大学物理典型习题及答案详解A
大学物理(I)期末试卷(A卷)及答案解析
2007级大学物理（I ）期末试卷A 卷学院： 班级:_____________ 姓名:序号:_____________ 日期: 2008 年 7 月 9 日 一、选择题（共30分）1．（本题3分）下列说法中，哪一个是正确的？(A) 一质点在某时刻的瞬时速度是2 m/s ，说明它在此后1 s 内一定要经过2 m 的路程． (B) 斜向上抛的物体，在最高点处的速度最小，加速度最大． (C) 物体作曲线运动时，有可能在某时刻的法向加速度为零．(D) 物体加速度越大，则速度越大． ［ ］ 2．（本题3分）如图所示，一轻绳跨过一个定滑轮，两端各系一质量分别为m 1和m 2 的重物，且m 1>m 2．滑轮质量及轴上摩擦均不计，此时重物的加速度的大 小为a ．今用一竖直向下的恒力g m F 1 代替质量为m 1的物体，可得质量为m 2的重物的加速度为的大小a ′，则(A) a ′= a (B) a ′> a(C) a ′< a (D) 不能确定.［ ］3．（本题3分）质量分别为m A 和m B (m A >m B )、速度分别为A v 和B v(v A > v B )的两质点A 和B ，受到相 同的冲量作用，则(A) A 的动量增量的绝对值比B 的小． (B) A 的动量增量的绝对值比B 的大． (C) A 、B 的动量增量相等．(D) A 、B 的速度增量相等． ［ ］ 4．（本题3分）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电梯内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g ，方向向上． (B) 大小为g ，方向向下． (C) 大小为g 21，方向向上． (D) 大小为g 21，方向向下． ［ ］5．（本题3分）两种不同的理想气体，若它们的最概然速率相等，则它们的 (A) 平均速率相等，方均根速率相等． (B) 平均速率相等，方均根速率不相等． (C) 平均速率不相等，方均根速率相等． (D) 平均速率不相等，方均根速率不相等． ［ ］6．（本题3分）一弹簧振子作简谐振动，当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1/4时，其动能为振 动总能量的(A) 7/16. (B) 9/16. (C) 11/16.(D) 13/16. (E) 15/16. ［ ］ 7．（本题3分）在双缝干涉实验中，屏幕E 上的P 点处是明条纹．若将缝S 2盖住，并在S 1 S 2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射 面M ，如图所示，则此时(A) P 点处仍为明条纹． (B) P 点处为暗条纹．(C) 不能确定P 点处是明条纹还是暗条纹． (D) 无干涉条纹．［ ］ 8．（本题3分）在玻璃(折射率n 2＝1.60)表面镀一层MgF 2 (折射率n 2＝1.38)薄膜作为增透膜．为了使波长为500 nm(1nm=109m)的光从空气(n 1＝1.00)正入射时尽可能少反射，MgF 2薄膜的最少厚度应是(A) 78.1 nm (B) ) 90.6 nm (C) 125 nm (D) 181 nm (E) 250nm ［ ］ 9．（本题3分）在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中，设中央明纹的衍 射角范围很小．若使单缝宽度a 变为原来的23，同时使入射的单色光的波长λ变为原来的3 / 4，则屏幕C 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度∆x 将变为原来的(A) 3 / 4倍． (B) 2 / 3倍．(C) 9 / 8倍． (D) 1 / 2倍．(E) 2倍． ［ ］ 10．（本题3分）一束光强为I 0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，则穿过两个偏振片后的光强I 为 (A) 4/0I 2 ． (B) I 0 / 4．(C) I 0 / 2． (D) 2I 0 / 2． ［ ］二、填空题（共30分）11．（本题3分）一质点作半径为 0.1 m 的圆周运动，其角位置的运动学方程为： 2214πt +=θ (SI)则其切向加速度为t a =__________________________．12．（本题3分）某质点在力F ＝(4＋5x )i(SI)的作用下沿x 轴作直线运动，在从x ＝0移动到x ＝10 m的过程中，力F所做的功为__________．13．（本题3分）一水平的匀质圆盘，可绕通过盘心的竖直光滑固定轴自由转动．圆盘质量为M ，半径为R ，对轴的转动惯量J ＝21MR 2．当圆盘以角速度ω0转动时，有一质量为m 的子弹沿盘的直径方向射入而嵌在盘的边缘上．子弹射入后，圆盘的角速度ω＝______________．14．（本题3分）在容积为10-2 m 3 的容器中，装有质量100 g 的气体，若气体分子的方均根速率为 200 m • s -1，则气体的压强为________________ 15．（本题3分）储有某种刚性双原子分子理想气体的容器以速度v ＝100 m/s 运动，假设该容器突然停止，气体的全部定向运动动能都变为气体分子热运动的动能，此时容器中气体的温度上升 6.74Ｋ，由此可知容器中气体的摩尔质量M mol ＝__________. (普适气体常量R ＝8.31 J ²mol -1²K -1) 16．（本题3分）处于平衡态A 的一定量的理想气体，若经准静态等体过程变到平衡态B ，将从外界吸收热量416 J ，若经准静态等压过程变到与平衡态B 有相同温度的平衡态C ，将从外界吸收热量582 J ，所以，从平衡态A 变到平衡态C 的准静态等压过程中气体对外界所作的功为____________________. 17．（本题3分）已知两个简谐振动的振动曲线如图所示．两简谐振动的最大速率之比为_________________．18．（本题3分） A ，B 是简谐波波线上距离小于波长的两点．已知，B 点振动的相位比A 点落后π31，波长为λ = 3 m ，则A ，B 两点相距L = ________________m ． 19．（本题3分）一声波在空气中的波长是0.25 m ，传播速度是340 m/s ，当它进入另一介质时，波长变成了0.37 m ，它在该介质中传播速度为______________． 20．（本题3分）若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n 1和n 2的两块厚度均为e 的透明介 质所遮盖，此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光的光程差δ＝_____________________________．x (cm)三、计算题（共40分）21．（本题10分）物体A 和B 叠放在水平桌面上，由跨过定滑轮的轻质细绳相互连接，如图所示．今用大小为F 的水平力拉A ．设A 、B 和滑轮的质量都为m ，滑轮的半径为R ，对轴的转动惯量J ＝221mR ．AB 之间、A 与桌面之间、滑轮与其轴之间的摩擦都可以忽略不计，绳与滑轮之间无相对的滑动且绳不可伸长．已知F ＝10 N ，m ＝8.0 kg ，R ＝0.050 m ．求：(1) 滑轮的角加速度； (2) 物体A 与滑轮之间的绳中的张力； (3) 物体B 与滑轮之间的绳中的张力． 22．（本题10分）1 mol 理想气体在T 1 = 400 K 的高温热源与T2 = 300 K 的低温热源间作卡诺循环（可逆的），在400 K 的等温线上起始体积为V 1 = 0.001 m 3，终止体积为V 2 = 0.005 m 3，试求此气体在每一循环中(1) 从高温热源吸收的热量Q 1 (2) 气体所作的净功W(3) 气体传给低温热源的热量Q 2 23．（本题10分） 图示一平面简谐波在t = 0 时刻的波形图，求(1) 该波的波动表达式； (2) P 处质点的振动方程．24．（本题10分）波长λ=600nm(1nm=10﹣9m)的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大的衍射角为30°，且第三级是缺级．(1) 光栅常数(a + b )等于多少？(2) 透光缝可能的最小宽度a 等于多少？(3) 在选定了上述(a + b )和a 之后，求在衍射角-π21＜ϕ＜π21 范围内可能观察到的全部主极大的级次．(m)-2007级大学物理（I ）期末试卷A 卷答案及评分标准考试日期：2008年7月9日一、选择题(每题3分)C, B, C, B, A, E, B, B, D, B二、填空题(每题3分)11. 0.1 m/s 212. 290 J13. M ω 0 / (M +2m )14. 1.33³105Pa15. 28³10-3 kg / mol16. 166 J17. 1∶118. 0.519. 503 m/s20. (n 1-n 2)e 或(n 2-n 1)e 均可三、计算题(每题10分)21．解：各物体受力情况如图．图2分F －T ＝ma 1分 T '＝ma 1分(T T '-)R ＝β221mR 1分 a ＝R β 1分由上述方程组解得：β ＝2F / (5mR )＝10 rad ²s -2 2分T ＝3F / 5＝6.0 N 1分 T '＝2F / 5＝4.0 N 1分aa T ’22．解：(1) 312111035.5)/ln(⨯==V V RT Q J 3分(2) 25.0112=-=T Tη.311034.1⨯==Q W η J 4分 (3) 3121001.4⨯=-=W Q Q J 3分23．解：(1) O 处质点，t = 0 时 0cos 0==φA y ， 0sin 0>-=φωA v所以 π-=21φ 2分又 ==u T /λ (0.40/ 0.08) s= 5 s 2分故波动表达式为 ]2)4.05(2c o s [04.0π--π=x t y (SI) 4分(2) P 处质点的振动方程为 ]2)4.02.05(2cos[04.0π--π=t y P )234.0cos(04.0π-π=t (SI) 2分24．解：(1) 由光栅衍射主极大公式得a +b =ϕλsin k =2.4³10-4 cm 3分(2) 若第三级不缺级，则由光栅公式得 ()λϕ3sin ='+b a由于第三级缺级，则对应于最小可能的a ，ϕ'方向应是单缝衍射第一级暗纹：两式比较，得 λϕ='sin aa = (a +b )/3=0.8³10-4 cm 3分(3) ()λϕk b a =+s i n ，(主极大)λϕk a '=sin ，(单缝衍射极小) (k ＇=1，2，3，......)因此 k =3，6，9，........缺级． 2分 又因为k max =(a ＋b ) / λ=4, 所以实际呈现k=0，±1，±2级明纹．(k=±4 在π / 2处看不到．) 2分。
《大学物理》各章练习题及答案解析
《大学物理》各章练习题及答案解析第1章 质点运动学一、选择题:1.以下五种运动中,加速度a保持不变的运动是 （ D ） (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。
2．下面表述正确的是（ B ）(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。
3.某质点做匀速率圆周运动，则下列说法正确的是（ C ）(A)质点的速度不变; (B)质点的加速度不变 (C)质点的角速度不变; (D)质点的法向加速度不变4.一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（ D ）()()(()22⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛dt dy dt dx D C dtrd B dt drA5. 一质点在平面上运动,运动方程为:j t i t r222+=,则该质点作（ B ）(A)匀速直线运动 (B)匀加速直线运动(C)抛物线运动 (D)一般曲线运动6.一质点做曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a表示加速度，s 表示路程，a t 表示切向加速度，对下列表达式,正确的是（ B ）(A)dt dr v = (B) dt ds v = (C) dtdv a = (D) dt vd a t=7. 某质点的运动方程为 3723+-=t t X （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8．一质点沿x 轴运动，其运动方程为()SI t t x 3235-=，当t=2s 时，该质点正在（ A ）(A)加速 (B)减速 (C)匀速 (D)静止1.D2. B3. C4.D5.B ，6B ，7A 8 A二 、填空题1. 一质点的运动方程为x =2t ，y =4t 2-6t ，写出质点的运动方程（位置矢量）j t t i t r)64(22-+=，t =1s 时的速度j i v22+=，加速度j a 8=，轨迹方程为x x y 32-=。
大学物理习题与答案解析
根据匀加速直线运动的速度公 式$v = v_0 + at$，代入已知的 $v_0 = 2m/s$和$a = 3m/s^2$，以及时间$t = 3s$， 计算得到$v = 2m/s + 3 times 3m/s^2 = 11m/s$。
一物体做匀减速直线运动，初 速度为10m/s，加速度为2m/s^2，则该物体在速度减为 零时的位移是多少？
04
答案解析
根据公式$v = lambda f$，频率$f = frac{v}{lambda} = frac{3 times 10^{8}}{500 times 10^{-9}}Hz = 6 times 10^{14}Hz$；根据公式 $E = hnu$，能量$E = h times f = 6.626 times 10^{-34} times 6 times
题目
答案解析
计算氢原子光谱线波长与频 率的关系。
根据巴尔末公式，氢原子光 谱线波长与频率的关系可以
表示为λ=R*(1/n1^2 1/n2^2)，其中λ是光谱线波 长，R是里德伯常数，n1和 n2分别是两个能级的主量子
数。
பைடு நூலகம்
题目
一束光照射到某金属表面， 求光电子的最大初动能。
答案解析
根据爱因斯坦光电效应方程，光 电子的最大初动能Ekm=hν-W， 其中h是普朗克常数，ν是入射光 的频率，W是金属的逸出功。因 此，通过测量入射光的频率和金 属的逸出功，可以计算出光电子
题目
一定质量的理想气体，在等容升温过 程中，不吸热也不放热，则内能如何 变化？
答案解析
根据热力学第一定律，等容升温过程 中，气体不吸热也不放热，则内能增 加。
热传递习题及答案解析
题目
《大学物理》练习题及参考问题详解
《大学物理》练习题一. 单选题：1．下列说确的是……………………………………（ ） 参看课本P32-36A. 惯性系中，真空中的光速与光源的运动状态无关，与光的频率有关B. 惯性系中，真空中的光速与光源的运动状态无关，与光的频率无关C. 惯性系中，真空中的光速与光源的运动状态有关，与光的频率无关D. 惯性系中，真空中的光速与光源的运动状态有关，与光的频率有关2．下列说确的是………………………………… （ ） 参看课本P32-36A. 伽利略变换与洛伦兹变换是等价的B. 所有惯性系对一切物理定律都是不等价的C. 在所有惯性系中，真空的光速具有相同的量值cD. 由相对论时空观知：时钟的快慢和量尺的长短都与物体的运动无关3．下列说确的是………………………………… （ ）参看课本P58,76,103A. 动量守恒定律的守恒条件是系统所受的合外力矩为零B. 角动量守恒定律的守恒条件是系统所受的合外力为零C. 机械能守恒定律的守恒条件是系统所受的合外力不做功D. 以上说法都不正确4. 下列关于牛顿运动定律的说确的是…………（ ） 参看课本P44-45A. 牛顿第一运动定律是描述物体间力的相互作用的规律B. 牛顿第二运动定律是描述力处于平衡时物体的运动规律C. 牛顿第三运动定律是描述物体力和运动的定量关系的规律D. 牛顿三条运动定律是一个整体，是描述宏观物体低速运动的客观规律5．下列关于保守力的说法错误．．的是…………………（ ） 参看课本P71-72 A. 由重力对物体所做的功的特点可知，重力是一种保守力B. 由弹性力对物体所做的功的特点可知，弹性力也是一种保守力C. 由摩擦力对物体所做的功的特点可知，摩擦力也是一种保守力D. 由万有引力对物体所做的功的特点可知，万有引力也是一种保守力6.已知某质点的运动方程的分量式是cos x R t ω=，sin y R t ω=，式中R 、ω是常数．则此质点将做………………………………………………（ ） 参看课本P19A. 匀速圆周运动B. 匀变速直线运动C. 匀速直线运动D. 条件不够，无法确定7．如图所示，三个质量相同、线度相同而形状不同的均质物体，它们对各自的几何对称轴的转动惯量最大的是………( )A. 薄圆筒B. 圆柱体 参看课本P95C. 正方体D. 一样大8．下列关于弹性碰撞的说确的是………………（ ） 中学知识在课堂已复习A. 系统只有动量守恒B. 系统只有机械能守恒C. 系统的动量和机械能都守恒D. 系统的动量和机械能都不守恒9．某人开双臂，手握哑铃，坐在转椅上，让转椅转动起来，若此后无外力矩作用．则当此人收回双臂时，人和转椅这一系统的…………………（ ） 参看课本P104 A. 转速不变，角动量变大 B. 转速变大，角动量保持不变C. 转速和角动量都变大D. 转速和角动量都保持不变10. 下列关于卡诺循环的说确的是………………（ ） 参看课本P144A. 卡诺循环是由两个平衡的等温过程和两个平衡的绝热过程组成的B. 卡诺循环是由两个平衡的等温过程和两个平衡的等体过程组成的C. 卡诺循环是由两个平衡的等体过程和两个平衡的等压过程组成的D. 卡诺循环是由两个平衡的绝热过程和两个平衡的等压过程组成的11. 如图所示，在场强为E 的匀强电场中，有一个半径为R 的半球面，若场强E 的方向与半球面的对称轴平行，则通过这个半球面的电通量大小为…………………（ ） 参看课本P172-173A. 2EB. 22R E πC. 22R E πD. 012. 一点电荷，放在球形高斯面的中心处，下列情况过高斯面的电通量会发生变化的…………………………（ ） 参看课本P173A. 将另一点电荷放在高斯面B. 将高斯面半径缩小C. 将另一点电荷放在高斯面外D. 将球心处的点电荷移开，但仍在高斯面13.如图所示，在与均匀磁场B 垂直的平面有一长为l 的铜棒 MN ，设棒绕M 点以匀角速度ω转动，转轴与B 平行，则棒的动生电动势大小为……………（ ） 参看课本P257A. Bl ωB. 2Bl ωC. 12Bl ωD. 212Bl ω14. 已知温度不变的某定量气体分子的算术平均速率为v 、方均根速率为2v 、最概然速率为p v ，则这气体分子的三种速率的关系是…………（ ）A ．2p v v v >>B ．2p v v v >> 参看课本P125C ．2p v v v >>D ．2p v v v == 15. 下列关于导体静电平衡的说法错误．．………………（ ） 参看课本P190-191 A. 导体是等势体，其表面是等势面 B. 导体部场强处处为零C. 导体表面的场强处处与表面垂直D. 导体部处处存在净电荷16. 下列哪种现代厨房电器是利用涡流原理工作的…（ ） 参看课本P259A. 微波炉B. 电饭锅C. 电热炉D. 电磁灶17. 下列关于电源电动势的说确的是……………（ ） 参看课本P249-250A. 电源电动势等于电源把电荷从正极经电路移到负极时所作的功B. 电源电动势的大小只取于电源本身的性质，而与外电路无关C. 电动势的指向习惯为自正极经电路到负极的指向D. 沿着电动势的指向，电源将提高电荷的电势能18. 磁介质有三种，下列用相对磁导率r μ正确表征它们各自特性的是………（ ）A. 顺磁质0r μ<，抗磁质0r μ<，铁磁质1rμ 参看课本P39-240 B. 顺磁质1r μ>，抗磁质1r μ=，铁磁质1rμ C. 顺磁质0r μ>，抗磁质0r μ>，铁磁质0r μ>D. 顺磁质1r μ>，抗磁质1r μ<，铁磁质1r μ 19. 在均匀磁场中，一带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速率圆周运动，如果磁场的磁感应强度减小，则………………………………………………（ ） 参看课本P231A. 粒子的运动速率减小B. 粒子的轨道半径减小C. 粒子的运动频率不变D. 粒子的运动周期增大20. 两根无限长的载流直导线互相平行，通有大小相等，方向相反的I 1和I 2，在两导线的正中间放一个通有电流I 的矩形线圈abcd ，如图所示. 则线圈受到的合力为…………（ ） 参看课本P221-223A. 水平向左B. 水平向右C. 零D. 无法判断21. 下列说法错误．．的是……………………………………（ ） 参看课本P263 A. 通过螺线管的电流越大，螺线管的自感系数也越大B. 螺线管的半径越大，螺线管的自感系数也越大C. 螺线管中单位长度的匝数越多，螺线管的自感系数也越大D. 螺线管中充有铁磁质时的自感系数大于真空时的自感系数22. 一电偶极子放在匀强电场中，当电矩的方向与场强的方向不一致时，则它所受的合力F 和合力矩M 分别为…………………………………（ ） 参看课本P168-169A. F =0 ，M =0B. F ≠0 ，M ≠0C. F =0 ，M ≠0D. F ≠0 ，M =023. 若一平面载流线圈在磁场中既不受磁力，也不受磁力矩作用，这说明……（ ）A. 该磁场一定均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行 参看课本P223-224B. 该磁场一定不均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行C. 该磁场一定均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直D. 该磁场一定不均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直24. 下列关于机械振动和机械波的说确的是………（ ） 参看课本P306A. 质点做机械振动，一定产生机械波B. 波是指波源质点在介质的传播过程C. 波的传播速度也就是波源的振动速度D. 波在介质中的传播频率与波源的振动频率相同，而与介质无关25. 在以下矢量场中，属保守力场的是…………………（ ）A. 静电场B. 涡旋电场 参看课本P180,212,258C. 稳恒磁场D. 变化磁场26. 如图所示，一根长为2a 的细金属杆AB 与载流长直导线共面，导线过的电流为I ，金属杆A 端距导线距离为a .金属杆AB 以速度v 向上匀速运动时，杆产生的动生电动势为……（ ） 参看课本P261 (8-8)A. 2ln 20πμεIv i =，方向由B →AB.2ln 20πμεIv i =，方向由A →B C. 0ln 32i Iv μεπ=，方向由B →A D. 3ln 20πμεIv i =，方向由A →B 27．在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动………（ ） 参看课本P325A. 振幅相同，相位相同B. 振幅不同，相位相同C. 振幅相同，相位不同D. 振幅不同，相位不同28．两个质点做简谐振动，曲线如图所示，则有（ ）A. A 振动的相位超前B 振动π/2 参看课本P291B. A 振动的相位落后B 振动π/2C. A 振动的相位超前B 振动πD. A 振动的相位与B 振动同相29．同一点光源发出的两列光波产生相干的必要条件是…（ ） 参看课本P336A. 两光源的频率相同，振动方向相同，相位差恒定B. 两光源的频率相同，振幅相同，相位差恒定C. 两光源发出的光波传播方向相同，振动方向相同，振幅相同D. 两光源发出的光波传播方向相同，频率相同，相位差恒定30．如图所示，在一圆形电流I 所在的平面选取一个同心圆形闭合环路L ，则由安培环路定理可知……………………………………………（ ） 参看课本P235A. d 0L B l ⋅=⎰，且环路上任一点B =0 B. d 0L B l ⋅=⎰，但环路上任一点B ≠0 C. d 0LB l ⋅≠⎰，且环路上任一点B ≠0 D. d 0L B l ⋅≠⎰，且环路上任一点B =常量二. 填空题：31. 平行板电容器充电后与电源断开，然后充满相对电容率为εr 的各向均匀电介质. 则其电容C 将______，两极板间的电势差U 将________. (填减小、增大或不变) 参看课本P195,20032. 某质点沿x 轴运动，其运动方程为: x =10t –5t 2，式中x 、t 分别以m 、s 为单位. 质点任意时刻的速度v =________，加速度a =________. 参看课本P16-1733. 某人相对地面的电容为60pF ，如果他所带电荷为C 100.68-⨯，则他相对地面的电势差为__________，他具有的电势能为_____________. 参看课本P200,20234. 一人从10 m 深的井中提水，起始时，桶中装有10 kg 的水，桶的质量为1 kg ，由于水桶漏水，每升高1m 要漏去0.1 kg 的水，则水桶匀速地从井中提到井口，人所作的功为____________．参看课本P70 (2-14)35.质量为m 、半径为R 、自转运动周期为T 的月球，若月球是密度均匀分布的实球体，则其绕自转轴的转动惯量是__________，做自转运动的转动动能是__________.参看课本P100 (3-4)36. 1mol氢气，在温度为127℃时，氢气分子的总平均动能是_____________，总转动动能是______________，能是_____________. 〔已知摩尔气体常量R = 8.31 J/(mol·K)参看课本P120 (4-8)37. 如图所示，两个平行的无限大均匀带电平面，其面电荷密度分别为+σ和-σ. 则区域Ⅱ的场强大小EⅡ=___________.参看课本P17738. 用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时，要使屏上的干涉条纹间距变宽，可采用的方法是: (1) _________________________；(2) ________________________. 参看课本P34439. 通过磁场中任意闭合曲面的磁通量等于_________.感生电场是由______________产生的，它的电场线是__________曲线. (填闭合或不闭合)参看课本P212,25840. 子弹在枪膛中前进时受到的合力与时间关系为5F t=-⨯，子弹飞出枪口400410N的速度为200m/s，则子弹受到的冲量为_____________. 参看课本P55-5641. 将电荷量为2.0×10-8C的点电荷，从电场中A点移到B点，电场力做功6.0×10-6J. 则A、B两点的电势差U AB =____________ .参看课本P18142. 如图所示，图中O点的磁感应强度大小B =______________.参看课本P229-23043. 一个螺线管的自感L=10 mH，通过线圈的电流I =2A，则它所储存的磁能W=_____________. 参看课本P26744. 理想气体在某热力学过程中能增加了ΔE=250J，而气体对外界做功A=50J，则气体吸收的热量Q = .参看课本P132-13345. 一平面简谐波沿x轴的正方向传播，波速为100 m/s，t=0时的曲线如图所示，则简谐波的波长λ=____________,频率ν=_____________. 参看课本P30946. 两个同心的球面，半径分别为R1、R2(R1<R2)，分别带有总电量为Q1、Q2. 设电荷均匀分布在球面上，则两球面间的电势差U12= ________________________.参看课本P186-187三. 计算题：47. 一正方形线圈由外皮绝缘的细导线绕成，共绕有100匝，每边长为10 cm，放在B= 5.0T的磁场中，当导线有I =10.0A的电流时，求: (1) 线圈磁矩m的大小；(2) 作用在线圈上的磁力矩M的最大值.参看课本P225 (7-7)48.如图所示，已知子弹质量为m，木块质量为M，弹簧的劲度系数为k，子弹以初速v o 射入木块后，弹簧被压缩了L.设木块与平面间的滑动摩擦因数为μ，不计空气阻力.求初速v o.参看课本P80 (2-23)49. 一卡诺热机的效率为40％，其工作的低温热源温度为27℃.若要将其效率提高到50％，求高温热源的温度应提高多少?参看课本P148 (5-14)50. 质量均匀的链条总长为l，放在光滑的桌面上，一端沿桌面边缘下垂，其长度为a，如图所示.设开始时链条静止，求链条刚刚离开桌边时的速度.参看课本P70 (2-18)51.一平面简谐波在t =0时刻的波形如图所示，设波的频率ν=5 Hz，且此时图中P点的运动方向向下，求：(1) 此波的波函数；(2) P点的振动方程和位置坐标.参看课本P318 (10-11)52．如图所示，A和B两飞轮的轴杆可由摩擦啮合器使之连接，A轮的转动惯量J A=10 kg·m2．开始时，B轮静止，A轮以n A= 600 r/min的转速转动．然后使A和B连接，连接后两轮的转速n = 200 r/min．求: (1) B轮的转动惯量J B ；(2) 在啮合过程中损失的机械能ΔE.参看课本P105 (3-9及补充)53．如图所示，载流I的导线处于磁感应强度为B的均匀磁场中，导线上的一段是半径为R、垂直于磁场的半圆，求这段半圆导线所受安培力.参看课本P224-22554．如图所示的截面为矩形的环形均匀密绕的螺绕环，环的外半径分别a和b，厚度为h，共有N匝，环有电流为I .求: (1) 环外的磁感应强度B；(2) 环的自感L.参看课本P237-238 (7-23及补充)55.如图所示，一长直导线通有电流I，在与其相距d处放在有一矩形线框，线框长为l，宽为a，共有N匝. 当线框以速度v沿垂直于长导线的方向向右运动时，线框中的动生电动势是多少?参看课本P255 (8-3)二. 填空题： 31. 增大 减小 32. 1010m/s t - 210m/s t - 33. 1000V 0.03 J34. 1029 (或1050) J 35. 225mR 22245mR T π 36. 4986J 3324J 8310 J 37. 0σε 38. (1) 将两缝的距离变小 (2) 将双缝到光屏的距离变大 39. 零 变化的磁场 闭合 40. 0.2N s ⋅ 41.300V 42.0112I R μπ⎛⎫- ⎪⎝⎭43. 0.02 J 44. 300 J 45. 0.8 m 125 Hz 46. 1012114Q R R πε⎛⎫- ⎪⎝⎭三. 计算题：47. 线圈磁矩 22100100.110A m m NIS ==⨯⨯=⋅线圈最大磁力矩 max10550N m M mB ==⨯=⋅48. 设子弹质量为m ，木块质量为M ，子弹与木块的共同速度v由动量守恒定律得 0()mv m M v =+ ① 由功能原理得 2211()()22m M gL kL m M v μ-+=-+ ② 由①、②式得 202()m M kL m M gL v mm M μ+++=+49. 卡诺热机效率: 211T T η=-21300500K 110.4T T η⇒===-- 同理 21300600K 110.5T T η'==='-- 高温热源应提高的温度 11600500100K T T '-=-=50. 设桌面为零势面，由机械能守恒定律得21222a a l mg mg mv l -=-+ 22()g v l a l⇒=-51. 解：(1) 由图中v P ＜0知此波沿x 轴负向传播，继而知原点此时向y 正向运动 原点处 0002A y v =->， 023ϕπ⇒=- 又x = 3m 处 3300y v =>， 32πϕ⇒=- 由 2x ϕπλ∆∆= 得 2x λπϕ∆=∆30236m 223πππ-=⨯=⎛⎫--- ⎪⎝⎭此波的波函数 02cos 2x y A t ππνϕλ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭20.10cos 10m 183t x πππ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭ (2) P 点处 P P 00y v =，< P 2πϕ⇒= P 点振动方程 P P cos(2)y A t πνϕ=+0.10cos 10m 2t ππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ P 点位置坐标 p 363321m 22x λ=+=+=52. (1) 由动量矩守恒定律得A A AB ()J J J ωω=+A A AB 2()2J n J J n ππ=+B 60020010(10)6060J ⨯=+⨯ 2B 20kg m J ⇒=⋅(2) 损失的机械能2222A A A B A A A B 222241111()(2)()(2)222216001200104(1020)4 1.31510J 260260E J J J J n J J n ωωππππ∆=-+=-+⎛⎫⎛⎫=⨯⨯-+⨯=⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭53. 依题意得 d 0x x F F =∑=d d sin d sin sin d y F F BI l BIR θθθθ=== 0sin d 2y F F BIR BIR πθθ===⎰54. (1) 0d 2B r B r I πμ⋅=⋅=∑⎰环外的磁感应强度 0B = 环的磁感应强度 02B r NI πμ⋅=02NIB r μπ=(2) 0d d d 2NIhBh r r r μΦπ==001d d ln 22b a NIh NIh br r aμμΦΦππ===⎰⎰ 环的自感 20ln 2N hN bL I I a μψΦπ===55. 线框的动生电动势1212()N B B lv εεε=-=-001122()NIlv NIlavd d a d d a μμππ⎛⎫=-= ⎪++⎝⎭。
大学物理a考试题及答案
大学物理a考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是多少？A. 3×10^8 m/sB. 3×10^4 m/sC. 3×10^2 m/sD. 3×10^6 m/s答案：A2. 根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。
这个定律的数学表达式是什么？A. F = maB. F = m/aC. a = F/mD. a = mF答案：A3. 一个物体从静止开始自由下落，其下落的高度h与时间t的关系是什么？A. h = gtB. h = 1/2 gt^2C. h = 1/2 gtD. h = gt^2答案：B4. 波长为λ的光波在介质中的波速为v，该介质的折射率n是多少？A. n = λ/vB. n = v/λD. n = c/v答案：D5. 一个电路中包含一个电阻R和一个电感L，当电流I通过时，电感的电动势EMF是多少？A. EMF = -I * L * di/dtB. EMF = I * L * di/dtC. EMF = -I * R * di/dtD. EMF = I * R * di/dt答案：A6. 根据热力学第一定律，一个系统吸收了热量Q，对外做了功W，系统的内能U变化是多少？A. ΔU = Q - WB. ΔU = Q + WC. ΔU = W - QD. ΔU = W + Q答案：A7. 一个质量为m的物体在两个相互垂直的力F1和F2的作用下做直线运动，这两个力的合力F是多少？A. F = √(F1^2 + F2^2)B. F = F1 + F2C. F = |F1 - F2|D. F = (F1^2 + F2^2) / (F1 + F2)答案：A8. 一个电子在电场中受到的电场力是F，电子的电荷量是e，电场强度E是多少？A. E = F/eC. E = F * eD. E = 1/e * F答案：A9. 一个理想的气体经历一个等压过程，气体的温度T和体积V之间的关系是什么？A. T ∝ VB. T ∝ 1/VC. T ∝ V^2D. T ∝ √V答案：A10. 根据麦克斯韦方程组，电场E和磁场B在真空中的关系是什么？A. ∇ × E = -∂B/∂tB. ∇ × B = -∂E/∂tC. ∇ × E = ∂B/∂tD. ∇ × B = ∂E/∂t答案：A二、填空题（每题3分，共30分）11. 一个物体的质量为2kg，受到的力为10N，根据牛顿第二定律，其加速度是______ m/s²。
(完整版)大学物理课后习题答案详解
第一章质点运动学1、(习题1.1)：一质点在xOy 平面内运动，运动函数为2x =2t,y =4t 8-。
（1）求质点的轨道方程；（2）求t =1 s t =2 s 和时质点的位置、速度和加速度。
解：（1）由x=2t 得，y=4t 2-8 可得： y=x 2-8 即轨道曲线 （2）质点的位置 ： 22(48)r ti t j =+- 由d /d v r t =则速度： 28v i tj =+ 由d /d a v t =则加速度： 8a j =则当t=1s 时，有 24,28,8r i j v i j a j =-=+= 当t=2s 时，有 48,216,8ri j v i j a j =+=+=2、（习题1.2）： 质点沿x 在轴正向运动，加速度kv a -=，k 为常数．设从原点出发时速度为0v ，求运动方程)(t x x =.解：kv dt dv-= ⎰⎰-=t vv kdt dv v 001 tk e v v -=0t k e v dtdx-=0 dt ev dx tk tx-⎰⎰=000)1(0t k e kv x --=3、一质点沿x 轴运动，其加速度为a = 4t (SI)，已知t = 0时，质点位于x 0=10 m 处，初速度v 0 = 0．试求其位置和时间的关系式． 解： =a d v /d t 4=t d v 4=t d t ⎰⎰=vv 0d 4d tt t v 2=t 2v d =x /d t 2=t 2t t x txx d 2d 020⎰⎰= x 2= t 3 /3+10 (SI)4、一质量为m 的小球在高度h 处以初速度0v 水平抛出，求：（1）小球的运动方程；（2）小球在落地之前的轨迹方程； （3）落地前瞬时小球的d d r t ，d d v t ，tv d d . 解：（1） t v x 0= 式（1）2gt 21h y -= 式（2） 201()(h -)2r t v t i gt j =+（2）联立式（1）、式（2）得 22v 2gx h y -=（3）0d -gt d rv i j t = 而落地所用时间 gh2t = 所以 0d -2gh d r v i j t =d d v g j t=- 2202y 2x )gt (v v v v -+=+= 2120212202)2(2])([gh v gh g gt v t g dt dv +=+=5、 已知质点位矢随时间变化的函数形式为22r t i tj =+，式中r 的单位为m ，t 的单位为s .求：（1）任一时刻的速度和加速度；（2）任一时刻的切向加速度和法向加速度。
大学物理AⅠ刚体定轴转动习题答案及解法
《大学物理A Ⅰ》2010 刚体定轴转动习题、答案及解法一．选择题1．两个匀质圆盘A 和B 相对于过盘心且垂直于盘面的轴的转动惯量分别为A J 和B J ，若A B J J >，但两圆盘的的质量和厚度相同，如两盘的密度各为A ρ和B ρ，则( A )（A ）B A ρρ> （B ）B A ρρ<（C ）B A ρρ= （D ）不能确定B A ρρ的大小参考答案： B B A Ah R h R M ρπρπ22== A A A h M MR J ρπ222121== BB B h M MR J ρπ222121== 2．有两个半径相同、质量相等的细圆环。
1环的质量分布均匀。
2环的质量分布不均匀，它们对通过圆心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为A J 和B J ，则( C )（A ）21J J > （B ）21J J <（C ）21J J = （D ）不能确定21J J 的大小 参考答案：∵ ⎰=Mdm r J 2 ∴ 21J J =3．一圆盘绕过圆心且于盘面垂直的光华固定轴O 以角速度1ω按图所示方向转动，将两个大小相等，方向相反的力F 沿盘面同时作用到圆盘上，则圆盘的角速度变为2ω，那么( C )（A ）21ωω> （B ）21ωω=（C ）21ωω< （D ）不能确定如何变化 参考答案：()12ωωJ J t r R F -=∆⋅- ()12ωω+∆⋅-=t r R JF4．均匀细棒OA 的质量为m 。
长为L ，可以绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图2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，下述说法那一种是正确的[ A ]（A ）合外力矩从大到小，角速度从小到大，角加速度从大到小。
（B ）合外力矩从大到小，角速度从小到大，角加速度从小到大。
（C ）合外力矩从大到小，角速度从大到小，角加速度从大到小。
（D ）合外力矩从大到小，角速度从大到小，角加速度从小到大。
《大学物理A》力学部分习题解答
Y
V BA
V B地
V 地A
0
图 1.12
V A地
X
1．31、一质点沿 X 轴运动，其加速度 a 与坐标 X 的关系为
a 2 6 x 2 ( SI ) ，如果质点在原点处的速度为零，试求其在任意位置处的速
度？ 解： a
dv dv dx dv v 2 6 x 2 ，利用分离变量积分解此题 dt dx dt dx
dt
,
x
k t k v0 (1 e m ) ， m
t 时， x 有最大值且为 xmax
第三章
k v0 m
。
3.1、一质量为 1 kg 的物体，置于水平地面上，物体与地面之间的静摩擦系 数＝0.20，滑动摩擦系数＝0.16，现对物体施一水平拉力 F＝t+0.96(SI)，则 2 秒末物体的速度大小 v＝______________。 题意分析：在 01 s 内, F<mg=1.96 ,未拉动物体.当拉力大于(克服)最大 静摩擦力后,物体开始运动,力对时间积累的效果称为：合外力对物体在 dt 时间内 的冲量。 解题思路：从题意分析中得出解题思路：由力对时间的积累，即力对时间的 积分，求出冲量，再求速度。 解题：在 1 s2 s 内, I (t 0.96) d t mg (t 2 t1 ) 0.89 N s
t1 0
t2
20
20 0
18( N ) .
3.5、一质量为 m 的物体，以初速 v0 成从地面抛出，抛射角 300 ，如忽略空
气阻力，则从抛出到刚要接触地面的过程中 （1） 物体动量增量的大小为 （2） 物体动量增量的方向为 提示： p p2 p1 。 。
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x t 4t 2 内物体走2过的路程、位移和在第5秒的速度．
解 x t 2 4t 2
t 时0， x1 时2，，t ， 5
x2 7
位移 rx(x2x2 x1x)1i55mi
1
x t 2 4t 2
解(1)
a dv 4t
v dv
t
4tdt
dt
v0
0
解得： v v0 2t2
(2)
v
dx dt
t ( 0
v0
2t
2
)dt解得： xBiblioteka x0 x 5 v0t x
dx
5
2 t3 3
3
3 作直线运动的质点
(k=常数)
时，
，求 t 时刻的速度 v 和坐标 x．
解 a dv kv dt
a kx 求：速度随坐标的变化关系 v(x)=？
(k =常数)，x = 0 时，
解 a dv kx， dv dx kx
dt
dx dt
v dv kx， dx
vdv kxdx
v vdv
x
kxdx
v0
0
解得：
v2 v02 kx2
6
5 已知
r
5
s
in
2πti
4
cos
2πtj ，
a a (2) 当
时，即
n
t
144 Rt 4 24 Rt
t 3 1， 解得： t 0.55 s 6
10
7 一物体作斜抛运动，测得在A处其速度大小为v，方向与水平方向成30o 角，求物体在A点处的切向加速度．
解 切向加速度大小
y
v
1
A at
30o
at g sin θ 2 g
g
切向加速度方向 与 方向相
t 0.25 s t 1 s 求：(1)
的位移；(2) 1s末的速度；(3) 1s末的加速度；
(4) 轨道方程．式1中 的单位为m，时间单位2为s，速度单位为m·s-1．
r
解 (1)
Δr
(x2
x1)i
( y2
y1) j
(0 5)i (4 0) j
5i
4
j
7
(2)
v
dr
10π
o
x
反． v
11
速度
v
dx
i
(2t
4)i
当t = 5 时,
dt
v
6i
令v=0，得t=2，此时物体运动方向改变
所以，0~5s内走过的路程 s=13 m
x/m
-2 0 2
7
t=2
t=0 t=5
2
2 已知a=4t，t=0时，v0=5 m·s-1，x0=5 m,求：(1)速度随时间的变化关系 v(t)=？ (2)
x x0 ？
dv kdt v
v dv k
t
dt
v0 v
0
积分得：
4
ln v kt v0
v v0ekt
v v0ekt
v
dx dt
v0ekt
x dx 0
t 0
v0
e
ktdt
x v0 ekt t v0 1 ekt k 0k
5
4 已知沿直线运动的物体，其加速度为
v = v0
2 4t rad (2) 当 t 为多少时，法向加速度和3 切向加速度的数值相等．
9
解 2 4t3rad
(1) d 12t 2， d 24t
dt
dt
an ω2 R 144 Rt 4，at R 24 Rt
当 t 2s，an 2.3 10 2 m s2 at 4.8 m s2
cos2πti
8π
sin
2πtj
(3)
v1 a
dtv
10i
dvt120π2
sin
2πti
16π
2
cos2πtj
a1
dt
a t 1
16π2
j
x 5sin 2πt
x2 y2
{ (4) y 4 cos 2πt
52 42 1
8
6 一质点作半径为0.1m的圆周运动，其角坐标 (1) 求 t = 2 s时质点的法向加速度和切向加速度；