02 cos2/g.(B) g cos , g sin, 0.(C) g sin, 0, v02/g.(D) g , g , v 02sin 2 /g . 二.填空题1. 一人骑摩托车跳越一条大沟,他能以与水平成30°角,其值为30m/s 的初速从一边起跳,刚好到达另一边,则可知此沟的宽度为 .2. 任意时刻a t =0的运动是 运动；任意时刻a n =0的运动是运动； 任意时刻a =0的运动是 运动； 任意时刻a t =0, a n =常量的运动是 运动.3. 已知质点的运动方程为r =2t 2i +cos t j (SI), 则其速度v = ；加速度a = ；当t =1秒时,其切向加速度a t = ；法向加速度a n = . 三.计算题1. 一轻杆CA 以角速度绕定点C 转动,而A 端与重物M 用细绳连接后跨过定滑轮B ,如图.试求重物M 的速度.(已知CB =l为常数,=t,在t 时刻∠CBA =,计算速度时作为已知数代入).2. 升降机以a =2g 的加速度从静止开始上升,机顶有一螺帽在t 0=时因松动而落下,设升降机高为h =,试求螺帽下落到底板所需时间t 及相对地面下落的距离s .练习三 牛顿运动定律一.选择题1. 下面说法正确的是(A) 物体在恒力作用下，不可能作曲线运动； (B) 物体在变力作用下，不可能作直线运动；(C) 物体在垂直于速度方向，且大小不变的力作用下，作匀速圆周运动； (D) 物体在不垂直于速度方向力的作用下,不可能作圆周运动；(E) 物体在垂直于速度方向，但大小可变的力的作用下，可以作匀速曲线运动.图2. 如图(A)所示，m A >m B 时,算出m B向右的加速度为a ,今去掉m A 而代之以拉力T = m A g , 如图(B)所示,算出m B 的加速度a ,则(A) a > a . (B) a = a . (C) a < a . (D) 无法判断.3. 把一块砖轻放在原来静止的斜面上，砖不往下滑动，如图所示，斜面与地面之间无摩擦，则(A) 斜面保持静止. (B) 斜面向左运动. (C) 斜面向右运动.(D) 无法判断斜面是否运动.4. 如图所示，弹簧秤挂一滑轮，滑轮两边各挂一质量为m 和2m 的物体，绳子与滑轮的质量忽略不计，轴承处摩擦忽略不计，在m 及2m 的运动过程中，弹簧秤的读数为(A) 3mg . (B) 2mg . (C) 1mg . (D) 8mg / 3.5. 如图所示,手提一根下端系着重物的轻弹簧,竖直向上作匀加速运动,当手突然停止运动的瞬间,物体将(A) 向上作加速运动. (B) 向上作匀速运动.图图图 ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ 图am 图(C) 立即处于静止状态.(D) 在重力作用下向上作减速运动. 二.填空题1. 如图所示，一根绳子系着一质量为m 的小球，悬挂在天花板上，小球在水平面内作匀速圆周运动，有人在铅直方向求合力写出T cos mg = 0 (1)也有人在沿绳子拉力方向求合力写出T mg cos = 0 (2)显然两式互相矛盾，你认为哪式正确答 . 理由是 .2. 如图所示，一水平圆盘,半径为r ，边缘放置一质量为m 的物体A ，它与盘的静摩擦系数为，圆盘绕中心轴OO 转动，当其角速度 小于或等于 时，物A 不致于飞出.3. 一质量为m 1的物体拴在长为l 1的轻绳上，绳子的另一端固定在光滑水平桌面上,另一质量为 m 2的物体用长为l 2的轻绳与m 1相接,二者均在桌面上作角速度为的匀速圆周运动,如图所示.则l 1, l 2两绳上的张力T 1= ； T 2= . 三.计算题1. 一条轻绳跨过轴承摩擦可忽略的轻滑轮,在绳的一端挂一质量为m 1的物体,在另一侧有一质量为m 2的环, 如图所示.求环相对于绳以恒定的加速度a 2滑动时,物体和环相对地面的加速度各为多少环与绳之间的摩擦力多大a 2图图A图2. 质量为m的子弹以速度v0水平射入沙土中,设子弹所受阻力与速度成正比,比例系数为k,忽略子弹的重力,求(1) 子弹射入沙土后,速度随时间变化的函数关系式；(2) 子弹射入沙土的最大深度.练习四动量与角动量功一.选择题1. 以下说法正确的是(A) 大力的冲量一定比小力的冲量大；(B) 小力的冲量有可能比大力的冲量大；(C) 速度大的物体动量一定大；(D) 质量大的物体动量一定大.2. 作匀速圆周运动的物体运动一周后回到原处,这一周期内物体(A) 动量守恒,合外力为零.(B) 动量守恒,合外力不为零.(C) 动量变化为零,合外力不为零, 合外力的冲量为零.(D) 动量变化为零,合外力为零.3. 一弹性小球水平抛出,落地后弹性跳起,达到原先的高度时速度的大小与方向与原先的相同,则(A) 此过程动量守恒,重力与地面弹力的合力为零.(B) 此过程前后的动量相等,重力的冲量与地面弹力的冲量大小相等,方向相反.(C) 此过程动量守恒,合外力的冲量为零.(D) 此过程前后动量相等,重力的冲量为零.4. 质量为M 的船静止在平静的湖面上,一质量为m 的人在船上从船头走到船尾,相对于船的速度为v ..如设船的速度为V ，则用动量守恒定律列出的方程为(A) MV +mv = 0. (B) MV = m (v +V ). (C) MV = mv .(D) MV +m (v +V ) = 0. (E) mv +(M +m)V = 0. (F) mv =(M +m)V .5. 长为l 的轻绳，一端固定在光滑水平面上，另一端系一质量为m 的物体.开始时物体在A 点，绳子处于松弛状态，物体以速度v 0垂直于OA 运动，AO 长为h .当绳子被拉直后物体作半径为l 的圆周运动，如图所示.在绳子被拉直的过程中物体的角动量大小的增量和动量大小的增量分别为(A) 0, mv 0(h/l －1). (B) 0, 0. (C) mv 0(l －h ), 0. (D) mv 0(l －h , mv 0(h/l －1). 二.填空题1. 力 F = x i +3y 2j (S I) 作用于其运动方程为x = 2t (S I) 的作直线运动的物体上, 则0～1s 内力F 作的功为A = J .2. 完全相同的甲乙二船静止于水面上,一人从甲船跳到乙船,不计水的阻力, 则甲船的速率v 1与乙船的速率 v 2相比较有:v 1 v 2(填、、), 两船的速度方向 .3. 一运动员(m =60kg)作立定跳远在平地上可跳5m,今让其站在一小车(M =140kg)上以与地面完全相同的姿势作立定向地下跳远,忽略小车的高度,则他可跳远 m . 三.计算题A图m 图1. 一质点作半径为r ,半锥角为的圆锥摆运动,其质量为m ,速度为v 0如图所示.若质点从a 到b 绕行半周,求作用于质点上的重力的冲量I 1和张力T 的冲量I2.2. 一质量均匀分布的柔软细绳铅直地悬挂着,绳的下端刚好触到水平桌面,如果把绳的上端放开,绳将落在桌面上,试求在绳下落的过程中,任意时刻作用于桌面的压力.练习五 功能原理 碰撞一.选择题1. 以下说法正确的是(A) 功是标量,能也是标量,不涉及方向问题； (B) 某方向的合力为零,功在该方向的投影必为零； (C) 某方向合外力做的功为零,该方向的机械能守恒； (D) 物体的速度大,合外力做的功多,物体所具有的功也多. 2. 以下说法错误的是(A) 势能的增量大,相关的保守力做的正功多；(B) 势能是属于物体系的,其量值与势能零点的选取有关； (C) 功是能量转换的量度；(D) 物体速率的增量大,合外力做的正功多.3. 如图,1/4圆弧轨道(质量为M )与水平面光滑接触,一物体(质量为m )自轨道顶端滑下, M 与m 间有摩擦,则(A) M 与m 组成系统的总动量及水平方向动量都守恒, M 、m 与地组成的系统机械能守恒；(B) M 与m 组成系统的总动量及水平方向动量都守恒, M 、m 与地组成的系统机械能不守恒；图(C) M 与m 组成的系统动量不守恒, 水平方向动量不守恒, M 、m 与地组成的系统机械能守恒；(D) M 与m 组成的系统动量不守恒, 水平方向动量守恒, M 、m 与地组成的系统机械能不守恒.4. 悬挂在天花板上的弹簧下端挂一重物M ,如图所示.开始物体在平衡位置O 以上一点A . (1)手把住M 缓慢下放至平衡点；(2)手突然放开,物体自己经过平衡点.合力做的功分别为A 1、A 2 ,则(A) A 1 > A 2. (B) A 1 < A 2. (C) A 1 = A 2. (D) 无法确定.5. 一辆汽车从静止出发,在平直的公路上加速前进,如果发动机的功率一定,下面说法正确的是:(A) 汽车的加速度是不变的；(B) 汽车的加速度与它的速度成正比； (C) 汽车的加速度随时间减小； (D) 汽车的动能与它通过的路程成正比. 二.填空题1. 如图所示,原长l 0、弹性系数为k 的弹簧悬挂在天花板上,下端静止于O 点；悬一重物m 后,弹簧伸长x 0而平衡,此时弹簧下端静止于O 点；当物体m 运动到P 点时,弹簧又伸长x .如取O 点为弹性势能零点,P 点处系统的弹性势能为 ；如以O 点为弹性势能零点,则P 点处系统的弹性势能为 ；如取O 点为重力势能与弹性势能零点,则P 点处地球、重物与弹簧组成的系统的总势能为 .＜图置图图B2. 己知地球半径为R ,质量为M .现有一质量为m 的物体处在离地面高度2R 处,以地球和物体为系统,如取地面的引力势能为零,则系统的引力势能为 ；如取无穷远处的引力势能为零,则系统的引力势能为 .3. 如图所示, 一半径R =的圆弧轨道, 一质量为m =2kg 的物体从轨道的上端A 点下滑, 到达底部B 点时的速度为v =2 m /s, 则重力做功为,正压力做功为 ,摩擦力做功为 .正压N 能否写成N = mg cos = mg sin (如图示C 点)答 . 三.计算题1. 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x 的关系为F = x + (SI)求：(1) 将弹簧从定长 x 1 = 拉伸到定长x 2 = 时，外力所需做的功.(2) 将弹簧放在水平光滑的桌面上,一端固定,另一端系一个质量为的物体,然后将弹簧拉伸到一定长x 2= ,再将物体由静止释放,求当弹簧回到x 1 = 时,物体的速率.(3) 此弹簧的弹力是保守力吗为什么 2. 如图所示,甲乙两小球质量均为m ,甲球系于长为l 的细绳一端,另一端固定在O 点,并把小球甲拉到与O 处于同一水平面的A 点. 乙球静止放在O 点正下方距O 点为l 的B 点.弧BDC 为半径R =l /2的圆弧光滑轨道,圆心为O .整个装置在同一铅直平面内.当甲球从静止落到B 点与乙球作弹性碰撞,并使乙球沿弧BDC 滑动,求D 点(=60)处乙球对轨道的压力.练习六 力矩 转动惯量 转动定律一.选择题1. 以下运动形态不是平动的是图(A) 火车在平直的斜坡上运动； (B) 火车在拐弯时的运动； (C) 活塞在气缸内的运动； (D) 空中缆车的运动. 2. 以下说法正确的是(A) 合外力为零,合外力矩一定为零； (B) 合外力为零,合外力矩一定不为零； (C) 合外力为零,合外力矩可以不为零； (D) 合外力不为零,合外力矩一定不为零； (E) 合外力不为零,合外力矩一定为零.3. 一质量为m ,长为l 的均质细杆可在水平桌面上绕杆的一端转动,杆与桌面间的摩擦系数为,求摩擦力矩M . 先取微元细杆d r ,其质量d m = d r = (m /l )d r .它受的摩擦力是d f = (d m )g =(mg /l )d r ,再进行以下的计算,(A) M =r d f =⎰lr r lmgd μ=mgl/2.(B) M =(d f )l/2=(⎰l r l mgd μ)l/2=mgl/2. (C) M =(d f )l/3=(⎰l r l mg0d μ)l/3=mgl/3.(D) M =(d f )l =(⎰l r lmg0d μ)l =mgl .4. 质量为m , 内外半径分别为R 1、R 2的均匀宽圆环,求对中心轴的转动惯量.先取宽度为d r 以中心轴为轴的细圆环微元,如图所示.宽圆环的质量面密度为 = m /S =m /[ (R 22－R 12)],细圆环的面积为d S =2r d r ,得出微元质量d m = d S = 2mr d r /( R 22－R 12),接着要进行的计算是,(A) I =()2d 2d 212221223221R R m R R r mr m r mR R +=-=⎰⎰.图(B) I =⎰⎰⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=mR R R R R r mr R m 2221222221d 2)d (=mR 22 . (C) I =⎰⎰⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=mR R R R R r mr R m 2121222121d 2)d (=mR 12. (D) I =()42d 22)d (212212212221221R R m R R R R r mr R R m m R R +=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫⎝⎛+⎰⎰. (E) I =()42d 22)d (212212212221221R R m R R R R r mr R R m m R R -=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫⎝⎛-⎰⎰. (F) I =⎰mR m 22)d (－⎰mR m 21)d (=m (R 22－R 12) .(G) I =I 大圆－I 小圆=m (R 22－R 12)/2.5. 有A 、B 两个半径相同,质量相同的细圆环.A 环的质量均匀分布,B 环的质量不均匀分布,设它们对过环心的中心轴的转动惯量分别为I A 和I B ,则有(A) I A ＞I B .. (B) I A ＜I B ..(C) 无法确定哪个大. (D) I A ＝I B . 二.填空题1. 质量为m 的均匀圆盘，半径为r ，绕中心轴的转动惯量I 1 = ；质量为M ,半径为R , 长度为l 的均匀圆柱，绕中心轴的转动惯量 I 2 = . 如果M = m , r = R , 则I 1 I 2 .2. 如图所示,两个质量和半径都相同的均匀滑轮,轴处无摩2(填 ) .擦, 1和2分别表示图(1)、图(2)中滑轮的角加速度,则1 3. 如图所示，半径分别为R A 和R B 的两轮，同皮带连结，若皮带不打滑，则两轮的角速度A :B = ；两轮边缘上A 点及B 点的线速度v A :v B = ；切向加速度a t A : a t B = ；法向加速度a n A :a n B = .图(1)(2)图三.计算题1. 质量为m 的均匀细杆长为l ,竖直站立,下面有一绞链,如图,开始时杆静止,因处于不稳平衡,它便倒下,求当它与铅直线成60角时的角加速度和角速度.2. 一质量为m ,半径为R 的均匀圆盘放在粗糙的水平桌面上,圆盘与桌面的摩擦系数为 ,圆盘可绕过中心且垂直于盘面的轴转动,求转动过程中,作用于圆盘上的摩擦力矩.练习七 转动定律(续) 角动量一.选择题1. 以下说法错误的是:(A) 角速度大的物体,受的合外力矩不一定大； (B) 有角加速度的物体,所受合外力矩不可能为零； (C) 有角加速度的物体,所受合外力一定不为零；(D) 作定轴（轴过质心）转动的物体,不论角加速度多大,所受合外力一定为零. 2. 在定轴转动中,如果合外力矩的方向与角速度的方向一致,则以下说法正确的是: (A) 合力矩增大时, 物体角速度一定增大； (B) 合力矩减小时, 物体角速度一定减小； (C) 合力矩减小时,物体角加速度不一定变小； (D) 合力矩增大时,物体角加速度不一定增大. 3. 质量相同的三个均匀刚体A 、B 、C(如图所示)以相同的角速度绕其对称轴旋转, 己知R A =R C ＜R B ,若从某时刻起,它们受到相同的阻力矩,则图图(A) A 先停转. (B) B 先停转. (C) C 先停转. (D) A 、C 同时停转.4. 几个力同时作用在一个具有固定转轴的刚体上,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.5. 一轻绳跨过一具有水平光滑轴,质量为M 的定滑轮,绳的两端分别悬挂有质量为m 1和m 2的物体(m 1<m 2),如图所示，绳和轮之间无相对滑动.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) 左边小于右边. (C) 右边小于左边. (D) 无法判断. 二.填空题1. 半径为20cm 的主动轮,通过皮带拖动半径为50cm 的被动轮转动, 皮带与轮之间无相对滑动,主动轮从静止开始作匀角加速转动,在4s 内被动轮的角速度达到8 rad/s ,则主动轮在这段时间内转过了 圈.2. 在OXY 平面内的三个质点,质量分别为m 1 = 1kg, m 2 =2kg,和 m 3 = 3kg,位置坐标(以米为单位)分别为m 1 (－3,－图图2)、m 2 (－2,1)和m 3 (1,2),则这三个质点构成的质点组对Z 轴的转动惯量I z = .3. 一薄圆盘半径为R , 质量为m ,可绕AA 转动,如图所示,则此情况下盘的转动惯量I AA = .设该盘从静止开始,在恒力矩M 的作用下转动, t 秒时边缘B 点的切向加速度a t = ，法向加速度a n = . 三.计算题1. 如图所示,有一飞轮,半径为r = 20cm,可绕水平轴转动,在轮上绕一根很长的轻绳,若在自由端系一质量m 1 = 20g 的物体,此物体匀速下降；若系m 2=50g 的物体,则此物体在10s 内由静止开始加速下降40cm .设摩擦阻力矩保持不变.求摩擦阻力矩、飞轮的转动惯量以及绳系重物m 2后的张力2. 飞轮为质量m = 60kg , 半径r = 的圆盘,绕其水平中心轴转动,转速为900转/分.现利用一制动的闸杆,杆的一端加一竖直方向的制动力F ,使飞轮减速.闸杆的尺寸如图所示, 闸瓦与飞轮的摩擦系数 = , 飞轮的转动惯量可按圆盘计算.(1) 设F =100N,求使飞轮停止转动的时间,并求出飞轮从制动到停止共转了几转. (2) 欲使飞轮在2秒钟内转速减为一半,求此情况的制动力.练习八 转动中的功和能 对定轴的角动量一.选择题1. 在光滑水平桌面上有一光滑小孔O ,一条细绳从其中穿过,绳的两端各栓一个质量分别m 1和m 2的小球,使m 1在桌面上绕O 转动,同时m 2在重力作用下向下运动,对于m 1、m 2组成系统的动量,它们对过O 点轴的角动量以及它们和地组成系统的机械能, 以下说法正确的是(A) m 1、m 2组成系统的动量及它们和地组成系统的机械能都守恒；图图(B) m 1、m 2组成系统的动量,它们对过O 点轴的角动量以及它们和地组成系统的机械能都守恒；(C) 只有m 1、m 2组成系统对过O 点轴的角动量守恒； (D) 只有m 1、m 2和地组成系统的机械能守恒；(E) m 1、m 2组成系统对过O 点轴的角动量以及它们和地组成系统的机械能守恒. 2. 银河系中有一天体是均匀球体,其半径为R ,绕其对称轴自转的周期为T ,由于引力凝聚的作用,体积不断收缩,则一万年以后应有(A) 自转周期变小,动能也变小. (B) 自转周期变小,动能增大. (C) 自转周期变大,动能增大. (D) 自转周期变大,动能减小. (E) 自转周期不变,动能减小. 3. 以下说法正确的是:(A) 力矩的功与力的功在量纲上不同,因力矩的量纲与力的量纲不同；(B) 力矩的功与力的功在量纲上不同, 力矩做功使转动动能增大, 力做功使平动动能增大,所以转动动能和平动动能在量纲上也不同；(C) 转动动能和平动动能量纲相同,但力矩的功与力的功在量纲上不同； (D) 转动动能和平动动能, 力矩的功与力的功在量纲上完全相同. 4. 如图所示,一绳子长l ,质量为m 的单摆和一长度为l ,质量为m ,能绕水平轴转动的匀质细棒,现将摆球和细棒同时从与铅直线成角的位置静止释放.当二者运动到竖直位置时,摆球和细棒的角速度应满足图(A) 1一定大于2.(B) 1一定等于2.(C)1一定小于2.(D) 都不一定.5. 一人站在无摩擦的转动平台上并随转动平台一起转动,双臂水平地举着二哑铃,当他把二哑铃水平地收缩到胸前的过程中,(A) 人与哑铃组成系统对转轴的角动量守恒,人与哑铃同平台组成系统的机械能不守恒.(B) 人与哑铃组成系统对转轴的角动量不守恒,人与哑铃同平台组成系统的机械能守恒.(C) 人与哑铃组成系统对转轴的角动量,人与哑铃同平台组成系统的机械能都守恒.(D) 人与哑铃组成系统对转轴的角动量,人与哑铃同平台组成系统的机械能都不守恒.二.填空题1. 一辆能进行遥控的电动小汽车(质量m=可在一绕光滑竖直轴转动的水平平台上(平台半径为R=1m,质量M=2kg)作半径为r=的圆周运动.开始时,汽车与平台处于静止状态,平台可视为均匀圆盘.当小汽车以相对于平台绕中心轴向前作速率为v=5m/s的匀速圆周运动时,平台转动的角速度为1 = ；当小车急刹车停下来时,平台的角速度= ；当小车从静止开始在平台上运行一周时,平台转动的角度2= .2. 光滑水平桌面上有一小孔,孔中穿一轻绳,绳的一端栓一质量为m的小球,另一端用手拉住.若小球开始在光滑桌面上作半径为R1速率为v1的圆周运动,今用力F慢慢往下拉绳子,当圆周运动的半径减小到R2时,则小球的速率为 , 力F做的功为.3. 转动着的飞轮转动惯量为J , 在t =0时角速度为0, 此后飞轮经历制动过程,阻力矩M 的大小与角速度的平方成正比, 比例系数为k (k 为大于0的常数), 当 =0/3 时, 飞轮的角加速度= , 从开始制动到 =0/3 所经过的时间t = . 三.计算题1. 落体法测飞轮的转动惯量,如图所示,将飞轮支持,使之能绕水平轴转动,在轮边缘上绕一轻绳,在绳的一端系一质量为m 的重物,测得重物由静止下落高度H 所用的时间为t ,已知飞轮半径为R ,忽略摩擦阻力,试求飞轮的转动惯量.2. 如图所示,质量为M 的均匀细棒,长为L ,可绕过端点O 的水平光滑轴在竖直面内转动,当棒竖直静止下垂时,有一质量为m 的小球飞来,垂直击中棒的中点.由于碰撞,小球碰后以初速度为零自由下落,而细棒碰撞后的最大偏角为,求小球击中细棒前的速度值.练习九 力学习题课一.选择题1. 圆盘绕O 轴转动,如图所示.若同时射来两颗质量相同,速度大小相同,方向相反并在一直线上运动的子弹,子弹射入圆盘后均留在盘内,则子弹射入后圆盘的角速度将(A) 增大. (B) 不变. (C) 减小. (D) 无法判断.2. 芭蕾舞演员可绕过脚尖的铅直轴旋转,当她伸长两手时的转动惯量为I 0，角速度为0,当她突然收臂使转动惯量减小为I 0 / 2时,其角速度应为(A) 20 .图图(B) 20 . (C) 40 . (D) 0/2 . (E) 0/2.3. 转动惯量相同的两物体m 1、m 2 都可作定轴转动,分别受到不过转轴的两力F 1、F 2的作用,且F 1>F 2,它们获得的角加速度分别为1和2.则以下说法不正确的是(A) 1可能大于2 ； (B) 1可能小于2 ； (C) 1可能等2 ； (D) 1一定大于2 .4. 一圆锥摆,如图,摆球在水平面内作圆周运动.则 (A) 摆球的动量, 摆球与地球组成系统的机械能都守恒. (B) 摆球的动量, 摆球与地球组成系统的机械能都不守恒.守恒. (C) 摆球的动量不守恒, 摆球与地球组成系统的机械能守恒. (D) 摆球的动量守恒, 摆球与地球组成系统的机械能不5. 如图，质量分别为m 1、m 2的物体A 和B 用弹簧连接后置于光滑水平桌面上，且A 、B 上面上又分别放有质量为m 3和m 4的物体C 和D ；A 与C 之间、B 与D 之间均有摩擦.今用外力压缩A 与B ，在撤掉外力，A 与B 被弹开的过程中，若A 与C 、B 与D 之间发生相对运动，则A 、B 、C 、D 及弹簧组成的系统(A) 动量、机械能都不守恒. (B) 动量守恒，机械能不守恒. (C) 动量不守恒，机械能守恒. (D) 动量、机械能都守恒.图图二.填空题1. 铀238的核(质量为238原子质量单位),放射一个粒子(氦原子核，质量为4个原子量单位)后蜕变为钍234的核,设铀核原是静止的,粒子射出时速度大小为×107m/s,则钍核的速度大小为 ,方向为 .2. 如图所示,加速度a 至少等于 时, 物体m 对斜面的正压力为零, 此时绳子的张力 T = .3. 最大摆角为0的摆在摆动进程中,张力最大在 = 处,最小在 = 处,最大张力为 ,最小张力为 ,任意时刻(此时摆角为, 0≤≤0)绳子的张力为 . 三.计算题1. 如图,一块宽L =、质量M =1kg 的均匀薄木板,可绕水平固定光滑轴OO 自由转动,当木板静止在平衡位置时,有一质量为m =10×10－3kg 的子弹垂直击中木板A 点,A离转轴OO 距离为l =,子弹击中木板前速度为500m·s －1,穿出木板后的速度为200m·s －1.求(1) 子弹给予木板的冲量； (2) 木板获得的角速度.(已知:木板绕OO 轴的转动惯量J =ML 2 / 3)2. 用铁锤将铁钉击入木板,设木板对铁钉的阻力与铁钉进入木板的深度成正比,在铁锤击第一次时,能将铁钉击入木板1cm,问击第二次时,能击多深设铁锤两次击钉的速度相同.图图。
大学物理习题参考解答上电磁场理论_电磁感应习题课
的感应电动势，并判断感应电流的方向。
选取逆时针为回路绕行正方向，长圆柱外的磁场为零。
穿过回路 abcd 的磁通量为穿过图中面积 S 的磁通量：
B
(
1 2
R2
)
B
(
1 2
ab
Oa
cos
1 2
)
B
(
1 2
R2
)
1 2
B
(Oa 2
sin
)
6
R2B
3 Oa2B 4
根据法拉第电磁感应定律： Ei
d dt
计算题_18 图示
填空题_09 图示
10. 如图所示为一充电后的平行板电容器， A 板带正电， B 板带负电，当将开关 K 合上时， AB 板 之间的电场方向为 x 轴的正方向，位移电流的方向为 x 轴的负方向。 (按图所标 x 轴正方向来回答)
填空题_10 图示
填空题_11 图示
11. 如图所示， (1) 中是充电后切断电源的平行板电容器； (2) 中是一直与电源相接的电容器，当两
极板间距离相互靠近或分离时，试判断两种情况的极板间有无位移电流，并说明原因。
(1) 中：无位移电流，因为极板上的电荷分布不变，电场不随时间变化； (2) 中：在两极板间距离相互靠近或分离时，均有位移电流。因为在保持极板两端的电压不变
的前提下，极板距离的变化引起电容的变化和极板上电荷的变化，因此极板间的电场发生变化。位
S
D
dS
V
dV
，
L
E
dl
S
B t
dS
，
S
B
dS
0
，
J
D t
)
dS
四 计算题
大学物理-大学物理(上)典型题-53页文档资料
解：如图，设垒球飞来方向为 x 轴
I
mv2
方向。棒对球的冲量大小为
Im v2m v1
mv1 2v2 22v1v2cos
mv1
x
方向：与x轴夹角
1.69Ns
1158 22'0arcm ta 1 m vn m 2sv2ic vnos
棒对球的平均冲力
F I 16.984N5 t 0.02
此力为垒球本身重量的
F 845 616倍 mg 0.149.8
4. 一人造地球卫星绕地球作椭圆运动， A 、B 分别 为近地点和远地点， A 、B 距地心的距离分别为 r1 、 r2 。 设卫星的质量为 m ，地球的质量为M ，万有 引力常量为 G ，则卫星在A 、B 两点 处的万有引力 势能的差为多少？卫星在A 、B 两点 处的动能差为 多少？
1.66104J
5. 如图所示循环过程，c → a 是绝热过程，pa、Va、Vc 已知， 比热容比为 ，求循环效率。
解：a →b 等压过程
p
Q 1C p,m (T b T a)Cp,m R
pa(Vc Va)
0
吸热
pa a
b
b→c 等容过程
Q 2C V ,m (T c T b)CR V,m(pcVcpbVb) 0 放热
8. 如图，唱机的转盘绕着通过盘心的固定竖直轴转动，
唱片放上去后将受到转盘摩擦力作用而随转盘转动。 设唱片可看成是半径为 R 的均匀圆盘，质量为 m ，唱
片与转盘之间的滑动摩擦系数为k。转盘原来以角速 度 匀速转动，唱片刚放上去时它受到的摩擦力矩是 多大？唱片达到角速度 需要多长时间？在这段时间 内转盘保持角速度 不变，驱动力矩共做了多少功？
青岛理工大学2020大学物理上习题册
第一章质点运动学§1.11.1 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 ） v =dt rd；（B ）v =dr dt；（C ） v =drdt；（D ）v =22)()(dt dy dt dx +。
1.2 质点以速度)(412−+=ms t v 沿x 轴作直线运动。
已知t = 3s 时，质点位于x = 9m 处，则该质点的运动学方程为：[ ]（A ）t x 2=； （B ）2214t t x +=； （C ）123143−+=t t x ； （D ）123143++=t t x 。
1.3 一质点沿x 轴运动，其加速度为a = kt （SI ），式中的k 为常数。
当t = 0时，o v v =，o x x =，则质点的速度大小为v = ；质点的运动方程为x = 。
1.4 一质点沿直线运动，其运动学方程为28()=−x t t SI ，则在0到5s 的时间间隔内，质点的位移大小为 ，在0到5s 的时间间隔内质点走过的路程为 。
1.5 一质点沿一直线运动，其加速度为),(22−−=ms x a 试求该质点的速度大小v 与坐标x 之间的函数关系。
设0=x 时，104−=ms v 。
1.6 一质点的运动学方程是,)1(,22−==t y t x x 和y 均以m 为单位，t 以s 为单位，试求：（1） 质点的轨迹方程；（2） 在t = 2s 时，质点的速度v和加速度a 。
§1.2～1.31.7 质点作曲线运动，r表示位置矢量，s 表示路程，t a 表示切向加速度的大小，下列表达式中正确的是：[ ]（A ）a dtd =v ； （B ）v =dt dr ； （C ）t a dt d =v ； （D ）v =dt ds。
1.8 一物体作圆周运动，则：[ ]（A ）加速度方向必指向圆心； （B ）切向加速度必定为零； （C ）法向加速度必为零； （D ）合加速度必不等于零。
PART_ONE_05_角动量和角动量守恒定律_刚体力学习题课
刚体绕定轴转动的角速度： ω = ω0 + α t ， α = 转过的角度： θ = ω0t + 转过的圈数： N =
ω − ω0
t
，α = −
ω0
t
， α = −3π rad / s
2
1 2 α t ， θ = 600π rad 2
θ = 300 2π
当 t = 10 s ， ω = ω0 + α t ， ω0 = 60π / s ， ω = 30π rad / s 线速度： v = ωR = 3π m / s 切向加速度： aτ =
5. 如图XT_0058，匀质园盘水平放置，可绕过盘心的铅直轴自由转动，园盘对该轴的转动惯量为J0，
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2005-6-20
大学物理习题集_上册_习题参考解答_杭州电子科技大学应用物理系_20050329 当转动角速度为ω0时，有一质量为m的质点落到园盘上，并粘在距轴R/2 处(R为园盘半径)，则它们 的角速度 ω =
1 1 MR 2ω1 + mr 2ω1 = MR 2ω + mR 2ω 2 2
当人走到台边时，转台和人一起转动的角速度：
ω=
MR 2 + 2mr 2 ω1 , ω = 0.95 rad / s MR 2 + 2mR 2
*5. 如图XT_0063 所示，均匀细麦杆长为L，可绕通过中心O的固定水平轴在铅垂面内自由转动。开 落下后立 始时麦杆静止于水平位置。 一质量与麦杆相同的甲虫以速度v0垂直落到麦杆的 1/4 长度处， 即向端点爬行。试问：1) 为使麦杆以均匀的角速度转动，甲虫沿麦杆的爬行速度应是多少？ 2) 为 使甲虫在麦杆转到铅直位置前能爬到端点，甲虫下落速度v0最大是多少？ 研究系统为甲虫和麦杆，碰撞为完全非弹性碰撞，系统对转轴的角动量守恒：
大学物理(上)练习题1
4、一质点沿y 轴作直线运动，速度j t v)43(+=，t ＝0时，00=y ，采用SI 单位制，则质点的运动方程为=y mt t 223+；加速度y a ＝ 4m/s 2。
3、质量为m 的子弹以速率0v 水平射入沙土中。
若子弹所受阻力与速率成正比（比例系数为k ），忽略子弹重力的影响，则：（1）子弹射入沙土后，=)(t v t m kev -0；（2）子弹射入沙土的深度=)(t x kmv e k mv t m k0+--。
4、一质量为m 、半径为R 的均匀圆盘，以圆心为轴的转动惯量为221mR ，如以和圆盘相切的直线为轴，其转动惯量为223mR 。
3、一个人在平稳地行驶的大船上抛篮球，则（ D ）。
A 、向前抛省力；B 、向后抛省力；C 、向侧抛省力；D 、向哪个方向都一样。
13、关于刚体的转动惯量，以下说法正确的是：（ A ）。
A 、刚体的形状大小及转轴位置确定后，质量大的转动惯量大；B 、转动惯量等于刚体的质量；C 、转动惯量大的角加速度一定大；D 、以上说法都不对。
14、关于刚体的转动惯量，以下说法中哪个是错误的？（ B ）。
A 、转动惯量是刚体转动惯性大小的量度；B 、转动惯量是刚体的固有属性，具有不变的量值；C 、对于给定转轴，刚体顺转和反转时转动惯量的数值相同；D 、转动惯量是相对的量，随转轴的选取不同而不同。
15、两个质量均匀分布、重量和厚度都相同的圆盘A 、B ，其密度分别为A ρ和B ρ。
若B A ρρ>，两圆盘的旋转轴都通过盘心并垂直盘面，则有（ B ）。
A 、B A J J >； B 、B A J J <；C 、B A J J =；D 、不能确定A J 、B J 哪个大。
19、均匀细棒OA ，可绕通过其一端而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如右下图所示，今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆到竖直位置的过程中，下述说法正确的是（ C ）。
A 、角速度从小到大，角加速度不变；B 、角速度从小到大，角加速度从小到大；C 、角速度从小到大，角加速度从大到小；D 、角速度不变，角加速度为零。
大学《大学物理(上)》各章节测试题与答案
《大学物理（上）》的答案第1章问题：以下是近代物理学的理论基础的是（）。
答案：量子力学问题：谁建立了电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来？（）答案：麦克斯韦问题：谁在伽利略、开普勒等人工作的基础上，建立了完整的经典力学理论？（）答案：牛顿问题：物理学是探讨物质结构，运动基本规律和相互作用的科学。
（）答案：正确问题：20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学也适用于微观粒子和高速运动物体。
（）答案：错误第2章问题：爱因斯坦因提出什么理论而获得诺贝尔物理奖？（）答案：光量子假说问题：玻尔因做出什么重大贡献而获得诺贝尔物理学奖？（）答案：研究原子的结构和原子的辐射问题：运动学中涉及的主要运动学量包括位移、速度和加速度。
（）答案：正确第3章问题：在平面极坐标系中，任意位矢可表示为（）。
答案：问题：在直角坐标系中，任意位矢的方向余弦的关系为（）。
答案：问题：在直角坐标系中，任意位矢可表示为（）。
答案：问题：同一个位置矢量可以在不同的坐标系中表示。
（）答案：正确问题：位置矢量在直角坐标系和平面极坐标系中的表示方式是一样的。
（）答案：错误第4章问题：设质点在均匀转动（角速度为）的水平转盘上从t=0时刻开始自中心出发，以恒定的速率沿一半径运动，则质点的运动方程为（）。
答案：问题：设质点在均匀转动（角速度为）的水平转盘上从t=0时刻开始自中心出发，以恒定的速率沿一半径运动，则质点的轨迹方程为（）。
答案：问题：质点的位置关于时间的函数称为运动方程。
（）答案：正确第5章问题：一个人从O点出发，向正东走了2m,又向正北走了2m,则合位移的大小和方向为（）。
答案：东北方向问题：某质点沿半径为R的圆周运动一周，它的位移和路程分别为多少（）。
答案：问题：位移和路程都与坐标原点的选取有关。
（）答案：错误第6章问题：有一质点沿x方向作直线运动，它的位置由方程决定，其中x的单位是米,t的单位是秒。
则它的速度公式为（）。
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质点运动学1．1 一质点沿直线运动，运动方程为x (t ) = 6t 2 - 2t 3．试求： （1）第2s 内 位移和平均速度；（2）1s 末及2s 末的瞬时速度，第2s 内的路程； （3）1s 末的瞬时加速度和第2s 内的平均加速度．1．2 一质点作匀加速直线运动，在t = 10s 内走过路程s = 30m ，而其速度增为n = 5倍．试证加速度为22(1)(1)n sa n t -=+，并由上述数据求出量值．1．3 一人乘摩托车跳越一个大矿坑，他以与水平成22.5°的夹角的初速度65m·s -1从西边起跳，准确地落在坑的东边．已知东边比西边低70m ，忽略空气阻力，且取g = 10m·s -2．问：（1）矿坑有多宽？他飞越的时间多长？（2）他在东边落地时的速度？速度与水平面的夹角？1．4 一个正在沿直线行驶的汽船，关闭发动机后，由于阻力得到一个与速度反向、大小与船速平方成正比例的加速度，即d v /d t = -kv 2，k 为常数．（1）试证在关闭发动机后，船在t 时刻的速度大小为011kt v v =+； （2）试证在时间t 内，船行驶的距离为01ln(1)x v kt k=+．图1.31．5 一质点沿半径为0.10m 的圆周运动，其角位置（以弧度表示）可用公式表示：θ = 2 + 4t 3．求：（1）t = 2s 时，它的法向加速度和切向加速度；（2）当切向加速度恰为总加速度大小的一半时，θ为何值？ （3）在哪一时刻，切向加速度和法向加速度恰有相等的值？1．6 一飞机在铅直面内飞行，某时刻飞机的速度为v = 300m·s -1，方向与水平线夹角为30°而斜向下，此后飞机的加速度为a =s -2，方向与水平前进方向夹角为30°而斜向上，问多长时间后，飞机又回到原来的高度？在此期间飞机在水平方向飞行的距离为多少？1．7 一个半径为R = 1.0m 的轻圆盘，可以绕一水平轴自由转动．一根轻绳绕在盘子的边缘，其自由端拴一物体A ．在重力作用下，物体A 从静止开始匀加速地下降，在Δt = 2.0s 内下降的距离h = 0.4m ．求物体开始下降后3s 末，圆盘边缘上任一点的切向加速度与法向加速度．1．8 一升降机以加速度1.22m·s -2上升，当上升速度为2.44m·s -1时，有一螺帽自升降v 图1.7机的天花板上松落，天花板与升降机的底面相距2.74m ．计算：（1）螺帽从天花板落到底面所需的时间；（2）螺帽相对于升降机外固定柱子的下降距离．1．10 如图所示，一汽车在雨中沿直线行驶，其速度为v 1，下落雨的速度方向与铅直方向的夹角为θ，偏向于汽车前进方向，速度为v 2．今在车后放一长方形物体，问车速v 1为多大时此物体刚好不会被雨水淋湿？运动定律与力学中的守恒定律(一) 牛顿运动定律2．1 一个重量为P 的质点，在光滑的固定斜面（倾角为α）上以初速度0v 运动，0v 的方向与斜面底边的水平约AB 平行，如图所示，求这质点的运动轨道．2．2 桌上有一质量M = 1kg 的平板，板上放一质量m = 2kg 的另一物体，设物体与板、板与桌面之间的滑动摩擦因素均为μk = 0.25，静摩擦因素为μs = 0.30．求：（1）今以水平力F 拉板，使两者一起以a = 1m·s -2的加速度运动，试计算物体与板、与桌面间的相互作用力；（2）要将板从物体下面抽出，至少需要多大的力？图1.10图2.12．5 如图所示，质量为m 的摆悬于架上，架固定于小车上，在下述各种情况中，求摆线的方向（即摆线与竖直线的夹角θ）及线中的张力T ．（1）小车沿水平线作匀速运动；（2）小车以加速度1a 沿水平方向运动；（3）小车自由地从倾斜平面上滑下，斜面与水平面成φ角； （4）用与斜面平行的加速度1b 把小车沿斜面往上推（设b 1 = b ）；（5）以同样大小的加速度2b （b 2 = b ），将小车从斜面上推下来．2．6 如图所示：质量为m =0.10kg 的小球，拴在长度l =0.5m 的轻绳子的一端，构成一个摆．摆动时，与竖直线的最大夹角为60°．求： （1）小球通过竖直位置时的速度为多少？此时绳的张力多大？ （2）在θ < 60°的任一位置时，求小球速度v 与θ的关系式．这时小球的加速度为多大？绳中的张力多大？ （3）在θ = 60°时，小球的加速度多大？绳的张力有多大？2．7 小石块沿一弯曲光滑轨道上由静止滑下h 高度时，它的速率多大？（要求用牛顿第二定律积分求解）图2.6图2.72．8 质量为m 的物体，最初静止于x 0，在力2kf x =-(k 为常数)作用下沿直线运动．证明物体在x 处的速度大小v = [2k (1/x – 1/x 0)/m ]1/2．2．9 一质量为m 的小球以速率v 0从地面开始竖直向上运动．在运动过程中，小球所受空气阻力大小与速率成正比，比例系数为k ．求：（1）小球速率随时间的变化关系v (t )； （2）小球上升到最大高度所花的时间T ．2．10 如图所示：光滑的水平桌面上放置一固定的圆环带，半径为R ．一物体帖着环带内侧运动，物体与环带间的滑动摩擦因数为μk ．设物体在某时刻经A 点时速率为v 0，求此后时刻t 物体的速率以及从A 点开始所经过的路程．2．11 如图所示，一半径为R 的金属光滑圆环可绕其竖直直径转动．在环上套有一珠子．今逐渐增大圆环的转动角速度ω，试求在不同转动速度下珠子能静止在环上的位置．以珠子所停处的半径与竖直直径的夹角θ表示．(二)力学中的守恒定律2．13一个质量m = 50g ，以速率的v = 20m·s -1作匀速圆周运动的小球，在1/4周期内向心力给予小球的冲量等于多少？2．14 用棒打击质量0.3kg ，速率等于20m·s -1的水平飞来的球，球飞到竖直上方10m 的高度．求棒给予球的冲量多大？设球与棒的接触时间为0.02s ，求球受到的平均冲力？[2．15 如图所示，三个物体A 、B 、C ，每个质量都为M ，B 和C 靠在一起，放在光滑水平桌面上，两者连有一段长度为0.4m 的细绳，首先放松．B 的另一侧则连有另一细绳跨过桌边的定滑轮而与A 相连．已知滑轮轴上的摩擦也可忽略，绳子长度一定．问A 和B 起动后，经多长时间C 也开始运动？C 开始运动时的速度是多少？（取g = 10m·s -2）2．16 一炮弹以速率v 0沿仰角θ的方向发射出去后，在轨道的最高点爆炸为质量相等的两块，一块沿此45°仰角上飞，一块沿45°俯角下冲，求刚爆炸的这两块碎片的速率各为多少？v x Δvv y2．17 如图所示，一匹马拉着雪撬沿着冰雪覆盖的弧形路面极缓慢地匀速移动，这圆弧路面的半径为R ．设马对雪橇的拉力总是平行于路面．雪橇的质量为m ，它与路面的滑动摩擦因数为μk ．当把雪橇由底端拉上45°圆弧时，马对雪橇做了多少功？重力和摩擦力各做了多少功？2．18 一质量为m 的质点拴在细绳的一端，绳的另一端固定，此质点在粗糙水平面上作半径为r 的圆周运动．设质点最初的速率是v 0，当它运动1周时，其速率变为v 0/2，求：（1）摩擦力所做的功； （2）滑动摩擦因数；（3）在静止以前质点运动了多少圈？ 2．19 如图所示，物体A 的质量m = 0.5kg ，静止于光滑斜面上．它与固定在斜面底B 端的弹簧M 相距s = 3m ．弹簧的倔强系数k = 400N·m -1．斜面倾角为45°．求当物体A 由静止下滑时，能使弹簧长度产生的最大压缩量是多大？图2.17图2.192．20 一个小球与另一质量相等的静止小球发生弹性碰撞．如果碰撞不是对心的，试证明：碰撞后两小球的运动方向彼此垂直．2．21如图所示，质量为1.0kg 的钢球m 1系在长为0.8m 的绳的一端，绳的另一端O 固定．把绳拉到水平位置后，再把它由静止释放，球在最低点处与质量为5.0kg 的钢块m 2作完全弹性碰撞，求碰撞后钢球继续运动能达到的最大高度．2．22一质量为m 的物体，从质量为M 的圆弧形槽顶端由静止滑下，设圆弧形槽的半径为R ，张角为π/2，如图所示，所有摩擦都忽略，求：（1）物体刚离开槽底端时，物体和槽的速度各是多少？（2）在物体从A 滑到B 的过程中，物体对槽所做的功W ；（3）物体到达B 时对槽的压力．[2．23 在实验室内观察到相距很远的一个质子（质量为m p ）和一个氦核（质量为4m p ）沿一直线相向运动；速率都是v 0，求两者能达到的最近距离。
图2.21图2.22 图2.242．24 如图所示，有一个在竖直平面上摆动的单摆．问： （1）摆球对悬挂点的角动量守恒吗？（2）求出t 时刻小球对悬挂点的角动量的方向，对于不同的时刻，角动量的方向会改变吗？（3）计算摆球在θ角时对悬挂点角动量的变化率．2．25证明行星在轨道上运动的总能量为12GMmE r r =-+．式中M 和m 分别为太阳和行星的质量，r 1和r 2分别为太阳和行星轨道的近日点和远日点的距离．（三） 刚体定轴转动2．26质量为M 的空心圆柱体，质量均匀分布，其内外半径为R 1和R 2，求对通过其中心轴的转动惯量．2．28 一半圆形细杆，半径为R ，质量为M ，求对过细杆二端AA `轴的转动惯量． 半圆绕AA `轴的转动惯量为图2.26 图2.282．29 如图所示，在质量为M ，半径为R 的匀质圆盘上挖出半径为r 的两个圆孔．圆孔中心在圆盘半径的中点．求剩余部分对大圆盘中心且与盘面垂直的轴线的转动惯量．[2．30 飞轮质量m = 60kg ，半径R = 0.25m ，绕水平中心轴O 转动，转速为900r·min -1．现利用一制动用的轻质闸瓦，在剖杆一端加竖直方向的制动力F ，可使飞轮减速．闸杆尺寸如图所示，闸瓦与飞轮之间的摩擦因数μ = 0.4，飞轮的转动惯量可按匀质圆盘计算．（1）设F = 100N ，问可使飞轮在多长时间内停止转动？这段时间飞轮转了多少转？ （2）若要在2s 内使飞轮转速减为一半，需加多大的制动力F ？2．31一轻绳绕于r = 0.2m 的飞轮边缘，以恒力F = 98N 拉绳，如图（a ）所示．已知飞轮的转动惯量I = 0.5kg·m 2，轴承无摩擦．求（1）飞轮的角加速度．（2）绳子拉下5m 时，飞轮的角速度和动能．（3）将重力P = 98N 的物体挂在绳端，如图（b ）所示，再求上面的结果．O r R r 图2.29图2.30 F =98N P =98N (a) (b) 图2.312．32质量为m，半径为R的均匀圆盘在水平面上绕中心轴转动，如图所示．盘与水平面的摩擦因数为μ，圆盘从初角速度为ω0到停止转动，共转了多少圈？图2.32 2．33一个轻质弹簧的倔强系数为k = 2.0N·m-1．它的一端固定，另一端通过一条细线绕过定滑轮和一个质量为m1= 80g的物体相连，如图所示．定滑轮可看作均匀圆盘，它的半径为r = 0.05m，质量为m = 100g．先用手托住物体m1，使弹簧处于其自然长度，然后松手．求物体m1下降h = 0.5m时的速度多大？忽略滑轮轴上的摩擦，并认为绳在滑轮边上不打滑．2．34均质圆轮A的质量为M1，半径为R1，以角速度ω绕OA杆的A端转动，此时，将其放置在另一质量为M2的均质圆轮B上，B轮的半径为R2．B轮原来静止，但可绕其几何中心轴自由转动．放置后，A轮的重量由B轮支持．略去轴承的摩擦与杆OA的重量，并设两轮间的摩擦因素为μ，问自A轮放在B轮上到两轮间没有相对滑动为止，需要经过多长时间？2．35 均质矩形薄板绕竖直边转动，初始角速度为ω0，转动时受到空气的阻力．阻力垂直于板面，每一小面积所受阻力的大小与其面积及速度的平方的乘积成正比，比例常数为k．试计算经过多少时间，薄板角速度减为原来的一半．设薄板竖直边长为b，宽为a，薄板质量为m ．2．36 一个质量为M ，半径为R 并以角速度ω旋转的飞轮（可看作匀质圆盘），在某一瞬间突然有一片质量为m 的碎片从轮的边缘上飞出，如图所示．假定碎片脱离飞轮时的瞬时速度方向正好竖直向上．（1）问它能上升多高？（2）求余下部分的角速度、角动量和转动动能．2．37 两滑冰运动员，在相距1.5m 的两平行线上相向而行，两人质量分别为m A = 60kg ，m B = 70kg ，它们速率分别为v A = 7m·s -1，v B = 6m·s -1，当两者最接近时，便函拉起手来，开始绕质心作圆周运动，并保持二者的距离为1.5m ．求该瞬时：（1）系统对通过质心的竖直轴的总角动量；（2）系统的角速度；（3）两人拉手前、后的总动能．这一过程中能量是否守恒？机械振动图2.35图2.364．1 一物体沿x 轴做简谐振动，振幅A = 0.12m ，周期T = 2s ．当t = 0时，物体的位移x = 0.06m ，且向x 轴正向运动．求：（1）此简谐振动的表达式；（2）t = T /4时物体的位置、速度和加速度；（3）物体从x = -0.06m ，向x 轴负方向运动第一次回到平衡位置所需的时间．4．2 已知一简谐振子的振动曲线如图所示，试由图求：（1）a ，b ，c ，d ，e 各点的位相，及到达这些状态的时刻t 各是多少？已知周期为T ； （2）振动表达式； （3）画出旋转矢量图．4．3 有一弹簧，当其下端挂一质量为M 的物体时，伸长量为9.8×10-2m ．若使物体上下振动，且规定向下为正方向．（1）t = 0时，物体在平衡位置上方8.0×10-2m 处，由静止开始向下运动，求运动方程； （2）t = 0时，物体在平衡位置并以0.60m·s -1速度向上运动，求运动方程．图4.24．4 质量为10×10-3kg的小球与轻弹簧组成的系统，按20.1cos(8)3x tππ=+的规律作振动，式中t以秒(s)计，x以米(m)计．求：（1）振动的圆频率、周期、振幅、初位相；（2）振动的速度、加速度的最大值；（3）最大回复力、振动能量、平均动能和平均势能；（4）画出这振动的旋转矢量图，并在图上指明t为1，2，10s等各时刻的矢量位置．4．5 两个质点平行于同一直线并排作同频率、同振幅的简谐振动．在振动过程中，每当它们经过振幅一半的地方时相遇，而运动方向相反．求它们的位相差，并作旋转矢量图表示．4．6一氢原子在分子中的振动可视为简谐振动．已知氢原子质量m = 1.68×10-27kg，振动频率v = 1.0×1014Hz，振幅A = 1.0×10-11m．试计算：（1）此氢原子的最大速度；（2）与此振动相联系的能量．4．7 如图所示，在一平板下装有弹簧，平板上放一质量为1.0kg的重物，若使平板在竖直方向上作上下简谐振动，周期为0.50s，振幅为2.0×10-2m，求：（1）平板到最低点时，重物对平板的作用力；（2）若频率不变，则平板以多大的振幅振动时，重物跳离平板？（3）若振幅不变，则平板以多大的频率振动时，重物跳离平板？4．9 如图所示，质量为10g 的子弹以速度v = 103m·s -1水平射入木块，并陷入木块中，使弹簧压缩而作简谐振动．设弹簧的倔强系数k = 8×103N·m -1，木块的质量为4.99kg ，不计桌面摩擦，试求：（1）振动的振幅； （2）振动方程．4．11 装置如图所示，轻弹簧一端固定，另一端与物体m 间用细绳相连，细绳跨于桌边定滑轮M 上，m 悬于细绳下端．已知弹簧的倔强系数为k = 50N·m -1，滑轮的转动惯量J = 0.02kg·m 2，半径R = 0.2m ，物体质量为m = 1.5kg ，取g = 10m·s -2．（1）试求这一系统静止时弹簧的伸长量和绳的张力；（2）将物体m 用手托起0.15m ，再突然放手，任物体m 下落而整个系统进入振动状态．设绳子长度一定，绳子与滑轮间不打滑，滑轮轴承无摩擦，试证物体m 是做简谐振动； （3）确定物体m 的振动周期；（4）取物体m 的平衡位置为原点，OX 轴竖直向下，设振物体m 相对于平衡位置的位移为x ，写出振动方程．图4.94．12 一匀质细圆环质量为m ，半径为R ，绕通过环上一点而与环平面垂直的水平光滑轴在铅垂面内作小幅度摆动，求摆动的周期．4．13 重量为P 的物体用两根弹簧竖直悬挂，如图所示，各弹簧的倔强系数标明在图上．试求在图示两种情况下，系统沿竖直方向振动的固有频率．4．14 质量为0.25kg 的物体，在弹性力作用下作简谐振动，倔强系数k = 25N·m -1，如果开始振动时具有势能0.6J ，和动能0.2J ，求：（1）振幅；（2）位移多大时，动能恰等于势能？（3）经过平衡位置时的速度．4．15 两个频率和振幅都相同的简谐振动的x-t 曲线如图所示，求： （1）两个简谐振动的位相差；（2）两个简谐振动的合成振动的振动方程．(b) 图4.134．16 已知两个同方向简谐振动如下：130.05cos(10)5x t π=+，210.06cos(10)5x t π=+．（1）求它们的合成振动的振幅和初位相； （2）另有一同方向简谐振动x 3 = 0.07cos(10t +φ)，问φ为何值时，x 1 + x 3的振幅为最大？φ为何值时，x 2 + x 3的振幅为最小？（3）用旋转矢量图示法表示（1）和（2）两种情况下的结果．x 以米计，t 以秒计．4．17 质量为0.4kg 的质点同时参与互相垂直的两个振动：0.08cos()36x t ππ=+， 0.06cos()33y t ππ=-．式中x 和y 以米(m)计，t 以秒(s)计．（1）求运动的轨道方程；（2）画出合成振动的轨迹；（3）求质点在任一位置所受的力．4．18 将频率为384Hz 的标准音叉振动和一待测频率的音叉振动合成，测得拍频为3.0Hz ，在待测音叉的一端加上一小块物体，则拍频将减小，求待测音叉的固有频率．4．20 三个同方向、同频率的简谐振动为10.08cos(314)6x t π=+，20.08cos(314)2x t π=+，350.08cos(314)6x t π=+．求：（1）合振动的圆频率、振幅、初相及振动表达式； （2）合振动由初始位置运动到2x A =所需最短时间（A 为合振动振幅）． 机械波5．1 已知一波的波动方程为y = 5×10-2sin(10πt – 0.6x ) (m)． （1）求波长、频率、波速及传播方向；（2）说明x = 0时波动方程的意义，并作图表示．5．2 一平面简谐波在媒质中以速度为u = 0.2m·s -1沿x 轴正向传播，已知波线上A 点（x A = 0.05m ）的振动方程为0.03cos(4)2A y t ππ=-(m)．试求：（1）简谐波的波动方程；（2）x= -0.05m 处质点P 处的振动方程．5．3 已知平面波波源的振动表达式为20 6.010sin2y t π-=⨯(m)．求距波源5m 处质点的振动方程和该质点与波源的位相差．设波速为2m·s -1．5．4 有一沿x 轴正向传播的平面波，其波速为u = 1m·s -1，波长λ = 0.04m ，振幅A = 0.03m ．若以坐标原点恰在平衡位置而向负方向运动时作为开始时刻，试求：（1）此平面波的波动方程；（2）与波源相距x = 0.01m 处质点的振动方程，该点初相是多少？5．5 一列简谐波沿x 轴正向传播，在t 1 = 0s ，t 2 = 0.25s 时刻的波形如图所示．试求： （1）P 点的振动表达式； （2）波动方程； （3）画出O 点的振动曲线．5．6 如图所示为一列沿x 负向传播的平面谐波在t = T /4时的波形图，振幅A 、波长λ以及周期T 均已知．（1）写出该波的波动方程；（2）画出x = λ/2处质点的振动曲线；（3）图中波线上a 和b 两点的位相差φa – φb 为多少？5．7 已知波的波动方程为y = A cosπ(4t – 2x )（SI ）．（1）写出t = 4.2s 时各波峰位置的坐标表示式，并计算此时离原点最近的波峰的位置，该波峰何时通过原点？（2）画出t = 4.2s 时的波形曲线．图5.55．8 一简谐波沿x 轴正向传播，波长λ = 4m ，周期T = 4s ，已知x = 0处的质点的振动曲线如图所示． （1）写出时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．．5．9 在波的传播路程上有A 和B 两点，都做简谐振动，B 点的位相比A 点落后π/6，已知A 和B 之间的距离为2.0cm ，振动周期为2.0s ．求波速u 和波长λ．5．10 一平面波在介质中以速度u = 20m·s -1沿x 轴负方向传播．已知在传播路径上的某点A 的振动方程为y = 3cos4πt ．（1）如以A 点为坐标原点，写出波动方程；（2）如以距A 点5m 处的B 点为坐标原点，写出波动方程； （3）写出传播方向上B ，C ，D 点的振动方程．图5.8图5.105．11 一弹性波在媒质中传播的速度u= 1×103m·s-1，振幅A= 1.0×10-4m，频率ν= 103Hz．若该媒质的密度为800kg·m-3，求：（1）该波的平均能流密度；（2）1分钟内垂直通过面积S = 4×10-4m2的总能量．5．12一平面简谐声波在空气中传播，波速u = 340m·s-1，频率为500Hz．到达人耳时，振幅A= 1×10-4cm，试求人耳接收到声波的平均能量密度和声强？此时声强相当于多少分贝？已知空气密度ρ = 1.29kg·m-3．5．13 设空气中声速为330m·s-1．一列火车以30m·s-1的速度行驶，机车上汽笛的频率为600Hz．一静止的观察者在机车的正前方和机车驶过其身后所听到的频率分别是多少？如果观察者以速度10m·s-1与这列火车相向运动，在上述两个位置，他听到的声音频率分别是多少？5．14．一声源的频率为1080Hz，相对地面以30m·s-1速率向右运动．在其右方有一反射面相对地面以65m·s-1的速率向左运动．设空气中声速为331m·s-1．求：（1）声源在空气中发出的声音的波长；（2）反射回的声音的频率和波长．5.15 S 1与S 2为两相干波源，相距1/4个波长，S 1比S 2的位相超前π/2．问S 1、S 2连线上在S 1外侧各点的合成波的振幅如何？在S 2外侧各点的振幅如何？5.16 两相干波源S 1与S 2相距5m ，其振幅相等，频率都是媒质中的传播速度为400m·s -1，试以S 1S 2连线为坐标轴x ，以S 1S 2连线中点为原点，求S 1S 2间因干涉而静止的各点的坐标．5.17 设入射波的表达式为 1cos 2()t x y A T πλ=+， 在x = 0处发生反射，反射点为一自由端，求：（1）反射波的表达式；（2）合成驻波的表达式．5.18 两波在一很长的弦线上传播，设其表达式为：16.0cos (0.028.0)2y x t π=-，2 6.0cos (0.028.0)2y x t π=+，用厘米、克、秒（cm,g,s ）制单位，求：（1）各波的频率，波长、波速；（2）节点的位置；（3）在哪些位置上，振幅最大？S 1 S 2 S 1 2气体分子运动论10．1已知温度为27℃的气体作用于器壁上的压强为105Pa，求此气体内单位体积里的分子数．10．2一个温度为17℃、容积11.2×10-3m3的真空系统已抽到其真空度为1.33×10-3Pa．为了提高其真空度，将它放在300℃的烘箱内烘烤，使吸附于器壁的气体分子也释放出来．烘烤后容器内压强为1.33Pa，问器壁原来吸附了多少个分子？10．4 已知275K和1.00×103Pa条件下气体的密度ρ = 1.24×10-5g·cm-3，求：（1（2）气体的摩尔质量μ，并指出是什么气体．10．5 当温度为0℃时，求：（1）N2分子的平均平动动能和平均转动动能；（2）7gN2气体的内能．、10．6一个能量为1.6×10-7J的宇宙射线粒子射入氖管中，氖管中含有氖气0.01mol，如射线粒子能量全部转变成氖气的内能，氖气温度升高多少？10．7某些恒星的温度达到108K的数量级，此时原子已不存在，只有质子存在，求：（1）质子的平均动能是多少？（2）质子的方均根速率多大？10．8一容器被中间隔板分成体积相等的两半，一半装有氦气，温度为250K；另一半装有氧气，温度为310K．两种气体的压强均为p0．求抽去隔板后的混合气体温度和压强为多少？10．11．由11．10题结果，求速率在0.99v p到1.01v p之间的分子数占分子总数的百分比．10．12求上升到什么高度时大气压强减到地面大气压强的75%．设空气温度为0℃，空气的平均摩尔质量为0.028 9kg·mol-1．10．13已知f(v)是麦克斯韦分子速率分布函数，说明以下各式物理意义．（1）f(v)d v；（2）nf(v)d v，n为分子数密度；（3）21()dv v vf v v⎰；（4）p0()dvf v v⎰，v p为最可几速率；（5）p 2()dv v f v v∞⎰．10．14质量为6.2×10-14g的微粒悬浮于27℃的液体中，观察到它的方均根速率为1.4cm·s-1．由这些结果计算阿佛加德罗常数N A．10．15 氮分子的有效直径为3.8×10-10m ，求它在标准状态下的平均自由程和连续碰撞的平均时间间隔．10．16 在标准状态下CO 2气体分子的平均自由程 = 6.29×10-8m ，求两次碰撞之间的平均时间和CO 2气体分子的有效直径．热力学基础11．1 一系统由如图所示的状态a 沿abc 到达c ，有350J 热量传入系统，而系统对外做功126J ．（1）经adc ，系统对外做功42J ，问系统吸热多少？（2）当系统由状态c 沿曲线ac 回到状态a 时，外界对系统做功为84J ，问系统是吸热还是放热，在这一过程中系统与外界之间的传递的热量为多少？11．2 1mol 氧气由状态1变化到状态2，所经历的过程如图，一次沿1→m →2路径，另一次沿1→2直线路径．试分别求出这两个过程中系统吸收热量Q 、对外界所做的功A 以及内能的变化E 2 - E 1．11．3 1mol 范氏气体，通过准静态等温过程，体积由V 1膨胀至V 2，求气体在此过程中所做的功？图11.12×图11.211．4 1mol 氢在压强为1.013×105Pa ，温度为20℃时的体积为V 0，今使其经以下两种过程达同一状态：（1）先保持体积不变，加热使其温度升高到80℃，然后令其作等温膨胀，体积变为原体积的2倍；（2）先使其作等温膨胀至原体积的2倍，然后保持体积不变，升温至80℃．试分别计算以上两过程中吸收的热量，气体所做的功和内能增量．将上述两过程画在同一p-V 图上并说明所得结果．11．7 一气缸内贮有10mol 的单原子理想气体，在压缩过程中，外力做功209J ，，气体温度升高1℃．试计算气体内能增量和所吸收的热量，在此过程中气体的摩尔热容是多少？11．8 一定量的单原子分子理想气体，从初态A 出发，沿图示直线过程变到另一状态B ，又经过等容、等压过程回到状态A ．（1）A →B ，B →C ，C →A ，各过程中系统对外所做的功A ，内能的增量ΔE 以及所吸收的热量Q ．（2）整个循环过程中系统对外所做的总功以及从外界吸收的总热量（各过程吸热的代数和）．11．9 1mol 单原子分子的理想气体，经历如图所示的的可逆循环，连接ac 两点的曲线Ⅲ的方程为p = p 0V 2/V 02，a 点的温度为T 0． （1）以T 0，R 表示Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ过程中气体吸收的热量． （2）求此循环的效率． [图11.8 p 9．11．10 1mol理想气体在400K和300K之间完成卡诺循环．在400K等温线上，初始体积为1×10-3m3，最后体积为5×10-3m3．试计算气体在此循环中所做的功及从高温热源所吸收的热量和向低温热源放出的热量．11．11一热机在1000K和300K的两热源之间工作，如果（1）高温热源提高100K，（2）低温热源降低100K，从理论上说，哪一种方案提高的热效率高一些？为什么？11．12 使用一制冷机将1mol，105Pa的空气从20℃等压冷却至18℃，对制冷机必须提供的最小机械功是多少？设该机向40℃的环境放热，将空气看作主要由双原子分子组成．[文档可能无法思考全面，请浏览后下载，另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意!]。