大学物理题库
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第1章 质点运动学一、选择题 1. 一物体在位置1的矢径是 r 1, 速度是1v ． 如图1-1-1所示．经∆t 时间后到达位置2，其矢径是 r 2, 速度是2v ．则在∆t 时间内的平均速度是 [ ] (A) )(2112v v - (B) )(2112v v + (C) t r r ∆-12 (D) t r r ∆+12 2. 关于加速度的物理意义, 下列说法正确的是 [ ] (A) 加速度是描述物体运动快慢的物理量(B) 加速度是描述物体位移变化率的物理量(C) 加速度是描述物体速度变化的物理量(D) 加速度是描述物体速度变化率的物理量 3. 一质点作曲线运动, 任一时刻的矢径为 r , 速度为v , 则在∆t 时间内[ ] (A) v v ∆=∆ (B) 平均速度为∆∆r t (C) r r ∆=∆ (D) 平均速度为t r ∆∆ 4. 一质点作抛体运动, 忽略空气阻力, 在运动过程中, 该质点的t d d v 和td d v 的变化情况为 [ ] (A) t d d v 的大小和t d d v 的大小都不变 (B) t d d v 的大小改变, t d d v 的大小不变 (C) t d d v 的大小和t d d v 的大小均改变 (D) t d d v 的大小不变, td d v 的大小改变 5. 下面各种判断中, 错误的是[ ] (A) 质点作直线运动时, 加速度的方向和运动方向总是一致的(B) 质点作匀速率圆周运动时, 加速度的方向总是指向圆心(C) 质点作斜抛运动时, 加速度的方向恒定(D) 质点作曲线运动时, 加速度的方向总是指向曲线凹的一边6 下列表述中正确的是[ ] (A) 质点作圆周运动时, 加速度一定与速度垂直(B) 物体作直线运动时, 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, 切向加速度必为零7 一物体作匀变速直线运动, 则[ ] (A) 位移与路程总是相等(B) 平均速率与平均速度总是相等(C) 平均速度与瞬时速度总是相等(D) 平均加速度与瞬时加速度总是相等图1-1-18. 在地面上以初速v 0、抛射角θ 斜向上抛出一物体, 不计空气阻力．问经过多长时间后速度的水平分量与竖直分量大小相等, 且竖直分速度方向向下?[ ] (A) )cos (sin 0θθ+gv (B) )cos 2(sin 0θθ-g v (C) )sin (cos 0θθ-g v (D) g0v 9. 从离地面高为h 处抛出一物体，在下列各种方式中，从抛出到落地时间内位移数值最大的一种是 [ ] (A) 自由下落 (B) 以初速v 竖直下抛 (C) 以初速v 平抛 (D) 以初速v 竖直上抛10. 作圆周运动的物体[ ] (A) 加速度的方向必指向圆心 (B) 切向加速度必定等于零(C) 法向加速度必定等于零 (D) 总加速度必定不总等于零11. 质点作变速直线运动时, 速度及加速度的关系为[ ] (A) 速度为0, 加速度一定也为0(B) 速度不为0, 加速度也一定不为0(C) 加速度很大, 速度也一定很大(D) 加速度减小, 速度的变化率也一定减小12. 下列几种情况中, 哪种情况是不可能的?[ ] (A) 物体具有向东的速度和向东的加速度(B) 物体具有向东的速度和向西的加速度(C) 物体具有向东的速度和向南的加速度(D) 物体具有变化的加速度和恒定的速度 13. 一质点在平面上运动, 已知质点位置矢量的表示式为j t b i t a 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) 抛物曲线运动 (D) 一般曲线运动14 . 一质点在xOy 平面内运动, 其运动方程为Rt t R x ωω+=sin ,R t R y +=ωcos , 式中R 、ω均为常数．当y 达到最大值时该质点的速度为[ ] (A) 0,0==y x v v (B) 0,2==y x R v v ω(C) ωR y x -==v v ,0 (D) ωωR R y x -==v v ,215. 物体不能出现下述哪种情况?[ ] (A) 运动中, 瞬时速率和平均速率恒相等(B) 运动中, 加速度不变, 速度时刻变化(C) 曲线运动中, 加速度越来越大, 曲率半径总不变(D) 曲线运动中, 加速度不变, 速率也不变16. 某物体的运动规律为t k t2d d v v -=, 式中k 为常数．当t = 0时，初速度为0v ．则速度v 与时间t 的函数关系是[ ] (A) 0221v v +=t k (B) 0221v v +-=t k(C) 02121v v +=t k (D) 02121v v +-=t k17. 如图1-1-33所示，站在电梯内的人, 看到用细绳连接的质量不同的两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, 其加速度的[ ] (A) 大小为g , 方向向上(B) 大小为g , 方向向下(C) 大小为g /2, 方向向上(D) 大小为g /2, 方向向下二、填空题 1. 一辆汽车以10 m.s -1的速率沿水平路面直前进, 司机发现前方有一孩子开始刹车,以加速度－0.2m.s -2作匀减速运动，则刹后1 min 内车的位移大小是 ．2. 一质点沿半径为R 的圆周运动一周回到原地, 质点在此运动过程中，其位移大小为 ，路程是 ．3. 如图1-2-3所示，甲、乙两卡车在一狭窄的公路上同向行驶,甲车以10 m.s -1速度匀速行驶, 乙车在后. 当乙车发现甲车时, 车速度为15 m.s -1，相距1000m ．为避免相撞，乙车立即作匀减速行驶，其加速度大小至少应为 ．4. 一质点沿x 轴作直线运动，其t v -曲线如图1-2-5所示．若t ＝0时质点位于坐标原点，则t ＝4.5 s 时，质点在x 轴上的位置为 ．5. 一质点沿x 轴作直线运动, 在t = 0时, 质点位于x 0 =2 m处. 该质点的速度随时间变化的规律为2312t -=v ( t 以s 计)． 当质点瞬时静止时，其所在位置为 ，加速度为 ．6. 已知一个在xOy 平面内运动的物体的速度为j t i 82-=v ．已知t = 0时它通过(3, -7)位置．则该物体任意时刻的位置矢量为 ．7 距河岸(看成直线)300 m 处有一艘静止的船，船上的探照灯以转速为1m inr 1-⋅=n 转动，当光束与岸边成30°角时，光束沿岸边移动的速率=v ．8 一物体作如图1-2-15所示的斜抛运动，测得在轨道A 点处速度v的大小为v ，其方向与水平方向夹角成30°．则物体在A 点的切向加速度的大小τa ＝ ，轨道的曲率半径=ρ ．图1-2-3图1-1-33 1s m -⋅/v 1221345.25.4()t 1-第2章 动力学基本定律一、选择题1. 下列说法中正确的是[ ] (A) 运动的物体有惯性, 静止的物体没有惯性(B) 物体不受外力作用时, 必定静止(C) 物体作圆周运动时, 合外力不可能是恒量(D) 牛顿运动定律只适用于低速、微观物体2. 下列诸说法中, 正确的是[ ] (A) 物体的运动速度等于零时, 合外力一定等于零(B) 物体的速度愈大, 则所受合外力也愈大(C) 物体所受合外力的方向必定与物体运动速度方向一致(D) 以上三种说法都不对3. A 、B 两质点m A ＞m B , 受到相等的冲量作用, 则[ ] (A) A 比B 的动量增量少 (B) A 与B 的动能增量相等(C) A 比B 的动量增量大 (D) A 与B 的动量增量相等4. 如图2-1-4所示，物体在力F 作用下作直线运动, 如果力F 的量值逐渐减小, 则该物体的[ ] (A) 速度逐渐减小, 加速度逐渐减小(B) 速度逐渐减小, 加速度逐渐增大(C) 速度继续增大, 加速度逐渐减小(D) 速度继续增大, 加速度逐渐增大5. 对一运动质点施加以恒力, 质点的运动会发生什么变化?[ ] (A) 质点沿着力的方向运动 (B) 质点仍表现出惯性(C) 质点的速率变得越来越大 (D) 质点的速度将不会发生变化6. 一物体作匀速率曲线运动, 则[ ] (A) 其所受合外力一定总为零 (B) 其加速度一定总为零(C) 其法向加速度一定总为零 (D) 其切向加速度一定总为零 7. 牛顿第二定律的动量表示式为t m F d )d(v =, 即有tm t m F d d d d v v +=．物体作怎样的运动才能使上式中右边的两项都不等于零, 而且方向不在一直线上?[ ] (A) 定质量的加速直线运动 (B) 定质量的加速曲线运动(C) 变质量的直线运动 (D) 变质量的曲线运动8. 如图2-1-8所，质量相同的两物块A 、B 用轻质弹簧连接后, 再用细绳悬吊着, 当系统平衡后, 突然将细绳剪断, 则剪断后瞬间[ ] (A) A 、B 的加速度大小均为g(B) A 、B 的加速度均为零(C) A 的加速度为零, B 的加速度大小为2gF 图2-1-4 图2-1-8 1m 2m(D) A 的加速度大小为2g , B 的加速度为零9. 假设质量为70 kg 的飞机驾驶员由于动力俯冲得到7g 的净加速度, 问作用于驾驶员上的力最接近于下列的哪一个值？[ ] (A) 10 N (B) 70 N (C) 490 N (D) 4800 N10. 如图2-1-10所示，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A m 、B m ．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为 [ ] (A) g m A (B) g m m )(B A + (C) ))((B A a g m m ++ (D) ))((B A a g m m -+ 11. 一质量为60 kg 的人静止在一个质量为600 kg 且正以-1s m 2⋅的速率向河岸驶近的木船上, 河水是静止的, 其阻力不计．现人相对于船以一水平速度v 沿船的前进方向向河岸跳去, 该人起跳后, 船速减为原来的一半, 这说明v 值为[ ] (A) -1s m 2⋅ (B) -1s m 12⋅ (C) -1s m 20⋅ (D) -1s m 11⋅ 12. 牛顿定律和动量守恒定律的适用范围为[ ] (A) 仅适用于宏观物体(B) 仅适用于宏观, 低速物体(C) 牛顿定律适用于宏观低速物体, 动量守恒定律普遍适用(D) 牛顿定律适用于宏观低速物体, 动量守恒定律适用于宏观物体13. 一炮弹由于特殊原因在飞行中突然炸成两块, 其中一块作自由下落, 则另一块着地点[ ] (A) 比原来更远 (B) 比原来更近(C) 仍和原来一样 (D) 条件不足不能判定14. 如图2-1-14所示，停在空中的气球的质量和人的质量相等．如果人沿着竖直悬挂在气球上的绳梯向上爬高m 1，不计绳梯的质量, 则气球将[ ] (A) 向上移动m 1 (B) 向下移动m 1(C) 向上移动m 5.0 (D) 向下移动m 5.015. 用锤压钉不易将钉压入木块, 用锤击钉则很容易将钉击入木块,这是因为[ ] (A) 前者遇到的阻力大, 后者遇到的阻力小(B) 前者动量守恒, 后者动量不守恒(C) 后者锤的动量变化大, 给钉的作用力就大(D) 后者锤的动量变化率大, 给钉的作用力就大16. 有两个同样的木块, 从同一高度自由下落, 在下落途中, 一木块被水平飞来的子弹击中, 并陷入其中．子弹的质量不能忽略, 若不计空气阻力, 则 [ ] (A) 两木块同时到达地面 (B) 被击木块先到达地面 (C) 被击木块后到达地面 (D) 不能确定哪块木块先到达地面图2-1-10 a A B图2-1-16图2-1-1417 将一物体提高10 m, 下列哪种情形下提升力所做的功最小?[ ] (A) 以-1s m 5⋅的速度匀速上升(B) 以-1s m 10⋅的速度匀速提升(C) 将物体由静止开始匀加速提升10 m, 速度达到-1s m 5⋅(D) 使物体从-1s m 10⋅的初速度匀减速上升10 m, 速度减为-1s m 5⋅18. 质点系的内力可以改变[ ] (A) 系统的总质量 (B) 系统的总动量(C) 系统的总动能 (D) 系统的总角动量19. 作用在质点组的外力的功与质点组内力做功之和量度了[ ] (A) 质点组动能的变化(B) 质点组内能的变化(C) 质点组内部机械能与其它形式能量的转化(D) 质点组动能与势能的转化20. 在一般的抛体运动中, 下列说法中正确的是[ ] (A) 最高点动能恒为零(B) 在升高的过程中, 物体动能的减少等于物体的势能增加和克服重力 所作功之和(C) 抛射物体机械能守恒, 因而同一高度具有相同的速度矢量(D) 在抛体和地球组成的系统中, 物体克服重力做的功等于势能的增加21. 有A 、B 两个相同的物体, 处于同一位置, 其中物体A 水平抛出, 物体B 沿斜面无摩擦地自由滑下, 则[ ] (A) A 先到达地面, 两物体到达地面时的速率不相等(B) A 先到达地面, 两物体到达地面时的速率相等(C) B 先到达地面, 两物体到达地面时的速率不相等(D) B 先到达地面, 两物体到达地面时的速率相等22. 将一小球系在一端固定的细线(质量不计)上, 使小球在竖直平面内作圆周运动,作用在小球上的力有重力和细线的拉力．将细线、小球和地球一起看作一个系统, 不考虑空气阻力及一切摩擦, 则[ ] (A) 重力和拉力都不做功, 系统的机械能守恒(B) 因为重力和拉力都是系统的内力, 故系统的机械能守恒(C) 因为系统不受外力作用,这样的系统机械能守恒(D) 以上说法都不对23. 关于保守力, 下面说法正确的是[ ] (A) 只有保守力作用的系统动能和势能之和保持不变(B) 只有合外力为零的保守内力作用系统机械能守恒(C) 保守力总是内力(D) 物体沿任一闭合路径运动一周, 作用于它的某种力所做之功为零, 则该力称为保守力24. 在下列叙述中，错误的是[ ] (A) 保守力做正功时相应的势能将减少(B) 势能是属于物体体系的(C) 势能是个相对量,与参考零点的选择有关(D) 势能的大小与初、末态有关, 与路径无关25. 如图2-1-25所示，劲度系数-1m N 1000⋅=k 的轻质弹簧一端固定在天花板上, 另一端悬挂一质量为m = 2 kg 的物体, 并用手托着物体使弹簧无伸长．现突然撒手, 取-2s m 10⋅=g , 则弹簧的最大伸长量为[ ] (A) 0.01 m (B) 0.02 m (C) 0.04 m (D) 0.08 m26. 在弹性范围内, 如果将弹簧的伸长量增加到原来的3倍, 则弹性势能将增加到原来的[ ] (A) 6倍 (B) 8倍 (C) 9倍 (D) 12倍27. 从地面发射人造地球卫星的速度称为发射速度v 0, 卫星绕地球运转的速度称为环绕速度v , 已知rgR 2=v (R 为地球半径, r 为卫星离地心距离), 忽略卫星在运动过程中的阻力, 对于发射速度v 0[ ] (A) v 越小相应的v 0越大 (B) 01v v ∝(C) v 越大相应的v 0越大 (D) 0v v ∝ 28. 设一子弹穿过厚度为l 的木块其初速度大小至少为v ．如果木块的材料不变, 而厚度增为2l , 则要穿过这木块, 子弹的初速度大小至少要增为[ ] (A) 2v (B) v 2 (C) v 21 (D) 2v 29. 如图2-1-29所示，用铁锤将一铁钉击入木板, 设铁钉受到的阻力与其进入木块的深度成正比, 铁锤两次击钉的速度相同, 第一次将钉击入木板内1cm, 则第二次能将钉继续击入的深度为[ ] (A) 0.4cm (B) 0.5cm (C) 1cm (D) 1.4cm30. 如图2-1-30所示，一被压缩的弹簧, 两端分别连接A 、B两个不同的物体, 放置在光滑水平桌面上, 设m A = 2m B , 由静止释放. 则物体A 的动能与物体B 的动能之比为 [ ] (A) 1 : 1 (B) 2 : 1 (C) 1 : 2 (D) 1 : 431. 关于功的概念有以下几种说法：(1) 保守力做正功时，系统内相应的势能增加．(2) 质点运动经一闭合路径，保守力对质点做的功为零．(3) 作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以两者所做的功的代数和必然为零． 在上述说法中[ ] (A) (1)、(2)是正确的 (B) (2)、(3)是正确的(C) 只有(2)是正确的 (D) 只有(3)是正确的32 关于机械能守恒条件和动量守恒条件有以下几种说法，其中正确的是[ ] (A) 不受力作用的系统，其动量和机械能必然守恒(B) 所受合外力为零、内力都是保守力的系统，其机械能必然守恒(C) 不受外力，而内力都是保守力的系统，其动量和机械能必然同时守恒(D) 外力对一个系统做的功为零，则该系统的机械能和动量必然同时守恒图2-1-3033. 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34. 一质量为0m 的弹簧振子，水平放置静止在平衡位置，如图2-1-34所示．一质量为m 的子弹以水平速度v射入振子中，并随之一起运动．如果水平面光滑，此后弹簧的最大势能为 [ ] (A) 221v m (B) )(2022m m m +v (C) 220202)(v m m m m + (D) 2022v m m 35. 物体在恒力F 作用下作直线运动, 在∆t 1时间内速度由0增加到v , 在∆t 2时间内速度由v 增加到v 2, 设F 在∆t 1时间内做的功是A 1, 冲量是1I , 在∆t 2时间内做的功是A 2, 冲量是2I 。
大学物理考试题及答案
大学物理考试题及答案# 大学物理考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是：A. 299792 km/sB. 299792 km/hC. 299792 m/sD. 299792 cm/s答案：C2. 根据牛顿第二定律，力等于：A. 质量乘以加速度B. 加速度乘以质量C. 质量除以加速度D. 加速度除以质量答案：A3. 以下哪个不是电磁波的一种？A. 无线电波B. 红外线C. 紫外线D. 声波答案：D4. 根据热力学第一定律，能量守恒，下列说法正确的是：A. 能量可以被创造B. 能量可以被消灭C. 能量可以从一个物体转移到另一个物体D. 能量可以在不同形式间转换答案：D5. 一个物体从静止开始自由下落，其下落的位移与时间的关系是：A. \( s = gt \)B. \( s = \frac{1}{2}gt^2 \)C. \( s = \frac{1}{2}gt \)D. \( s = gt^2 \)答案：B6. 以下哪个是量子力学中的概念？A. 经典力学B. 波粒二象性C. 牛顿定律D. 热力学定律答案：B7. 根据相对论，当一个物体的速度接近光速时，其质量将：A. 保持不变B. 增加C. 减少D. 消失答案：B8. 根据库仑定律，两个点电荷之间的力与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
这个定律是由谁提出的？A. 牛顿B. 法拉第C. 库仑D. 麦克斯韦答案：C9. 以下哪个是描述电磁场的基本方程？A. 牛顿运动定律B. 麦克斯韦方程组C. 热力学方程D. 薛定谔方程答案：B10. 根据量子力学，一个粒子的波函数可以提供关于该粒子的哪些信息？A. 精确位置B. 精确动量C. 概率分布D. 质量答案：C二、简答题（每题10分，共30分）1. 描述牛顿的三大定律，并简述它们在物理学中的重要性。
答案：牛顿的三大定律是经典力学的基础。
第一定律，惯性定律，指出物体会保持其静止或匀速直线运动状态，除非受到外力作用。
大学物理试题及答案 13篇
大学物理试题及答案 1物理试题及答案1一、选择题1. 下列哪个物理量是标量？A. 加速度B. 动量C. 荷电量D. 质量答案：D2. 以下哪一项是描述物体向心加速度的？A. F = mV^2/RB. F = maC. F = GmM/R^2D. F = -kx答案：A3. 以下哪种基本力被用于原子核内？A. 弱相互作用力B. 强相互作用力C. 电磁力D. 万有引力答案：B4. 如果一个物体以匀速直线运动，哪些物理量会保持不变？A. 动量B. 加速度C. 动能D. 势能答案：A5. 加速度和质量都是矢量量，因为它们有什么共同之处？A. 它们都可以用标量表示B. 它们都受到相同的力C. 它们都有方向D. 它们都可以用向量表示答案：C二、填空题6. 一个物体从7m/s的速度以匀加速度减速到0m/s，它移动的距离为_____。
答案：(7^2)/2a7. 假设你跳下一个10米高的建筑物，你从地上跳起的速度至少要是_____。
答案：14m/s8. 当电荷增加_____倍，电场的力就增加了相同的倍数。
答案：两倍9. 加速度是速度的_____，速度是位移的_____。
答案：导数，导数10. 能量的单位是_____，它也等于1焦耳。
答案：耗三、解答题11. 题目：一个1000磅的汽车从初始速度60英里/小时匀加速度减速50英里/小时，它会相撞的距离有多远？解答：首先，将速度转换为英尺/秒，即60英里/小时=88英尺/秒，50英里/小时=73.3英尺/秒；通过减去初始速度和最终速度，可以算出减速度，即-5.1英尺/秒^2；将所得的值代入公式，S = (v_f^2 - v_i^2)/2a，算出S = 263英尺。
12. 题目：一颗飞船以7km/s的速度飞行，绕月球公转，它的圆周半径是6000公里。
求该飞船的向心加速度。
解答：首先，将速度转化为米/秒，即7 x 1000 = 7000米/秒；其次，将圆周半径转化为米，即6000 x 1000 = 6 x 10^6米；最后，应用公式a = v^2/r，将所得的值代入，得到a = 6.12 m/s^2。
大学物理练习题
O
ω
6、一光滑的内表面半径为 10 cm 的半球形碗，以匀角速度 绕其对称 OC 旋转．已知放在 碗内表面上的一个小球 P 相对于碗静止，其位置高于碗底 4 cm，则由此可推知碗旋转的角 速度约为 (A) 10 rad/s． (C) 17 rad/s (B) 13 rad/s． (D) 18 rad/s．
大学物理强化练习
一、选择题 1、一运动质点在某瞬时位于矢径 r ( x, y) 的端点处，其速度的大小为：
dr A) dt
dr B) dt
C)
dr dt
D) (
dx 2 dy 2 ) ( ) dt dt
球1
2、两个质量相等的小球由一轻弹簧相连接，再用一细绳悬挂于天花板上，处于静止状 态，如图所示．将绳子剪断的瞬间，球 1 和球 2 的加速度分别为
14、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) (C) 大小为 g，方向向上． 大小为 (B) (D) 大小为 g，方向向下． 大小为
1 g ，方向向上． 2
1 g ，方向向下． 2
15、空中有一气球，下连一绳梯，它们的质量共为 M．在梯上站一质量为 m 的人，起始 时气球与人均相对于地面静止．当人相对于绳梯以速度 v 向上爬时，气球的速度为（以向 上为正） (A) (C)
2 Rg ．
Rg ．
(B) (D)
2 Rg ．
1 Rg ． 2
(B) (D) (E)
1 2 Rg ． 2
10、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) (C) (E) 角动量守恒，动能也守恒． 角动量不守恒，动能守恒． 角动量守恒，动量也守恒．
《大学物理》试题及答案
《 大学物理学 》课程试题一、选择题（单选题，每小题3分，共30分）1、质点的运动方程为：)()28()63(22SI j t t i t t r，则t=0时，质点的速度大小是[ ]。
（A ）5m.s -1 （B ）10 m.s -1 (C) 15 m.s -1 (D) 20m.s -1 2、一质点在半径为0.1m 的圆周上运动，其角位置为3t 42 (SI ）。
当切向加速度和法向加速度大小相等时，θ为[ ]。
(A) 2rad (B) 2/3rad (C) 8rad (D) 8/3rad 3、有些矢量是对于一定点（或轴）而确定的，有些矢量是与定点（或轴）的选择无关的。
在下述物理量中，与参考点（或轴）的选择无关的是[ ]。
（A ）力矩 （B ）动量 （C ）角动量 （D ）转动惯量 4、半径为R 的均匀带电球面的静电场中，各点的电势V 与距球心的距离r 的关系曲线为［ ］。
5、在真空中，有两块无限大均匀带电的平行板，电荷面密度分别为+σ和-σ的，则两板之间场强的大小为［ ］。
（A ）0E （Ｂ） 02 E （Ｃ） 02E （D ）Ｅ＝０6、关于静电场的高斯定理有下面几种说法，其中正确的是［ ］。
（A ）如果高斯面上电场强度处处为零，则高斯面内必无电荷；（B ）如果高斯面内有净电荷，则穿过高斯面的电场强度通量必不为零； （C ）高斯面上各点的电场强度仅由面内的电荷产生；（D ）如果穿过高斯面的电通量为零，则高斯面上电场强度处处为零。
7、静电场的环路定理说明静电场的性质是[ ]。
（A ）电场线不是闭合曲线； （B ）电场力不是保守力；（C ）静电场是有源场； （D ）静电场是保守场。
8、均匀磁场的磁感强度B垂直于半径为r 的圆面．今以该圆周为边线，作一半球面S ，则通过S 面的磁通量的大小为［ ］。
(A) B r 22 (B) B r 2 (C) 0 (D) 无法确定9、关于真空中电流元I 1dl 1与电流元I 2dl 2之间的相互作用，正确的是[ ]。
大学物理试题库(含答案)
大学物理试题库（含答案）一 卷1、(本题12分)1mol 单原子理想气体经历如图所示的过程，其中ab 是等温线，bc 为等压线，ca 为等容线， 求循环效率2、(本题10分) 一平面简谐波沿 x 方向传播，振幅为20cm ，周期为4s ，t=0时波源在 y 轴上的位移为10cm ，且向y 正方向运动。
（1）画出相量图，求出波源的初位相并写出其振动方程； （2）若波的传播速度为u ，写出波函数。
3、(本题10分)一束光强为I 0的自然光相继通过由2个偏振片，第二个偏振片的偏振化方向相对前一个偏振片沿顺时针方向转了300 角，问透射光的光强是多少？如果入射光是光强为I 0的偏振光，透射光的光强在什么情况下最大？最大的光强是多少？4、(本题10分)有一光栅，每厘米有500条刻痕，缝宽a = 4×10-4cm ，光栅距屏幕1m , 用波长为6300A 的平行单色光垂直照射在光栅上，试问：（1）（2） 第一级主极大和第二级主极大之间的距离为多少？5、(本题10分)用单色光λ=6000A 做杨氏实验，在光屏Ｐ处产生第五级亮纹，现将折射率n=1.5的玻璃片放在其中 一条光路上，此时P 处变成中央亮纹的位置，则此玻璃片 厚度h 是多少？6、(本题10分)一束波长为λ的单色光，从空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，在膜的上下表面，反射光有没有位相突变？要使折射光得到加强，膜的厚度至少是多少？7、(本题10分) 宽度为0～a 的一维无限深势阱波函数的解为)sin(2x an a n π=ψ 求：（1）写出波函数ψ1和ψ2 的几率密度的表达式 （2）求这两个波函数几率密度最大的位置8、(本题10分)实验发现基态氢原子可吸收能量为12.75eV 的光子。
试问：（1）氢原子吸收该光子后会跃迁到哪个能级？P 2P a（2）受激发的氢原子向低能级跃迁时，可能发出哪几条谱线？请定性画出这些能级和跃迁。
9、(本题 10分)请写出n=2的8个量子态（n , l , m l , m s ）。
大学物理试题题库及答案
大学物理试题题库及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是（）。
A. 299792458 m/sB. 300000000 m/sC. 299792458 km/sD. 300000000 km/s2. 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。
那么，当作用力增加一倍时，物体的加速度（）。
A. 增加一倍B. 减少一半C. 保持不变D. 无法确定3. 一个物体从静止开始自由下落，其下落过程中，重力做功的功率与时间的关系是（）。
A. 线性增加B. 指数增加C. 先增加后减少D. 保持不变4. 根据热力学第一定律，一个封闭系统的内能变化等于系统与外界交换的热量与系统对外做的功之和。
如果一个系统既没有热量交换也没有做功，那么它的内能（）。
A. 增加B. 减少C. 保持不变5. 电磁波谱中，波长最短的是（）。
A. 无线电波B. 微波C. 红外线D. 伽马射线6. 根据麦克斯韦方程组，变化的磁场会产生（）。
A. 电场B. 磁场C. 重力场D. 温度场7. 一个理想的弹簧振子，其振动周期与振幅无关，与（）有关。
A. 弹簧的劲度系数B. 振子的质量C. 弹簧的劲度系数和振子的质量D. 振子的质量与重力加速度8. 根据量子力学，一个粒子的波函数可以描述粒子的（）。
A. 位置B. 动量C. 能量D. 位置和动量的概率分布9. 根据狭义相对论，当一个物体以接近光速的速度运动时，其质量会（）。
A. 增加B. 减少C. 保持不变10. 在理想气体状态方程PV=nRT中，R代表的是（）。
A. 气体常数B. 温度C. 压力D. 体积二、填空题（每题2分，共20分）1. 根据库仑定律，两个点电荷之间的力与它们的电荷量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，其比例系数是______。
2. 欧姆定律表明，导体中的电流与两端电压成正比，与导体的电阻成反比，其数学表达式为______。
3. 一个物体在水平面上以恒定加速度运动，其位移与时间的关系可以表示为s = __________。
大学物理练习题
大学物理练习题一、力学部分1. 一物体从静止开始沿水平面加速运动，经过5秒后速度达到10m/s。
求物体的加速度。
2. 质量为2kg的物体，在水平面上受到一个6N的力作用，若摩擦系数为0.2，求物体的加速度。
3. 一物体在斜面上匀速下滑，斜面倾角为30°，物体与斜面间的摩擦系数为0.3，求物体的质量。
4. 一物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为2m，速度为4m/s，求物体的向心加速度。
5. 一物体在竖直平面内做匀速圆周运动，半径为1m，速度为5m/s，求物体在最高点的向心力。
二、热学部分1. 某理想气体在标准大气压下，温度从27℃升高到127℃，求气体体积的膨胀倍数。
2. 一理想气体在等压过程中，温度从300K升高到600K，求气体体积的变化倍数。
3. 已知某气体的摩尔体积为22.4L/mol，求在标准大气压下，1mol该气体的体积。
4. 一密闭容器内装有理想气体，温度为T，压强为P，现将容器体积缩小到原来的一半，求气体新的温度和压强。
5. 某理想气体在等温过程中，压强从2atm变为1atm，求气体体积的变化倍数。
三、电磁学部分1. 一长直导线通有电流10A，距离导线5cm处一点的磁场强度为0.01T，求该点的磁感应强度。
2. 一矩形线圈，长为10cm，宽为5cm，通有电流5A，求线圈中心处的磁感应强度。
3. 一半径为0.5m的圆形线圈，通有电流2A，求线圈中心处的磁感应强度。
4. 一长直导线通有电流20A，求距离导线2cm处的磁场强度。
5. 一闭合线圈在均匀磁场中转动，磁通量从最大值减小到零，求线圈中感应电动势的变化。
四、光学部分1. 一束光从空气射入水中，入射角为30°，求折射角。
2. 一束光从水中射入空气，折射角为45°，求入射角。
3. 一平面镜反射一束光，入射角为60°，求反射角。
4. 一凸透镜焦距为10cm，物距为20cm，求像距。
5. 一凹透镜焦距为15cm，物距为30cm，求像距。
大学物理考试题库及答案
大学物理考试题库及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 在国际单位制中，下列哪个单位不是基本单位？A. 米（m）B. 千克（kg）C. 秒（s）D. 瓦特（W）答案：D2. 一个物体在平直道路上做匀速运动，下列哪个因素不会影响物体的运动状态？A. 道路摩擦力B. 道路坡度C. 物体质量D. 物体速度答案：C3. 下列哪个现象表明地球是圆的？A. 星星在夜空中闪烁B. 船只在海平面上逐渐消失C. 地平线D. 月亮的形状变化答案：B4. 关于牛顿第三定律，下列说法正确的是：A. 作用力与反作用力大小相等，方向相反B. 作用力与反作用力大小不等，方向相反C. 作用力与反作用力大小相等，方向相同D. 作用力与反作用力大小不等，方向相同答案：A5. 下列哪个物理量是标量？A. 速度B. 力C. 加速度D. 路程答案：D6. 一个物体从静止开始沿着光滑斜面下滑，下列哪个因素会影响物体的加速度？A. 物体质量B. 斜面角度C. 重力加速度D. 物体与斜面之间的摩擦力答案：B7. 下列哪个现象与电磁感应无关？A. 发电机B. 变压器C. 电动机D. 麦克斯韦方程组答案：D8. 光在真空中的传播速度约为：A. 1×10^5 km/sB. 3×10^5 km/sC. 1×10^8 m/sD. 3×10^8 m/s答案：D9. 下列哪个物理现象可以用光的波动理论解释？A. 光的直线传播B. 光的反射C. 光的折射D. 光的衍射答案：D10. 下列哪个物理学家提出了万有引力定律？A. 伽利略B. 牛顿C. 开普勒D. 卡文迪许答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 国际单位制中的基本单位有：米（m）、千克（kg）、秒（s）、安培（A）、开尔文（K）、摩尔（mol）和坎德拉（cd）。
2. 牛顿第二定律的数学表达式为：F = ma。
3. 在真空中，光的速度为：3×10^8 m/s。
大学物理考试试题
大学物理考试试题一、选择题（每题3分，共30分）1. 光在真空中的速度是多少？A. 3×10^8 m/sB. 3×10^5 km/sC. 3×10^4 km/sD. 3×10^3 km/s2. 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。
以下哪项描述正确？A. 加速度与作用力成正比B. 加速度与物体的质量成正比C. 加速度与作用力和物体的质量无关D. 加速度与作用力成反比3. 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：A. h = 1/2gt^2B. h = gt^2C. h = 2gtD. h = gt4. 以下哪种情况不满足能量守恒定律？A. 一个物体在没有外力作用下自由下落B. 一个物体在水平面上以恒定速度运动C. 一个物体在竖直平面内做圆周运动D. 一个物体在斜面上匀速下滑5. 根据热力学第一定律，一个封闭系统的内能变化等于系统吸收的热量与对外做功的和。
以下哪项描述正确？A. ΔU = Q - WB. ΔU = Q + WC. ΔU = Q / WD. ΔU = W / Q6. 电磁波的传播不需要介质，这一特性是由以下哪位科学家首次提出的？A. 牛顿B. 法拉第C. 麦克斯韦D. 爱因斯坦7. 一个电子在电场中受到的电场力大小为1.6×10^-19 N，如果电子的电荷量为1.6×10^-19 C，那么电场强度是多少？A. 1 N/CB. 10 N/CC. 100 N/CD. 1000 N/C8. 以下哪种波属于横波？A. 无线电波B. 光波C. 声波D. 水波9. 根据狭义相对论，当一个物体的速度接近光速时，其质量会增加。
以下哪项描述正确？A. 质量随速度线性增加B. 质量随速度的平方增加C. 质量随速度的增加而增加D. 质量随速度的增加而减少10. 以下哪种情况会导致电流的磁效应？A. 直流电通过导线B. 交流电通过导线C. 静电放电D. 超导体中的电流二、填空题（每题2分，共20分）11. 一个物体的质量为2 kg，受到的力为10 N，它的加速度是_________ m/s²。
大学物理考试题及答案
大学物理考试题及答案一、选择题1. 下列关于力的描述，正确的是（）。
A. 力是物体间的相互作用，具有大小和方向。
B. 力的作用是相互的，作用力和反作用力大小相等，方向相反。
C. 力的作用效果与力的作用点有关。
D. 以上选项均正确。
答案：D2. 物体做匀速直线运动时，下列说法正确的是（）。
A. 物体的速度不变。
B. 物体的加速度为零。
C. 物体所受合力为零。
D. 以上选项均正确。
答案：D3. 关于功的定义，下列说法正确的是（）。
A. 功是力和力的方向的乘积。
B. 功是力和力的方向的点积。
C. 功等于力的大小乘以物体在力的方向上的位移。
D. 功是力对物体所做的功。
答案：C4. 根据牛顿第二定律，下列说法正确的是（）。
A. 物体的加速度与作用力成正比。
B. 物体的加速度与物体的质量成反比。
C. 加速度的方向与作用力的方向相同。
D. 以上选项均正确。
答案：D5. 波长为λ的光波在介质中的波速为v，那么在真空中该光波的波速为（）。
A. vB. λ/vC. 3×10^8 m/sD. 2×10^8 m/s答案：C二、填空题1. 物体在水平面上受到的摩擦力与物体对水平面的压力成正比，比例系数为_________。
答案：摩擦系数2. 一个质量为2kg的物体，受到一个10N的水平力作用，加速度为_________。
答案：5 m/s^23. 一个电路中，电阻R1为10Ω，电阻R2为20Ω，当它们串联时，总电阻为_________。
答案：30Ω4. 一束光从空气射入水中，如果水的折射率为1.33，那么光线的传播方向将_________。
答案：改变5. 一个半径为R的圆形线圈，通以电流I，放在均匀磁场中，线圈所受的磁力矩大小为_________。
答案：μ = I * (πR^2)三、计算题1. 一个质量为0.5kg的物体，受到一个斜向上的力F，大小为20N，与水平方向成30度角，求物体的加速度。
解：首先分解力F为水平分量和垂直分量。
大学物理试题及答案
大学物理试题及答案一、选择题1、一块很长的木板，下面装有活动轮子，静止地置于光滑的水平面上，质量分别为m A 的m B 两个人A和B站在板的两头，他们由静止开始相向而行，若m A < m B，A和B 对地的速度大小相同，则木板将A)向左运动 B)静止不动 C)向右运动 D)不能确定:C2、质量为的质点在外力作用下，其运动方程为，式中A、B、ω都是正的常数，则里在 t = 0 到t = π/ (2ω) 这段时间内所作的功为1222222,, A)m(A，B)B)m(A，B)2 11222222 C)m,(A,B)D)m,(B,A)22:C3、三个容器A、B、C中装有同种理想气体，其分子数密度相 111222222 同，而方均根速率之比为: (v):(v):(v),1:2:4ABC则其压强之比为: p:p:pABCA)1:2:4B)4:2:1C)1:4:16D)1:4:8:C4、一瓶氦气和一瓶氨气密度相同，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 pMmol,,B)温度、压强都不相同 RTC)温度相同，但氦气压强大于氨气的压强D)温度相同，但氦气压强小于氨气的压强:C5、轻质弹簧下挂一小盘，小盘作简谐振动，平衡位置为原点，位移向下为正，以余弦表示。
小盘处于最低位置时有一小物体落到盘上并粘住。
若以新的平衡位置为原点，设新的平衡位置相对原平衡位置向下移动的距离小于原振幅，物体与盘相碰为计时零点，那么新的位移表示式的初相在A)0~,/2B),/2~,C),~3,/2D)3,/2~2,:D6、已知某简谐振动的振动曲线如图，位移的单位为厘米，时间的单位为秒，则简谐振动的振动方程为:,,A)x,2cos(2t/3，2/3)cm ,,B)x,2cos(2t/3,2/3)cm,,C)x,2cos(4t/3，2/3)cmD)x,2cos(4,t/3,2,/3)cmx(cm)o1t(s),1,2:C7一粗细不均匀的水平圆管，粗处的半径5cm，流速1m/s,细处的半径为粗处的1/3,粗细两处的流速之比为 ( D )(A)1/1(B) 1/3(C) 1/6(D) 1/9:D8、两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过，当其中一偏振片慢慢转动180 0 时透射光强度发生的变化为:A)光强单调增加B)光强先增加，后又减小到零。
大学物理试题库(后附详细答案)
（2）腔内各点的电位 （ ）
(A) 升高； (B) 降低； (C) 不变； (D) 不能确定。
42． 对于带电的孤立导体球 （ ）
(A) 导体内的场强与电势大小均为零。
(B) 导体内的场强为零，而电势为恒量。
(C) 导体内的电势比导体表面高。
(D) 导体内的电势与导体表面的电势高低无法确定。
（ ）
(A)mg； (B)3mg/2； (C)2mg； (D)11mg/8。
20． 一根质量为 、长度为L的匀质细直棒，平放在水平桌面上。若它与桌面间的滑动摩擦系数为 ，在t=0时，使该棒绕过其一端的竖直轴在水平桌面上旋转，其初始角速度为 ，则棒停止转动所需时间为 ( )
(A) ； (B) ； (C) ； (D) 。
(A)以5m/s的速度匀速提升；
(B)以10m/s的速度匀速提升；
(C)将物体由静止开始匀加速提升10m，速度增加到5m/s；
(D)物体以10m/s的初速度匀减速上升10m，速度减小到5m/s。
15． 在系统不受外力作用的非弹性碰撞过程中 （ ）
(A)动能和动量都守恒；
(B)动能和动量都不守恒；
(C)动能不守恒、动量守恒；
21． 关于力矩有以下几种说法，其中正确的是 ( )
（A）内力矩会改变刚体对某个定轴的角动量（动量矩）；
（B）作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零；
（C）角速度的方向一定与外力矩的方向相同；
（D）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。
22． 一质量为60kg的人站在一质量为60kg、半径为lm的匀质圆盘的边缘，圆盘可绕与盘面相垂直的中心竖直轴无摩擦地转动。系统原来是静止的，后来人沿圆盘边缘走动，当人相对圆盘的走动速度为2m/s时，圆盘角速度大小为 ( )
大学物理复习题及答案
期末复习一、力学（一）填空题：1、质点沿x 轴运动，运动方程23262x t t =+-，则其最初4s 内位移是 -32m i ，最初4s 内路程是 48m 。
2、质点的加速度(0),0a mx m t =->=时，00,x v v ==，则质点停下来的位置是x3、半径为30cm 的飞轮，从静止开始以0.5rad/s 2匀角加速度转动。
当飞轮边缘上一点转过o240时，切向加速度大小 0.15 m/s 2，法向加速度大小 1.26 m/s 2。
4、一小车沿Ox 轴运动，其运动函数为233x t t =-，则2s t =时的速度为 -9m/s ，加速度为 -6m/s 2 ，2s t =内的位移为 －6m 。
5、质点在1t 到2t 时间内,受到变力2At B F x +=的作用(A 、B 为常量)，则其所受冲量为3321211()()3B t t A t t -+-。
6、用N 10=F 的拉力，将g k 1=m 的物体沿30=α的粗糙斜面向上拉1m ，已知1.0=μ，则合外力所做的功A 为 4.13J 。
7、 银河系中有一天体，由于引力凝聚，体积不断收缩。
设它经一万年后，体积收缩了1%，而质量保持不变，那时它绕自转轴的转动动能将 增大 ； (填：增大、减小、不变)。
；8、 A 、B 两飞轮的轴杆在一条直线上，并可用摩擦啮合器C 使它们连结。
开始时B 轮静止，A 轮以角速度A ω转动，设啮合过程中两飞轮不再受其他力矩的作用，当两轮连结在一起后，其相同的角速度为ω。
若A 轮的转动惯量为A I ，则B 轮的转动惯量B I 为A AA I I ωω- 。
9、斜面固定于卡车上，在卡车沿水平方向向左匀速行驶的过程中，斜面上物体m 与斜面无相对滑动。
则斜面对物体m 的静摩擦力的方向为 。
沿斜面向上；10、牛顿第二定律在自然坐标系中的分量表达式为n n F ma =；F ma ττ=11、质点的运动方程为22r ti t j =-，则在1s t =时的速度为 22v i j =-，加速度为2a j =-； 12、 一质点沿半径为0.1m 的圆周运动，其角位移342t +=θ，则2s t =时的法向加速度为 230.4m/s 2，切向加速度为 4.8m/s 2。
大学物理试题和答案
《大学物理》试题及答案一、填空题（每空1分，共22分）1．基本的自然力分为四种：即强力、、、。
2．有一只电容器，其电容C＝50微法，当给它加上200V电压时，这个电容储存的能量是______焦耳。
3．一个人沿半径为R 的圆形轨道跑了半圈，他的位移大小为，路程为。
4．静电场的环路定理公式为：。
5．避雷针是利用的原理来防止雷击对建筑物的破坏。
6．无限大平面附近任一点的电场强度E为7．电力线稀疏的地方，电场强度。
稠密的地方，电场强度。
8．无限长均匀带电直导线，带电线密度+λ。
距离导线为d处的一点的电场强度为。
9．均匀带电细圆环在圆心处的场强为。
10．一质量为M＝10Kg的物体静止地放在光滑的水平面上，今有一质量为m=10g的子弹沿水平方向以速度v=1000m/s射入并停留在其中。
求其后它们的运动速度为________m/s。
11．一质量M＝10Kg的物体，正在以速度v＝10m/s运动，其具有的动能是_____________焦耳12．一细杆的质量为m=1Kg，其长度为3ｍ，当它绕通过一端且垂直于细杆的转轴转动时，它的转动惯量为_____Kgｍ2。
13．一电偶极子，带电量为q=2×105-库仑，间距L＝0.5cm，则它的电距为________库仑米。
14．一个均匀带电球面，半径为10厘米，带电量为2×109-库仑。
在距球心6厘米处的电势为____________V。
15．一载流线圈在稳恒磁场中处于稳定平衡时，线圈平面的法线方向与磁场强度B的夹角等于。
此时线圈所受的磁力矩最。
16．一圆形载流导线圆心处的磁感应强度为1B，若保持导线中的电流强度不变，而将导线变成正方形，此时回路中心处的磁感应强度为2B ，则12/B B = 。
17．半径为R 的导线圆环中载有电流I ，置于磁感应强度为B 的均匀磁场中，若磁场方向与环面垂直，则圆环所受的合力为 。
二、选择题（每题2分，共14分）1．电量为q 的粒子在均匀磁场中运动，下列说法正确的是（ ）。
大学物理大一试题及答案
大学物理大一试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 光在真空中的传播速度是多少？A. 299,792,458 m/sB. 299,792,458 km/sC. 3.0 x 10^8 m/sD. 3.0 x 10^5 km/s答案：C2. 牛顿第一定律描述的是：A. 物体的加速度与作用力成正比B. 物体的加速度与作用力成反比C. 物体在没有外力作用下保持静止或匀速直线运动D. 物体在受到外力作用下保持静止或匀速直线运动答案：C3. 以下哪个不是电磁波？A. 无线电波B. 微波C. 可见光D. 声波答案：D4. 根据热力学第一定律，系统内能的增加等于：A. 系统吸收的热量B. 系统释放的热量C. 系统吸收的热量与对外做功之和D. 系统释放的热量与对外做功之和答案：C5. 一个物体的质量为2kg，受到的重力是：A. 19.6 NB. 9.8 NC. 39.2 ND. 4.9 N答案：A6. 以下哪个是波动现象？A. 电子的轨道运动B. 光的反射C. 光的折射D. 光的干涉答案：D7. 根据库仑定律，两个点电荷之间的力与它们电荷量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。
这个定律是由哪位科学家提出的？A. 牛顿B. 法拉第C. 库仑D. 麦克斯韦答案：C8. 以下哪个量不是矢量？A. 速度B. 力C. 功D. 温度答案：D9. 根据能量守恒定律，能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
这个定律是：A. 热力学第一定律B. 热力学第二定律C. 能量守恒定律D. 动量守恒定律答案：C10. 光的波长与频率的关系是：A. 波长与频率成正比B. 波长与频率成反比C. 波长与频率无关D. 波长与频率成正比或反比，取决于介质答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 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_________。
答案：反比2. 光年是_________的单位。
(完整版)大学物理试题库及答案详解【考试必备】
第一章 质点运动学1 -1 质点作曲线运动,在时刻t 质点的位矢为r ,速度为v ,速率为v,t 至(t ＋Δt )时间内的位移为Δr , 路程为Δs , 位矢大小的变化量为Δr ( 或称Δ｜r ｜),平均速度为v ,平均速率为v ．(1) 根据上述情况,则必有( ) (A) ｜Δr ｜= Δs = Δr(B) ｜Δr ｜≠ Δs ≠ Δr ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d s ≠ d r (C) ｜Δr ｜≠ Δr ≠ Δs ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d r ≠ d s (D) ｜Δr ｜≠ Δs ≠ Δr ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d r = d s (2) 根据上述情况,则必有( )(A) ｜v ｜= v ,｜v ｜= v (B) ｜v ｜≠v ,｜v ｜≠ v (C) ｜v ｜= v ,｜v ｜≠ v (D) ｜v ｜≠v ,｜v ｜= v分析与解 (1) 质点在t 至(t ＋Δt )时间内沿曲线从P 点运动到P′点,各量关系如图所示, 其中路程Δs ＝PP′, 位移大小｜Δr ｜＝PP ′,而Δr ＝｜r ｜-｜r ｜表示质点位矢大小的变化量,三个量的物理含义不同,在曲线运动中大小也不相等(注：在直线运动中有相等的可能)．但当Δt →0 时,点P ′无限趋近P 点,则有｜d r ｜＝d s ,但却不等于d r ．故选(B)．(2) 由于｜Δr ｜≠Δs ,故ts t ΔΔΔΔ≠r ,即｜v ｜≠v ． 但由于｜d r ｜＝d s ,故tst d d d d =r ,即｜v ｜＝v ．由此可见,应选(C)． 1 -2 一运动质点在某瞬时位于位矢r (x,y )的端点处,对其速度的大小有四种意见,即(1)t r d d ； (2)t d d r ； (3)t s d d ； (4)22d d d d ⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x ．下述判断正确的是( )(A) 只有(1)(2)正确 (B) 只有(2)正确(C) 只有(2)(3)正确 (D) 只有(3)(4)正确分析与解trd d 表示质点到坐标原点的距离随时间的变化率,在极坐标系中叫径向速率．通常用符号v r 表示,这是速度矢量在位矢方向上的一个分量；td d r表示速度矢量；在自然坐标系中速度大小可用公式t s d d =v 计算,在直角坐标系中则可由公式22d d d d ⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=t y t x v 求解．故选(D)．1 -3 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 ｔ表示切向加速度．对下列表达式,即(1)d v /d t ＝a ；(2)d r /d t ＝v ；(3)d s /d t ＝v ；(4)d v /d t ｜＝a ｔ． 下述判断正确的是( )(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)是对的分析与解 td d v表示切向加速度a ｔ,它表示速度大小随时间的变化率,是加速度矢量沿速度方向的一个分量,起改变速度大小的作用；trd d 在极坐标系中表示径向速率v r (如题1 -2 所述)；ts d d 在自然坐标系中表示质点的速率v ；而t d d v 表示加速度的大小而不是切向加速度aｔ．因此只有(3) 式表达是正确的．故选(D)． 1 -4 一个质点在做圆周运动时,则有( ) (A) 切向加速度一定改变,法向加速度也改变 (B) 切向加速度可能不变,法向加速度一定改变 (C) 切向加速度可能不变,法向加速度不变 (D) 切向加速度一定改变,法向加速度不变分析与解 加速度的切向分量a ｔ起改变速度大小的作用,而法向分量a n 起改变速度方向的作用．质点作圆周运动时,由于速度方向不断改变,相应法向加速度的方向也在不断改变,因而法向加速度是一定改变的．至于a ｔ是否改变,则要视质点的速率情况而定．质点作匀速率圆周运动时, a ｔ恒为零；质点作匀变速率圆周运动时, a ｔ为一不为零的恒量,当a ｔ改变时,质点则作一般的变速率圆周运动．由此可见,应选(B)．*1 -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岸边运动．设该人以匀速率v 0 收绳,绳不伸长且湖水静止,小船的速率为v ,则小船作( )(A) 匀加速运动,θcos 0v v =(B) 匀减速运动,θcos 0v v = (C) 变加速运动,θcos 0v v =(D) 变减速运动,θcos 0v v = (E) 匀速直线运动,0v v =分析与解 本题关键是先求得小船速度表达式,进而判断运动性质．为此建立如图所示坐标系,设定滑轮距水面高度为h,t 时刻定滑轮距小船的绳长为l ,则小船的运动方程为22h l x -=,其中绳长l 随时间t 而变化．小船速度22d d d d h l t llt x -==v ,式中t l d d 表示绳长l 随时间的变化率,其大小即为v 0,代入整理后为θlh l cos /0220v v v =-=,方向沿x 轴负向．由速度表达式,可判断小船作变加速运动．故选(C)．讨论 有人会将绳子速率v 0按x 、y 两个方向分解,则小船速度θcos 0v v =,这样做对吗？1 -6 已知质点沿x 轴作直线运动,其运动方程为32262t t x -+=,式中x 的单位为m,t 的单位为 s ．求：(1) 质点在运动开始后4.0 s 内的位移的大小； (2) 质点在该时间内所通过的路程；(3) t ＝4 s 时质点的速度和加速度．分析 位移和路程是两个完全不同的概念．只有当质点作直线运动且运动方向不改变时,位移的大小才会与路程相等．质点在t 时间内的位移Δx 的大小可直接由运动方程得到：0Δx x x t -=,而在求路程时,就必须注意到质点在运动过程中可能改变运动方向,此时,位移的大小和路程就不同了．为此,需根据0d d =tx来确定其运动方向改变的时刻t p ,求出0～t p 和t p ～t 内的位移大小Δx 1 、Δx 2 ,则t 时间内的路程21x x s ∆+∆=,如图所示,至于t ＝4.0 s 时质点速度和加速度可用tx d d 和22d d t x两式计算．解 (1) 质点在4.0 s 内位移的大小m 32Δ04-=-=x x x(2) 由 0d d =tx 得知质点的换向时刻为s 2=p t (t ＝0不合题意)则m 0.8Δ021=-=x x xm 40Δ242-=-=x x x所以,质点在4.0 s 时间间隔内的路程为m 48ΔΔ21=+=x x s(3) t ＝4.0 s 时1s0.4s m 48d d -=⋅-==t t xv2s0.422m.s 36d d -=-==t t x a1 -7 一质点沿x 轴方向作直线运动,其速度与时间的关系如图(a)所示．设t ＝0 时,x ＝0．试根据已知的v -t 图,画出a -t 图以及x -t 图．分析 根据加速度的定义可知,在直线运动中v -t 曲线的斜率为加速度的大小(图中AB 、CD 段斜率为定值,即匀变速直线运动；而线段BC 的斜率为0,加速度为零,即匀速直线运动)．加速度为恒量,在a -t 图上是平行于t 轴的直线,由v -t 图中求出各段的斜率,即可作出a -t 图线．又由速度的定义可知,x -t 曲线的斜率为速度的大小．因此,匀速直线运动所对应的x -t 图应是一直线,而匀变速直线运动所对应的x –t 图为t 的二次曲线．根据各段时间内的运动方程x ＝x (t ),求出不同时刻t 的位置x ,采用描数据点的方法,可作出x -t 图．解 将曲线分为AB 、BC 、CD 三个过程,它们对应的加速度值分别为2s m 20-⋅=--=AB AB AB t t a v v (匀加速直线运动)0=BC a (匀速直线运动)2s m 10-⋅-=--=CD CD CD t t a v v (匀减速直线运动)根据上述结果即可作出质点的a -t 图［图(B)］．在匀变速直线运动中,有2021t t x x ++=v由此,可计算在0～2ｓ和4～6ｓ时间间隔内各时刻的位置分别为用描数据点的作图方法,由表中数据可作0～2ｓ和4～6ｓ时间内的x -t 图．在2～4ｓ时间内, 质点是作1s m 20-⋅=v 的匀速直线运动, 其x -t 图是斜率k ＝20的一段直线［图(c)］．1 -8 已知质点的运动方程为j i r )2(22t t -+=,式中r 的单位为m,t 的单位为ｓ．求： (1) 质点的运动轨迹；(2) t ＝0 及t ＝2ｓ时,质点的位矢；(3) 由t ＝0 到t ＝2ｓ内质点的位移Δr 和径向增量Δr ；*(4) 2ｓ 内质点所走过的路程s ．分析 质点的轨迹方程为y ＝f (x ),可由运动方程的两个分量式x (t )和y (t )中消去t 即可得到．对于r 、Δr 、Δr 、Δs 来说,物理含义不同,可根据其定义计算．其中对s 的求解用到积分方法,先在轨迹上任取一段微元d s ,则22)d ()d (d y x s +=,最后用⎰=s s d 积分求ｓ． 解 (1) 由x (t )和y (t )中消去t 后得质点轨迹方程为2412x y -=这是一个抛物线方程,轨迹如图(a)所示．(2) 将t ＝0ｓ和t ＝2ｓ分别代入运动方程,可得相应位矢分别为j r 20= , j i r 242-=图(a)中的P 、Q 两点,即为t ＝0ｓ和t ＝2ｓ时质点所在位置． (3) 由位移表达式,得j i j i r r r 24)()(Δ020212-=-+-=-=y y x x其中位移大小m 66.5)(Δ)(ΔΔ22=+=y x r而径向增量m 47.2ΔΔ2020222202=+-+=-==y x y x r r r r*(4) 如图(B)所示,所求Δs 即为图中PQ 段长度,先在其间任意处取AB 微元d s ,则22)d ()d (d y x s +=,由轨道方程可得x x y d 21d -=,代入d s ,则2ｓ内路程为m 91.5d 4d 402=+==⎰⎰x x s s QP1 -9 质点的运动方程为23010t t x +-= 22015t t y -=式中x ,y 的单位为m,t 的单位为ｓ．试求：(1) 初速度的大小和方向；(2) 加速度的大小和方向．分析 由运动方程的分量式可分别求出速度、加速度的分量,再由运动合成算出速度和加速度的大小和方向．解 (1) 速度的分量式为t t xx 6010d d +-==v t ty y 4015d d -==v当t ＝0 时, v o x ＝-10 m·ｓ-1 , v o y ＝15 m·ｓ-1 ,则初速度大小为120200s m 0.18-⋅=+=y x v v v设v o 与x 轴的夹角为α,则23tan 00-==xy αv vα＝123°41′(2) 加速度的分量式为2s m 60d d -⋅==ta xx v , 2s m 40d d -⋅-==t a y y v则加速度的大小为222s m 1.72-⋅=+=y x a a a设a 与x 轴的夹角为β,则32tan -==x ya a β β＝-33°41′(或326°19′)1 -10 一升降机以加速度1.22 m·ｓ-2上升,当上升速度为2.44 m·ｓ-1时,有一螺丝自升降机的天花板上松脱,天花板与升降机的底面相距2.74 m ．计算：(1)螺丝从天花板落到底面所需要的时间；(2)螺丝相对升降机外固定柱子的下降距离．分析 在升降机与螺丝之间有相对运动的情况下,一种处理方法是取地面为参考系,分别讨论升降机竖直向上的匀加速度运动和初速不为零的螺丝的自由落体运动,列出这两种运动在同一坐标系中的运动方程y 1 ＝y 1(t )和y 2 ＝y 2(t ),并考虑它们相遇,即位矢相同这一条件,问题即可解；另一种方法是取升降机(或螺丝)为参考系,这时,螺丝(或升降机)相对它作匀加速运动,但是,此加速度应该是相对加速度．升降机厢的高度就是螺丝(或升降机)运动的路程．解1 (1) 以地面为参考系,取如图所示的坐标系,升降机与螺丝的运动方程分别为20121at t y +=v20221gt t h y -+=v当螺丝落至底面时,有y 1 ＝y 2 ,即20202121gt t h at t -+=+v vs 705.02=+=ag ht (2) 螺丝相对升降机外固定柱子下降的距离为m 716.021202=+-=-=gt t y h d v解2 (1)以升降机为参考系,此时,螺丝相对它的加速度大小a ′＝g ＋a ,螺丝落至底面时,有2)(210t a g h +-=s 705.02=+=ag ht (2) 由于升降机在t 时间内上升的高度为2021at t h +='v则 m 716.0='-=h h d1 -11 一质点P 沿半径R ＝3.0 m 的圆周作匀速率运动,运动一周所需时间为20.0ｓ,设t ＝0 时,质点位于O 点．按(a )图中所示Oxy 坐标系,求(1) 质点P 在任意时刻的位矢；(2)5ｓ时的速度和加速度．分析 该题属于运动学的第一类问题,即已知运动方程r ＝r (t )求质点运动的一切信息(如位置矢量、位移、速度、加速度)．在确定运动方程时,若取以点(0,3)为原点的O′x′y′坐标系,并采用参数方程x′＝x′(t )和y′＝y′(t )来表示圆周运动是比较方便的．然后,运用坐标变换x ＝x 0 ＋x ′和y ＝y 0 ＋y ′,将所得参数方程转换至Oxy 坐标系中,即得Oxy 坐标系中质点P 在任意时刻的位矢．采用对运动方程求导的方法可得速度和加速度．解 (1) 如图(B)所示,在O′x′y′坐标系中,因t Tθπ2=,则质点P 的参数方程为t TR x π2sin=',t TR y π2cos-=' 坐标变换后,在O x y 坐标系中有t TR x x π2sin='=, R t TR y y y +-=+'=π2cos0 则质点P 的位矢方程为j i r ⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=R t T R t T R π2cos π2sinj i )]π1.0(cos 1[3)π1.0(sin 3t t -+=(2) 5ｓ时的速度和加速度分别为j j i r )s m π3.0(π2sin π2π2cos π2d d 1-⋅=+==t TT R t T T R t v i j i r a )s m π03.0(π2cos )π2(π2sin )π2(d d 222222-⋅-=+-==t TT R t T T R t 1 -12 地面上垂直竖立一高20.0 m 的旗杆,已知正午时分太阳在旗杆的正上方,求在下午2∶00 时,杆顶在地面上的影子的速度的大小．在何时刻杆影伸展至20.0 m ？分析 为求杆顶在地面上影子速度的大小,必须建立影长与时间的函数关系,即影子端点的位矢方程．根据几何关系,影长可通过太阳光线对地转动的角速度求得．由于运动的相对性,太阳光线对地转动的角速度也就是地球自转的角速度．这样,影子端点的位矢方程和速度均可求得．解 设太阳光线对地转动的角速度为ω,从正午时分开始计时,则杆的影长为s ＝h tg ωt ,下午2∶00 时,杆顶在地面上影子的速度大小为132s m 1094.1cos d d --⋅⨯===tωωh t s v 当杆长等于影长时,即s ＝h ,则s 606034πarctan 1⨯⨯===ωh s ωt 即为下午3∶00 时．1 -13 质点沿直线运动,加速度a ＝4 -t2 ,式中a 的单位为m·ｓ-2 ,t 的单位为ｓ．如果当t ＝3ｓ时,x ＝9 m,v ＝2 m·ｓ-1 ,求质点的运动方程．分析 本题属于运动学第二类问题,即已知加速度求速度和运动方程,必须在给定条件下用积分方法解决．由t a d d v =和tx d d =v 可得t a d d =v 和t x d d v =．如a ＝a (t )或v ＝v (t ),则可两边直接积分．如果a 或v 不是时间t 的显函数,则应经过诸如分离变量或变量代换等数学操作后再做积分．解 由分析知,应有⎰⎰=tt a 0d d 0vv v得 03314v v +-=t t (1)由⎰⎰=txx t x 0d d 0v得 00421212x t t t x ++-=v (2) 将t ＝3ｓ时,x ＝9 m,v ＝2 m·ｓ-1代入(1) (2)得v 0＝-1 m·ｓ-1,x 0＝0.75 m ．于是可得质点运动方程为75.0121242+-=t t x 1 -14 一石子从空中由静止下落,由于空气阻力,石子并非作自由落体运动,现测得其加速度a ＝A -B v ,式中A 、B 为正恒量,求石子下落的速度和运动方程．分析 本题亦属于运动学第二类问题,与上题不同之处在于加速度是速度v 的函数,因此,需将式d v ＝a (v )d t 分离变量为t a d )(d =v v 后再两边积分． 解 选取石子下落方向为y 轴正向,下落起点为坐标原点．(1) 由题意知 v v B A ta -==d d (1) 用分离变量法把式(1)改写为 t B A d d =-vv (2) 将式(2)两边积分并考虑初始条件,有⎰⎰=-t t B A 0d d d 0v v v v v 得石子速度 )1(Bt e B A --=v 由此可知当,t →∞时,B A →v 为一常量,通常称为极限速度或收尾速度． (2) 再由)1(d d Bt e BA t y --==v 并考虑初始条件有 t e BA y t Bt y d )1(d 00⎰⎰--= 得石子运动方程)1(2-+=-Bt e B A t B A y 1 -15 一质点具有恒定加速度a ＝6i ＋4j ,式中a 的单位为m·ｓ-2 ．在t ＝0时,其速度为零,位置矢量r 0 ＝10 m i ．求：(1) 在任意时刻的速度和位置矢量；(2) 质点在Oxy 平面上的轨迹方程,并画出轨迹的示意图．分析 与上两题不同处在于质点作平面曲线运动,根据叠加原理,求解时需根据加速度的两个分量a x 和a y 分别积分,从而得到运动方程r 的两个分量式x (t )和y (t )．由于本题中质点加速度为恒矢量,故两次积分后所得运动方程为固定形式,即20021t a t x x x x ++=v 和20021t a t y y y y ++=v ,两个分运动均为匀变速直线运动．读者不妨自己验证一下． 解 由加速度定义式,根据初始条件t 0 ＝0时v 0 ＝0,积分可得⎰⎰⎰+==t t t t 000)d 46(d d j i a v v j i t t 46+=v 又由td d r =v 及初始条件t ＝0 时,r 0＝(10 m)i ,积分可得 ⎰⎰⎰+==tt r r t t t t 00)d 46(d d 0j i r v j i r 222)310(t t ++=由上述结果可得质点运动方程的分量式,即x ＝10＋3t 2y ＝2t 2消去参数t ,可得运动的轨迹方程3y ＝2x -20 m 这是一个直线方程．直线斜率32tan d d ===αx y k ,α＝33°41′．轨迹如图所示． 1 -16 一质点在半径为R 的圆周上以恒定的速率运动,质点由位置A 运动到位置B,OA 和OB 所对的圆心角为Δθ．(1) 试证位置A 和B 之间的平均加速度为)Δ(/)Δcos 1(22θR θa v -=；(2) 当Δθ分别等于90°、30°、10°和1°时,平均加速度各为多少？ 并对结果加以讨论．分析 瞬时加速度和平均加速度的物理含义不同,它们分别表示为td d v =a 和tΔΔv =a ．在匀速率圆周运动中,它们的大小分别为R a n 2v =,t a ΔΔv = ,式中｜Δv ｜可由图(B)中的几何关系得到,而Δt 可由转过的角度Δθ 求出．由计算结果能清楚地看到两者之间的关系,即瞬时加速度是平均加速度在Δt →0 时的极限值．解 (1) 由图(b)可看到Δv ＝v 2 -v 1 ,故θΔcos 2Δ212221v v v v -+=v)Δcos 1(2θ-=v而vv θR s t ΔΔΔ==所以 θR θt a Δ)cos Δ1(2ΔΔ2v -==v(2) 将Δθ＝90°,30°,10°,1°分别代入上式,得R a 219003.0v ≈,Ra 229886.0v ≈ R a 239987.0v ≈,Ra 24000.1v ≈ 以上结果表明,当Δθ→0 时,匀速率圆周运动的平均加速度趋近于一极限值,该值即为法向加速度R2v ． 1 -17 质点在Oxy 平面内运动,其运动方程为r ＝2.0t i ＋(19.0 -2.0t 2 )j ,式中r 的单位为m,t 的单位为s ．求：(1)质点的轨迹方程；(2) 在t 1＝1.0s 到t 2 ＝2.0s 时间内的平均速度；(3) t 1 ＝1.0ｓ时的速度及切向和法向加速度；(4) t ＝1.0s 时质点所在处轨道的曲率半径ρ．分析 根据运动方程可直接写出其分量式x ＝x (t )和y ＝y (t ),从中消去参数t ,即得质点的轨迹方程．平均速度是反映质点在一段时间内位置的变化率,即t ΔΔr =v ,它与时间间隔Δt 的大小有关,当Δt →0 时,平均速度的极限即瞬时速度td d r =v ．切向和法向加速度是指在自然坐标下的分矢量a ｔ 和a n ,前者只反映质点在切线方向速度大小的变化率,即t t te a d d v =,后者只反映质点速度方向的变化,它可由总加速度a 和a ｔ 得到．在求得t 1 时刻质点的速度和法向加速度的大小后,可由公式ρa n 2v =求ρ． 解 (1) 由参数方程x ＝2.0t , y ＝19.0-2.0t 2消去t 得质点的轨迹方程：y ＝19.0 -0.50x 2(2) 在t 1 ＝1.00ｓ 到t 2 ＝2.0ｓ时间内的平均速度j i r r 0.60.2ΔΔ1212-=--==t t t r v (3) 质点在任意时刻的速度和加速度分别为j i j i j i t ty t x t y x 0.40.2d d d d )(-=+=+=v v v j j i a 222220.4d d d d )(-⋅-=+=s m ty t x t 则t 1 ＝1.00ｓ时的速度v (t )｜t ＝1ｓ＝2.0i -4.0j切向和法向加速度分别为t t y x t t t tt e e e a 222s 1s m 58.3)(d d d d -=⋅=+==v v v n n t n a a e e a 222s m 79.1-⋅=-=(4) t ＝1.0ｓ质点的速度大小为122s m 47.4-⋅=+=y x v v v则m 17.112==na ρv 1 -18 飞机以100 m·ｓ-1 的速度沿水平直线飞行,在离地面高为100 m 时,驾驶员要把物品空投到前方某一地面目标处,问：(1) 此时目标在飞机正下方位置的前面多远？ (2) 投放物品时,驾驶员看目标的视线和水平线成何角度？(3) 物品投出2.0ｓ后,它的法向加速度和切向加速度各为多少？分析 物品空投后作平抛运动．忽略空气阻力的条件下,由运动独立性原理知,物品在空中沿水平方向作匀速直线运动,在竖直方向作自由落体运动．到达地面目标时,两方向上运动时间是相同的．因此,分别列出其运动方程,运用时间相等的条件,即可求解．此外,平抛物体在运动过程中只存在竖直向下的重力加速度．为求特定时刻t 时物体的切向加速度和法向加速度,只需求出该时刻它们与重力加速度之间的夹角α或β．由图可知,在特定时刻t ,物体的切向加速度和水平线之间的夹角α,可由此时刻的两速度分量v x 、v y 求出,这样,也就可将重力加速度g 的切向和法向分量求得．解 (1) 取如图所示的坐标,物品下落时在水平和竖直方向的运动方程分别为x ＝vt , y ＝1/2 gt 2飞机水平飞行速度v ＝100 m·s -1 ,飞机离地面的高度y ＝100 m,由上述两式可得目标在飞机正下方前的距离m 4522==gy x v(2) 视线和水平线的夹角为 o 5.12arctan ==xy θ(3) 在任意时刻物品的速度与水平轴的夹角为 v v v gt αx yarctan arctan == 取自然坐标,物品在抛出2s 时,重力加速度的切向分量与法向分量分别为2s m 88.1arctan sin sin -⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛==v gt g αg a t 2s m 62.9arctan cos cos -⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛==v gt g αg a n 1 -19 如图(a)所示,一小型迫击炮架设在一斜坡的底端O 处,已知斜坡倾角为α,炮身与斜坡的夹角为β,炮弹的出口速度为v 0,忽略空气阻力．求：(1)炮弹落地点P 与点O 的距离OP ；(2) 欲使炮弹能垂直击中坡面．证明α和β必须满足αβtan 21tan =并与v 0 无关． 分析 这是一个斜上抛运动,看似简单,但针对题目所问,如不能灵活运用叠加原理,建立一个恰当的坐标系,将运动分解的话,求解起来并不容易．现建立如图(a)所示坐标系,则炮弹在x 和y 两个方向的分运动均为匀减速直线运动,其初速度分别为v 0cos β和v 0sin β,其加速度分别为g sin α和gcos α．在此坐标系中炮弹落地时,应有y ＝0,则x ＝OP ．如欲使炮弹垂直击中坡面,则应满足v x ＝0,直接列出有关运动方程和速度方程,即可求解．由于本题中加速度g 为恒矢量．故第一问也可由运动方程的矢量式计算,即20g 21t t +=v r ,做出炮弹落地时的矢量图［如图(B)所示］,由图中所示几何关系也可求得OP uuu r (即图中的r 矢量)．(1)解1 由分析知,炮弹在图(a)所示坐标系中两个分运动方程为αgt βt x sin 21cos 20-=v (1) αgt βt y cos 21sin 20-=v (2) 令y ＝0 求得时间t 后再代入式(1)得)cos(cos sin 2)sin sin cos(cos cos sin 2220220βααg ββαβααg βx OP +=-==v v 解2 做出炮弹的运动矢量图,如图(b)所示,并利用正弦定理,有βgt αt βαsin 212πsin 2πsin 20=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛--v r 从中消去t 后也可得到同样结果．(2) 由分析知,如炮弹垂直击中坡面应满足y ＝0 和v x ＝0,则0sin cos 0=-=αgt βx v v (3)由(2)(3)两式消去t 后得αβsin 21tan = 由此可知．只要角α和β满足上式,炮弹就能垂直击中坡面,而与v 0 的大小无关．讨论 如将炮弹的运动按水平和竖直两个方向分解,求解本题将会比较困难,有兴趣读者不妨自己体验一下．1 -20 一直立的雨伞,张开后其边缘圆周的半径为R ,离地面的高度为h ,(1) 当伞绕伞柄以匀角速ω旋转时,求证水滴沿边缘飞出后落在地面上半径为g ωh R r /212+=的圆周上；(2) 读者能否由此定性构想一种草坪上或农田灌溉用的旋转式洒水器的方案？分析 选定伞边缘O 处的雨滴为研究对象,当伞以角速度ω旋转时,雨滴将以速度v 沿切线方向飞出,并作平抛运动．建立如图(a)所示坐标系,列出雨滴的运动方程并考虑图中所示几何关系,即可求证．由此可以想像如果让水从一个旋转的有很多小孔的喷头中飞出,从不同小孔中飞出的水滴将会落在半径不同的圆周上,为保证均匀喷洒对喷头上小孔的分布还要给予精心的考虑．解 (1) 如图(a)所示坐标系中,雨滴落地的运动方程为t ωR t x ==v (1)h gt y ==221 (2) 由式(1)(2)可得 g h ωR x 2222= 由图(a)所示几何关系得雨滴落地处圆周的半径为22221ωgh R R x r +=+= (2) 常用草坪喷水器采用如图(b)所示的球面喷头(θ0 ＝45°)其上有大量小孔．喷头旋转时,水滴以初速度v 0 从各个小孔中喷出,并作斜上抛运动,通常喷头表面基本上与草坪处在同一水平面上．则以φ角喷射的水柱射程为gR 2sin 0v = 为使喷头周围的草坪能被均匀喷洒,喷头上的小孔数不但很多,而且还不能均匀分布,这是喷头设计中的一个关键问题．1 -21 一足球运动员在正对球门前25.0 m 处以20.0 m·ｓ-1 的初速率罚任意球,已知球门高为3.44 m ．若要在垂直于球门的竖直平面内将足球直接踢进球门,问他应在与地面成什么角度的范围内踢出足球？ (足球可视为质点)分析 被踢出后的足球,在空中作斜抛运动,其轨迹方程可由质点在竖直平面内的运动方程得到．由于水平距离x 已知,球门高度又限定了在y 方向的范围,故只需将x 、y 值代入即可求出．解 取图示坐标系Oxy ,由运动方程θt x cos v =, 221sin gt θt y -=v 消去t 得轨迹方程222)tan 1(2tan x θg θx y +-=v以x ＝25.0 m,v ＝20.0 m·ｓ-1 及3.44 m≥y ≥0 代入后,可解得71．11°≥θ1 ≥69．92°27．92°≥θ2 ≥18．89°如何理解上述角度的范围？在初速一定的条件下,球击中球门底线或球门上缘都将对应有两个不同的投射倾角(如图所示)．如果以θ＞71．11°或θ ＜18.89°踢出足球,都将因射程不足而不能直接射入球门；由于球门高度的限制,θ 角也并非能取71.11°与18.89°之间的任何值．当倾角取值为27.92°＜θ ＜69．92°时,踢出的足球将越过门缘而离去,这时球也不能射入球门．因此可取的角度范围只能是解中的结果．1 -22 一质点沿半径为R 的圆周按规律2021bt t s -=v 运动,v 0 、b 都是常量．(1) 求t 时刻质点的总加速度；(2) t 为何值时总加速度在数值上等于b ？(3) 当加速度达到b 时,质点已沿圆周运行了多少圈？分析 在自然坐标中,s 表示圆周上从某一点开始的曲线坐标．由给定的运动方程s ＝s (t ),对时间t 求一阶、二阶导数,即是沿曲线运动的速度v 和加速度的切向分量a ｔ,而加速度的法向分量为a n ＝v 2 /R ．这样,总加速度为a ＝a ｔe ｔ＋a n e n ．至于质点在t 时间内通过的路程,即为曲线坐标的改变量Δs ＝s t -s 0．因圆周长为2πR,质点所转过的圈数自然可求得．解 (1) 质点作圆周运动的速率为bt ts -==0d d v v 其加速度的切向分量和法向分量分别为b t s a t -==22d d , Rbt R a n 202)(-==v v 故加速度的大小为R )(402222bt b a a a a t tn -+=+=v 其方向与切线之间的夹角为⎥⎦⎤⎢⎣⎡--==Rb bt a a θt n 20)(arctan arctan v (2) 要使｜a ｜＝b ,由b bt b R R=-+4022)(1v 可得 bt 0v = (3) 从t ＝0 开始到t ＝v 0 /b 时,质点经过的路程为b s s s t 2200v =-=因此质点运行的圈数为bRR s n π4π220v == 1 -23 一半径为0.50 m 的飞轮在启动时的短时间内,其角速度与时间的平方成正比．在t ＝2.0ｓ 时测得轮缘一点的速度值为4.0 m·ｓ-1．求：(1) 该轮在t′＝0.5ｓ的角速度,轮缘一点的切向加速度和总加速度；(2)该点在2.0ｓ内所转过的角度．分析 首先应该确定角速度的函数关系ω＝kt 2．依据角量与线量的关系由特定时刻的速度值可得相应的角速度,从而求出式中的比例系数k ,ω＝ω(t )确定后,注意到运动的角量描述与线量描述的相应关系,由运动学中两类问题求解的方法(微分法和积分法),即可得到特定时刻的角加速度、切向加速度和角位移．解 因ωR ＝v ,由题意ω∝t 2 得比例系数322s rad 2-⋅===Rtt ωk v 所以 22)(t t ωω== 则t ′＝0.5ｓ 时的角速度、角加速度和切向加速度分别为12s rad 5.02-⋅='=t ω2s rad 0.24d d -⋅='==t tωα 2s m 0.1-⋅==R αa t总加速度n t t n R ωR αe e a a a 2+=+= ()()2222s m 01.1-⋅=+=R ωR αa在2.0ｓ内该点所转过的角度 rad 33.532d 2d 203202200====-⎰⎰t t t t ωθθ 1 -24 一质点在半径为0.10 m 的圆周上运动,其角位置为342t θ+=,式中θ 的单位为rad,t 的单位为ｓ．(1) 求在t ＝2.0ｓ时质点的法向加速度和切向加速度．(2) 当切向加速度的大小恰等于总加速度大小的一半时,θ 值为多少？(3) t 为多少时,法向加速度和切向加速度的值相等？分析 掌握角量与线量、角位移方程与位矢方程的对应关系,应用运动学求解的方法即可得到．解 (1) 由于342t θ+=,则角速度212d d t tθω==．在t ＝2 ｓ 时,法向加速度和切向加速度的数值分别为 22s 2s m 30.2-=⋅==ωr a t n2s 2s m 80.4d d -=⋅==t ωr a t t(2) 当22212/t n t a a a a +==时,有223n t a a =,即 ()()422212243t r rt = 得 3213=t此时刻的角位置为 rad 15.3423=+=t θ(3) 要使t n a a =,则有()()422212243t r rt = t ＝0.55ｓ1 -25 一无风的下雨天,一列火车以v 1＝20.0 m·ｓ-1 的速度匀速前进,在车内的旅客看见玻璃窗外的雨滴和垂线成75°角下降．求雨滴下落的速度v2 ．(设下降的雨滴作匀速运动)分析 这是一个相对运动的问题．设雨滴为研究对象,地面为静止参考系Ｓ,火车为动参考系Ｓ′．v 1 为Ｓ′相对Ｓ 的速度,v 2 为雨滴相对Ｓ的速度,利用相对运动速度的关系即可解．解 以地面为参考系,火车相对地面运动的速度为v 1 ,雨滴相对地面竖直下落的速度为v 2 ,旅客看到雨滴下落的速度v 2′为相对速度,它们之间的关系为1'22v v v += (如图所示),于是可得 1o 12s m 36.575tan -⋅==v v 1 -26 如图(a)所示,一汽车在雨中沿直线行驶,其速率为v 1 ,下落雨滴的速度方向偏于竖直方向之前θ 角,速率为v 2′,若车后有一长方形物体,问车速v 1为多大时,此物体正好不会被雨水淋湿？分析 这也是一个相对运动的问题．可视雨点为研究对象,地面为静参考系Ｓ,汽车为动参考系Ｓ′．如图(a)所示,要使物体不被淋湿,在车上观察雨点下落的方向(即雨点相对于汽车的运动速度v 2′的方向)应满足hl αarctan≥．再由相对速度的矢量关系122v v v -=',即可求出所需车速v 1．解 由122v v v -='［图(b)］,有θθαcos sin arctan221v v v -= 而要使hlαarctan ≥,则 hl θθ≥-cos sin 221v v v ⎪⎭⎫ ⎝⎛+≥θh θl sin cos 21v v 1 -27 一人能在静水中以1.10 m·ｓ-1 的速度划船前进．今欲横渡一宽为1.00 ×103 m 、水流速度为0.55 m·ｓ-1 的大河．(1) 他若要从出发点横渡该河而到达正对岸的一点,那么应如何确定划行方向？ 到达正对岸需多少时间？ (2)如果希望用最短的时间过河,应如何确定划行方向？ 船到达对岸的位置在什么地方？分析 船到达对岸所需时间是由船相对于岸的速度v 决定的．由于水流速度u 的存在, v 与船在静水中划行的速度v ′之间有v ＝u ＋v ′(如图所示)．若要使船到达正对岸,则必须使v 沿正对岸方向；在划速一定的条件下,若要用最短时间过河,则必须使v 有极大值．。
大学物理试题及答案
第1部分：选择题习题11-1 质点作曲线运动，在时刻t 质点的位矢为r r ，速度为v r ，t 至()t t +∆时间内的位移为r ∆r，路程为s ∆，位矢大小的变化量为r ∆（或称r ∆r ），平均速度为v r，平均速率为v 。
（1）根据上述情况，则必有（ ） （A ）r s r ∆=∆=∆r（B ）r s r ∆≠∆≠∆r ，当0t ∆→时有dr ds dr =≠r （C ）r r s ∆≠∆≠∆r，当0t ∆→时有dr dr ds =≠r（D ）r s r ∆=∆≠∆r ，当0t ∆→时有dr dr ds ==r（2）根据上述情况，则必有（ ） （A ）,v v v v ==r r （B ）,v v v v ≠≠r r （C ）,v v v v =≠r r（D ）,v v v v ≠=rr1-2 一运动质点在某瞬间位于位矢(,)r x y r的端点处，对其速度的大小有四种意见，即（1）dr dt ；（2）dr dt r；（3）dsdt；（422()()dx dy dt dt +下列判断正确的是：（A ）只有（1）（2）正确 （B ）只有（2）正确 （C ）只有（2）（3）正确 （D ）只有（3）（4）正确1-3 质点作曲线运动，r r 表示位置矢量，v r 表示速度，a r表示加速度，s 表示路程，t a 表示切向加速度。
对下列表达式，即（1）dv dt a =；（2）dr dt v =；（3）ds dt v =；（4）t dv dt a =r。
下述判断正确的是（ ）（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 1-4 一个质点在做圆周运动时，则有（ ） （A ）切向加速度一定改变，法向加速度也改变（B ）切向加速度可能不变，法向加速度一定改变 （C ）切向加速度可能不变，法向加速度不变 （D ）切向加速度一定改变，法向加速度不变*1-5 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岸边运动。
大学物理考试题目及答案
大学物理考试题目及答案一、选择题（每题3分，共30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. 3×10^5 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。
这一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之间的关系是什么？A. h = gt^2B. h = 1/2 gt^2C. h = 2gtD. h = gt答案：B4. 电场强度的定义式是：A. E = F/qB. E = qFD. E = F/g答案：A5. 一个理想的气体经历等压变化时，其体积与温度的关系遵循什么定律？A. 查理定律B. 盖-吕萨克定律C. 阿伏加德罗定律D. 波义耳定律答案：B6. 根据能量守恒定律，一个封闭系统的总能量是：A. 增加的B. 减少的C. 不变的D. 无法确定的答案：C7. 波长为λ的光波在介质中的折射率为n，当光波从真空进入该介质时，其波速会：A. 增加B. 减少C. 不变D. 先增加后减少答案：B8. 一个电路中的电流I与电阻R之间的关系由欧姆定律描述，该定律的数学表达式是什么？A. I = V/RB. I = VRD. I = V + R答案：A9. 根据热力学第一定律，一个系统的内能变化等于它与外界交换的热量和它对外做的功之和。
如果一个系统吸收了热量并且对外做功，那么它的内能将会：A. 增加B. 减少C. 不变D. 无法确定答案：A10. 两个点电荷之间的相互作用力遵循：A. 库仑定律B. 牛顿定律C. 高斯定律D. 毕奥-萨伐尔定律答案：A二、填空题（每题4分，共20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，它的加速度是 _______ m/s²。
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第十五章 稳恒磁场
二、填空题
*1. 两条无限长载流导线，间距0.5厘米，电流10A ，电流方向相同，在两导线间距中点处磁场强度大小为 。
*2. 如图所示，平行放置在同一平面内的三条载流长直导线，要使导
线AB 所受的安培力等于零，则x 等于____________。
*3. 一根载流导线被弯成半径的为1/4圆弧，放在磁感强度为B 均匀磁场中，该磁场方向垂直于线圈和圆心组成的平面，则载流圆弧导线所受磁场的作用力的大小为__________。
*4. 如图所示，均匀磁场的磁感应强度为B =0.2T ，方向沿x 轴正方向，则通过aefd 面的磁通量为_______ Wb 。
*5. 如图所示，真空中有一圆形电流I 1和一环路L ，则安培环路定律的表达式为=⋅⎰
L l d B ____________。
*6. 如图，一环形电流I 和一回路l ，则积分⎰⋅l l d B 应等于。
*7. 无限长直导线通有电流I ，
右侧有两个相连的矩形回路，分别是1
S 和2S ，则通过两个矩形回路1S 、2S 的磁通量之比为。
*8. 如图所示。
在磁感应强度为B 的均匀磁场中作一半径为R 的半球面
S ，S 边线所在平面的法线方向单位矢量n 与B 的夹角为α，则通过
半球面
S 的磁通量为 。
**9. 在无限长载流导线附近有一个球形闭合曲面S ，当S 面垂直于导线电流方向向长直导线靠近时，穿过S 面的磁通量Φm 将 。
（填：增大、不变、变小）
**10. 如图所示，两种形状的载流线圈中的电流强度相同，则O 1、O 2处的磁感应强度大小2a I
关系是1O B 2O B （填“ >”，“<”或“=”）。
**11. 无限长直导线在P 处弯成半径为R 的圆，当通以电流I 时，圆心O 点的磁感应强度大小等于 。
**12. 在如右图所示的无限大匀强磁场B 中，当正电荷q 以如图示方
向进入磁场时，速率为v ，则q 在磁场中运行的轨道半径为＿＿＿＿。
**13. α粒子与质子以同一速率垂直于磁场方向入射到均匀磁场中，
它们各自作圆周运动的半径比R α/R P 为 。
**14. 如图所示两个荷质（q/m ）相同的带导号电荷的粒子，以不同的初速度v 1和 v 2（v 1>v 2）射入匀强磁场B 中，设T 1 、T 2分别为两粒子作圆周运动的周期，则T 1 T 2。
（填“>”、“<”或“=”）
**15 磁场中某点处的磁感应强度j i B 2.04.0-=(T)，一电子以速度j i v 66100.1105.0⨯+⨯=
(m/s)通过该点,则作用于该电子上的磁场力=F 。
**16 在匀强磁场中，电子以速率v =8.0×105m/s 作半径R =0.5cm 的圆周运动.则磁场的磁感应强度的大小B = T 。
(kg m e 31109-⨯=)
**17 磁场高斯定理0=⋅⎰S S d B 和磁场环路定理I l d B 0μ=⋅⎰
说明磁场是 场。
***18. 若要使半径为4×10-3m 的裸铜线表面的磁感强度为7.0×10-5T ，则铜线中需要通过的电流为 。
***19. 有一半径为R 的单匝圆线圈，通以电流I 。
若将该导线弯成匝数N =2的圆线圈，导v
× × × ×
× × × × × × ×
× × × × ×
B 2v ⊕ q 1 q 2 - ○ 1v
线长度不变，并通以同样的电流，则线圈中心的磁感强度是原来的_____倍。
***20. 如图所示，通有电流I 的正方形线圈MNOP ，边长为a ，放置在均匀磁场中，已知磁感应强度B 沿Z 轴方向，则线圈所受的磁力矩M 大小为 。