1. A particle moves along the x axis. Its position as a function of time is given by x=6.0t+8.5t 2, where t is in seconds and x is in meters. What is the acceleration as a function of time? Solution:
We find the velocity and acceleration by differentiating x = (6.0 m/s)t + (8.5 m/s 2)t 2:
v = d x /d t = (6.0 m/s) + (17 m/s 2)t ;
a = d v /d t = 17 m/s 2.
2. What is the centripetal acceleration of a child
3.6m from the center of a merry-go-round?The child ’s speed is 0.85m/s.
Solution: The centripetal acceleration i s
a R = v 2/r = (0.85 m/s)2/(3.6 m) = 0.20 m/s 2 ,direction: toward the center.
3. Huck Finn walks at a speed of 1.0m/s across his raft(that is,he walks perpendicular to the raft ’s motion relative to the shore).The raft is traveling down the Mississipppi River at a speed of 2.5m/s relative to the river bank.What is the velocity(speed and direction)of Hack relative to the river bank? Solution:
If v HR is the velocity of Huck with respect to the raft, v HB the velocity of Huck with respect to the bank, and v RB the velocity of the raft with respect to the bank, then v HB = v HR + v RB , as shown in the diagram.
From the diagram we get v HB = (v HR 2 + v RB 2)1/2 = [(1.0 m/s)2 + (2.5 m/s)2]1/2 = 2.7 m/s .
We find the angle from
tan θ = v HR /v RB = (1.0 m/s)/(2.5 m/s) = 0.40, which gives θ = 22° from the river bank .
4. A 75-m-long train accelerates uniformly from rest.If the front of the train passes a railway
worker 140m down the track at a speed of 25m/s,what will be the speed of the last car as it passes the worker?
Solution: We use a coordinate system with the origin at the
initial position of the front of the train. We can find the acceleration of the train from the motion up to the point where the front of the train passes the worker: v 12 = v 02 + 2a (D – 0);
(25 m/s)2 = 0 + 2a (140 m – 0),
which gives a = 2.23 m/s 2.
Now we consider the motion of the last car, which starts at – L , to the point where it passes the worker: v 22 = v 02 + 2a [D – (– L )]
= 0 + 2(2.23 m/s 2)(140 m + 75 m), which gives v 2 = 31 m/s .
5．what is the maximum speed with which a 1200-kg car can round a turn of radius 80.0m on a flat road if the coefficient of friction between tires and road is 0.55?Is this result independent of the
RB
H R
a
v = 0
mass of the car?
Solution: If the car does not skid, the friction is static, with F fr ≤ μs F N .
This friction force provides the centripetal acceleration. We take a coordinate system with the x -axis in the direction of the centripetal acceleration.
We write ∑F = m a from the force diagram for the auto: x -component: F fr = ma R = mv 2/R ;
y -component: F N – mg = 0.
The speed is maximum when F fr = F fr,max = μs F N .
When we combine the equations, the mass cancels, and we get μs g = v max
2/R ;
(0.55)(9.80 m/s 2) = v max 2/(80.0 m), which gives v max = 21 m/s .
The mass canceled, so the result is independent of the mass .
6. A thin rod of length l carries a total charge Q distributed uniformly along its length.Determine the electric field along the axis of the rod starting at one end-that is,find E(x) for 0x ≥.
Solution: We choose a differential element of the rod d x ' a distance x ' from the origin of the coordinate system, as shown in the diagram. the limits for x ' are
0 to l . The charge of the element is d q = (Q /l ) d x '. We find the electric field by integrating along the rod:
''2'2'0000000
01
111()4()4()4()44()|l l
l dq Q dx Q Q Q
E i i i i i x x l x x l x x l x l x x x l πεπεπεπεπε--====-=+++++??
7. The resistance of a packing material to a sharp object penetrating it is a force proportional to the fourth power of the penetration depth,x:F=kx 4i.Calculate the work done to force the sharp object a distanced.
Solution: The resisting force opposes the penetration. If we assume no acceleration, the applied force
must be equal to this in the direction of the penetration. For a variable force, we find the work by integration:
W =F ·d
s =
kx 4d x 0
d =kx
55
d =
kd 5
5
. 8. A ball of mass 0.540kg moving east (+x direction) with a speed of 3.9m/s collides head-on with a
0.320-kg ball at rest.If the collision is perfectly elastic,what be the speed and direction of each ball after the collision? Solution:
For the elastic collision of the two balls, we use momentum conservation for this one-dimensional
motion: m 1v 1 + m 2v 2 = m 1v 1' + m 2v 2';
(0.540 kg)(3.90 m/s) + (0.320 kg)(0) = (0.540 kg)v 1' + (0.320 kg)v 2'.
Because the collision is elastic, the relative speed does not change:
y
v 1 – v 2 = – (v 1' – v 2'), or 3.90 m/s – 0 = v 2' – v 1'. Combining these two equations, we get
v 1' = 0.998 m/s , and v 2' = 4.89 m/s .
9. Derive the formula for the moment of inertia of a uniform thin rod of length l about an axis through
its center,perpendicular to the rod. Solution:
We select a differential element of the rod of length d x a distance x from the center of the rod. The element is equivalent to a point mass with a mass of d m = (M /l) d x . We integrate from x = – l/2 to x = l/2 to find the moment of inertia of the rod:
/2
2
2
2
3/23/2/2
2|()33212l l l l M
M M l Ml I x dm x dx x l
l l --==
===?? 10. what is the magnitude of the electric force of attraction between an iron nucleus(q=+26e) and its
innermost electron if the distance between them is 12
1.510
m -??
Solution:
The magnitude of the Coulomb force is
F = kQ 1Q 2/r 2
=(9
2
2
9.010/N m C ??)(26)( 19
1.610
C -?)( 191.610C -?)/(1.5 ? 10–12m)2= 2.7 ? 10–3 N .
11. The total electric flux from a cubical box 28.0 cm on a side is 3
2
1.4510/N m C ??.What charge is enclosed by the box?
Solution: The total flux is depends only on the enclosed charge:
Q
εΦ=
or 12223280(8.8510/)(1.4510/) 1.281012.8Q C N m N m C C nC ε--=Φ=????=?= 12. A boat can travel 2.20m/s in still water.(a)If the boat point its prow directly across a stream whose current is 1.2m/s,what is the velocity(magnitude and direction) of the boat relative to the shore?(b)What will be the position of the boat,relative to its point of origin,after 3.00s? Solution:
(a ) If v BS is the velocity of the boat with respect to the shore,
v BW the velocity of the boat with respect to the water, and v WS the velocity of the water with respect to the shore, then v BS = v BW + v WS , as shown in the diagram.
From the diagram we get
v BS = (v BW 2 + v WS 2)1/2 = [(2.20 m/s)2 + (1.20 m/s)2]1/2 = 2.51 m/s. We find the angle from
tan θ = v BW /v WS = (2.20 m/s)/(1.20 m/s) = 1.83, which gives
W S
v BW
θ = 61.4° from the shore.
(b ) Because the boat will move with constant velocity, the displacement will be
d = v BS t = (2.51 m/s)(3.00 s) = 7.52 m at 61.4° to th
e shore.
13. A charge Q creates an electric potential of +125V at a distance of 15cm.What is Q?
Solution:
We find the charge from V = Q /4π?0r ;
125 V = (9.0 ? 109 N · m 2/C 2)Q /(15 ? 10–2 m), which gives Q = 2.1 ? 10–9 C = 2.1 nC.
14. (a)What is the force per meter of length on a straight wire carring a 7.40A - current when perpendicular to a 0.90T -uniform magnetic field?(b)What if the angle between the wire and field is 45.0?
Solution: a ) The maximum force will be produced when the wire and the magnetic field are
perpendicular, so we have F max = ILB , or F max /L = IB = (7.40 A)(0.90 T) = 6.7 N/m . (b ) We find the force per unit length from
F /L = IB sin 45.0° = (F max /L ) sin 45.0° = (6.7 N/m) sin 45.0° = 4.7 N/m .
15. An electron experiences the greatest force as it travels 6
2.910/m s ? in a magnetic field when it is moving northward.The force is upward and of magnitude 13
7.210N -?.What is the
magnitude and direction of the magnetic field? Solution:
The greatest force will be produced when the velocity and the magnetic field are perpendicular. We point our thumb down (a negative charge!), and our fingers north. We must curl our fingers to the east, which will be the direction of the magnetic field. We find the magnitude from F = qvB ;
7.2 ? 10–13 N = (1.60 ? 10–19 C)(2.9 ? 106 m/s)B , which gives B = 1.6 T east .
16. Two different dielectrics each fill half the space between the plates of a parallel-plate capacitor.Determine a formula for the capacitance in terms of 1K ,2K ,the area A of the plates,and the separation d. Solution:
The potential difference must be the same on each half of the capacitor, so we can treat the system as two capacitors in parallel: C = C 1 + C 2 = [K 1?0(1/2A )/d ] + [K 2?0(1/2A )/d ] = (?01/2A /d )(K 1 + K 2) = 1/2(K 1 + K 2)(?0A /d )
= ?0A (K 1 + K 2)/2d
.
17. Let two long parallel wires,a distance d apart,carry equal currents I in the same direction.One wire
is at x=0,the other at x=d.Determine B between the wires as a function of x.
Solution:
Because the currents are in the same direction, between the wires the fields will be in opposite directions. For the net field we have B = B 1 – B 2 = [(μ0/4π)2I 1/x ]j – [(μ0/4π)2I 2/(d – x )]j = (μ0/4π)2I {[(d – x ) – x ]/x (d – x )}j
= [(μ0/4π)2I (d – 2x )/x (d – x )]j .
18. A 32-cm-long solenoid,1.8cm in diameter,is to produce a 0.30T - magnetic field at its center.If the maximum current is 5.7A ,how many turns must the solenoid have? Solution: We find the number of turns in the solenoid from B = μ0nI = μ0NI /L ;
0.30 T = (4π ? 10–7 T · m/A)[N /(0.32 m)](5.7 A), which gives N =1.3 ? 104 turns .
19. A spherical cavity of radius 4.50 cm is at the center of a metal sphere of radius 18.0 cm.A point charge 5.50Q C μ= rests at the very center of the cavity,whereas the metal conductor carries no net charge.Determine the electric field at a point(a)3.0 cm from the center of the cavity and (b)6.0 cm from the center of the cavity.
Solution: From the symmetry of the charge distribution, we know that
the electric field must be radial, with a magnitude independent of the direction.
(a ) For a spherical Gaussian surface within the spherical
cavity, we have
2
04enclosed
Q Q
E dA E r πεε?=?=
=?,so we have
692
2
2
0(5.5010)(9.010/)4(0.030)Q
C N m C E r m πε-???==
75.510/N C =?(away from the center)
(b ) The point 6.0 cm from the center is inside the conductor,
thus the electric field is 0.
Note that there must be a negative charge of – 5.50 μC on the surface of the cavity and a positive
charge of + 5.50 μC on the outer surface of the sphere.
20. How strong is the electricfield between the plates of a 0.80F μair-gap capacitor if they are
2.0mm apart and each has a charge of 72 C μ? Solution: We find the potential difference across the plates from
x
Q = CV ;
72 μC = (0.80 μF)V , which gives V = 90 V . We find the uniform electric field between the plates from
E = V /d = (90 V)/(2.0 ? 10–3 m) = 4.5 ? 104 V/m .
21. Try to find out I of a uniform thin rod of mass m , length L about C （central ）？
dx dm λ=, dm x dI 2= dx x λ2=
?-=22
2L L c dx x I λ 3121L λ=
212
1
mL =
22. Protons move in a circle of radius 5.10cm in a 0.725-T magnetic field.What value of electric field
could make their paths straight?In what direction must the electric field point? Solution: For the circular motion, the magnetic force provides the radial acceleration: qvB = mv 2/r , or v = qBr /m .
To make the path straight, the forces from the electric field and the magnetic field balance:
qE = qvB = q (qBr /m )B , or E = qB 2r /m = (1.60 ? 10–19 C)(0.725 T)2(0.0510 m)/(1.67 ? 10–27 kg)
= 2.57 ? 106 V/m perpendicular to B .
23.infinte line wire (E and B)
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 ）
标准答案及评分标准 一．Choice(20分，每题4分) 1. a 2. b 3. c 4. d 5. a 二．Blanks （20分） 6. 0.5 （1分） 3 (1分) 1/2 (1分) π/6（2分） 3π or 9.42 (3pts) 7. 1.26 （3分） 8. 2.26°(3分) 9. 3.56×10-28 (3分) 10. 1.14eV (3分) 三．Questions(10分) 11. (5pts) The relativity principle: The laws of physics must be the same in all inertial reference frames. 一切物理规律在惯性系中相同。(2分) The constancy of the speed of light: The speed of light in vacuum has the same value c in all inertial frames, regardless of the velocity of the observer or the velocity of the source emitting the light. 真空中的光速在任何惯性系中都是c ，与光源或观察者的运动无关。（3分） 12. (5pts) The maximum kinetic energy of photoelectrons is independent of light intensity. (2分) No electrons are emitted if the incident light frequency falls below some cutoff frequency fc , whose value is characteristic of the material being illuminated, regardless of the light intensity.（3分） 四. Problems （50分） 13(10pts) (1) The average transitional kinetic energy 21101.623-?== kT K t J ………………… 3pts (2) the rms speed s m M RT v rms /4803≈= ………………… 3pts (3) the internal energy RT i E 2 = ………………… 1pts For O 2, i = 5, ………………… 1pts the internal energy 60912≈= RT i E J ………………… 2pts 14(10pts) (1) 1→2: Isothermal expansion )/ln( 12V V nRT Q H H = ………………… 2pts 3→4: Isothermal compression )/ln( 34V V nRT Q L L = ………………… 2pts (2) 2→3: Adiabatic expansion 1312 --=γγV T V T L H ………………… 1pts
大学物理1期末考试复习原题 力学 8. A 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′＝____________________． 9. 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＝_____________________． 12. 一光滑的内表面半径为10 cm的半球形碗，以匀角速度ω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
(C) 17 rad/s (D) 18 rad/s．［］ 13. 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°．[ ] 15. m m 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．（）
16. 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．每一哑铃的质量为5 kg可视为质点．哑铃被拉回后，人体的角速度ω ＝ __________________________．
一、Choice (4pts*5) 1. Free expansion . A adiabatic container has two parts connected by a valve (阀门). The volume of the two parts is the same ( Fig.1 ). The left part is filled with ideal gas (diatomic molecule 双原子分子) with temperature T . When the valve is opened, the gas will expand freely to fill both parts. After the system reach thermal equilibrium, the temperature of the gas is () (a) T (b) 2/T (c) 3/22/T (d) T 2 2 A red star and a blue star, which has higher surface temperature? (a) The red star (b) The blue star (c) They have the same surface temperature (d) Unable to determine 3. A particle’s location is measured and specified as being exactly at x = 0, with zero uncertainty in the x direction. How does that location affect the uncertainty of its momentun component in the y direction? (a) It does not affect it. (b) It makes it infinite. (c) It makes it zero. 4. Unpolarized light passes through two polarizers whose optical axes are in the same direction. The intensity of the emerging light is I 0. If a third polarizer is placed between the polarizers so that its axis is at an angle θ with the other two, the intensity of the emerging light is (a) zero (b) I 0 (c) I 0 cos 2θ (d) I 0 cos 4θ 5. The following functions may represent the wave motion f (x ,t ) in a one-dimensional elastic medium in terms of position x , time t , and positive constants A , a , and b . Which function represents a traveling wave moving in the negative x-direction? (a) ()()bt ax A t x f +=sin , (b) ()()bt ax A t x f -=sin , (c) ()bt ax A t x f cos cos ,= (d) ()bt ax A t x f sin sin ,= Fig.1
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 Review of this term 1. Intro, Measurement, Estimating 1.Units, Standards. 2.Order of magnitude, rapid estimation, Scientific notation. 3.Converting units 1.Reference frames. 2.Displacement, velocity, acceleration. 3.Motion in 1 and 2 dimensions. 4.Vector (i, j, k form). 5.Projectile motion 6.Circular motion 7.Relative motion [] j v i v j t y i t x dt d dt r d v y x r r r r r r +=+== )()(Instantaneous velocity (瞬时速度) : Instantaneous Acceleration: 22d d d d t r t v a r r r ==j a i a a y x r r r +=??? ????====2222 d d d d d d d d t y t v a t x t v a y y x x [] j v i v j t y i t x dt d dt r d v y x r r r r r r +=+== )()(Instantaneous velocity (瞬时速度) : Instantaneous Acceleration: 22d d d d t r t v a r r r ==j a i a a y x r r r +=??? ????====2222 d d d d d d d d t y t v a t x t v a y y x x 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： Chapter 1 Particle Kinematics I) Choose one correct answer among following choices 1. An object is moving along the x-axis with position as a function of time given by x=x(t). Point O is at x=0. The object is definitely moving toward O when 2. An object starts from rest at x=0 when t=0. The object moves in the x direction with positive velocity after t=0. The instantaneous velocity and average velocity are related by A. v v B. v v C. v v dx x can be larger than, smaller than, or equal to 3. An object is moving in the x direction with velocity A. Negative. B. Zero. C. Positive. D. Not determined from the information given. 4. An object is moving on the xy-plane with position as a function of time given by r = 2 2 a t i + b t j (a and b are constant). Which is correct? A. The object is moving along a straight line with constant speed. B. The object is moving along a straight line with variable speed. C. The object is moving along a curved path with constant speed. D. The object is moving along a curved path with variable speed. 5. An object is thrown into the air with an initial velocity v 0 (4.9i 9.8 j)m/s. Ignore the air resistance (空气阻力 ). At the highest point the magnitude of the velocity is ( ) (A) 0 (B) 4.9m/s (C) 9.8m/s (D) (4.9)2 (9.8) 2 m/s 6. Two bodies are falling with negligible air resistance, side by side, above a horizontal plane. If one of the bodies is given an additional horizontal acceleration during its descent, it A. dx 0 dt B. dx 0 dt C. d(x 2) dt D. d(x 2) dt D. v x (t), and x is nonzero x dt constant. With v x 0 when t=0, then for t>0 the quantity v x dv x v x dt is 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 大物期末复习题(I1) 一、单项选择题 1、质量为0.5 =的质点，在oxy坐标平面内运动，其运动方程为 m kg 2 ==，从t=2s到t=4s这段时间内，外力对质点做的功为（） x t y t 5,0.5 A、 1.5J B、 3J C、 4.5J D、 -1.5J 2、对功的概念有以下几种说法： ①作用力与反作用力大小相等、方向相反，所以两者所作功的代数和必 为零。 ②保守力作正功时，系统内相应的势能增加。 ③质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零。 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、如图3所示1/4圆弧轨道（质量为M）与水平面光滑接触，一物体（质量为m）自轨道顶端滑下，M与m间有摩擦，则 A、M与m 组成系统的总动量及水平方向动量都守恒，M、m与地组成的系统机械能守恒。 B、M与m 组成系统的总动量及水平方向动量都守恒，M、m与地组成的系统机械能不守恒。 C、M与m 组成的系统动量不守恒，水平方向动量不守恒，M、m与地组成的系统机械能守恒。 D、M与m 组成的系统动量不守恒，水平方向动量守恒，M、m与地组成的系统机械能不守恒。 4、一个圆形线环，它的一半放在一分布在方形区域的匀强磁场中，另一半 位于磁场之外，如图所示。磁场的方向垂直指向纸内。预使圆环中产生逆时针方向的感应电流，应使（） A 、线环向右平移 B 、线环向上平移 C 、线环向左平移 D 、磁场强度 减弱 5、若尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中穿过相同变化率的磁通量，则在两环中( ) (A) 感应电动势相同，感应电流不同. (B) 感应电动势不同，感应电流也不同. (C) 感应电动势不同，感应电流相同. (D) 感应电动势相同，感应电流也相同. 6、线圈与一通有恒定电流的直导线在同一平面内，下列说法正确的是 A 、当线圈远离导线运动时，线圈中有感应电动势 B 、当线圈上下平行运动时，线圈中有感应电流 C 、直导线中电流强度越大，线圈中的感应电流也越大 D 、以上说法都不对 7. 真空带电导体球面与一均匀带电介质球体，它们的半径和所带的电量都相等，设带电球面的静电能为W1，球体的静电能为W2，则（ ） A 、W1>W 2； B 、W 1 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?；。 Problem 1. Answers: 1. 216v i j =+ ; 8a j = ; 7.13?.(cos a v av θ?= ) 2. 1/3(3/)f t v k = 3. a-e, b-d, c-f. 4. [d]: 222x y L +=, 0dx dy x y dt dt += dx v dt =, B dy v dt =, 0B xv yv +=, cot B x v v v y θ== 5. (a)32(102)3 t r i t t j =+- , (Answer) (b) 912r i j =+ , (3)(0)343 avg r r v i j -= =+ , (Answer) (3)(0)343 avg v v a i j -==- (Answer) (c) 92v i j =- 2tan 9 y x v v θ==-, 12.5θ=- (Answer) 6. Solution: From the definition of acceleration for a straight line motion dv a dt =, and the given condition a =- dv dt -= . Apply chain rule to d v /d t , the equation can be rewritten as d v d x d v v d x d t d x -= = Separating the variables gives v k d x =- Take definite integration for both sides of the equation with initial conditions, we have x v d v k d x =-? ?, or 3/2 023x v k = (Answer) 大学物理考试常见习题 (精简) https://www.doczj.com/doc/cb8385120.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 。 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． 1 -13 质点沿直线运动,加速度a ＝4 -t 2 ,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． 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． 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 t a -== d d (1) 用分离变量法把式(1)改写为 t B A d d =-v v (2) 将式(2)两边积分并考虑初始条件,有 ?? =-t t B A 0d d d 0 v 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 B A t y --== v 并考虑初始条件有 t e B A 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 -22 一质点沿半径为R 的圆周按规律202 1 bt 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？ 解 (1) 质点作圆周运动的速率为 bt t s -== 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 , R bt R a n 2 02)(-==v v 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 2009─2010年 第 二 学期 《 大学物理》双语补考试卷 注意：1、本试卷共 6 页； 2、考试时间: 120 分钟 3、姓名、学号必须写在指定地方 4、可以携带计算器 Ⅰ. Filling the Blanks (每小题 2 分，共 20 分) 1．一空气平行板容器，两板相距为d ，与一电池连接时两板之间相互 作用力的大小为F ，在与电池保持连接的情况下，将两板距离拉开到4d ，则两板之间的相互作用力的大小是 2. There is a point charge of electric quantity 3Q at the center of a cube, the electric flux through one surface of cube is 3．如图1所示，真空中有两个点电荷，带电量分别为2Q 和-Q ，相距2R 。若以负电荷所在处O 点为中心, 以R 为半径作高斯球面S ，则高斯面上a 、b 两点的电场强度大小分别为 、________________ 4. As shown in the figure 2, in the vacuum let the metal sphere with radius R be grounded, place a point charge Q with a distance r (r>R) away from the center O of the sphere, the total induced charge on the surface of the metal sphere is a Figure 1大学物理双语教学Review of the term
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