西南科技大学大学物理单元练习.docx
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西南科技大学大学物理单元练习
《大学物理1》单元练习一
、选择题
1.质量为0.25kg的质点,受力F
ti的作用,t0时该质点以v
2jm/s的速度通过坐标原点,
则该质点任意时刻的位置矢量是(
2t2i
ur
2j
m;
B、2tUm;
3」
C、3t4[
4
D、条件不足无法判断;
2•一个质点在几个力同时作用下得位移为r(4i
5j6k)m,其中一个力为恒力
F(3i5j9k)N,则这个力在该位移过程中所做的功为(
)A、67JB、
91JC、17Jd、67J
3•一特殊的弹簧,弹性力Fkx3,k为倔强系数,X为形变量
现将弹簧水平放置,一端固定,一端与质量为m的滑块相连,滑块
自然静止于光滑水平面上。
今沿弹簧长度方向给滑块一个冲量,如图所示。
使滑块获得一速率v,并压缩弹簧,则弹簧被压缩的最大
/km
PwWwiV
/7777777777777W7777777
长度为()
:
m
A、—v
1k
c、
4mv214
k
2mv2
4•如图所示,两个固定质点A和B,质量分别是m1和m2,在连线上Pm2
总可以找到一点C,质量为m的质点p在该点所受的万有引力的合力J"y
Acb
为零,则p在C处时系统的万有引力势能()
a、为零
B、与p在AB上其他各点处相比势能最大
C、与p在AB上其他各点处相比势能最小D、结论B、和C、均有可能
5•当阳光与地面成30的倾角射向地面时,一竖直立在地上,高为h的电线杆的影子端点因随地
球自转而在地面上移动,设地球自转角速度为。
则其端点速度的大小为()a、4h
B、2hc、2h/.3d、.3h,2
6
).
•质点作匀速圆周运动,下列各量中恒定不变的量是(
(1)
lim-t0
r
t
(2).
limr
t0t
V
V
(4).
lim
(5).
lim—
t0
t
t0t
A、
⑴⑶⑷(6)
B、4)(5)(6)C、
(3).lim——
t0t
v
(Of
(1)
(2)(3)⑷D、⑵(3X4)(5)
2
7•质量为0.1kg的质点,其运动方程为x4.5t
受力为多大()A、0
4t,式中x以米、t以秒计。
在1s末,该质点
B、0.45NC、0.70N
D、0.90N
8•用铁锤把质量很小的钉子敲入木板,设木板对钉子的阻力与钉子进入木板的深度成正比。
在铁
锤敲打第一次时,能把钉子敲入1.00cm。
如果铁锤敲打第二次敲打的速度与第一次完全相同,那么
第二次敲入的深度为()。
A、0.41cmB、0.50cmC、0.73cmD、1.00cm
9.一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
C、切向加速度不变,法向加速度也不变
B、切向加速度不变,法向加速度改变
D、切向加速度改变,法向加速度不变
10.一个在Oxy平面内运动的质点的速度为V2i这质点任意时刻的位矢为()A、2ti「卫
8tj,已知t0时它通过(3,7)位置处。
B、(2t3)i(4t27)j
C、8jD、条件不足不能确定
11•如图所示,砂子从h0.8m高处正下落到以3m/s的速度水平向右运
2
动的传送带上。
g10m/s传送带给予砂子的作用力的方向为(
A、与水平夹角53°向下B、与水平夹角53°向上
C、与水平夹角37°向上D、与水平夹角37°向下
12•人站在地面上抛出一球,球离手时的初速度为
Vi,落地时的末速度为
面哪一个图正确地表示了速度矢量的演变过程()
A、(a)
B、(b)
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C、(c)D、(d)
E、(e)
y
Vi
Vi
V
(d)
(e)
二、填空题
1•一质点沿X轴正方向运动,其加速度为大小随时间的关系akt(SI),式中k为常数。
当t0时,
vVo,XXo,则常数k的量纲为;质点的速度V;质点的运动方程
为X。
2•如图所示,一质点作抛体运动,在轨道的
水平面的夹角为
则在该时刻,质点的
dt
P点处的曲率半径
;轨道在
P点处,速度为V,V与
dv
3•一质点沿半径为
ion-n2(si)。
则质点的角速度
2
切向加速度a=
R的圆周运动,其角坐标与时间的函数关系(以角量表示的运动方程)为
;角加速度
;法向加速度
an
2
4•一物体在几个力共同作用下运动,其运动方程为rtitj,其中一力为F5ti,则该力
在前2s内所作的功为w=;
2
5•质量为m0.5kg的质点,在Oxy坐标平面内运动,其运动方程为x5t,y0.5t(si),
从t2s到t4s这段时间内,外力对质点作的功为。
6•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,其平均速度大小为
,平均速率大小为。
7•机枪每分钟可射岀质量为20g的子弹900颗,子弹射岀的速率为800m/s,则射击时的平均
反冲力大小为。
8•某人骑自行车以速率V向西行驶,今有风以相同速率从北偏东30°方向吹来,试问人感到风从
方向吹来?
三、计算题
1•已知一质点由静止岀发,它的加速度在x轴和y轴上的分量分别为ax10t和ay15t2(SI
制)。
试求5s时质点的速度和位置。
<1
V
O
x
2.质量为
的质点在外力
的作用下沿
时质点位于原点,且初始速度为零。
力
随距离线性地
试求质点
处的速率。
3•将一根光滑的钢丝弯成一个竖直平面内的曲线,如图所示,
质点可以沿光滑钢丝向下滑动。
已知切向加速度的大小为
gsin,g为重力加速度,是切向与水平方向的夹角。
现质
点从距水平位置h高度处以vo的初速度开始下滑,求质点在钢丝上滑动过程中的速度大小的表达式。
.3
t(SI)。
2
4•一力作用在质量为3.0kg的质点上。
已知质点位置与时间的函数关系为:
x3t4t
试求:
⑴力在最初2.0s内所作的功;⑵在t1.0s时,力对质点的瞬时功率。
《大学物理1》单元练习二
、选择题
1•两人各持一均匀直棒的一端,棒重W,一人忽然放手,在此瞬间,另一个人感到手上承受的力
变为()
A、W/3B、W/4C、W/6D、W/2
E、3W/4
J0,角速度为
然后将两手臂合拢,
使其转动惯量为
2
Jo,则转动角速度变为
()
3
2
2
3
3
A、0
B、0
C、o
D、
3
30
2
2
2•花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动,开始时两臂伸开,转动惯量为
0
3•如图,一光滑细杆可绕其上端作任意角度的锥面运动,有一小珠套在
杆的上端近轴处。
开始时杆沿顶角为2的锥面做角速度为的锥面运
动,小珠也同时沿杆下滑。
在小珠的下滑过程中,由小珠,杆和地球组
成的系统()
A、机械能,角动量都守恒
C、机械能不守恒,角动量守恒
B、机械能守恒,角动量不守恒
D、机械能,角动量都不守恒
4•一力F(3i
)
A、3kNm
5j)N,其作用点的矢径为
B、29kNm
5•如图所示,一复摆悬点为
A、小于l
B、大于l
r(4i3j)m,则该力对坐标原点的力矩为
C、19kNm
D、3kNm
O,重心为C,OC
C、可大于也可小于
l,则其等值摆长为
lD、等于丨
r处的任一质元m来说,它的法向加速
a、an,a的大小均随时间变化
b、an和a的大小均保持不变
C、an的大小变化,a的大小恒定不变
d、an的大小保持恒定,a的大小变化
6•某刚体绕定轴作匀变速转动时,对于刚体上距转轴为
度和切相加速度分别用an和a来表示,则下列表述中正确的是(
1.决定刚体转动惯量的因素是、、。
2.半径为20cm的主动轮,通过皮带拖动半径为50cm的被动轮转动,皮带与轮之间无相对滑动,
主动轮从静止开始作匀角加速转动,在4s内被动轮的角速度达到8nrad/s,则主动轮在这段时间
内转过了圈。
3•如图所示,质量为m,长为I的均匀细杆,可绕通过其一端o
的水平轴转动,杆的另一端与一质量也是
m的小球固连。
当该系统
“,'m
从水平位置由静止转过角度
时,
则系统的动能为Ek
on
。
此过程中力矩所作的功
A
。
4•狭义相对论的两个基本原理是:
(1)
5
(2)
7.质量分别为mi和m2,半径分别为Ri和R2的两个圆盘同心地粘在
一起。
小圆盘边缘绕有细绳,其一端固定在天花板上,大圆盘边缘也绕有细绳,其一端系着质量为m3的物体,如图所示。
圆盘向上加速运
动的条件是
(
)
A、
R1
m3>
m1m2
R2
R1
C、
m3v
R1
m1m2
R2
R1
B、m3二亠mim2
R2Ri
8•银河系有一天体,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,其转动动能将()
A、增大
B、不变C、减小
9.在某惯性系中,两静止质量都是
mo的粒子以相同的速率v沿同一直线相向运动,碰撞后生成一
个新的粒子,则新生粒子的质量为(
A、2moB、2mo1v2/c2
二、填空题
c、
丄m0.1v2/c2
2
_2mo_
1v2/c2
5•边长为I的正方形,沿着一棱边方向以高速v运动,则该运动正方形的面积S
(面积的改变)。
6.一刚体以每分钟60转绕Z轴做匀速转动(沿Z轴正方向).设某时刻刚体上一点P的位置矢
221
量为r3i4j5k,其单位为“10m”若以“10ms”为速度单位,则该时刻P点
的速度为:
。
7•根据相对论力学,动能为1/4MeV的电子,其运动速度约等于(c表示真空中的光速)
8•宇宙飞船相对于地面以速度
v作匀速直线飞行,某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发岀
个光讯号,经过t(飞船上的钟)时间后,被尾部的接收器收到,则由此可知飞船的固有长度为
(c表示真空中光速).
9•地球的质量为m,太阳的质量为M,地心与日心的距离为R引力常数为G,则地球绕太阳作圆周运动的轨道角动量为L。
10•质量为m的质点以速度V沿一直线运动,则它对直线上任一点的角动量为三、计算题
322
1•一滑轮的半径为10cm,转动惯量为1.010kgm。
一变力F0.50t0.30t(SI单位
制)沿着切线方向作用在滑轮的边缘上,如果滑轮最初处于静止状态,试求他在3.0s时的角速度。
2.一绕定轴旋转的刚体,其转动惯量为J,转动角速度为0。
现受一与转动角速度的平方成正比
的阻力距的作用,比例系数为k(k0)。
试求此刚体转动的角速度及刚体从
间。
3•如图所示,一质量为M的均质方形薄板,其边长为L,铅直放置着,它可以自由地绕其一固定边转动,若有一质量为m,速度为v的小球垂直于板
面碰在板的边缘上。
设碰撞是弹性的,试分析碰撞后,板和小球的运动情况。
3
4•在惯性系S中,有两个事件同时发生在x轴上相距1.010m处。
从
惯性系S观察到这两事件相距2.010m。
试求S系测得此两事件的时
间间隔。
5•如图所示,设两重物的质量分别为m1和m2,且m1>m2,定滑轮的半
径为r,对转轴的转动惯量为J,轻绳与滑轮间无滑动,滑轮轴上摩擦不计.设开始时系统静止,试求t时刻滑轮的角速度.
四、问答题
1•在正负电子的湮灭过程中,质量守恒吗?
0到0/2所需的时
m1
m2
《大学物理1》单元练习三
、选择题
A、、B、、C、所示情况并使之振动,均不计任何阻力,则它
们的周期关系为(
)
A、T1T2T3
B、T1T2,T2T3
C、T1T2,T2T3
D、T1T2
1•把同一弹簧、同一物体分别组成图
E、T|T2T3
(a)
2.下列函数f(x,t)可用以表示弹性介质中的一维波动,其中
f(x,t)
A,a和b是正的常数。
下列哪个函
数表示沿x轴负方向传播的波(
Asin(axbt)
f(x,t)Asin(axbt)
C、f(x,t)Acosaxcosbt
f(x,t)Asinaxcosbt
f(x,t)
Asinaxsinbt
3•假定汽笛发岀的声音频率400Hz增加到
波的强度比为()A、1:
1
1200Hz,
B、
而波幅保持不变,则
1:
3
1200Hz声波对400Hz声
C、1:
9
D、3:
1
E、9:
1
4.一弹簧振子系统竖直挂在电梯内,当电梯静止时,振子谐振频率为
现使电梯以加速度a向上作匀加速度运动,则其谐振频率将
A、不变B、变大C、变小D、
5•一质量为m、半径为R的均匀圆环被挂在光滑的钉子使圆环在自身所在的竖直平面内作微小摆动,其频率为(
Vo
)
D、
2n4R
(
变大变小都有可能o上,如图所示,
6•一单摆装置的摆长为
l,摆球质量为
现将该单摆球装置放在位于赤道上空环绕地球作圆周
运动的同步卫星上,则周期为(
B、
C、大于2
小于2n一
\g
7•弹簧振子作简谐振动时,如果它的振幅增为原来的两倍,而频率减为原来的一半,那么它的总机械能变为原来的多少
半C、增为原来的两倍
)A、不变
D、增为原来的四倍
B、减为原来的
8•当x为某一定值时,波动方程
方程表示岀某时刻的波形
质点的振动规律
tx
yAcos2n)所反映的物理意义是
T
B、该方程说明能量的传播
D、该方程表示岀各质点振动状态的分布
C、
该方程表示出在x处
9•相干波源必须满足下列那些条件?
()
(1)振幅相同
(2)周期相同
(3)振动方向相同
(1)(4)
(4)位相相同或位相差恒定
D、⑵⑶
A、
(1)(3)
B、
(2)(3)
(4)C、
10.
平面正弦波
x4sin(5t
3y)与下面那列波相干后形成驻波?
(
)A、
5
3
5
3
y
4sin2n[-t
2
2x)
B、y4sin2n-t
2
2x)
C、
x4sin2
x|t
|y)
5
D、x4sin2n—t
|y)
2
2
2
2
11.
下列说法正确的是(
)
(1)同方向,同频率的两个简谐振动合成后,合振动仍为简谐振动
(2)同方向,不同频率的两个简谐振动合成后,合振动不是简谐振动
(3)同频率,相互垂直的两个简谐振动合成后,一般情况下是椭圆运动
⑷不同频率,相互垂直的两个简谐振动合成后,合振动也可能是简谐振动A、
(1)
(2)(3)
B、⑵⑶⑷C、
(1)(3)(4)D、
(1)
(2)(4)
三、填空题
1.一平面简谐波以速度u沿x轴正方向传播,在tt时波形曲线如图所示.则坐标原点O的振动
方程为。
2•一质点作简谐振动,周期为T•当它由平衡位置向X轴正方向运动时,从二分之一最大位移处
到最大位移处这段路程所需要的时间为。
3.在简谐波传播过程中,沿传播方向相距为/2(为波长)的两点的振动速度必定
4•一弹簧振子作简谐振动,当位移为振幅的一半时,其动能为总能量的。
5•设声波在媒质中的传播速度为u,声源的频率为s.若声源S不动,而接收器R相对于媒质以
速度VR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
。
6.两个同方向同频率的简谐振动,其合振动的振幅为20cm,与第一个简谐振动的位相差为
1n/6。
若第一个简谐振动的振幅为10^3cm=17.3cm,则第二个简谐振动的振幅
为,第一、二两个简谐振动的位相差12为。
7•设入射波的表达式为y1Acos2ntx/),波在x0处发生反射,反射点为固定端,则
形成的驻波表达式为。
四、计算题
1•一物体沿X轴作简谐振动。
其振幅A10cm,周期T2s,t0时物体的位移为
xo5cm,且向X轴负方向运动。
试求:
(1)t0.5s时物体的位移;
(2)何时物体第一次运动到x5cm处;(3)再经过多少时间物体第二次运动到x5cm处。
n
2•频率为1000Hz的波,波速为350m/s。
试求:
(1)相位差为的两点之间的距离;
(2)在某点
3
3
处时间间隔为10s的两个振动状态之间的相位差。
3•如图所示。
3和S2为相干波源,频率V100HZ,初相差为n,两波源相距30m。
若波在媒
质中传播的速度为400m/s,而且两波在S1S连线方向上的振幅相同不随距离变化。
试求S1S2之
间因干涉而静止的各点的位置坐标。
rc「2
S1Jip关§2
X
4•有三个同方向、同频率的简谐振动,振动方程分别为
X0.05cos(n)
n
X20.05cos(n—)
3
n
x30.05cos(n)
式中x的单位为m,t的单位为s。
试求合振动的振动方程。
,装在U形管中,管的横截面积为
五、问答与证明题
1•质量为m的某种液体,密度为如图所示。
证明当液体上下自由振动时,液面的运动为简谐振动,并确定其振动周期。
(忽略液体与管壁间的摩擦)。
《大学物理1》单元练习四
、选择题
1•一定量的气体的定压比热大于定容比热,是因为定压下()
D、分子本身膨胀E、
A、膨胀系数不同B、膨胀气体作了功C、分子引力较大
以上都不对
2•金属杆的一端与沸水接触,另一端与冰接触,当沸水和冰的温度都维持不变时,杆的温度虽然
不同,但不随时间改变,试问金属杆是否处于平衡状态()A、杆处于平衡状态,因为杆
的温度不随时间改变B、杆不处于平衡状态,因为杆的温度各处不同C、杆不处于平衡状态,
因为杆受外界影响(有热传入与传岀)D、不能确定
5•在下面节约与开拓能源的几个设想中,你认为那些设想是可行的()
A、在现有循环动作的热机中进行技术改进,使热机效率达100%B、利用海面和海面下的海水
存在的温差,进行热机循环而作功
6•若气体分子速率分布曲线如图所示
C、从一个热源吸热,不断作等温膨胀,对外作功
,图中A、B两部分面积相等,则Vo表示(
A、最可几速率B、平均速率
C、
半
7•把温度为「的1mol氢气和温度为T2的1mol氦气相混合,在混合过程中与外界不发生任何能量交换。
若这两种气体视为理想气体,那么达到平衡后混合气体的温度为
111
—(「T2)B、—(T1T2)
23
8•有关热量下列说法,正确的是(
(1)热是一种物质
(3)热量是表征物质系统固有属性的物理量
(1)⑷B>
(2)(3)
9•一卡诺热机,工作物质在温度为
物质从高温热源吸热600J,那么它对外作多少净功
C、472JD、600J
C、
8(3T15T2)
D、条件不足,难以确定
热能是能量的一种形式
(4)热传递是改变物质系统内能的一种形式
D、⑵⑷
⑴⑶
127C和27C的两个热源间工作。
在一个循环过程中,工作
C、
)A、128J
150J
11•某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环:
i(abcda)和n(abcda),且两条循环
曲线所围面积相等•设循环i的效率为,每次循环在高温热源处吸的热量为Q,循环n的效率为
,每次循环在高温热源处吸的热量为Q,则()A、,QQB、
QQc、,QQD、,QQ
二、填空题
1•图示的曲线分别表示了氢气和氦气在同一温度下的麦克斯韦分子速率的分布情况。
由图可知:
氦气分子的最概然速率为,氢气分子的最概然速率为。
2•理想气体的内能是的单值函数;丄RT表示;M-RT表示
22
3•设气体的速率分布函数为f(V),总分子数为N,则:
①处于v~vdv速率区间的分子数dN;
N
2处于0~vp的分子数为N,则;
3平均速率v与f(v)的关系为v=。
4•一^诺热机的低温热源温度为12C.效率为40%如将其效率提高到50%则高温热源温度需提
高.
5•某理想气体状态变化时,内能随体积的变化关系如图中AB直线所示.AB表示的过程是
6•在标准状态下,体积比为1:
2的氧气和氦气(均视为刚性分子理想气体)相混合,混合气体
中氧气和氦气的内能之比为。
7•若室内生起炉子后温度从15C升高到27C,而室内气压不变,则此时室内的分子数减少了
8•若氧分子[O2]气体离解为氧原子[O]气体后,其热力学温度提高一倍,则氧原子的平均速
率是氧分子的平均速率的倍.
三、计算题
5
1•一定量的刚性双原子分子理想气体,开始时处于压强为Po1.010Pa,体积为
33
Vo410m,温度为To300K的初态,后经等压膨胀过程温度上升到T1450K,再经
绝热过程温度降回到T2300K,求气体在整个过程中对外作的功。
2•除非温度很低,许多物质的定压摩尔热容都可以表示为
Cpa2bTcT2
式中a、b、c均为常数。
试求:
(1)在定压情况下,1moi物质的温度从T1升至T2时需要吸收的热量;
(2)在温度T和T2之间的平均摩尔热容。
2
3•一定量的双原子分子理想气体,其体积和压强按pVa的规律变化,其中a为已知常数。
当
气体从体积V1膨胀到V2,试求:
(1)在膨胀过程中气体所作的功;
(2)内能变化;
(3)吸收的热量。
4•1mol单原子分子的理想气体,在pV图上完成由两条等容线和两条等压线构成循环过程,如
图所示。
已知状态a的温度为Tj,状态c的温度为T3,状态b和状态d位于同一等温线上,试求:
(1)状态b的温度T;
(2)循环过程的效率。
4P
bi^-^qc
►
OV
5•一定量的理想气体经过如图所示的循环过程。
其中AB和CD为等温过程,对应的温度分别为T|
和T2,BC和DA
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