大学物理期末复习资料doc文档格式.docx
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%1质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零。
%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。
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。
2.2填空题
⑴某质点在力F=(4+5x)1(SI)的作用下沿x轴作直线运动。
在从x=0移动到x=10m的
过程中,力户所做功为。
290J
(2)质量为m的物体在水平面上作直.线运动,当速度为v时仅在摩擦力作用下开始作匀减速运动,经过距离s后速度减为零。
则物体加速度的大小为,物体与水平面间的摩擦系数为o
V2V2
—;
—]
2s2gs
⑶在光滑的水平面内有两个物体A和B,已知mA=2mB0(a)物体A以一定的动能Ek与静止的物体B发生完全弹性碰撞,则碰撞后两物体的总动能为;
(b)物体A以一定的动能坯与静止的物体B发生完全非弹性碰撞,则碰撞后两物体的总动能
为0
2
Ef,-Ek
J,
3.1选择题
(1)有一半径为R的水平圆转台,可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动,转动惯量为J,开始时转台以匀角速度3。
转动,此时有一质量为m的人站在转台中心,随后人沿半径向外跑去,当人到达转台边缘时,转台的角速度为
(DW
(A)]
⑵如题3.1
(2)图所示,一光滑的内表而半径为10cm的半球形碗,以匀角速度3绕其对称轴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4cm,(A)13rad/s
(C)10rad/s
(A)]
(3)如3.1(3)图所示,有一小块物体,置于光滑的水平桌面上,有一绳其一端连结此物体,;
另一端穿过桌而的小孔,该物体原以角速度co在距孔为R的圆周上转动,今将绳从小孔缓慢往下拉,则物体
(A)动能不变,动量改变。
(B)动量不变,动能改变。
(C)角动量不变,动量不变。
(D)角动量改变,动量改变。
(E)
角动量不变,动能、动量都改变。
(E)]
3.2填空题
⑴半径为30cm的飞轮,从静止开始以0.5rads2的匀角加速转动,则飞轮边缘上一点在飞轮转过240°
时的切向加速度aT=,法向加速度
0.15;
1.256
⑵如题3.2
(2)图所示,一匀质木球固结在一细棒下端,且可绕水平光滑固定轴0转动,今有一子弹沿着与水平面成一角度的方向击中木球而嵌于其中,则在此击中过程中,木球、子弹、细棒系统的守恒,原因是c
木球被击中后棒和球升高的过程中,对木球、了弹、细棒、地球系统的机械能守恒。
题3.2
(2)图
对。
轴的角动量守恒,因为在子弹击中木球过程中系统所受外力对。
轴的合外力矩为零,机械能守恒]
⑶两个质量分布均匀的圆盘A和B的密度分别为Pa和Pb(Pa>Pb)>且两圆盘的总质量和厚度均相同。
设两圆盘对通过盘心旦垂直于盘面的轴的转动惯量分别为Ja和侦则有Ja<Jro(填>、<或=)
<
4.1选择
(1)在一惯性系中观测,两个事件同时不同地,则在其他惯性系中观测,他们[]。
(A)一定同时(B)可能同时
(C)不可能同时,但可能同地(D)不可能同时,也不可能同地
D]
(2)在-•惯性系中观测,两个事件同地不同时,贝U在其他惯性系中观测,他们[]。
(A)一定同地(B)可能同地
(C)不可能同地,但可能同时(D)不可能同地,也不可能同时
(B)v-Ar
D]
A]
4.2填空题
(1)有一速度为〃的宇宙飞船沿X轴正方向飞行,&
船头尾各有一•个脉冲光源在工作,处于船尾的观察者测得船头光源发出的光脉冲的传播速度大小为;
处于船头的观察者测得船尾光源发出的光脉冲的传播速度大小为0
c,c;
]
(2)S'
系相对S系沿x轴匀速运动的速度为0.8c,在S'
中观测,两个事件的时间间隔
A/=5xl075,空间间隔是Ax'
=-120/72,则在S系中测得的两事件的空间间隔Ax=,时间间隔&
=。
0,3x10~75]
VV
(3)用v表示物体的速度,则当一=时,m=2m0:
一=时,Ek=Eg
5.1选择题
TT
⑴一物体作简谐振动,振动方程为x=Acos(仞+3),则该物体在1=0时
亥U的动能与t=T/S(T为振动周期)时刻的动能之比为:
(A)l:
4(B)1:
2(C)1:
1(D)2:
1
[答案:
D]
(2)弹簧振了在光滑水平面上作简谐振动时,弹性力在半个周期内所作的功为
(A)kA2(B)kA2/2
(C)kA2//4(D)0
(3)谐振动过程中,动能和势能相等的位置的位移等于
(A)土?
。
土华
⑻土?
、V2A
(D)±
—-
5.2填罕题
⑴一质点在X轴上作筒谐振动,振幅A=4cm,周期T=2s,其平衡位置取作坐标
原点。
若t=0时质点第一次通过X=—2cm处fl向X轴负方向运动,则质点第二次通过x=—2cm处的时刻为So
2[答案:
-s]
3
⑵一水平弹簧简谐振了的振动曲线如题5.2
(2)图所示。
振子在位移为零,速度为一coA、加速度为零和弹性力为零的状态,对应于曲线上的点。
振子处
在位移的绝对值为A、速度为零、加速度为一g?
a和弹性力为一KA的状态,则对应曲线上的点。
⑶一质点沿x轴作简谐振动,振动范围的中心点为x轴的原点,已知周期为T,振幅为Ao
(a)若t=0时质点过x=0处且朝x轴正方向运动,则振动方程为
(b)若t=0时质点过x=A/2处且朝x轴负方向运动,则振动方程为
x=Acos(2tz7/T-勿/2);
x=人cos(2tz7/T+“/3)]
6.1选择题
(1)一平而简谐波在弹性媒质中传播,在媒质质元从平衡位置运动到最大位移处的过程中:
(A)它的动能转化为势能.
(B)它的势能转化为动能.
(C)它从相邻的一段质元获得能量其能量逐渐增大.
(D)它把自己的能量传给相邻的一段质元,其能M逐渐减小.
⑵某时刻驻波波形曲线如图所示,则a,b两点位相差是
(a)r
(C)5n/4
A]
(3)设声波在媒质中的传播速度为u,声源的频率为Vs.若声源S不动,而接收器R相对于媒质以速度Vb沿着S、R连线向着声源S运动,则位于S、R连线中点的质点P的振动频率为
u+VR
(A)*(B)——七
u
'
、以,、以
CvvD*
u+VBsu-VBs
6.2填空题
(1)频率为100Hz,传播速度为300m/s的平面筒谐波,波线上两点振动的相位
差为兀/3,则此两点相距—mo
0.5m
⑵一横波的波动方程是y=0.02sin2^(100r-0.4%)(SZ),则振幅是—,波长是—,频率是—,波的传播速度是—。
0.02m;
2.5m;
100Hz;
250m/s]
x
⑶设入射波的表达式为Vi=Acos[2勿(vr+—)+勿],波在x=0处反射,反射
点为一固定端,则反射波的表达式为,驻波的表达式为
,入射波和反射波合成的驻波的波腹所在处的坐标为
兜=Acos2^(i4-—);
/t
XTTIT
2Acos(2〃二+-)cos(2m+-)人22
x=(2Sl).]
7.1选择题
(1)容器中贮有一定量的理想气体,气体分子的质量为m,当温度为T时,根据理想气体的分子模型和统计假设,分子速度在x方向的分量平方的平均值是:
—1f3kT
(A)^=~J——
3vm
―—3kT
(C)D;
=•
m
Do6>
2=片+伏+疽,伏=K=D?
=一芒,U人)£
人)£
3
(2)一瓶狙气和一瓶觥气的密度相同,分子平均平动动能相同,而且都处于平衡状态,则它们口
(A)温度相同、压强相同.
(B)温度、压强都不相同.
(C)温度相同,但宾气的压强大于氮气的压强.
(D)温度相同,但新气的压强小于貌气的压强.
Co由w=—kT,出瓜=也皿,得T&
=Tm;
由P='
,㈣=Q氮'
TQ■知而Mmo顷VMfno顷,故P敏〉P氮。
K1
(3)在标准状态下,氧气和氮气体积比为*/峋=1/2,都视为刚性分子理想气体,则其内能之比E1/E2为:
口
(A)3/10.(B)1/2.(C)5/6.(D)5/3.
C。
由E=-^—-RT=-pV,得A=A£
K=1.K=1o]
M顽22,E2i2pV2i2V26
.2填空题
(1)某容器内分子数密度1026m'
3,每个分子的质量为3xl0'
27kg,设其中1/6分子数以速率u=200m/s垂直地向容器的一壁运动,而其余5/6分了或者离开此壁、或者平行此壁方向运动,且分子与容器壁的碰撞为完全弹性的.则每个分子作用于器壁的冲量△「=
;
每秒碰在器壁单位面积上的分子数:
作用在器壁上
p=/?
oAP=4xlO3Pa
|1方
或p=—nmv=—xlO26x3xl0~27x2002=4xio3Pa.]
33
(2)有一瓶质量为m的氢气,温度为r,视为刚性分子理想气体,则氢分子的平均平动动能为,纨分子的平均动能为,该瓶氢气的内能为
w=-kT,s=-kT^-kT,E=-^—-RT=--^—RT]
222Mnwl22Mnu)l
(3)容积为3.0xl02m3的容器内贮有某种理想气体20g,设气体的压强为0.5atm.则气体分子的最概然速率,平均速率和方均根速率.
由理想气体状态方程叱=堂
MMmfll
后=1.73=1.73」此=4.77X102m/s]
VM顽\M
8.1选择题
(1)关于可逆过程和不可逆过程有以下几种说法:
%1可逆过程一定是准静态过程.
%1准静态过程一定是可逆过程.不一定
%1不可逆过程发生后一定找不到另一过程使系统和外界同时复原.
%1非静态过程一定是不可逆过程.
以上说法,正确的是:
口
(A)①、②、③、④.(B)①、②、③.
(C)②、③、④.(D)①、③、④.
D.准静态过程不一•定是可逆过程.因准静态过程中可能存在耗散效应,如摩擦、粘滞性、电阻等。
(3)如题8.1图所示,bca为理想气体绝热过程,bl。
和b2a是任意过程,则上述两过程中气体做功与吸收热量的情况是:
吸负放负
(A)bla过程放热,做负功;
b2a过程放热,做负功.
(B)bla过程吸热,做负功;
(C)bla过程吸热,做正功;
b2a过程吸热,做负功.
(D)bla过程放热,做正功;
b2o过程吸热,做正功.
Bob1acb构成正循环,△£
*=(),A净>0,Q=A冷>0,
但0疙0,・・・0】户0吸热;
力。
压缩,做负功
blacb构成逆循环,△£
*=(),A净v0,Q=Qb“+Qacb=A净<。
,
但0妒0,・・・02“vO放热M2。
压缩,做负功]
8.2填空题
(1)
过程气体内能减小
一定量理想气体,从同一状态开始把其体枳由V。
压缩到|v0,分别经历等压、等温、绝热三种过程.其中:
过程外界对气体做功最多;
最多;
过程气体放热最多.
绝热;
等压;
等压.从P-V图可知
绝热线下面积最大,故外界做功最多。
由pV=vRT^知,等压过程压缩后温度最低,故内能减小最多。
Qt="
In§
=—Po岭In2,0=吨何=(:
+1"
父=_PMVI匕匕匕
因以宇邪2,且绝热史,故等压放热最多.]
⑵常温常压下,一定量的某种理想气体,其分子可视为刚性分子,自由度为/•,在等压过程中吸热为Q,对外做功为人,内能增加为新,则4/Q=•aE/Q=
【答案:
土。
Qp=vCqT=^vRAT,Ap=pVf)=□&
△『,i+2z+22
.
\Ep=vCv\T=^vR\To]
(3)一理想卡诺热机在温度为300K和400K的两个热源之间工作。
若把高温热源温度提高100K,则其效率可提高为原来的倍;
若把低温热源温度降低100K,则其逆循
环的致冷系数将降低为原来的倍o
可得。
1.6;
-o由〃=1—乌及。
=—二
3T{
9.1选择题
(1)正方形的两对角线处各放置电荷Q,另两对角线各放置电荷q,若Q所受到合力为零,则Q与q的关系为:
()
(A)Q=-23/2q(B)Q=23/2q(C)Q=-2q(D)Q=2q
(2)下面说法正确的是:
(A)若高斯而上的电场强度处处为零,则该面内必定没有净电荷;
(B)若高斯面内没有电荷,则该面上的屯场强度必定处处为零;
(C)若高斯而上的电场强度处处不为零,则该而内必定有电荷;
(D)若高斯面内有电荷,则该面上的电场强度必定处处不为零。
(3)一半径为R的导体球表面的面点荷密度为。
,则在距球面R处的电场强度()
(A)o/e0(B)a/2e0(C)o/4e0(D)o/8e0
9.2填空题
(1)在静电场中,电势梯度不变的区域,电场强度必定为。
零]
(2)一个点电荷q放在立方体中心,则穿过某一表面的电通量为,若将点电荷由中心向外移动至无限远,则总通量将。
q/6E0,将为零]
(3)电介质在电容器中作用(a)——(b)——。
(a)提高电容器的容量;
(b)延长电容器的使用寿命]
10.1选择题
(1)对于安培环路定理的理解,正确的是:
(A)若环流等于零,则在回路L上必定是H处处为零;
(B)若环流等于零,则在回路L上必定不包围电流;
(C)若环流等于零,则在回路L所包围传导电流的代数和为零;
(D)回路L上各点的H仅与回路L包围的电流有关。
(2)对半径为R载流为I的无限长直圆柱体,距轴线r处的磁感应强度B()
(A)内外部磁感应强度B都与r成正比;
(B)内部磁感应强度B与r成正比,外部磁感应强度B与r成反比;
(C)内外部磁感应强度B都与r成反比;
(D)内部磁感应强度B与r成反比,外部磁感应强度B与r成正比。
B]
(3)质量为m电量为q的粒了,以速率v与均匀磁场B成。
角射入磁场,轨迹为一螺旋线,若要增大螺距则要()
(A)增加磁场B;
(B)减少磁场B;
(C)增加。
角;
(D)减少速率V。
10.2填空题
(1)边长为a的正方形导线回路载有电流为I,则其中心处的磁感应强度。
2折妃,方向垂直正方形平面]
Tia
⑵计算有限长的直线电流产生的磁场用毕奥——萨伐尔定律,而用安培环路定理求得(填能或不能)。
能,不能]
(3)电荷在静电场中沿任一闭合曲线移动一周,电场力做功为。
电荷在磁场中沿任一闭合曲线移动一周,磁场力做功为。
零,零]
11.1选择题
(1)一圆形线圈在均匀磁场中作下列运动时,哪些情况会产生感应电流()
(A)沿垂直磁场方向平移;
(B)以直径为轴转动,轴跟磁场垂直;
(O沿平行磁场方向平移;
(D)以直径为轴转动,轴跟磁场平行。
(2)下列哪些矢量场为保守力场()
(A)静电场;
(B)稳恒磁场;
(C)感生屯场;
(D)变化的磁场。
(3)用线圈的白感系数L来表示载流线圈磁场能量的公式*()
m2
(A)只适用于无限长密绕线管;
(B)只适用于一个匝数很多,旦密绕的螺线环;
(C)只适用于单匝圆线圈;
(D)适用于自感系数L一定的任意线圈。
11.2填空题
⑴将金属圆环从磁极间沿与磁感应强度垂直的方向抽出时,圆环将受到。
磁力]
(2)产生动生电动势的非静电场力是,产生感生电动势的非静电场力是,激发感生电场的场源是。
洛伦兹力,涡旋电场力,变化的磁场]
(3)长为/的金属直导线在垂直于均匀的平面内以的速度3转动,如果转轴的位置在,这个导线上的电动势最大,数值为;
如果转轴的位置在,整个导线上的电动势最小,数值为。
端点,一BcoF;
中点,0]
12.1选择题
(1)对于位移电流,下列说法正确的是():
(A)与屯荷的定向运动有关;
(B)变化的电场;
(O产生焦耳热;
(D)与传导电流一样。
(2)对于平面电磁波,下列说法不正确的是():
(A)平面电磁波为横波;
(B)电磁波是偏振波;
(C)同一点E和H的量值关系为=JZ/7;
(D)电磁波的波速等于光速。
(3)图示为—•充电后的平行板电容器,A板带正电,B板带负电,开关K合上时,A、B位移电流方向为(按图上所标X轴正方向回答)():
x轴正向
x轴负向
x轴正向或负向不确定
12.2填空题
(1)一个变化的电场必定有一个磁场伴随它,方程为;
[答案顶屈=1理=展°
+岑)M
(2)一个变化的磁场必定有一个电场伴随它,方程为;
r二d(bcOB—
§
E,dl==—f—.ds]
J,dt」dt
(3)磁力线必定是无头无尾的闭合曲线,方程为;
[Bds=0]
1.9质点沿尤轴运动,其加速度和位置的关系为。
=2+6尸,。
的单位为m・s'
尤的单位
为m.质点在工=0处,速度为10m・s"
试求质点在任何坐标处的速度值.
m.
解:
dvdvdrdv
a=—==v—
drdrdrdr
分离变量:
vdv=adx=(2+6x2)dx
两边积分得
—v2=2x+2x3+2
由题知,x=0时,v0=10,/•c=50
1.10已知一质点作直线运动,其加速度为o=4+3£
m・s一2,开始运动时,x=5m,"
0,
求该质点在,=1Os时的速度和位置・
解:
:
a=—=4+3/
dr
分离变量,得dv=(4+3/)dr
积分,得v=4r+-r+q
21
由题知,,=0,%=。
,・・・C]=0
,.32
故v=4t+-t
又因为v=^=4t+-t2
dt2
分离变量,dx=(4t+-t2)dt
.1.
积分得x=2t2+-t3+c.
2一
由题知1=0,工。
=5,「•。
2=5
x=2t2+-r3+5
所以z=10s时
3?
vI0=4x10+—x10=190m-s2
x10=2xl02+-X10+5=705m
1.11-•质点沿半径为1m的圆周运动,运动方程为。
=2+3尸,式中。
以孤度计,
质点的切向和法向加速度;
(2)当加速度的方向和半径成45°
驾=93*0
(i)r=2s时,
ar=耶=1x18x2=36m•s一°
an=Rco2=lx(9x22)2=1296ms-2
⑵当加速度方向与半径成45°
角时,有
tan45°
=-^=1an
即
亦即
则解得
于是角位移为
Rco-=R0
(9尸尸=18i
尸=2
9
dq=Adi=RAd(p,它在。
点产生场强大小为
肱=/R以方向沿半径向外
4兀
贝ijdEv=dEsin^?
=sin^d^
4兀%R
-2dEv=dEcos(;
r-p)=cos(pd(p
4ti£
()R
积分Ex=f;
4兀£
()/?
2兀£
.4—人
Ev=COS6%169=0
)J。
4兀景
J
.LE=Ex=,方向沿a:
轴正向.
C/k求距球心5cm,
2兀£
9.11均匀带电球壳内半径6cm,外半径10cm,电荷体密度为2X10
8cm,12cm各点的场强.
高斯定理,E4"
2=£
1
公£
o%
当r=5cm时,=0,E=0厂=8cm时,^0=〃等(户一福)
.『史*5心C"
向5外.
4兀%,
、4TCr
r=12cm时,2q=P~T(球一篇)
■J
号(尸外3-E)
..・E=—«
4.10xl04NC-1沿半径向外.
471^r
9.14半径为R的均匀带电球体内的电荷体密度为p,若在球内挖去一块半径为r<
R的
小球体,如题9.14图所示.试求:
两球心。
与O'
点的场强,并证明小球空腔内的电场是均匀的.
将此带电体看作带正电Q的均匀球与带电-「的均匀小球的组合,见题9.14图(a).
(!
)+/
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