川师大学物理第一章习题解
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第一章 质点运动学
1–2 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。
解：匀速率；直线；匀速直线；匀速圆周。
1–3 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 （)m/s 102
=g 。
解：此沟的宽度为m 345m 10
60sin 302sin 220=?
?==
g R θv 1–4 一质点在xoy 平面内运动，运动方程为t x 2=，2
29t y -=，位移的单位为m ，试写出s t 1=时
质点的位置矢量__________；s t 2=时该质点的瞬时速度为__________，此时的瞬时加速度为__________。
解：将s t 1=代入t x 2=，2
29t y -=得2=x m ，7=y m
s t 1=故时质点的位置矢量为j i r 72+=（m ）
由质点的运动方程为t x 2=，2
29t y -=得质点在任意时刻的速度为
m/s 2d d ==
t x x v ，m/s 4d d t t
x y -==v s t 2=时该质点的瞬时速度为j i 82-=v （m/s ） 质点在任意时刻的加速度为0d d ==
t
a x
x v ，2m/s 4d d -==t a y y v s t 2=时该质点的瞬时加速度为j 4-m/s 2。
1–6 一质点作半径R =1.0m 的圆周运动，其运动方程为t t 323
+=θ，θ以rad 计，t 以s 计。则当
t =2s 时，质点的角位置为________；角速度为_________；角加速度为_________；切向加速度为__________；
法向加速度为__________。
解： t =2s 时，质点的角位置为 =?+?=23223
θ22rad
由t t 323
+=θ得任意时刻的角速度大小为 36d d 2+==t t
θω
t =2s 时角速度为 =+?=3262
ω27rad/s
任意时刻的角速度大小为 t t
12d d ==
ω
α t =2s 时角加速度为 212?=α=24rad/s 2
t =2s 时切向加速度为 =??==2120.1t αR a 24m/s 2
t =2s 时法向加速度为 =?==2
2n 270.1ωR a 729m/s 2；
1–8 一个质点作圆周运动时，下列说法中正确的是[ ]。
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
解：无论质点是作匀速圆周运动或是作变速圆周运动，法向加速度a n 都是变化的，因此至少其方向在不断变化。而切向加速度a t 是否变化，要视具体情况而定。质点作匀速圆周运动时，其切向加速度为零，保持不变；当质点作匀变速圆周运动时，a t 值为不为零的恒量，但方向变化；当质点作一般的变速圆周运动时，a t 值为不为零变量，方向同样发生变化。由此可见，应选（B ）。
1–10 一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为j i r 2
2bt at +=（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
解：由j i r 2
2bt at +=可计算出质点的速度为j i bt at 22+=v ，加速度为j i b a 22+=a 。因质点的
速度变化，加速度的大小和方向都不变，故质点应作变速直线运动。故选（B ）。
1–18 有一质点沿x 轴作直线运动，t 时刻的坐标为3
2254t t .x -=（SI ）。试求：（1）第2s 内的平
均速度；（2）第2s 末的瞬时速度；（3）第2s 内的路程。
解：（1）将t =1s 代入32254t t .x -=得第1s 末的位置为m 5.225.41=-=x 将t =2s 代入3
2254t t .x -=得第2s 末的位置为 m 0.22225.4322=?-?=x
则第2s 内质点的位移为 0.5m 2.5m -m 0.212-==-=?x x x 第2s 内的平均速度 -0.5m/s 1
0.5=-=??=
t x v 式中负号表示平均速的方向沿x 轴负方向。 （2）质点在任意时刻的速度为 269d d t t t
x
-==
v 将s 2=t 代入上式得第2s 末的瞬时速度为 m/s 626292-=?-?=v 式中负号表示瞬时速度的方向沿x 轴负方向。
（3）由069d d 2=-==
t t t
x
v 得质点停止运动的时刻为s 5.1=t 。由此计算得第1s 末到1.5s 末的时间内质点走过的路程为231
(1.5)(1) 4.5 1.52 1.5 2.50.875m s x x =-=?-?-=
第1.5s 末到第2s 末的时间内质点走过的路程为
22
3
2
3
(2)(1.5)
4.5222 4.5 1.52 1.5 1.375m
s x x =-=?-?-?+?=-
则第2s 内的质点走过的路程为120.875 1.375 2.25m s
s s =+=+=
1–20 一艘正在沿直线行驶的电艇，在发动机关闭后，其加速度方向与速度方向相反，大小与速度平方成正比，即
2d d v v K t
-=，
式中K 为常量。试证明电艇在关闭发动机后又行驶x 距离时的速度为 Kx
-=e 0v v 其中0v 是发动机关闭时的速度。
证明：由
2d d v v K t -=得2d d d d d d v v v v K x t x x -== 即x K d d -=v v
上式积分为
??-=x
x K 0
d d 0
v v v
v
得Kx -=e 0v v
1–22 长为l 的细棒，在竖直平面内沿墙角下滑，上端A 下滑速度为匀速v ，如图1-4所示。当下端
B 离墙角距离为x （x 解：建立如图所示的坐标系。设A 端离地高度为y 。?AOB 为直角三角形，有2 22l y x =+ 方程两边对t 求导得0d d 2d d 2=+t y y t x x 所以B 端水平速度为t y x y t x d d d d -=v x y =v x x l 22-= B 端水平方向加速度为 v 2 2 2d /d d /d d d x t x y t y x t x -= 23 2 v x l -= 1–23 质点作半径为m 3=R 的圆周运动，切向加速度为 2t ms 3-=a ，在0=t 时质点的速度为零。试求：（1）s 1=t 时的速度 与加速度；（2）第2s 内质点所通过的路程。 解：（1）按定义t a d d t v = ，得 t a d d t =v ，两端积分，并利用初始条件，可得? ??==t t t a t a 0t 0t 0d d d v v y y A B x x l O 图1-4 t t a 3t ==v 当s 1=t 时，质点的速度为m/s 3=v ，方向沿圆周的切线方向。 任意时刻质点的法线加速度的大小为：222 2n m/s 39t R t R a ===v 任意时刻质点加速度的大小为242 n 2t m/s 99t a a a +=+= 任意时刻加速度的方向，可由其与速度方向的夹角θ给出。且有22 t n 3 3tan t t a a ===θ 当s 1=t 时有2 4m/s 23199=?+=a ，1tan =θ 注意到0t >a 。所以得?=45θ （2）按定义t s d d = v ，得t s d d v =，两端积分可得? ??==t t t s d 3d d v 故得经t 时间后质点沿圆周走过的路程为C t s += 2 2 3 其中C 为积分常数。则第2s 内质点走过的路程为：m 5.4)12 3 ()22 3()1()2(22=+?-+?=-=?C C s s s 1–24 一飞机相对于空气以恒定速率v 沿正方形轨道飞行，在无风天气其运动周期为T 。若有恒定小风沿平行于正方形的一对边吹来，风速为)1(<<=k k V v 。求飞机仍沿原正方形（对地）轨道飞行时周期要增加多少？ 解：依题意，设飞机沿如图1-5所示的ABCD 矩形路径运动，设矩形每边长为l ，如无风时，依题意有 v l T 4= （1） 当有风时，设风的速度如图1-5所示，则飞机沿AB 运动时的速度为 v v v k V +=+，飞机从A 飞到B 所花时间为 v v k l t += 1 （2） 飞机沿CD 运动时的速度为v v v k V -=-，飞机从C 飞到D 所花时间为v v k l t -= 2（3） 飞机沿BC 运动和沿DA 运动所花的时间是相同的，为了使飞机沿矩形线运动，飞机相对于地的飞行速度方向应与运动路径成一夹角，使得飞机速度时的速度v 在水平方向的分量等于v k -，故飞机沿BC 运动和沿 DA 运动的速度大小为222v v k -，飞机在BC 和DA 上所花的总时间为2 22 32v v k l t -= 综上，飞机在有风沿此矩形路径运动所花的总时间，即周期为 2223212v v v v v v k l k l k l t t t T -+-++= ++=' （5） 利用（1）式，（5）式变为) 1(4)4() 1(4)11(22 22 2k k T k k T T --≈ --+= ' 飞机在有风时的周期与无风时的周期相比，周期增加值为43) 1(4) 4(222T k T k k T T T T = ---≈'-=? 图1-5 V V v V V v v v A B C D 第一章 质点运动学 1–1 描写质点运动状态的物理量是 。 解：加速度是描写质点状态变化的物理量，速度是描写质点运动状态的物理量，故填“速度”。 1–2 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。 解：匀速率；直线；匀速直线；匀速圆周。 1–3 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 （)m/s 102=g 。 解：此沟的宽度为 m 345m 10 60sin 302sin 220=??==g R θv 1–4 一质点在xoy 平面运动，运动方程为t x 2=，229t y -=，位移的单位为m ，试写出s t 1=时质点的位置矢量__________；s t 2=时该质点的瞬时速度为__________，此时的瞬时加速度为__________。 解：将s t 1=代入t x 2=，229t y -=得 2=x m ，7=y m s t 1=故时质点的位置矢量为 j i r 72+=（m ） 由质点的运动方程为t x 2=，229t y -=得质点在任意时刻的速度为 m/s 2d d ==t x x v ，m/s 4d d t t x y -==v s t 2=时该质点的瞬时速度为 j i 82-=v （m/s ） 质点在任意时刻的加速度为 0d d ==t a x x v ，2m/s 4d d -==t a y y v s t 2=时该质点的瞬时加速度为j 4-m/s 2 。 2003—2004学年度第2学期期末考试试卷（A 卷） 《A 卷参考解答与评分标准》 一 填空题：（18分） 1． 10V 2.（变化的磁场能激发涡旋电场），（变化的电场能激发涡旋磁场）. 3. 5， 4. 2， 5. 3 8 6. 293K ，9887nm . 二 选择题：（15分） 1. C 2. D 3. A 4. B 5. A . 三、【解】(1) 如图所示，内球带电Q ，外球壳内表面带电Q -. 选取半径为r （12R r R <<）的同心球面S ，则根据高斯定理有 2() 0d 4πS Q r E ε?==? E S 于是，电场强度 204πQ E r ε= (2) 内导体球与外导体球壳间的电势差 22 2 1 1 1 2200 01211d 4π4π4πR R R AB R R R Q Q dr Q U dr r r R R εεε?? =?=?==- ????? ? r E (3) 电容 12 001221114π/4πAB R R Q C U R R R R εε??= =-= ?-?? 四、【解】 在导体薄板上宽为dx 的细条，通过它的电流为 I dI dx b = 在p 点产生的磁感应强度的大小为 02dI dB x μπ= 方向垂直纸面向外. 电流I 在p 点产生的总磁感应强度的大小为 22000ln 2222b b b b dI I I dx B x b x b μμμπππ===? ? 总磁感应强度方向垂直纸面向外. 五、【解法一】 设x vt ＝, 回路的法线方向为竖直向上( 即回路的绕行方向为逆时 针方向)， 则 21 d cos602B S Blx klvt Φ=?=?= ? ∴ d d klvt t εΦ =- =- 0ac ε < ，电动势方向与回路绕行方向相反，即沿顺时针方向（abcd 方向）． 【解法二】 动生电动势 1 cos602 Blv klvt ε?动生＝＝ 感生电动势 d 111 d [cos60]d 222d d dB B S Blx lx lxk klvt t dt dt dt εΦ=- =?=--?===?感生－ klvt εεε==感生动生＋ 电动势ε的方向沿顺时针方向（即abcd 方向）。 六、【解】 1. 已知波方程 10.06cos(4.0)y t x ππ=- 与标准波方程 2cos(2) y A t x π πνλ =比较得 , 2.02, 4/Z H m u m s νλνλ==== 2. 当212(21)0x k ππΦ-Φ==+合时，A ＝ 于是，波节位置 21 0.52k x k m += =+ 0,1,2, k =±± 3. 当 21222x k A ππΦ-Φ==合时，A ＝ 于是，波腹位置 x k m = 0,1,2, k =±± ( 或由驻波方程 120.12cos()cos(4)y y y x t m ππ=+= 有 (21) 00.52 x k A x k m π π=+?=+合＝ 0,1,2, k =±± 20.122 x k A m x k m π π=?=合＝, 0,1,2, k =±± ) 理工科大学物理知识点总结及典型例题解析 第一章 质点运动学 本章提要 1、 参照系：描述物体运动时作参考的其他物体。 2、 运动函数：表示质点位置随时间变化的函数。 位置矢量： k t z j t y i t x t r r )()()()( 位置矢量：)()(t r t t r r 一般情况下：r r 3、速度和加速度： dt r d v ； 2 2dt r d dt v d a 4、匀加速运动： a 常矢量 ； t a v v 0 2 2 10 t a t v r 5、一维匀加速运动： at v v 0 ； 2 210at t v x ax v v 22 02 6、抛体运动： x a ； g a y cos 0v v x ； gt v v y sin 0 t v x cos 0 ； 2 210sin gt t v y 7、圆周运动：t n a a a 法向加速度： 2 2 R R v a n 切向加速度：dt dv a t 8、伽利略速度变换式：u v v 【典型例题分析与解 答】 m j t i t j t i t r r ]2)310[(2322220 (2)由以上可得质点的运动方程的分量式x=x(t) y=y(t) 即 x=10+3t 2 y=2t 2 消去参数t, 3y=2x-20 这是一个直线方程.由 m i r 100 知 x 0=10m,y 0=0.而直线斜率 3 2 tga dy/dx k , 则1433 a 轨迹方程如图所示 3. 质点的运动方程为2 3010t t -x 和2 2015t t-y ,(SI)试求:(1) 初速度的大小和方向;(2)加速度的大小和方向. 解.(1)速度的分量式为 t -dx/dt v x 6010 t -dy/dt v y 4015 当t=0时,v 0x =-10m/s,v 0y =15m/s,则初速度的大小为0182 02 00 .v v v y x m/s 而v 0与x 轴夹角为 1412300 x y v v arctg a (2)加速度的分量式为 260-x x ms dt dv a 2 40-y y ms dt dv a 则其加速度的大小为 17222 . a a a y x ms -2 a 与x 轴的夹角为 1433 -a a arctg x y (或91326 ) X 10 第一章 质点运动学 1–1 描写质点运动状态的物理量是 。 1–2 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。 1–3 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 （)m /s 102=g 。 1–4 一质点在xoy 平面内运动，运动方程为t x 2=，229t y -=，位移的单位为m ，试写出s t 1=时质点的位置矢量__________；s t 2=时该质点的瞬时速度为__________，此时的瞬时加速度为__________。 1–5 一质点沿x 轴正向运动，其加速度与位置的关系为x a 23+=，若在x =0处，其速度m /s 50=v ，则质点运动到x =3m 处时所具有的速度为__________。 1–6 一质点作半径R =1.0m 的圆周运动，其运动方程为t t 323+=θ，θ以rad 计，t 以s 计。则当t =2s 时，质点的角位置为________；角速度为_________；角加速度为_________；切向加速度为__________；法向加速度为__________。 1–7 下列各种情况中，说法错误的是[ ]。 A ．一物体具有恒定的速率，但仍有变化的速度 B ．一物体具有恒定的速度，但仍有变化的速率 C ．一物体具有加速度，而其速度可以为零 D ．一物体速率减小，但其加速度可以增大 1–8 一个质点作圆周运动时，下列说法中正确的是[ ]。 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 1–9 一运动质点某瞬时位于位置矢量),(y x r 的端点处，对其速度大小有四种意见： （1）t r d d （2）t d d r （3）t s d d （4）2 2d 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），（3）正确 C ．只有（3），（4）正确 D ．只有（1），（3）正确 1–10 一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为j i r 22bt at +=（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 1–11 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[ ]。 第 1 页 共 4页 工科大学物理试题（2005~2006学年第一学期） 注意：第一大题和第二大题的答案填写在题后的表格内，否则按零分处理。 普朗克常数： s J h ??=-34106.6 电子电量：c e 19106.1-?= 里德堡常数：1 7 10097.1-?=m R 电子质量：kg m e 31 10 11.9-?= 一、单选题 （将答案填写在题后表格内，每小题2分） 1．平面电磁波在各向同性介质中传播，空间任一点处的电场强度E 、磁场强度H 和 波的传播方向k 之间的关系是 （A ）E 与H 相互垂直但两者与k 不垂直 （B ）E 与H 不垂直但两者与k 垂直 （C ）E 与H 不垂直且两者与k 也不垂直 （D ）E 、H 、k 三者相互垂直 2．物体在周期性外力作用下发生受迫振动，且周期性外力的频率与物体固有频率相同。 若忽略阻尼，在稳定情况下，物体的运动表现出如下特点 （A ）物体振动频率与外加驱动力的频率不同，振幅呈现有限值； （B ）物体振动频率与外加驱动力的频率相同，振幅呈现有限值； （C ）物体振动频率与外加驱动力的频率不同，振幅趋于无限大； （D ）物体振动频率与外加驱动力的频率相同，振幅趋于无限大。 3. 两相干波源S 1、S 2相距4/λ（λ是波长），S 1的位相比S 2的位相超前2/π，在过S 1、 S 2的直线上，两波源在S 1外侧各点引起振动的位相差是 （A ）0 (B) π (C ) 2 π (D) 2 3π 4. 中心波长是nm 5000＝λ、波长不确定量nm 4 10－＝λ?的光沿x 轴的正向传播，利 用不确定关系h p x x ≥???可以得出光的坐标x 的不确定量至少是 （A ）500cm （B ）250cm （C ）50cm （D ）25cm 5. 黑体温度升高，其辐射的峰值波长m λ和辐出度M 0将 （A ）峰值波长向长波方向移动，辐出度增大； （B ）峰值波长向长波方向移动，辐出度减小； （C ）峰值波长向短波方向移动，辐出度增大； （D ）峰值波长向短波方向移动，辐出度减小。 6．在激光工作物质中，处于高能级的粒子数为N 2，处于低能级的粒子数为N 1，则产 生受激辐射的必要条件是 （A ） 12N N = ( B) 12N N < （C ）12N N > （D ）与12N N 、无关 7．在单缝夫琅和费衍射实验中，波长是λ的平行光垂直入射宽度为5λ的单缝，对应衍射角300的方向，单缝处波面可以划分的半波带数目为 (A) 3个 (B) 4个 (C) 5个 (D) 8个 8．对于位置固定的声源，观察者相对声源沿直线以一定速率运动，他听到的声音频率相对声源振动频率的变化是 （A ）移近声源时频率升高，频率改变量与观察者的速率成正比； （B ）移近声源时频率降低，频率改变量与观察者的速率成正比； （C ）远离声源时频率升高，频率改变量与观察者的速率成反比； （D ）远离声源时频率降低，频率改变量与观察者的速率成反比。 9．α粒子在加速器中被加速，其质量达到静止质量的3倍，其动能是静止能量的 （A ） 2倍 (B) 3倍 (C ) 4倍 (D) 5倍 10．电子除绕核运动外，还存在一种自旋运动，相应自旋角动量满足 （A ）大小不变，取向量子化 (B) 大小不变，取向恒定 (C ) 大小可变，取向量子化 (D) 大小可变，取向恒定 [一题答案填写处] 请按题号将选项填入表格中 大学物理（下）期末考试试卷 一、 选择题：（每题3分，共30分） 1. 在感应电场中电磁感应定律可写成?-=?L K dt d l d E φ ，式中K E 为感应电场的电场强度。此式表明： (A) 闭合曲线L 上K E 处处相等。 (B) 感应电场是保守力场。 (C) 感应电场的电力线不是闭合曲线。 (D) 在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念。 2．一简谐振动曲线如图所示,则振动周期是 (A) 2.62s (B) 2.40s (C) 2.20s (D) 2.00s 3．横谐波以波速u 沿x 轴负方向传播,t 时刻 的波形如图,则该时刻 (A) A 点振动速度大于零, (B) B 点静止不动 (C) C 点向下运动 (D) D 点振动速度小于零. 4．如图所示,有一平面简谐波沿x 轴负方向传 播,坐标原点O 的振动规律为)cos(0φω+=t A y , 则B 点的振动方程为 (A) []0)/(cos φω+-=u x t A y (B) [])/(cos u x t A y +=ω (C) })]/([cos{0φω+-=u x t A y (D) })]/([cos{0φω++=u x t A y 5． 一单色平行光束垂直照射在宽度为 1.20mm 的单缝上，在缝后放一焦距为2.0m 的会聚透镜,已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.00mm ，则入射光波长约为 （A ）100000A （B ）40000A （C ）50000A （D ）60000 A 6．若星光的波长按55000A 计算，孔镜为127cm 的大型望远镜所能分辨的两颗星2 4 1 一、判断题 1. 在自然界中，可以找到实际的质点. ···················································································· [×] 2. 同一物体的运动，如果选取的参考系不同，对它的运动描述也不同. ···························· [√] 3. 运动物体在某段时间内的平均速度大小等于该段时间内的平均速率. ···························· [×] 4. 质点作圆周运动时的加速度指向圆心. ················································································ [×] 5. 圆周运动满足条件d 0d r t =，而d 0d r t ≠ . · ··············································································· [√] 6. 只有切向加速度的运动一定是直线运动. ············································································ [√] 7. 只有法向加速度的运动一定是圆周运动. ············································································ [×] 8. 曲线运动的物体，其法向加速度一定不等于零. ································································ [×] 9. 质点在两个相对作匀速直线运动的参考系中的加速度是相同的. ···································· [√] 10. 牛顿定律只有在惯性系中才成立. ························································································ [√] 二、选择题 11. 一运动质点在某时刻位于矢径(),r x y 的端点处，其速度大小为：（ C ） A. d d r t B. d d r t C. d d r t D. 12. 一小球沿斜面向上运动，其运动方程为2 54SI S t t =+-（） ，则小球运动到最高点的时刻是： （ B ） A. 4s t = B. 2s t = C. 8s t = D. 5s t = 13. 一质点在平面上运动，已知其位置矢量的表达式为22 r at i bt j =+ （其中a 、b 为常量）则 该质点作：（ B ） 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 14. 某物体的运动规律为2d d v kv t t =-，式中的k 为大于0的常数。当0t =时，初速为0v ，则速 度v 与时间t 的关系是：（ C ） A. 0221v kt v += B. 022 1 v kt v +-= C. 021211v kt v += D. 0 21211v kt v +-= 15. 在相对地面静止的坐标系中，A 、B 二船都以2m/s 的速率匀速行驶，A 沿x 轴正方向，B 工科大学物理练习一（参考答案） 一、 选择题 1（C ），2（D ），3（C ），4（B ） 二、 填空题 1、v =39m/s ； 2、A ，2s ，23/3； 3、2y 2-16y +32-3x =0； 4、a t =-g/2，ρ=23v 2/3g ； 5、t =2（s ），S=2m ； 6、a n =80m/s 2，a t =2 m/s 2 三、 计算题 1、（1）-6m/s ，（2）、-16 m/s ，（3）、-26 m/s 2 2、 ??=+?=+?=+?===x v vdv dx x vdv dx x dx dv v x dx dv v xt dx dx dv dt dv a 00 222)63()63(63 v =[2(3x +2x 3)]1/2 3、k =4（s -3），v =4m/s ，a t = 8 m/s 2，a n =16 m/s 2，a =17.9 m/s 2 4、自然坐标系中 s =20t +5t 2, 由v =ds/d t =20+10t, 得 a t = d v /d t =10(m/s 2), a n =v 2/R=(20+10t )2 /R(m/s 2)； t =2s 时，a t = 10 m/s 2, a n =53.3 m/s 2 5、由质点的动能定理 2 1222 121d mv mv r F b a -=?? ，得 02 1 d 22 /-= ? mv x f A A ，Am k v 2= 6、由牛顿第二定律 ? ?+==-+-v v m t t v m F mg f 0 t 0 F -mg kv -d d , d d ， F mg F mg kv F mg F mg kv k m t t m -k --+-=--+--=e ,ln )e 1(t m k k F mg v ---= 7、(1)、 )(2 d A ,/)(2L a L-a L mg μx f -L mg x L μf - ==-=? 第三军医大学2011-2012学年二学期 课程考试试卷(C 卷) 课程名称：大学物理 考试时间：120分钟 年级：xxx 级 专业： xxx 题目部分，（卷面共有26题，100分，各大题标有题量和总分） 一、选择题（每题2分，共20分，共10小题） 1．下面哪一种说法是正确的 ( ) A 、 运动物体的加速度越大，速度越大 B 、 作直线运动的物体，加速度越来越小，速度也越来越小 C 、 切向加速度为正值时，质点运动加快 D 、 法向加速度越大，质点运动的法向速度变化越快 2．对功的概念有以下几种说法： （１）保守力作正功时，系统内相应的势能增加 （２）质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零 （３）作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以两者所作功的代数和必为零 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 3．在绕地球正常运转的人造卫星上，有一物体自行脱落，该物体将( ) A 、能击中地球 B 、能落下，但不一定击中 C 、 仍随卫星一起绕地球运动 D 、绕地球运动，但速度越来越慢 4．质量为的质点，其运动方程为t t x 45.42-=，式中x 以米、t 以秒计。在1s 末，该质点受力为多大( ) A 、 0 B 、 C 、 N D 、 5．可供选择的量纲如下：那么，动量矩的量纲为( ) A 、22T ML - B 、12T ML - C 、02T ML D 、1MLT - E 、32T ML - 6．如图所示，某种电荷分布产生均匀电场0E ，一面电荷密度为σ的薄板置于该电场中，且使电场0E 的方向垂直于薄板，设原有的电荷分布不因薄板的引入而收干扰，则薄板的左、右两侧的合电场为 （ ） A 、00,E E B 、0 0002,2εσεσ-+E E C 、002εσ-E , 002εσ+E D 、002εσ+E , 0 02εσ+E E 、E 0 ，0 02εσ+E 7．一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为，瞬时速率为，某一段时间内的平均 速度为，平均速率为，它们之间的关系必定有（ ） A 、, B 、， C 、, D 、, 8．一带电体可作为点电荷处理的条件是 ( ) A 、电荷必须呈球形分布 B 、带电体的线度很小 C 、带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计 D 、电量很小 9．一质量为M 、半径为r 的均匀圆环挂在一钉子上，以钉为轴在自身平面内作幅度很小的简谐振动。若测得其振动周期为2π/秒，则r 的值为( ) A 、 32g B 、 162g C 、 2 16g D 、 4g 大学物理工科教材习题(附答案) 时间 空间与运动学 1 下列哪一种说法是正确的（ ） （A ）运动物体加速度越大，速度越快 （B ）作直线运动的物体，加速度越来越小，速度也越来越小 （C ）切向加速度为正值时，质点运动加快 （D ）法向加速度越大，质点运动的法向速度变化越快 2 一质点在平面上运动，已知质点的位置矢量的表示式为j i r 22bt at +=（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 一个气球以1s m 5-?速度由地面上升，经过30s 后从气球上自行脱离一个重物，该物体从脱落到落回地面的所需时间为（ ）（A ）6s （B ）s 30 （C ）5. 5s （D ）8s 4 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上的船向岸边运动，设该人以匀速率0v 收绳，绳长不变，湖水静止，则小船的运动是（ ） （A ）匀加速运动 （B ）匀减速运动 （C ）变加速运动（D ）变减速运动 5 已知质点的运动方程 j i r 33)s m 4()3(t m -?+=，则质点在2s 末时的速度和加速度为 （ ） （A ）j a j i v )s m 48( , )s m 48()s m 3(211---?=?+?=（B ）j a j v )s m 48( , )s m 48(21--?=?= （C ）j a j i v )s m 32( , )s m 32()s m 3(211---?=?+?=（D ）j a j v )s m 32( , )s m 32(21--?=?= 6 一质点作竖直上抛运动，下列的t v -图中哪一幅基本上反映了该质点的速度变化情况（ ） 7 有四个质点A 、B 、C 、D 沿Ox 轴作互不相关的直线运动，在0=t 时，各质点都在00=x 处，下列各图分别表示四个质点的t v -图，试从图上判别，当s 2=t 时，离坐标原点最远处的质点（ ） 8 一质点在0=t 时刻从原点出发，以速度0v 沿Ox 轴运动，其加速度与速度的关系为2 kv a -=，k 为正常数，这质点的速度与所经历的路程的关系是（ ） （A ）kx e v v -=0 （B ）)21(200v x v v - =（C ）201x v v -= （D ）条件不足，无地确定 9 气球正在上升，气球下系有一重物，当气球上升到离地面100m 高处，系绳突然断裂，重物下落，这重物下落到地面的运动与另一个物体从100m 高处自由落到地面的运动相比，下列哪一个结论是正确的（ ） [习题解答] 1-3 如题1-3图所示，汽车从A地出发，向北行驶60km到达B地，然后向东行驶60km到达C地，最后向东北行驶50km到达D地。求汽车行驶的总路程和总位移。 解汽车行驶的总路程为 ； 汽车的总位移的大小为 ?r = 位移的方向沿东北方向，与 方向一致。 1-4 现有一矢量R是时间t的函数，问 与 在一般情况下是否相等？为什么？ 解 与 在一般情况下是不相等的。因为前者是对矢量R的绝对值(大小或长度)求导， 表示矢量R的大小随时间的变化率；而后者是对矢量R的大小和方向两者同时求导，再取绝对值，表示矢量R大小随时间的变化和矢量R方向随时间的变化两部分的绝对值。如果矢量R方向不变只是大小变化，那么这两个表示式是相等的。 1-5 一质点沿直线L运动，其位置与时间的关系为r = 6t 2 -2t 3 ，r和t的单位分别是m和s。求： (1)第二秒内的平均速度； (2)第三秒末和第四秒末的速度； (3)第三秒末和第四秒末的加速度。 解取直线L的正方向为x轴，以下所求得的速度和加速度，若为正值，表示该速度或加速度沿x轴的正方向，若为负值表示，该速度或加速度沿x轴的反方向。 (1)第二秒内的平均速度 m?s-1； (2)第三秒末的速度 因为，将t = 3 s 代入，就求得第三秒末的速度，为 v3 = - 18 m?s-1； 用同样的方法可以求得第四秒末的速度，为 v4 = - 48 m?s-1； (3)第三秒末的加速度 因为，将t = 3 s 代入，就求得第三秒末的加速度，为 a3 = - 24 m?s-2； 用同样的方法可以求得第四秒末的加速度，为 v4 = - 36 m?s-2 . 1-6 一质点作直线运动，速度和加速度的大小分别为和，试证明： (1) v d v = a d s； (2)当a为常量时，式v 2 = v02 + 2a (s-s0 )成立。 西安工业大学试题纸 1.若质点的运动方程为：()2r 52/2t t i t j =+-+（SI ），则质点的v ＝ 。 2. 一个轴光滑的定滑轮的转动惯量为2/2MR ，则要使其获得β的角加速度，需要施加的合外力矩的大小为 。 3.刚体的转动惯量取决于刚体的质量、质量的空间分布和 。 4.一物体沿x 轴运动，受到F =3t (N)的作用，则在前1秒内F 对物体的冲量是 （Ns ）。 5. 一个质点的动量增量与参照系 。（填“有关”、“无关”） 6. 由力对物体的做功定义可知道功是个过程量，试回答：在保守力场中，当始末位置确定以后，场力做功与路径 。（填“有关”、“无关”） 7.狭义相对论理论中有2个基本原理(假设)，一个是相对性原理，另一个是 原理。 8.在一个惯性系下，1、2分别代表一对因果事件的因事件和果事件，则在另一个惯性系下，1事件的发生 2事件的发生（填“早于”、“晚于”）。 9. 一个粒子的固有质量为m 0，当其相对于某惯性系以0.8c 运动时的质量m = ；其动能为 。 10. 波长为λ，周期为T 的一平面简谐波在介质中传播。有A 、B 两个介质质点相距为L ，则A 、B 两个质点的振动相位差=?φ____；振动在A 、B 之间传播所需的时间为_ 。 11. 已知平面简谐波方程为cos()y A Bt Cx =-，式中A 、B 、C 为正值恒量，则波的频率为 ；波长为 ；波沿x 轴的 向传播（填“正”、“负”）。 12.惠更斯原理和波动的叠加原理是研究波动学的基本原理，对于两列波动的干涉而言，产生稳定的干涉现象需要三个基本条件：相同或者相近的振动方向，稳定的位相差，以及 。 13. 已知一个简谐振动的振动方程为10.06cos(10/5)()X t SI π=+，现在另有一简谐振动，其振动方程为20.07cos(10)X t =+Φ，则Φ= 时，它们的合振动振幅最 大；Φ= 时，它们的合振动振幅最小。 14. 平衡态下温度为T 的1mol 单原子分子气体的内能为 。 15. 平衡态下理想气体(分子数密度为n ，分子质量为m ，分子速率为v )的统计压强P= ;从统计角度来看，对压强和温度这些状态量而言， 是理想气体分子热运动激烈程度的标志。 《大学物理（下）》期末考试（A 卷） 一、选择题(共27分) 1. (本题3分) 距一根载有电流为3×104 A 的电线1 m 处的磁感强度的大小为 (A) 3×10-5 T ． (B) 6×10-3 T ． (C) 1.9×10-2T ． (D) 0.6 T ． (已知真空的磁导率μ0 =4π×10-7 T ·m/A) ［ ］ 2. (本题3分) 一电子以速度v 垂直地进入磁感强度为B 的均匀磁场中，此电子在磁场中运动轨道所围的面积内的磁通量将 (A) 正比于B ，反比于v 2． (B) 反比于B ，正比于v 2． (C) 正比于B ，反比于v ． (D) 反比于B ，反比于v ． ［ ］ 3. (本题3分) 有一矩形线圈AOCD ，通以如图示方向的电流I ，将它置于均匀磁场B 中，B 的方向与x 轴正方向一致，线圈平面与x 轴之间的夹角为α，α < 90°．若AO 边在y 轴上，且线圈可绕y 轴自由转动，则线圈将 (A) 转动使α 角减小． (B) 转动使α角增大． (C) 不会发生转动． (D) 如何转动尚不能判定． ［ ］ 4. (本题3分) 如图所示，M 、N 为水平面内两根平行金属导轨，ab 与cd 为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线．外磁场垂直水平面向上．当外力使 ab 向右平移时，cd (A) 不动． (B) 转动． (C) 向左移动． (D) 向右移动．［ ］ 5. (本题3分) 如图，长度为l 的直导线ab 在均匀磁场B 中以速度v 移动，直导线ab 中的电动势为 (A) Bl v ． (B) Bl v sin α． (C) Bl v cos α． (D) 0． ［ ］ 6. (本题3分) 已知一螺绕环的自感系数为L ．若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管，则两个半环螺线管的自感系数 c a b d N M B 1某质点的运动学方程x=6+3t-5t 3 ，则该质点作 （ D ） （A ）匀加速直线运动，加速度为正值 （B ）匀加速直线运动，加速度为负值 （C ）变加速直线运动，加速度为正值 （D ）变加速直线运动，加速度为负值 2一作直线运动的物体，其速度x v 与时间t 的关系曲线如图示。设21t t →时间合力作功为 A 1，32t t →时间合力作功为A 2，43t t → 3 C ） （A ）01?A ，02?A ，03?A （B ）01?A ，02?A ， 03?A （C ）01=A ，02?A ，03?A （D ）01=A ，02?A ，03?A 3 关于静摩擦力作功，指出下述正确者（ C ） （A ）物体相互作用时，在任何情况下，每个静摩擦力都不作功。 （B ）受静摩擦力作用的物体必定静止。 （C ）彼此以静摩擦力作用的两个物体处于相对静止状态，所以两个静摩擦力作功之和等于 零。 4 质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，经过时间T 转动一圈，那么在2T 的时间，其平均 速度的大小和平均速率分别为（B ） （A ） ， （B ） 0， （C ）0， 0 （D ） T R π2， 0 5、质点在恒力F 作用下由静止开始作直线运动。已知在时间1t ?，速率由0增加到υ；在2t ?， 由υ增加到υ2。设该力在1t ?，冲量大小为1I ，所作的功为1A ；在2t ?，冲量大小为2I ， 所作的功为2A ，则（ D ） A ．2121;I I A A <= B. 2121;I I A A >= C. 2121;I I A A => D. 2121;I I A A =< 6如图示两个质量分别为B A m m 和的物体A 和B 一起在水平面上沿x 轴正向作匀减速直线 运动，加速度大小为a ，A 与B 间的最大静摩擦系数为μ，则A 作用于B 的静摩擦力F 的 大小和方向分别为（D ） 轴正向相反与、轴正向相同 与、轴正向相同 与、轴正向相反 与、x a m D x a m x g m x g m B B B B ,,C ,B ,A μμT R π2T R π2T R π2t 第 1 页 共 6页 吉林大学物理试题（2007~2008学年第二学期）（上册） 注意：第一大题和第二大题的答案填写在题后的表格内，否则按零分处理。 玻尔兹曼常数: 1231038.1--??=K J k 普适气体常数：1131.8--??=K mol J R 一、 单选题 1、汽车用不变力制动时，决定其停止下来所通过路程的量是 （A ） 速度 （B ）质量 (C) 动量 (D) 动能 2、一均质细棒绕过其一端和绕过其中心并与棒垂直的轴转动时，角加速度β相等， 则二种情况下棒所受的外力矩之比21:M M 是 （A ）1:1 （B ）2:1 （C ）4:1 （D ）1:4 3、在由两个质点组成的系统中，若此系统所受的外力的矢量和为零，则此系统 （A ）动量、机械能守恒，但角动量是否守恒不能确定 （B ）动量守恒，但机械能和角动量是否守恒不能确定 (C ) 动量和角动量守恒，但机械能是否守恒不能确定 (D) 动量、机械能守恒、角动量均守恒 4、已知一定量的某种理想气体，在温度为T 1与T 2时，分子最可几速率分别为1p υ和 2p υ，分子速率分布函数的最大值分别为)(1p f υ和)(2p f υ。若21T T >，则 （A ）21p p υυ>，)()(21p p f f υυ> (B) 21p p υυ>，)()(21p p f f υυ< （C ）21p p υυ<，)()(21p p f f υυ> （C ）21p p υυ<，)()(21p p f f υυ< 5、两容器内分别盛有氢气和氦气，若它们的温度和摩尔数分别相同，则 （A ）两种气体分子的平均平动动能相同 ( B) 两种气体分子的平均动能相同 （C ）两种气体分子的平均速率相同 （D ）两种气体的内能相同 6、有人设计一台卡诺热机（可逆的），每循环一次可以从400k 的高温热源吸热1800J ， 向300k 的低温热源放热800J 。同时对外作功1000J ，这样的设计是 (A) 可以的，符合热力学第一定律。 (B) 可以的，符合热力学第二定律。 (C) 不行的，卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量。 (D) 不行的，这个热机的效率超过理论值。 7、在下述四种力中，做功与路径有关的力是 (A) 万有引力 (B) 弹性力 (C) 静电场力 (D) 涡旋电场力 8、当一个带电导体达到静电平衡时，则 （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 ) 导体内部的电势比导体表面的电势高 (D) 导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零 9、位移电流的大小取决于 （A ） 电场强度的大小 （B ）电位移矢量的大小 （B ） 电通量的大小 （C ）电场随时间变化率的大小 10、一圆线圈的半径为R ，载有电流I ，置于均匀外磁场B 中。线圈的法线方向与B 的 方向相同。在不考虑载流线圈本身所激发的磁场的情况下，线圈导线上的张力是 （A ）BIR 2 (B) 0 (C ) BIR (D) BIR 2 1 [一题答案填写处] 请按题号将选项填入表格中 2008年下学期2007级《大学物理（下）》期末考试（A 卷） 一、选择题(共27分) 1. (本题3分) (2717) 距一根载有电流为3×104 A 的电线1 m 处的磁感强度的大小为 (A) 3×10-5 T ． (B) 6×10-3 T ． (C) 1.9×10-2T ． (D) 0.6 T ． (已知真空的磁导率μ0 =4π×10-7 T ·m/A) ［ ］ 2. (本题3分)(2391) 一电子以速度v 垂直地进入磁感强度为B 的均匀磁场中，此电子在磁场中运动轨道所围的面积内的磁通量将 (A) 正比于B ，反比于v 2． (B) 反比于B ，正比于v 2． (C) 正比于B ，反比于v ． (D) 反比于B ，反比于v ． ［ ］ 3. (本题3分)(2594) 有一矩形线圈AOCD ，通以如图示方向的电流I ，将它置于均匀磁场B 中，B 的方向与x 轴正方向一致，线圈平面与x 轴之间的夹角为α，α < 90°．若AO 边在y 轴上，且线圈可绕y 轴自由转动，则线圈将 (A) 转动使α 角减小． (B) 转动使α角增大． (C) 不会发生转动． (D) 如何转动尚不能判定． ［ ］ 4. (本题3分)(2314) 如图所示，M 、N 为水平面内两根平行金属导轨，ab 与cd 为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线．外磁场垂直水平面向上．当外力使 ab 向右平移时，cd (A) 不动． (B) 转动． (C) 向左移动． (D) 向右移动．［ ］ 5. (本题3分)(2125) 如图，长度为l 的直导线ab 在均匀磁场B 中以速度v 移动，直导线ab 中的电动势为 (A) Bl v ． (B) Bl v sin α． (C) Bl v cos α． (D) 0． ［ ］ 6. (本题3分)(2421) 已知一螺绕环的自感系数为L ．若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管，则两个半环螺线管的自感系数 c a b d N M B 时间 空间与运动学 1 下列哪一种说法是正确的（ ） （A ）运动物体加速度越大，速度越快 （B ）作直线运动的物体，加速度越来越小，速度也越来越小 （C ）切向加速度为正值时，质点运动加快 （D ）法向加速度越大，质点运动的法向速度变化越快 2 一质点在平面上运动，已知质点的位置矢量的表示式为 j i r 22bt at +=（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 一个气球以1 s m 5-?速度由地面上升，经过30s 后从气球上自行脱离一个重物，该物体从脱落到落回地面的所需时间为（ ）（A ）6s （B ）s 30 （C ）5. 5s （D ）8s 4 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上的船向岸边运动，设该人以匀速率0v 收绳，绳长不变，湖水静止，则小船的运动是（ ） （A ）匀加速运动 （B ）匀减速运动 （C ）变加速运动（D ）变减速运动 5 已知质点的运动方程j i r 3 3)s m 4()3(t m -?+=，则质点在2s 末时的速度和加速度为 （ ） （A ）j a j i v )s m 48( , )s m 48()s m 3(211---?=?+?=（B ）j a j v )s m 48( , )s m 48(21--?=?= （C ）j a j i v )s m 32( , )s m 32()s m 3(211---?=?+?=（D ）j a j v )s m 32( , )s m 32(21--?=?= 6 一质点作竖直上抛运动，下列的t v -图中哪一幅基本上反映了该质点的速度变化情况（ ） 7 有四个质点A 、B 、C 、D 沿Ox 轴作互不相关的直线运动，在0=t 时，各质点都在00=x 处，下列各图分别表示四个质点的t v -图，试从图上判别，当s 2=t 时，离坐标原点最远处的质点（ ） 8 一质点在0=t 时刻从原点出发，以速度0v 沿Ox 轴运动，其加速度与速度的关系为2 kv a -=，k 为正常数，这质点的 速度与所经历的路程的关系是（ ） （A ） kx e v v -=0 （B ） )21(2 0v x v v - =（C ）201x v v -= （D ）条件不足，无地确定 9 气球正在上升，气球下系有一重物，当气球上升到离地面100m 高处，系绳突然断裂，重物下落，这重物下落到地面的运动与另一个物体从100m 高处自由落到地面的运动相比，下列哪一个结论是正确的（ ） （A ）下落的时间相同 （B ）下落的路程相同（C ）下落的位移相同 （D ）落地时的速度相同 第三军医大学学年二学期 课程考试试卷答案(卷) 课程名称：大学物理 考试时间：分钟 年级：级 专业： 答案部分，（卷面共有题，分,各大题标有题量和总分） 一、选择题（每题分，共分，共小题） ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 二、填空题（每题分，共分，共小题） ．m k d 2 ．20kx ；2021 kx -；2021kx ．一个均匀带电的球壳产生的电场 ．θ cos mg ． ．θcot g ． ．2s rad 8.0-?=β 1s rad 8.0-?=ω 2s m 51.0-?='a ．GMR m ．v v v v ≠= , ．1P 和2P 两点的位置．．j i 22+- 三、计算题（每题分，共分，共小题） ． () m /s;kg 56.111.0?+-j i () N 31222j i +- . ． () , ; () 202202/])([mu mbu C C ++ ．()m/s 14 () ．解 设该圆柱面的横截面的半径为R ，借助于无限长均匀带电直线在距离处的场强公式，即r E 0π2ελ=，可推出带电圆柱面上宽度为θd d R l =的无限长均匀带电直线在圆柱轴线 上任意点产生的场强为 =E d r 0π2ελ-0R 000π2d cos R R R εθθσ- θθθεθσ)d sin (cos π2cos 0 0j i +-. 式中用到宽度为的无限长均匀带电直线的电荷线密度θθσσλd cos d 0R l ==，0R 为从原 点O 点到无限长带电直线垂直距离方向上的单位矢量，i ，j 为X ,Y 方向的单位矢量。 因此，圆柱轴线上的总场强为柱面上所有带电直线产生E d 的矢量和，即 ??+-==Q j i E E πθθθεθσ2000)d sin (cos π2cos d i 002εσ- 方向沿X 轴负方向 ．解 设邮件在隧道点，如图所示，其在距离地心为处所受到的万有引力为 23π34r m r G f ??-=ρ r m G )π34 (ρ-= 式中的负号表示f 与r 的方向相反，为邮件的质量。根据牛顿运动定律，得 22d )π34(dt r m r m G =-ρ 即大学物理第一章质点运动学习题解(详细、完整)
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