大学物理
第九章：
问题：
9-8 把一单摆从其平衡位置拉开，使悬线与竖直方向成一个角度a,然后放手时
开始计算时间，此时a 角是否是振动的初相？单摆的角速度是否是振动的角频率？
答：单摆是简谐运动，初相是pai/2，所以a 不是初相。简谐运动角频率是一定的，而单摆角速度是变化的，所以两者也不相等。
9-9 把单摆从平衡位置拉开,
使摆线与竖直方向成θ角,然后放手任其振动,试判断图中所示五种运动状态所对应的相位.
它们所对应的相位分别为:0, π/2, π, 3π/2, 2π.
)
cos(?ω+=t A x
9-11 指出在弹簧振子中，物体外在下列位置时的位移、速度、加速度和所受的弹性力的数值和方向:（1）正方向的端点；（2）平衡位置且向负方向运动；（3）平衡位置且向正方向运动；（4）负方向的端点。 解：（1）正方向的端点；位移x=A 、速度v=0、加速度a=kA/m 指向平衡位置 所受的弹性
力F=KA 方向指向平衡位置
（2）平衡位置且向负方向运动；
位移x=0、速度v=最大、加速度a=0 所受的弹性力F=0 （3）平衡位置且向正方向运动；
位移x=0、速度v=最大负方向、加速度a=0 所受的弹性力F=0 （4）负方向的端点。
位移x=A 、速度v=0、加速度a=kA/m 指向平衡位置 所受的弹性力F=KA 方向指向平衡位置
9-12 作简谐运动的弹簧振子，当物体处于下列情况时，在速度、加速度、动能、弹簧势能等物理量中：哪几个达到最大值，哪几个为零：（1）通过平衡位置时；（2）达到最大位移时。 解：平衡位置时速度最大，动能最大；最大位移时弹性势能最大，位移最大。
（1）振动中的位移x 都是以平衡位置为起点的，方向从平衡位置指向末位置、大小为这两位置间的直线距离，在两个"端点"最大，在平衡位置为零。
（2）加速度 的变化与 的变化是一致的，在两个"端点"最大，在平衡位置为零，方向总是指向平衡位置。
（3）速度大小 与加速度 的变化恰好相反，在两个"端点"为零，在平衡位置最大。除两个"端点"外任一个位置的速度方向都有两种可能。
9-14 弹簧振子作简谐运动时，如果振幅增加为原来的两倍，而频率减小为原来的一半，则它的总能量怎样改变？
答：原来总能量的4倍。
习题：
9-2 已知某简谐运动的振动曲线如图（a ）所示，则此简谐运动的运动方程为（ D ）
()()()()()()()()cm π32π34
cos 2D cm π32π34cos 2B cm π32π3
2
cos 2C cm π32π32cos 2A ??
????+=??????-=????
??+=??????-=t x t x t x t x
9-3 两个同周期简谐运动曲线如图（a ） 所示， x 1 的相位比x 2 的相位（ B ） 落后
2π （B ）超前2
π
（C ）落后π （D ）超前π
9-7 若简谐运动方程为()()m π25.0π20cos 10.0+=t x ，求：（1） 振幅、频率、角频率、周期和初相；（2）s 2=t 时的位移、速度和加速度
解：（1） 将()()m π25.0π20cos 10.0+=t x 与()?ω+=t A x cos 比较后可得：
振幅A ＝0.10m ，角频率1
s π20-=ω，初相?＝0.25π，则周期s 1.0/π2==ωT ，频率
Hz /1T =v ．
（2）s 2=t 时的位移、速度、加速度分别为
()m 1007.7π25.0π40cos 10.02-?=+=t x ()-1s m 44.4π25.0π40sin π2d /d ?-=+-==t x v
()-22222s m 1079.2π25.0π40cos π40d /d ??-=+-==t x a
9-13 有一弹簧， 当其下端挂一质量为m 的物体时， 伸长量为9.8 ×10-2 m ．若使物体上、下振动，且规定向下为正方向．（1） 当t ＝0 时，物体在平衡位置上方8.0 ×10-2 ｍ 处，由静止开始向下运动，求运动方程．（2） 当t ＝０ 时，物体在平衡位置并以0.6ｍ·s -1的速度向上运动，求运动方程．
解 物体受力平衡时，弹性力F 与重力P 的大小相等，即F ＝mg ．而此时弹簧的伸长量Δl ＝9.8 ×10-2m ．则弹簧的劲度系数k ＝F ／Δl ＝mg ／Δl ．系统作简谐运动的角频率为
1s 10-=?==l g m k //ω
（1） 设系统平衡时，物体所在处为坐标原点，向下为x 轴正向．由初始条件t ＝0 时，x 10 ＝8.0 ×10-2 m 、v 10 ＝0 可得振幅()m 100822
102
10-?=+=./ωv x A ；应用旋转矢量法
可确定初相
π1
=［图（a ）］．则运动方程为
()
()m π10t cos 100.821+?=-x
（2）t ＝０ 时，x 20 ＝0、v 20 ＝0.6 ｍ·s -1 ，同理可得
()m 100622
202
202-?=+=./ωv x A ；
2/π2
=［图（b ）］．则运动方程为
()
()m π5.010t cos 100.622+?=-x
第十章
问题：
10-1 什么是波动？波动与振动有何区别与联系？
答：振动在空间的传播过程叫波动。振动是指一个质点的运动，波动是指介质内大量质点参与的集体振动的运动形式。波动是振动状态的传播，或者说是振动相位的传播。
联系 ：
①振动是波动的原因，波动是振动的结果；有波动必然有振动，有振动不一定有波动． ②波动的性质、频率和振幅与振源相同． 区别 ：
①研究对象不同——振动，是单个质点在平衡位置附近的往复运动；波动，是介质中大量质点依次的集体振动．
②力的来源不同——产生振动的回复力，可以由作用在物体上的各种性质的力提供；而引起波动的力，则总是联系介质中各质点的弹力．
③运动性质不同——各质点的振动，是变加速运动；而波动是匀速直线运动，传播距离与时间成正比
10-3 机械波的波长、频率、周期和波速四个量中： （1）在同一介质中，哪些量是不变的？
（2）当波从一种介质进入另一种介质时，哪些量是不变的？
答：1）在同一介质中，波速是不变的，频率不变，周期不变，波长也不变。
2）当波从一种介质进入另一种介质时，频率不变，周期不变；但波速改变，波长改变。
10-4 平面简谐波动方程y=Acosw(t-x/u)中,x/u 表示什么,如果写成y=Acos(wt-wx/u+φ).wx/u 又表示什么？ 解：x/u 表示波以 u 的速度传了 x 的距离所用的时间，
φ表示初始的相位，就是余弦函数的初始的一个角度，
wx/u 是以 u 的速度传了 x 的距离后，产生的相位差，其中 w 是波的振动频率
10-5 波形曲线与振动曲线有什么不同？
答：波形曲线是描述空间任意某点处质元在任意时刻的位移，即位移为空间位置和时间的函数形式。振动曲线是描述确定质点的位移随时间变化的曲线。
10-10 波的干涉的产生条件是什么?若两波源所发出的波的振动方向相同,频率不同,则它们在空间叠加时,加强和减弱是否稳定?
两波的相干条件：
两波源具有：1）相同的频率；2）相同的振动方向；3）恒定的相位差
补充条件：强度相差不太大；频率不同,就不会有恒定的相位差,加强和减弱不会稳定.
习题：
10-7 一横波在沿绳子传播时的波动方程为()()m 52cos 200x y ππ-=..．（1） 求波的振幅、波速、频率及波长；（2） 求绳上质点振动时的最大速度；（3） 分别画出t ＝1s 和t ＝2 s 时的波形，并指出波峰和波谷．画出x ＝1.0 ｍ处质点的振动曲线并讨论其与波形图的不同．
解 （1） 将已知波动方程表示为
()[]()m 5.2/π5.2cos 20.0x t y -=
与一般表达式()[]0cos ?ω+-=u x t A y /比较，可得
0s m 52m 20001=?==-?,.,.u A
则 m 0.2/,Hz 25.1π2/====v u λωv
（2） 绳上质点的振动速度
()[]()
1s m 5.2/π5.2sin π5.0d /d -?--==x t t y v
则:1max s m 57.1-?=v
（3） t ＝1ｓ 和t ＝2ｓ 时的波形方程分别为:
()()()
()
m ππ5cos 20.0m ππ5.2cos 20.021x y x y -=-=
波形图如图（a ）所示．
x ＝1.0m 处质点的运动方程为：()()m π5.2cos 20.0t y -= 振动图线如图（b ）所示．
波形图与振动图虽在图形上相似，但却有着本质的区别．前者表示某确定时刻波线上所有质点的位移情况，而后者则表示某确定位置的一个质点，其位移随时间变化的情况．
10-8 波源作简谐运动，其运动方程为()m t
πcos240100.43
-?=y ，它所形成的波形以
30ｍ·ｓ-1
的速度沿一直线传播．（1） 求波的周期及波长；（2） 写出波动方程． 解 （1） 由已知的运动方程可知，质点振动的角频率1
s π240-=ω．根据分析中所述，波的周期就是振动的周期，故有：
s 1033.8/π23-?==ωT
波长为：
λ＝uT ＝0.25 ｍ
（2）将已知的波源运动方程与简谐运动方程的一般形式比较后可得A ＝4.0 ×10-3m ，
1s π240-=ω，φ0 ＝0故以波源为原点，沿x 轴正向传播的波的波动方程为
()[]
()
()
m π8π240cos 100.4/cos 3
x t u x t ωA y -?=+
-=-
10-10 波源作简谐运动，周期为0.02ｓ，若该振动以100m·ｓ-1
的速度沿直线传播，设t ＝0时，波源处的质点经平衡位置向正方向运动，求：（1） 距波源15.0ｍ 和5.0 m 两处质点的运动方程和初相；（2） 距波源为16.0 m 和17.0m 的两质点间的相位差． 解 （1） 由题给条件1
s m 100s 020-?==u T ,.，可得
m 2;s m π100/π21==?==-uT λT ω
当t ＝0 时，波源质点经平衡位置向正方向运动，因而由旋转矢量法可得该质点的初相为φ0 ＝－π／2（或3π／2）．若以波源为坐标原点，则波动方程为
()[]2/π100π100cos --=x/t A y
距波源为x 1 ＝15.0 m 和x 2 ＝5.0 m 处质点的运动方程分别为
()()
π5.5t π100cos π15.5t π100cos 21-=-=A y A y
它们的初相分别为φ10 ＝－15.5π和φ10 ＝－5.5π（若波源初相取φ0＝3π/2，则初相φ10 ＝－13.5π，φ10 ＝－3.5π．）
（2） 距波源16.0m 和17.0 m 两点间的相位差
()π/π2Δ121
2
=-=-
=
λx x
10-14 一平面简谐波，波长为12 m ，沿O x 轴负向传播．图（a ）所示为x ＝1.0 m 处质点的振动曲线，求此波的波动方程．
解 由图（a ）可知质点振动的振幅A ＝0.40 ｍ，t ＝0 时位于x ＝1.0 m 处的质点在A /2 处并向Oy 轴正向移动．据此作出相应的旋转矢量图（b ），从图中可知3/π0-='．又由图（a ）可知，t ＝5 s 时，质点第一次回到平衡位置，由图（b ）可看出ωt ＝5π／6，因而得角频率ω＝（π/6） s -1 ．由上述特征量可写出x ＝1.0 m 处质点的运动方程为
()m 3π6π
0.04cos y ??
????-
=t
将波速1
s
m 0.1π2//-?===ωλT λu 及x ＝1.0 m 代入波动方程的一般形式
()[]0cos ?ω++=u x t A y /中，并与上述x ＝1.0 m 处的运动方程作比较，可得φ0 ＝－π
／2，则波动方程为
()()m 2π10/6
π
0.04cos y ??
????-
+=x t
第十一章
问题：
11-1 如本题图所示，有两盏钠光灯，发出波长相同的光，照射到点P，问能否产生干涉？为什么？如果只用一盏钠光灯，并用墨纸盖住钠光灯的中部，使A、B两部分的光同时照射到点P，问能否产生干涉？为什么？
答：都不能产生干涉。
钠光灯属于普通光源，光源中大量原子或分子是各自相互独立地发出一个个波列，它们的发射是偶然的，彼此间没有任何联系。因此在同一时刻，各原子或分子所发出的光，即使波长、频率相同，相位和振动方向也不一定相同。此外，由于原子或分子的发光是间歇的，当它们发出一个波列后，要间隔若干时间才能再发出第二个波列。所以，即使是同一个原子，它先后所发出的波列的相位和振动方向也很难相同。所以，两盏独立的钠光灯或一盏钠光灯上不同部分发出的光一般不会产生干涉。
11-13劈尖干涉中两相邻条纹间的距离相等，为什么牛顿环干涉中两相邻条纹间的距离不相等？如果要相等，对透镜应作怎样的处理？
答：因为劈尖的两个面都是平面，因此产生相同光程差（也即高度变化）对应的位置变化是相同的，故劈尖干涉中条纹间距是相等的。而产生牛顿的两个面一个是平面，一个是球面，因此产生相同光程差（也即高度变化）对应的位置变化是不同的，牛顿环的条纹间距是不等的。
11-15光的衍射和干涉现象有何异同？
答：衍射：光线照射到物体边沿后通过散射继续在空间发射的现象。
原理：如果采用单色平行光，则衍射后将产生干涉结果。相干波在空间某处相遇后，因位相不同，相互之间产生干涉作用，引起相互加强或减弱的物理现象。衍射的条件，一是相干波，二是光栅。衍射的结果是产生明暗相间的衍射花纹，代表着衍射方向（角度）和强度。
干涉为两波重叠时组成新合成波的现象。
原理：两波在同一介质中传播，相向行进而重叠时，重叠范围内介质的质点同时受到两个波的作用。若波的振幅不大，此时重叠范围内介质质点的振动位移等于各别波动所造成位移的矢量和，称为波的重叠原理。（光波传播时也有干涉现象，但是这时没有介质中的质点受作用）
同相：若两波的波峰（或波谷）同时抵达同一地点，称两波在该点同相。
反相：若两波之一的波峰与另一波的波谷同时抵达同一地点，称两波在该点反相。两波交会后的波形和行进速度，不会因为曾经重叠而发生变化。光线垂直于一条狭缝而通过，眼睛沿着那条光线的方向去看，能看到七色光，这叫光的衍射，干涉是如同衍射一样，不过是用多条狭缝而已。
习题：
11-6 三个偏振片P1、P2与P3堆叠在一起，P1与P3的偏振化方向相互垂直，P2与P1的偏振化方向间的夹角为45°，强度为I0的自然光入射于偏振片P1，并依次透过偏振片P1、P2与P3，则通过三个偏振片后的光强为（C）
（A）I0/16（B）3I0/8（C）I0/8（D）I0/4
11-9在双缝干涉实验中，用波长λ＝546.1 nm 的单色光照射，双缝与屏的距离d′＝300mm．测得中央明纹两侧的两个第五级明条纹的间距为12.2mm，求双缝间的距离．
解 双缝干涉在屏上形成的条纹是上下对称且等间隔的．如果设两明纹间隔为Δx ，则由中央明纹两侧第五级明纹间距x 5 －x -5 ＝10Δx 可求出Δx ．再由公式Δx ＝d ′λ／d 即可求出双缝间距d ．
根据分析：Δx ＝（x 5 －x -5）/10 ＝1.22×10-3 m 双缝间距： d ＝d ′λ／Δx ＝1.34 ×10-4 m
11-12 一双缝装置的一个缝被折射率为1.40的薄玻璃片所遮盖，另一个缝被折射率为1.70 的薄玻璃片所遮盖．在玻璃片插入以后，屏上原来中央极大的所在点，现变为第五级明纹．假定λ＝480nm ，且两玻璃片厚度均为d ，求d 值．
分析：在不加介质片之前，两相干光均在空气中传播，它们到达屏上任一点P 的光程差由其几何路程差决定，对于点O ，光程差Δ＝0，故点O 处为中央明纹，其余条纹相对点O 对称分布．而在插入介质片后，虽然两相干光在两介质薄片中的几何路程相同，但光程却不同，对于点O ，Δ≠0，故点O 不再是中央明纹，整个条纹发生平移．这时，干涉条纹空间分布的变化完全取决于光程差的变化．因此，对于屏上某点P （明纹或暗纹位置），只要计算出 插入介质片前后光程差的变化，即可知道其干涉条纹的变化情况． 插入介质前的光程差Δ1 ＝r 1 －r 2 ＝k 1 λ（对应k 1 级明纹），插入介质后的光程差Δ2 ＝[（n 1－1）d ＋r 1 ］－[（n 2 －1）d ＋r 2 ］＝k 2 λ（对应k 2 级明纹）．光程差的变化量为 Δ2 －Δ1 ＝（n 2 －n 1 ）d ＝（k 2 －k 1 ）λ
式中（k 2 －k 1 ）可以理解为移过点P 的条纹数（本题为5）．
解 由上述分析可知，两介质片插入前后，对于原中央明纹所在点O ，有
()λ51212=-=?-?d n n
将有关数据代入可得
μm 0851
2.=-=
n n d λ
11-24 如图所示，狭缝的宽度b ＝0.60 mm ，透镜焦距f ＝0.40m ，有一与狭缝平行的屏放置在透镜焦平面处．若以单色平行光垂直照射狭缝，则在屏上离点O 为x ＝1.4 mm 处的点P ，看到的是衍射明条纹．试求：（1） 该入射光的波长；（2） 点P 条纹的级数；（3） 从点P 看来对该光波而言，狭缝处的波阵面可作半波带的数目． 分析 单缝衍射中的明纹条件为()
2
12sin λ
?+±=k b ，在观察点P 确定（即φ确定）后，
由于k 只能取整数值，故满足上式的λ只可取若干不连续的值，对照可见光的波长范围可确定入射光波长的取值．此外，如点P 处的明纹级次为k ，则狭缝处的波阵面可以划分的半波带数目为（2k ＋1），它们都与观察点P 有关，φ越大，可以划分的半波带数目也越大．
解 （1） 透镜到屏的距离为d ，由于d ＞＞b ，对点P 而言，有d
x
≈?sin ．根据单缝衍射明纹条件()
2
12sin λ
?+=k b ，有
()2
12λ+=k d bx
将b 、d （d ≈f ）、x 的值代入，并考虑可见光波长的上、下限值，有
27
2nm 76075
4nm 400max max max min .,.,====k k 时时λλ
因k 只能取整数值，故在可见光范围内只允许有k ＝４ 和k ＝３，它们所对应的入 射光波长分别为λ2 ＝466.7 nm 和λ1 ＝600 nm ．
（2） 点P 的条纹级次随入射光波长而异，当λ1 ＝600 nm 时，k ＝3；当λ2 ＝466.7 nm 时，k ＝4．
（3） 当λ1 ＝600 nm 时，k ＝３，半波带数目为（2k ＋1） ＝7；当λ2 ＝466.7 nm 时，k ＝4，半波带数目为9．
第十二章
问题：
12-5 为什么说温度具有统计意义？讲一个分子具有多少温度，行吗？
解 气体的温度是气体分子平均平动动能的量度，气体温度越高，分子平均平动动能越大；分子的平均平动动能越大，分子热运动的程度越激烈。因此，可以说温度是表征大量分子热运动激烈程度的宏观物理量，是对大量分子热运动的统计平均结果。对于个别分子而言，它的动能可能大于气体分子平均平动动能，也可能小于平均平动动能，对于个别分子，说它的温度是多少是没有意义的。
12-7 速率分布函数)(v f 的物理意义是什么？试说明下列各式的物理意义：
解 速率分布函数)(v f 表示气体分子速率处于v 附近单位速率区间的概率。 （1）表示分子运动速率在v~v+dv 间的概率； （2）表示分子运动速率在v~v+dv 间的分子数；
（3）表示分子运动速率在间的概率； （4）表示分子运动速率在间的分子数。
12-17 气体内产生迁移现象的原因是什么？有哪些量迁移？从气体动理论的观点来看，迁移现象是怎样实现的？分子热运动和分子间碰撞在迁移现象中起什么作用？
解 当气体处于非平衡态时，即气体内或各部分的温度不等，或各部分压强不等，或气层之间有相对运动时，气体内会产生迁移现象。迁移量有能量、质量与动量。从气体动理论的观点来看，迁移是通过分子无规则热运动来完成。分子无规则热运动引起分子间发生碰撞，在碰撞过程中来实现分子间动量、能量的交换。
习题：
12-4 已知n 为单位体积的分子数，f （υ）为Maxwell 速率分布函数，则nf(υ)d υ
表示（ B ）
A 速率υ附近，d υ区间内的分子数
B 单位体积内速率在υ-υ+d υ区间内的分子数
C 速率υ附近，d υ区间内分子数占总分子数的比率
D 单位时间内碰到单位器壁上，速率在υ-υ+d υ区间内的分子数
12-6 在湖面下50.0m 深处（温度为4.0C ），有一个体积为531.010m -?的空气泡
升到湖面上来. 若湖面的温度为17.0C ，求气泡到达湖面的体积.（取大气压为
50 1.01310Pa p =?）
解：空气泡在湖面下50.0m 深处时，3511100.1,277m V K T -?==
Pa P gh P 5530110013.610013.15010100.1?=?+???=+=ρ 气泡到达湖面时，Pa P K T 522100.1,290?==
由理想气体状态方程
2
2
2111T V P T V P =
得： 35351122121029.6100.1277
290
0.1013.6m m V T T P P V --?=???=?=
12-7 氧气瓶的容积为233.210m -?，其中氧气的压强为7
1.310Pa ?，氧气厂规定
压强降到61.010Pa ?时，就应重新充气，以免经常洗瓶. 某小型吹玻璃车间平均每天用去30.40m 在51.0110Pa ?压强下的氧气，问一瓶氧气能用多少天？（设使用过程中温度不变）
解：设氧气瓶的容积为32
010
2.3m V -?=，使用过程的温度T 保持不变
使用前氧气瓶中，氧气的压强为Pa P 7
1103.1,?= 根据克拉帕龙方程nRT PV =得： 使用前氧气瓶中，氧气的摩尔数为RT
V P n 0
11,=
氧气压强降到Pa P 62100.1,?=时，氧气瓶中，氧气的摩尔数为RT
V P n 0
22,=
所以能用的氧气摩尔数为()210
21,P P RT
V n n n -=
-=? 平均每天用去氧气的摩尔数RT
V P n 3
33,=
故一瓶氧气能用的天数为()()5.910
01.140.010113102.3,5
6
2332103=???-?=-=?=-P V P P V n n N
12-10 2.0×10-2kg 氢气装在4.0×10-3 m3的容器内，当容器内的压强为3.90×105Pa 时，氢气分子的平均平动动能为多大？
解 由分析知氢气的温度，则氢气分子的平均平动动能为：
12-11 温度为0℃和100℃时理想气体分子的平均平动动能各为多少？欲使分子的平均平动动能等于1eV,气体的温度需多高？
解：=
1ε2
31
kT ＝5.65×21
10
-J ，
=
2ε2
32kT ＝7.72×21
10
-J
第十三章
问题：
13-1 从增加内能来说,作功和传递热量是等效的,但又如何理解它们在本质上的差异呢？
答：热传递是内能的转移，能的形式不变；做功是机械能转化成内能，能的形式改变。
13-2 一系统能否吸收热量,仅使其内能变化?一系统能否吸收热量，而不使其内能变化？
答：系统可以吸收热量,仅使其内能变化
当系统不对外界做功,外界也不对物体做功时就是只使它的内能变化
一系统可以吸收热量，而不使其内能变化
如果系统吸热时,同时对外做功,则它的内能可能不变
13-10 1kg空气，开始时温度为0℃，如果吸收4180J的热量，问：（1）在体积不变时，（2）在压力不变时，内能增加各为多少？哪种情况温度升高较多？解：在等压过程中，内能的增量为：
在等压过程中，系统吸收的热量一部分用于增加内能，另一部分还要用于对外
作功，所以在以上两过程中吸收相同的热量时，等体过程的内能增量大，温度升高较多。
习题：
13 －5一台工作于温度分别为327 ℃和27 ℃的高温热源与低温源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热2 000 J，则对外作功( B )
(A) 2 000J (B) 1 000J (C) 4 000J (D) 500J
13 －8如图所示，一定量的空气，开始在状态A，其压强为2.0×105Pa，体积为2.0 ×10－3m3，沿直线AB 变化到状态B后，压强变为1.0 ×105Pa，体积变为3.0 ×10－3m3，求此过程中气体所作的功.
解S ABCD＝1/2(BC ＋AD)×CD
故 W ＝150 J
13 －11 0.1kg 的水蒸气自120 ℃加热升温到140℃，问(1) 在等体过程中；(2) 在等压过程中，各吸收了多少热量？ 根据实验测定，已知水蒸气的摩尔定压热容C p,m ＝
36.21J ·mol -1·K -1，摩尔定容热容C V,m ＝27.82J ·mol -1·K -1
. 解 (1) 在等体过程中吸收的热量为
J 101.3ΔΔ3m V,V ?==
=T C M
m
E Q (2) 在等压过程中吸收的热量为
()J 100.4Δd 312m p,p ?=-=
+=?T T C M
m
E V p Q
13 －13 一压强为1.0 ×105Pa,体积为1.0×10－3m 3
的氧气自0℃加热到100 ℃.问：(1) 当压强不变时，需要多少热量?当体积不变时，需要多少热量?(2) 在等压或等体过程中各作了多少功?
解1 根据题给初态条件得氧气的物质的量为
mol 1041.4/2111-?===
RT V p M
m
v 氧气的摩尔定压热容R C 27m p,=，摩尔定容热容R C 25
m V,=.
(1) 求Q p 、Q V
等压过程氧气(系统)吸热
()J 1.128Δd 12m p,p =-=+=?T T C E V p Q v
等体过程氧气(系统)吸热
()J 5.91Δ12m V,V =-==T T C E Q v
(2) 按分析中的两种方法求作功值 解2 ① 利用公式()V V p W d ?=
求解.在等压过程中，T R M
m
V p W d d d =
=，则得 J 6.36d d 2
1
p ===?
?T T T R M
m
W W 而在等体过程中，因气体的体积不变，故作功为
()0d V ==?V V p W
② 利用热力学第一定律Q ＝ΔE ＋W 求解.氧气的内能变化为
()J 5.91Δ12m V,V =-=
=T T C M
m
E Q 由于在(1) 中已求出Q p 与Q V ，则由热力学第一定律可得在等压过程、等体过程中所作的功分别为
J 6.36Δp p =-=E Q W
0ΔV V =-=E Q W
13 －18 如图所示，使1mol 氧气(1) 由A 等温地变到B ；(2) 由A 等体地变到C ，再由C
等压地变到B.试分别计算氧气所作的功和吸收的热量.
解 (1) 沿AB 作等温膨胀的过程中，系统作功
()()J 1077.2/ln /ln 31?===
A B B A A B AB V V V p V V RT M
m
W 由分析可知在等温过程中，氧气吸收的热量为 Q AB ＝W AB ＝2.77 ×103Ｊ
(2) 沿A 到C 再到B 的过程中系统作功和吸热分别为 W ACB ＝W AC ＋W CB ＝W CB ＝p C (V B －V C )＝2.0×103Ｊ Q ACB ＝W A CB ＝2.0×103 Ｊ
13 －21 1mol 氢气在温度为300Ｋ，体积为0.025m 3
的状态下，经过(1)等压膨胀，(2)等温膨胀，(3)绝热膨胀.气体的体积都变为原来的两倍.试分别计算这三种过程中氢气对外作的功以及吸收的热量.
解 (1) 等压膨胀
()()J 1049.23?==-=
-=A A B A
A
A B A p RT V V V RT V V p W v ()J 1073.82
73,,?==
=-=+=A A m p A B m p p p T R
T C T T C E ΔW Q v v (2) 等温膨胀
J 1073.12ln /3?===A A RT V W C T vRTlnV
对等温过程ΔE ＝0，所以J 1073.13
?==T T W Q (3) 绝热膨胀 T D ＝T A (V A ／V D )γ
－1
＝300 ×(0.5)0.4
＝227.4Ｋ
对绝热过程a 0Q =，则有
()()J 1051.12
5Δ3,?=-=
-=-=D A D A m V a T T R
T T C E W v
13 －25 一卡诺热机的低温热源温度为7℃，效率为40％，若要将其效率提高到50％，问高温热源的温度需提高多少？
解 设高温热源的温度分别为1T '、1T '',则有
12/1T T η'-='， 12/1T T η''-=''
其中T 2 为低温热源温度.由上述两式可得高温热源需提高的温度为
K 3.931111Δ211=???
?
??'--''-='-''=T ηηT T T
运动学 1．选择题 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． 答：（D ） ．以下五种运动形式中，a 保持不变的运动是 （ ） (A) 单摆的运动． (B) 匀速率圆周运动． (C) 行星的椭圆轨道运动． (D) 抛体运动． 答：（D ） 对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的： （ ） (A) 切向加速度必不为零． (B) 法向加速度必不为零（拐点处除外）． (C) 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零． (D) 若物体作匀速率运动，其总加速度必为零． 答：（B ） 质点作半径为R 的变速圆周运动时的加速度大小为(v 表示任一时刻质点的速率) （ ） (A) t d d v ． (B) R 2v ． (C) R t 2 d d v v ． (D) 2 /1242d d R t v v ． 答：（D ） 质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，每T 秒转一圈．在2T 时间间隔中，其平均速度大小与平均速率大小分别为 （ ） (A) 2 R /T , 2 R/T ． (B) 0 , 2 R /T (C) 0 , 0． (D) 2 R /T , 0. 答：（B ） 一质点作直线运动，某时刻的瞬时速度 v 2 m/s ，瞬时加速度2 /2s m a ，则一秒钟后质点的速度 （ ） (A) 等于零． (B) 等于 2 m/s ． (C) 等于2 m/s ． (D) 不能确定． 答：（D ）
第一章 一、填空题 1、一质点做圆周运动,轨道半径为R=2m,速率为v = 5t2+ m/s,则任意时刻其切向加速度 aτ=________,法向加速度a n=________. 2、一质点做直线运动,速率为v =3t4+2m/s,则任意时刻其加速度a =________,位置矢量x = ________. 3、一个质点的运动方程为r = t3i+8t3j,则其速度矢量为v=_______________;加速度矢量a为 ________________. 4、某质点的运动方程为r=A cosωt i+B sinωt j, 其中A,B,ω为常量.则质点的加速度矢量为 a=_______________________________，轨迹方程为________________________________。 5、质量为m的物体自空中落下，它除受重力外，还受到一个与速度平方成正比的阻力的作用，比例系数为k，k为正的常数，该下落物体的极限速度是_________。 二、选择题 1、下面对质点的描述正确的是 [ ] ①质点是忽略其大小和形状，具有空间位置和整个物体质量的点；②质点可近视认为成微观粒子； ③大物体可看作是由大量质点组成；④地球不能当作一个质点来处理，只能认为是有大量质点的组合；⑤在自然界中，可以找到实际的质点。A.①②③；B.②④⑤；C.①③；D.①②③④。 2、某质点的运动方程为x = 3t-10t3+6 ，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。 3、下面对运动的描述正确的是 [ ] A.物体走过的路程越长，它的位移也越大； B质点在时刻t和t+?t的速度分别为 "v1和v2，则在时间?t内的平均速度为(v1+v2)/2 ；C.若物体的加速度为恒量（即其大小和方向都不变），则它一定作匀变速直线运动； D.在质点的曲线运动中，加速度的方向和速度的方向总是不一致的。 4、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4m/s，说明它在此后4s内一定要经过16m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． 5、下述质点运动描述表达式正确的是 [ ]. A. r? = ?r , B. dt dr dt d = r , C. dt dr dt d ≠ r , D. dt dv dt d = v 6、质点在y轴上运动，运动方程为y=4t2-2t3，则质点返回原点时的速度和加速度分别为[ ]. A. 8m/s,16m/s2. B. -8m/s, -16m/s2. C. -8m/s, 16m/s2. D. 8m/s, -16m/s2. 7、若某质点的运动方程是r=(t2+t+2)i+(6t2+5t+11)j,则其运动方式和受力状况应为[ ].
第十一章真空中的静电场 1．如图所示，真空中一长为L的均匀带电细直杆，电荷为q，试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d的P点的电场强度． L P 2.一个点电荷位于一边长为a的立方体高斯面中心，则通过此高斯面的电通量为???，通过立方体一面的电场强度通量是???，如果此电荷移到立方体的一个角上，这时通过（1）包括电荷所在顶角的三个面的每个面电通量是???，（2）另外三个面每个面的电通量是???。 3.在场强为E的均匀静电场中，取一半球面，其半径为R，E的方向和半球的轴平行，可求得通过这个半球面的E通量是（） A．E R2 π B. R2 2π C. E R2 2π D. E R2 2 1 π 4．根据高斯定理的数学表达式?∑ ?= S q S E / dε ? ? 可知下述各种说法中，正确的是（） (A) 闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强一定为零． (B) 闭合面内的电荷代数和不为零时，闭合面上各点场强一定处处不为零． (C) 闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强不一定处处为零． (D) 闭合面上各点场强均为零时，闭合面内一定处处无电荷． 5．半径为R的“无限长”均匀带电圆柱体的静电场中各点的电场强度的大小E与距轴线的距离r的关系曲线为( ) E O r (A) E∝1/r 6．如图所示, 电荷-Q均匀分布在半径为R，长为L的圆弧上，圆弧的两端有一小空隙，空隙长为图11-2 图11-3
)(R L L <
8-6 长l =15.0cm 的直导线AB 上均匀地分布着线密度λ=5.0x10-9C ·m -1 的正电荷．试求： (1)在导线的延长线上与导线B 端相距1a =5.0cm 处P 点的场强；(2)在导线的垂直平分线上与导线中点相距2d =5.0cm 处Q 点的场强． 解： 如题8-6图所示 (1)在带电直线上取线元x d ，其上电量q d 在P 点产生场强为 20)(d π41d x a x E P -= λε 2220)(d π4d x a x E E l l P P -==??-ελ ] 2121[π40 l a l a + --=ελ )4(π220l a l -= ελ 用15=l cm ，9100.5-?=λ1 m C -?, 5.12=a cm 代入得 21074.6?=P E 1C N -? 方向水平向右 (2)同理 2 220d d π41d +=x x E Q λε 方向如题8-6图所示 由于对称性 ?=l Qx E 0d ，即Q E ? 只有y 分量， ∵ 22 2222 20d d d d π41d + += x x x E Qy λε 2 2π4d d ελ?==l Qy Qy E E ? -+22 2 322 2 )d (d l l x x 22 20d 4π2+= l l ελ 以9100.5-?=λ1 cm C -?, 15=l cm ,5d 2=cm 代入得 21096.14?==Qy Q E E 1 C N -?，方向沿y 轴正向 8-7 一个半径为R 的均匀带电半圆环，电荷线密度为λ,求环心处O 点的场强． 解: 如8-7图在圆上取?Rd dl = 题8-7图
库仑定律 7-1 把总电荷电量为Q 的同一种电荷分成两部分，一部分均匀分布在地球上，另一部分均匀分布在月球上， 使它们之间的库仑力正好抵消万有引力，已知地球的质量M ＝l024kg ，月球的质量m =l022 kg 。（1）求 Q 的最小值；（2）如果电荷分配与质量成正比，求Q 的值。 解：（1）设Q 分成q 1、q 2两部分，根据题意有 2 221r Mm G r q q k =，其中041πε=k 即 2221q k q GMm q q Q += +=。求极值，令0'=Q ，得 0122=-k q GMm C 1069.5132?== ∴k GMm q ，C 1069.51321?==k q GMm q ，C 1014.11421?=+=q q Q （2）21q m q M =Θ ，k GMm q q =21 k GMm m q mq Mq ==∴2122 解得C 1032.6122 2?==k Gm q ， C 1015.51421?==m Mq q ，C 1021.51421?=+=∴q q Q 7-2 三个电量为 –q 的点电荷各放在边长为 l 的等边三角形的三个顶点上，电荷Q （Q ＞0）放在三角形 的重心上。为使每个负电荷受力为零，Q 值应为多大 解：Q 到顶点的距离为 l r 33= ，Q 与-q 的相互吸引力为 20141r qQ F πε=， 两个-q 间的相互排斥力为 2 2 0241l q F πε= 据题意有 10 230cos 2F F =，即 2 022041300cos 41 2r qQ l q πεπε=?，解得：q Q 33= 电场强度 7-3 如图7-3所示，有一长l 的带电细杆。（1）电荷均匀分布，线密度为+，则杆上距原点x 处的线元 d x 对P 点的点电荷q 0 的电场力为何q 0受的总电场力为何（2）若电荷线密度=kx ，k 为正常数，求P 点的电场强度。 解：（1）线元d x 所带电量为x q d d λ=，它对q 0的电场力为 200200)(d 41 )(d 41 d x a l x q x a l q q F -+=-+= λπεπε q 0受的总电场力 )(4)(d 400020 0a l a l q x a l x q F l +=-+= ?πελπελ 00>q 时，其方向水平向右；00 大学物理（下）期末复习题 一、选择题 [ C ] 2．关于可逆过程和不可逆过程的判断： (1) 可逆热力学过程一定是准静态过程． (2) 准静态过程一定是可逆过程． (3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程． (4) 凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程． 以上四种判断，其中正确的是 (A) (1)、(2)、(3)．(B) (1)、(2)、(4)． (C) (2)、(4)．(D) (1) 、(4) ［ D ］ 3. 理想气体卡诺循环过程的两个绝热下的面积大小（图中阴影部分） 分别为S1和S2，则两者的大小关系是 （A）S1>S2 ；（B）S1=S2 ；（C）S1 5. 一定量的的理想气体，其状态改变在P-T图上沿着直线一条沿着 一条直线从平衡态a改变到平衡态b（如图) （A）这是一个绝热压缩过程. （B）这是一个等体吸热过程. （C）这是一个吸热压缩过程. （D）这是一个吸热膨胀热过程. [D] 6.麦克斯韦速率分布曲线如图所示，图中A、B两部分面积相等， 则该图表示 （A）v0为最概然速率；（B）v0为平均速率； （C）v0为方均根速率； （D）速率大于和小于v0的分子数各占一半. [D] 7. 容器中储有定量理想气体,温度为T ,分子质量为m ,则分子速 度在x 方向的分量的平均值为:（根据理想气体分子模型和统计假设讨论） [ A ] 8. 设一部分偏振光由一自然光和一线偏振光混合构成。现通过偏振片观察到这部分偏振光在偏振 60时，透射光强减为一半，试求部分偏振光中自然光和线偏振片由对应最大透射光强位置转过 光两光强之比为 (A) 2:1 ．(B) 4:3．(C) 1:1．(D) 1:2．［ C ］ 9．如图，一束动量为p的电子，垂直通过缝宽为a的狭缝，问距缝为D处的荧光屏上显示出的衍射图样的中央亮纹的宽度为 (A) 2ha/(Dp)．(B) 2Dh/(ap)．(C) 2a2/D．(D) 2ha/p．［ B ］10．一氢原子的动能等于氢原子处于温度为T的热平衡时的平均动能，氢原子的质量为m，则此氢原子的德布罗意波长为． 谢谢戴老师分享的一手资料，答案在最后。这些是小题范围，考 试的大题多为老师在课本上划得重点习题 目 录 流体力学 (2) 一、选择题 (2) 二、填空题 (3) 三、判断题 (5) 热学 (6) 一、选择题 (6) 二、填空题 (11) 三、判断题 (14) 静电场 (15) 一、选择题 (15) 二、填空题 (17) 三、判断题 (17) 稳恒磁场 (18) 一、选择题 (18) 二、填空题 (21) 三、判断题 (22) 振动和波动 (23) 一、选择题 (23) 二、填空题 (26) 三、判断题 (27) 波动光学 (27) 一、选择题 (27) 二、填空题 (30) 三、判断题 (31) 物理常数：1231038.1--??=K J k ，1131.8--??=mol K J R ，2/8.9s m g =，电子电量为 C 19106.1-?，真空介电常数2212010858/Nm C .ε-?=，真空磁导率 270104--??=A N πμ，18103-??=s m c 。693.02ln =。 流体力学 一、选择题 1．静止流体内部A ，B 两点，高度分别为A h ，B h ，则两点之间的压强关系为 （A ）当A B h h >时，A B P P >； （B ）当A B h h > 时，A B P P <； （C ）A B P P =； （D ）不能确定。 2.一个厚度很薄的圆形肥皂泡，半径为R ，肥皂液的表面张力系数为γ；泡内外都是空气， 则泡内外的压强差是 （A ）R γ4； （B ）R 2γ； （C ）R γ2； （D ）R 32γ。 3．如图，半径为R 的球形液膜，内外膜半径近似相等，液体的表面张力系数为γ，设A ， B ， C 三点压强分别为A P ，B P ，C P ，则下列关系式正确的是 （A ）4C A P P R γ-= ； （B ）4C B P P R γ-=； （C ）4A C P P R γ-=； （D ）2B A P P R γ-=-。 4．下列结论正确的是 （A ）凸形液膜内外压强差为R P P 2γ=-外内； （B ）判断层流与湍流的雷诺数的组合为ηρDv ； （C ）在圆形水平管道中最大流速m v 与平均流速v 之间的关系为m v v 2=； （D ）表面张力系数γ的大小与温度无关。 5．为测量一种未知液体的表面张力系数，用金属丝弯成一个框，它的一个边cm L 5=可以 滑动。把框浸入待测液体中取出，竖起来，当在边L 中间下坠一砝码g P 5.2=时，恰好可 拉断液膜，则该液体的表面张力系数是 （A ）m N /15.0； （B ）m N /245.0； （C ）m N /35.0； （D ）m N /05.0。 6．下列哪个因素与毛细管内液面的上升高度无关： 静电场部分练习题 一、选择题 ： 1．根据高斯定理的数学表达式?∑=?0 εq s d E ，可知下述各种说法中正确的是（ ） A 闭合面的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强一定为零。 B 闭合面的电荷代数和不为零时，闭合面上各点场强一定处处不为零。 C 闭合面的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强不一定处处为零。 D 闭合面上各点场强均为零时，闭合面一定处处无电荷。 2．在静电场中电场线为平行直线的区域（ ） A 电场强度相同，电势不同； B 电场强度不同，电势相同； C 电场强度、电势都相同； D 电场强度、电势都不相同； 3．当一个带电导体达到静电平衡时，（ ） A 表面上电荷密度较大处电势较高。 B 表面曲率较大处电势较高。 C 导体部的电势比导体表面的电势高； D 导体任一点与其表面上任意点的电势差等于零。 4．有四个等量点电荷在OXY 平面上的四种不同组态，所有点电荷均与原点等距，设无穷远处电势为零。则原点O 处电场强度和电势均为零的组态是（ ） A 图 B 图 C 图 D 图 5．关于高斯定理，下列说法中哪一个是正确的？（ ） A 高斯面不包围自由电荷，则面上各点电位移矢量D 为零。 B 高斯面上处处D 为零，则面必不存在自由电荷。 C 高斯面上D 通量仅与面自由电荷有关。 D 以上说法都不对。 6．A 和B 为两个均匀带电球体，A 带电量+q ，B 带电量-q ，作一个与A 同心的球面S 为高斯面，如图所示，则（ ） S A B A 通过S 面的电通量为零，S 面上各点的场强为零。 B 通过S 面的电通量为 εq ，S 面上各点的场强大小为2 04r q E πε= 。 C 通过S 面的电通量为- εq ，S 面上各点的场强大小为2 04r q E πε- =。 D 通过S 面的电通量为 εq ，但S 面上场强不能直接由高斯定理求出。 7．三块互相平行的导体板，相互之间的距离1d 和2d ，与板面积相比线度小得多，外面二板用导线连接，中间板上带电，设左、右两面上电荷面密度分别为1σ，2σ。如图所示，则比值1σ/2σ为（ ） A 1d /2d ; B 1 C 2d /1d ; D (2d /1d )2 8．一平板电容器充电后切断电源，若改变两极板间的距离，则下述物理量中哪个保持不变？（ ） A 电容器的电容量 B 两极板间的场强 C 两极板间的电势差 D 电容器储存的能量 9．一空心导体球壳，其外半径分别为1R 和2R ，带电量q ，当球壳中心处再放一电量为q 的点电荷时，则导体球壳的电势（设无穷远处为电势零点）为（ ）。 A 1 04R q πε B 2 04R q πε C 1 02R q πε D 2 02R q πε 10．以下说确的是（ ）。 A 场强为零的地方，电势一定为零；电势为零的地方，均强也一定为零； B 场强大小相等的地方，电势也相等，等势面上各点场强大小相等； C 带正电的物体，也势一定是正的，不带电的物体，电势一定等于零。 D 沿着均场强的方向，电势一定降低。 11．两个点电荷相距一定的距离，若在这两个点电荷联线的中垂线上电势为零，那么这两个点电荷为（ ）。 大学物理1期末考试复习，试卷原题与答案 力学 质量为m的小球，用轻绳AB、BC连接，如图，其中AB水平．剪断绳AB 前后的瞬间，绳BC中的张力比T : T′＝____________________． 一圆锥摆摆长为l、摆锤质量为m，在水平面上作匀速圆周运动，摆线与铅直线夹角θ，则 (1) 摆线的张力T＝_____________________； (2) 摆锤的速率v＝_____________________． 一光滑的内表面半径为10 cm 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．(B) 13 rad/s． (C) 17 rad/s (D) 18 rad/s．［］ 质量为m的小球，放在光滑的木板和光滑的墙壁之间，并保持平衡，如图所示．设木板和墙壁之间的夹角为α，当α逐渐增大时，小球对木板的压力将 (A) 增加(B) 减少．(C) 不变． (D) 先是增加，后又减小．压力增减的分界角为α＝45°．[ ] 一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并 且留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度ω (A) 增大．(B) 不变．(C) 减小．(D) 不能确定定．（） 如图所示，A、B为两个相同的绕着轻绳的定滑轮．A滑轮挂一质量为M的物体，B滑轮受拉力F，而且F＝Mg．设A、B两滑轮的角加速度分别为βA和βB，不计滑轮轴的摩擦，则有 (A) βA＝βB．(B) βA＞βB． (C) βA＜βB．(D) 开始时βA＝βB，以后βA＜βB． 18. 有两个半径相同，质量相等的细圆环A和B．A环的质量分布均匀，B环的质量分布不均匀．它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为J A和J B，则 (A) J A＞J B(B) J A＜J B． (C) J A =J B．(D) 不能确定J A、J B哪个大． 22. 一人坐在转椅上，双手各持一哑铃，哑铃与转轴的距离各为0.6 m．先让人体以5 rad/s的角速度随转椅旋转．此后，人将哑铃拉回使与转轴距离为0.2 m．人体和转椅对轴的转动惯量为5 kg·m2，并视为不变．每 期末复习 一、力学 （一）填空题： 1、质点沿x 轴运动，运动方程2 3 262x t t =+-，则其最初4s 内位移是 -32m i v ，最初4s 内路程是 48m 。 2、质点的加速度(0),0a mx m t =->=时，00,x v v ==，则质点停下来的位置是x = 0m 。 3、半径为30cm 的飞轮，从静止开始以0.5rad/s 2 匀角加速度转动。当飞轮边缘上一点转过o 240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2 At B F x +=的作用(A 、B 为常量)，则其所受冲量为 3321211()()3 B t t A t t -+ -。 6、用N 10=F 的拉力，将g k 1=m 的物体沿ο 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 A A I I ωω - 。 9、斜面固定于卡车上，在卡车沿水平方向向左匀速行驶的过程中，斜面上物体 m 与斜面无相对滑动。则斜面对物体m 的静摩擦力的方向为 。沿斜面向上； 10、牛顿第二定律在自然坐标系中的分量表达式为n n F ma =；F ma ττ= 11、质点的运动方程为22r ti t j =-v v v ，则在1s t =时的速度为 22v i j =-v v v ，加速度为2a j =-v v ； 12、 一质点沿半径为0.1m 的圆周运动，其角位移3 42t +=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 。； 13、N 430t F x +=的力作用在质量kg 10=m 的物体上，则在开始2s 内此力的冲量为 s N 68?；。 8. 真空系统的容积为×10-3m 3，内部压强为×10-3Pa 。为提高真空度，可将容器加热，使附着在器壁的气体分子放出，然后抽出。设从室温（200C ）加热到2200C ，容器内压强增为。则从器壁放出的气体分子的数量级为B （A ）1016个； （B ）1017个； （C ）1018个； （D ）1019个 13. 一理想气体系统起始温度是T ，体积是V ，由如下三个准静态过程构成一个循环：绝热膨胀2V ，经等体过程回到温度T ，再等温地压缩到体积V 。在些循环中，下述说法正确者是（ A ）。 （A ）气体向外放出热量； （B ）气体向外正作功； （C ）气体的内能增加； （C ）气体的内能减少。 19. 在SI 中，电场强度的量纲是 （ C ） （A ）11--MLT I （B ）21--MLT I （C ）31--MLT I （D ）3-IMLT 20. 在带电量为+q 的金属球的电场中，为测量某点的场强E ，在该点放一带电电为 、 的检验电荷，电荷受力大小为F ，则该点电场强度E 的大小满足 （ D ） （A ） （B ） （D ） （D ）E 不确定 21. 在场强为E 的匀强电场中，有一个半径为R 的半球面，若电场强度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的大小为（ A ） （A ）πR 2E ； （B ）2πR 2E ； （C ）;22 E R π （D ） E R 22 1π。 24. 两个载有相等电流I 的圆线圈，一个处于水平位置，一个处于竖直位置，如图所示。在圆心O 处的磁感强度的大小是 （ C ） （A ） 0 （B ） （C ） （D ） ] 25. 无限长载流直导线在P 处弯成以O 为圆心，R 为半径的圆，如图示。若所通电流为I ，缝P 极窄，则O 处的磁感强度B 的大小为 （ C ） （A ） （B ） （C ） （D ） 26. 如图所示，载流导线在圆 心O 处的磁感强度的大小为 ( D ) 3 q + q F E 3=q F E 3?q F E 3?R I u 20R I u 220R I u 0R I u π0R I u 0R I u 2110? ?? ? ?-πR I u 2110??? ? ?+π 大学物理复习题 一、选择题： 1 下列说法中哪个或哪些是正确的 （ ） （A ）作用在定轴转动刚体上的力越大，刚体转动的角加速度应越大。 （B ）作用在定轴转动刚体上的合力矩越大，刚体转动的角速度越大 （C ）作用在定轴转动刚体上的合力矩为零，刚体转动的角速度为零 （D ）作用在定轴转动刚体上合力矩越大，刚体转动的角加速度越大 2、用细绳系一小球，使之在竖直平面内作圆周运动，当小球运动到最高点时，它（ ） （A ） 将受到重力，绳的拉力和向心力的作用 （B ） 将受到重力，绳的拉力和离心力的作用 （C ）绳子的拉力可能为零 （D ）小球可能处于受力平衡状态 3金属球内有一点电荷q 不在球心，金属球内、外表面的电荷分布为 （ ） （A ）金属球内表面带电为q -，为不均匀分布，外表面带电q ，为均匀分布 （B ）金属球内表面带电为q -，为均匀分布，外表面带电q ，为不均匀分布 （C ）金属球内表面带电为q -，为不均匀分布，外表面带电q ，也为不均匀分布 (D) 金属球内表面带电为q ，为均匀分布，外表面带电q ，为不均匀分布 二、计算选择题： 1、质量分别为m 和4m 的两个质点分别以E k 和4E k 的动能沿一直线相向运动，它们的总动量的大小为 （ ） () k k k k mE D mE C mE B mE A 2122)....(25)......(23).......(22)...(- 2、 一原来静止的小球受到下图2所示1F 和2F 的作用，设力的作用时间为5s ，问下列哪种情况下，小球最终获得的速度最大？ （ ） （A ）N 61=F ，02=F （B ）01=F ，N 62=F （C ）N 821==F F （D ）N 61=F ，N 82=F 大学物理考试常见习题 (精简) https://www.doczj.com/doc/b516493158.html,work Information Technology Company.2020YEAR 2 第一章 质点运动学 练习题： 一、选择： 1、一质点运动，在某瞬时位于矢径(,)r x y 的端点处，其速度大小为：( ) (A) dr dt (B)dr dt (C) d r dt (D)22()()dx dy dt dt + 2、质点的速度21(4)v t m s -=+?作直线运动，沿质点运动直线作OX 轴，并已知3t s =时，质点位于9x m =处，则该质点的运动学 方程为：( ) A 2x t = B 21 42 x t t =+ C 314123x t t =+- D 31 4123 x t t =++ 3、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. 4、质点做匀速率圆周运动时，其速度和加速度的变化情况为 （ ） （A ）速度不变，加速度在变化 （B ）加速度不变，速度在变化 （C ）二者都在变化 （D ）二者都不变 5、质点作半径为R 的变速圆周运动时,加速度大小为(v 表示任一时刻质点的速率) (A) d v/d t . (B) v 2/R . (C) d v/d t + v 2/R . (D) [(d v/d t )2+(v 4/R 2)]1/2 二、填空题 1、质点的运动方程是()cos sin r t R ti R tj ωω=+，式中R 和ω是正的常量。从t π=到2t πω=时间内，该质点的位移是 ；该质点所经过的路程是 。 大学物理1复习题答案 一、单选题（在本题的每一小题备选答案中，只有一个答案是正确的，请把你认为正确答案的题号，填入题干的括号内） 1．一个弹簧振子和一个单摆（只考虑小幅度摆动），在地面上的固有振动周期分别为T 1和 T 2。将它们拿到月球上去，相应的周期分别为'T 1和'T 2。则有 ( B ) A ．'T T >11且 'T T >22 B ．'T T =11且 'T T >22 C ．'T T <11且 'T T <22 D ．'T T =11且 'T T =22 2．一物体作简谐振动，振动方程为cos 4x A t ?? =+ ?? ? πω，在4 T t = （T 为周期）时刻，物体的加速度为 ( B ) A. 2ω 2ω C. 2ω 2ω 3．一质点作简谐振动，振幅为A ，在起始时刻质点的位移为/2A -，且向x 轴的正方向 运动，代表此简谐振动的旋转矢量图为 ( D ) A A A A A A C) A x x A A x A B C D 4. 两个质点各自作简谐振动，它们的振幅相同、周期相同．第一个质点的振动方程为 )cos(1αω+=t A x ．当第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位置时，第二 个质点正在最大正位移处．则第二个质点的振动方程为 ( B ) A. )π21cos( 2++=αωt A x B. )π21 cos(2-+=αωt A x ． C. )π2 3 cos( 2-+=αωt A x D. )cos(2π++=αωt A x ． 5．波源作简谐运动，其运动方程为t y π240cos 10 0.43 -?=，式中y 的单位为m ，t 的单 位为s ，它所形成的波形以s m /30的速度沿一直线传播，则该波的波长为 ( A ) A ．m 25.0 B ．m 60.0 C ．m 50.0 D ．m 32.0 6．已知某简谐振动的振动曲线如图所示，位移的单位为厘米，时间单位为秒。则此简谐振动的振动方程为： ( B ) A ．cos x t ππ??=+ ???2 2233 B ．cos x t ππ??=+ ??? 42233 C ．cos x t ππ??=- ???22233 D ．cos x t ππ??=- ??? 42233 二． 填空题（每空2分） 1． 简谐运动方程为)4 20cos(1.0π π+ =t y （t 以s 计，y 以m 计） ，则其振幅为 0.1 m,周期为 0.1 s ；当t=2s 时位移的大小为205.0m. 2．一简谐振动的旋转矢量图如图所示，振幅矢量长2cm ，则该简谐振动 的初相为4 0π ?=，振动方程为_)4 cos(2π π+ =t y 。 3. 平面简谐波的波动方程为()x t y ππ24cos 08.0-=，式中y 和x 的单位为m ，t 的单位为s ，则该波的振幅A= 0.08 ，波长=λ 1 ，离波源0.80m 及0.30m 两处的相位差=?? -Л 。 4. 一简谐振动曲线如图所示，则由图可确定在t = 2s 时刻质点的位移为___0 ___，速度为：πω3=A ． t 8. 真空系统的容积为5.0×10-3m 3，内部压强为1.33×10-3Pa 。为提高真空度，可将容器加热，使附着在器壁的气体分子放出，然后抽出。设从室温（200C ）加热到2200C ，容器内压强增为1.33Pa 。则从器壁放出的气体分子的数量级为B （A ）1016个； （B ）1017个； （C ）1018个； （D ）1019个 13. 一理想气体系统起始温度是T ，体积是V ，由如下三个准静态过程构成一个循环：绝热膨胀2V ，经等体过程回到温度T ，再等温地压缩到体积V 。在些循环中，下述说法正确者是（ A ）。 （A ）气体向外放出热量； （B ）气体向外正作功； （C ）气体的内能增加； （C ）气体的内能减少。 19. 在SI 中，电场强度的量纲是 （ C ） （A ）11--MLT I （B ）21--MLT I （C ）31--MLT I （D ）3-IMLT 20. 在带电量为+q 的金属球的电场中，为测量某点的场强E ，在该点放一带电电为 的检验电荷，电荷受力大小为F ，则该点电场强度E 的大小满足 （ D ） （A ） （B ） （D ） （D ）E 不确定 21. 在场强为E 的匀强电场中，有一个半径为R 的半球面，若电场强度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的大小为（ A ） （A ）πR 2E ； （B ）2πR 2E ； （C ）;22 E R π （D ） E R 22 1π。 24. 两个载有相等电流I 的圆线圈，一个处于水平位置，一个处于竖直位置，如图所示。在圆心O 处的磁感强度的大小是 （ C ） （A ） 0 （B ） （C ） （D ） 25. 无限长载流直导线在P 处弯成以O 为圆心，R 为半径的圆，如图示。若所通电流为I ，缝P 极窄，则O 处的磁感强度B 的大小为 （ C ） （A ） （B ） （C ） （D ） 26. 如图所示，载流导线在圆 心O 处的磁感强度的大小为 ( D ) 104(A) R I u 204(B)R I u ???? ??+210114(C)R R I u ??? ? ??-210114(D)R R I u 27. 四条互相平行的载流长直导线中的电流均为I ，如图示放置。正方形的边长为a ， 3 q + q F E 3=q F E 3?q F E 3?R I u 20R I u 220R I u 0R I u π0R I u 0R I u 2110? ?? ? ?-πR I u 2110??? ? ?+π 练习一 质点运动学 一、选择题 1、一质点沿x 轴运动，其速度与时间的关系为2 4t υ=+（SI ），当t=3 s 时，x=9 m,则质点的运动学方程是 （ ） 2、一质点沿X 轴的运动规律是542 +-=t t x (SI)，前三秒内它的 （ ） A 位移和路程都是3m ； B 位移和路程都是-3m ； C 位移是-3m ，路程是3m ； D 位移是-3m ，路程是5m 3、一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为22at bt =+r i j （其中a 、b 为常量）, 则该质点 作 （ ） A 匀速直线运动 B 匀变速直线运动 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245t t s -+= (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、下列说法中哪一个是正确的 （ ） A 加速度恒定不变时，质点运动方向也不变 B 平均速率等于平均速度的大小 C 当物体的速度为零时，其加速度必为零 D 质点作曲线运动时，质点速度大小的变化产生切向加速度，速度方向的变化产生法向加速度 6、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 7、一个质点在做匀速率圆周运动时 ( ) A 切向加速度改变，法向加速度也改变 B 切向加速度不变，法向加速度改变 C 切向加速度不变，法向加速度也不变 D 切向加速度改变，法向加速度不变 练习一.选择题: 1- 两个均匀带电的同心球面，半径分别为川、 小球带电Q,大球带电-Q, 下列各图中哪一个正确表示了电场的分布 ￡\ 丨、/ O R } R 2 (B) E O R } R 2 (C) 2.如图所示，任一闭合Illi 面S 内有一点电荷q,。为S 面上任一-点，若将q 由闭合Illi 面 内的P 点移到T 点，且O P=OT,那么 (A) 穿过sifii 的电通量改变，o 点的场强大小不变; (B) 穿过S 而的电通量改变，0点的场强大小改变; (C) 穿过S 而的电通量不变，0点的场强大小改变; (D) 穿过S 面的电通量不变，。点的场强大小不变。 3.在边长为a 的正立方体中心冇一个电量为q 的点电荷，则通过该立方体任一1侨的电 场强度通量为 (A) q/&); (B) q/2e ()； (C) g/4&)； (D) g/6&)。 4. 如图所示，a 、b 、c 是电场中某条电场线上的三个点，由此可知 (A) E W >E/,>E (. ； (B) E“vEb 大学物理考试复习题 (1) https://www.doczj.com/doc/b516493158.html,work Information Technology Company.2020YEAR 习题十 10-1 一半径r =10cm 的圆形回路放在B =0.8T 的均匀磁场中．回路平面与B 垂直．当回路半径以恒定速率t r d d =80cm ·s -1 收缩时，求回路中感应电动势的大小． 解: 回路磁通 2 πr B BS m ==Φ 感应电动势大小 40.0d d π2)π(d d d d 2==== t r r B r B t t m Φε V 10-2 一对互相垂直的相等的半圆形导线构成回路，半径R =5cm ，如题10-2图所示．均匀磁场B =80×10-3T ，B 的方向与两半圆的公共直径(在Oz 轴上)垂直，且与两个半圆构成相等的角α 当磁场在5ms 内均匀降为零时，求回路中的感应电动势的大小及方向． 解: 取半圆形cba 法向为i ， 题10-2图 则 αΦcos 2π21 B R m = 同理，半圆形adc 法向为j ，则 αΦcos 2 π22 B R m = ∵ B 与i 夹角和B 与j 夹角相等， ∴ ? =45α 则 αΦcos π2 R B m = 221089.8d d cos πd d -?-=-=Φ- =t B R t m αεV 方向与cbadc 相反，即顺时针方向． 题10-3图 *10-3 如题10-3图所示，一根导线弯成抛物线形状y =2ax ，放在均匀磁场 中．B 与xOy 平面垂直，细杆CD 平行于x 轴并以加速度a 从抛物线的底部向开口处作平动．求CD 距O 点为y 处时回路中产生的感应电动势． 解: 计算抛物线与CD 组成的面积内的磁通量 ? ?=-==a y m y B x x y B S B 0 2 3 2 322d )(2d 2α αΦ ∴ v y B t y y B t m 2 1 212d d d d α αε-=-=Φ-= ∵ ay v 22 = ∴ 2 1 2y a v = 则 α α εa By y a y B i 8222 12 1-=- = i ε实际方向沿ODC ． 题10-4图 10-4 如题10-4图所示，载有电流I 的长直导线附近，放一导体半圆环MeN 与长直导线共面，且端点MN 的连线与长直导线垂直．半圆环的半径为b ，环心O 与导线相距a ．设半圆环以速度v 平行导线平移．求半圆环内感应电动势的大小和方向及MN 两端的电压 N M U U -． 解: 作辅助线MN ，则在MeNM 回路中，沿v 方向运动时0d =m Φ ∴ 0=MeNM ε 即 MN MeN εε= 又∵ ? +-<+-= =b a b a MN b a b a Iv l vB 0ln 2d cos 0πμπε 所以MeN ε沿NeM 方向，2015大学物理(下)期末复习题答案
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