《物理学》第四版祝之光编期末复习题(13页).doc

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1、-物理学第四版祝之光编期末复习题-第 13 页力学选择题1. 质点沿x轴运动，运动方程为x=2t2+6(SI)，则质点的加速度大小为( B )A. 2ms2B. 4ms2C. 6ms2D. 8ms22. 质点作曲线运动，若r表示位矢，s表示路程，表示速度，表示速率，表示切向加速度，则下列四组表达式中，正确的是( B ) (A)， (B) ， (C) ， (D) ，；3. 质点作直线运动，其运动学方程为。在到的时间内质点的位移和路程分别为( D )。 (A) 3 m，3 m (B) 9 m，10 m (C) 9 m，8 m (D) 3 m，5 m 4. 某物体的运动规律为，式中的k为大于零的常量

2、当时，初速为v0，则速度与时间t的函数关系是( C )。 (A) (B) (C) , (D) 5. 在忽略空气阻力和摩擦力的条件下，加速度矢量保持不变的运动是( C )A.单摆的运动 B.匀速率圆周运动 C.抛体运动 D.弹簧振子的运动6.在单摆由a点经b、c、d运动到e点的过程中，各点加速度方向的示意图是( D )7. 如图所示，一物体沿固定圆弧形光滑轨道由静止下滑，在下滑过程中，则( B )(A) 它的加速度方向永远指向圆心，其速率保持不变(B) 它受到的轨道的作用力的大小不断增加(C) 它受到的合外力大小变化，方向永远指向圆心(D) 它受到的合外力大小不变，其速率不断增加8. 在同一高度

3、上抛出两颗小石子，它们的初速度大小相同、方向分别沿45仰角方向和水平方向，忽略空气阻力，则它们落地时的速度( B )A.大小不同、方向不同 B.大小相同、方向不同C.大小相同、方向相同 D.大小不同、方向相同9. 质点系机械能守恒的条件是( A )A.外力作功之和为零，非保守内力作功之和为零B.外力作功之和为零，非保守内力作功之和不为零C.外力作功之和为零，内力作功之和为零D.外力作功之和为零，内力作功之和不为零10. 质点在a、b两点的弹性势能分别和，则在质点由b运动到a的过程中，弹性力做功为( A )A.B. C.D.11. 一辆装有沙子的小车以初速度v沿水平方向运动，忽略一切阻力，若在运

4、动过程中沙子不断地洒落，则装有沙子的小车( B )A.速度不变，动量不变B.速度不变，动量改变C.速度改变，动量不变D.速度改变，动量改变12. 如图所示，一绳穿过水平光滑桌面中心的小孔联结桌面上的小物块。令物块先在桌面上作以小孔为圆心的圆周运动，然后将绳的下端缓慢向下拉，则小物块的( D )(A) 动量、动能、角动量都改变(B) 动量不变，动能、角动量都改变(C) 动能不变，动量、角动量都改变(D) 角动量不变，动能、动量都改变O13. 如图所示，均匀木棒可绕过其中点的水平光滑轴在竖直面内转动。棒初始位于水平位置，一小球沿竖直方向下落与棒的右端发生弹性碰撞。在碰撞过程中，小球和棒组成的系统(

5、 C )(A) 动量守恒，动能守恒 (B) 动量守恒，角动量守恒 (C) 角动量守恒，动能守恒 (D) 只有动能守恒OA14. 如图所示，均匀木棒OA可绕过其端点O并与棒垂直的水平光滑轴转动。令棒从水平位置开始下落，在棒转到竖直位置的过程中，下列说法中正确的是( B )(A) 角速度从小到大，角加速度从小到大 (B) 角速度从小到大，角加速度从大到小(C) 角速度从大到小，角加速度从大到小(D) 角速度从大到小，角加速度从小到大15. 如图，杆的长度为L，它的上端悬挂在水平轴O上，杆对O的转动惯量为J.起初，杆处于静止状态.现有一质量为m的子弹以水平速度v0击中杆的端点并以速度v穿出，此时杆的

6、角速度为( C )A.B.C.D.16. A、B两木块质量分别为和，且=2，两者用一轻弹簧连接后静止于光滑水平桌面上，如图所示。今用外力将两木块压近，使弹簧被压缩，然后将外力撤去，则此后两木块运动动能之比为 ( )A. 1/2 B. 2 C. D. /2 17. 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J0，角速度为0。然后她将双臂收回，是转动惯量减少为J0。这时她转动的角速度变为( )A. 0 B. 0 C. 0 D. 30填空题1. 质点的运动方程为r=4ti+2t2j(SI)，则当t=1s时，速度方向与x轴正方向间的夹角为_.答案：452. 以质点沿X轴作变加速直

7、线运动。设t=0时，质点的位置坐标为，速率为；加速度随时间的变化关系为（c为正常数），则质点在t时刻的速率 ，其运动方程 。答案： ，3. 一质点作半径为R的圆周运动，其路程S随时间t变化的规律为S=bt+ct2,式中b、c为正的常量。则在任一时刻t，质点的切向加速度a=_，法向加速度an=_。答案：a=c，4. 一质点在X-Y平面内运动，其运动学方程为。当 秒时，质点的位矢与速度恰好垂直；当 秒时，质点离原点最近。答案：3，35. 质点从t=0时刻开始由静止沿x轴运动，其加速度a=2ti(SI)，则当t=2s时该质点的速度大小为_ms.答案：46. 质点运动学方程为，当t=1s时，此质点的切

8、向加速度大小为 。答案：0.707m/s-27. 质点沿半径为2m的圆周运动，在5s内速率由100均匀地减至60。则质点的角加速度大小为 ，转过的总转数为 转。答案：4，31.88. 质量为0.25 kg的质点，受力 (SI)的作用，式中t为时间t = 0时该质点以 (SI)的速度通过坐标原点，则该质点任意时刻的位置矢量是_。 答案：9. 一质量为0.5kg的质点，从原点由静止开始沿x轴正向运动，其速度与位置的关系为v=3x，则在x=2m处质点在x方向上所受合力的大小为 N。答案：910. 已知一质量为1.0 kg的质点在力F作用下沿x轴运动，运动学方程为x=3t-4t2+t3(SI)，在0到

9、4 s的时间间隔内，力F的冲量I= ；力F对质点所作的功W= 。答案：， 计算题1. 在光滑水平桌面上，一质量为m原静止的物体，被一锤所击，锤的作用力沿水平方向，其大小为 。 求：（1）锤力在0t 时间内对物体所作的功； （2）物体在任一时刻t的速度。解:由动能定理mOxF2. 一个力F作用在质量为 1.0 kg的质点上，使之沿x轴运动。已知在此力作用下质点的运动学方程为x=3t-4t2+t3(SI)在0到4 s的时间间隔内， 求：(1) 力F的冲量大小I ； (2) 力F对质点所作的功W。 解：由题意物体沿x轴运动，则， (1分)(1) (也可用动量定理来求)(2) (也可用动能定理来求)3

10、. 一质量为m的质点，仅在x方向受到随时间t变化的外力Fx=F0作用(式中F0和T均为正值恒量)，在t=0时由静止开始沿x轴运动，求：(1)质点加速度为零的时刻；(2)在0到T这段时间内质点受到冲量的大小；(3)利用动量定理，求t=T时质点的速率v.解： (1)由可看出，当时外力为零，质点加速度为零。(2)质点在0到T这段时间内受到的冲量(3)由动量定理：，此时质点的速率。4. 如图，一匀质木棒长为l，质量为M，可绕支点O自由转动。一质量为m、速率为v的子弹水平射入棒内距支点为r 处，求：(1)棒与子弹一起开始转动时的角速度；(2)碰撞前后子弹和木棒组成的系统的动能损失。解：在子弹射入的瞬间，

11、合外力矩为零，则角动量守恒5. 如图所示，设两重物的质量分别为m1和m2，且m1m2，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。解：作示力图两重物加速度大小a相同，方向如图. m1gT1m1a T2m2gm2a设滑轮的角加速度为a，则(T1T2)rJa 且有 ara由以上四式消去T1，T2得： 故张力开始时系统静止，故t时刻滑轮的角速度 6在高速旋转的微型电机里，有一圆柱形转子可绕垂直其横截面并通过中心的转轴旋转。开始起动时，角速度为零。起动后其转速随时间变化关系为：，式中。 求：(1)t=6s时电动机的转速。(2)起

12、动后，电动机在t=6s 时间内转过的圈数。(3)角加速度随时间变化的规律。解：(1) 将 t=6s，代入，得到(2) 6s内转过的圈数为(3) 转动的角加速度为振动和波选择题1. 一质点作简谐振动，周期是T，则质点从平衡点运动到振幅一半的位置处所需要的最短时间是( A )。 AT/12 BT/6 CT/4 DT/22. 一列沿x轴正向传播的平面简谐波，周期为0.5s，波长为2m。则在原点处质点的振动相位传到x=4m处所需要的时间为( B )。 A0.5s B1s C2s D4s3.在简谐波传播过程中，沿传播方向相距为（为波长）的两点的振动速度必定（ A ）。 (A) 大小相同，而方向相反； (

13、B) 大小和方向均相同； (C) 大小不同，方向相同； (D) 大小不同，而方向相反。4.简谐振动在t时刻的相位为，则在t+(T为周期)时刻的相位是( C )A.B.C.D.5.一质点作简谐振动的运动学方程为x=A cos()，当振动相位为时，质点的 ( A )A.位移为负，速度与加速度反向B.位移为负，速度与加速度同向C.位移为正，速度与加速度反向D.位移为正，速度与加速度同向6.一平面简谐波沿x轴正向传播，周期为T，t时刻的波形如图所示，由图可知，x2处质元比x1处质元开始振动的时间和相位分别落后( D )A.T和B.和C.和D.和7.平面简谐波的表达式为y=0.02cos(20t-5x)

14、+(SI)，其频率和波速分别为( A )A.10Hz和4msB.10Hz和5msC.20Hz和4msD.20Hz和5ms8.一质点沿x轴作简谐振动，其振动表达式为x=Acos(),若下列x-t余弦曲线的圆频率均为、则与该表达式对应的轴线为( D )填空题1. 在旋转矢量图上，简谐振动的角频率用旋转矢量的 来表示。答案：旋转角速度2. 任意时刻t，旋转矢量与X 轴的 表示简谐振动的相位。答案：夹角3一质量为m的质点，在力F= - p2x的作用下，沿X轴运动，则该质点运动的周期为 。432-11t(s)ox(cm)x1x21-22答案：4. 已知两个简谐振动的振动曲线如图所示两简谐振动的最大速率之

15、比为 。答案：115. 一简谐振动的表达式为，已知 t = 0时的初位移为0.04 m，初速度为0.09 m/s，则振幅 A = ，初相f =_。答案：0.05 m，-0.205p6. 有两个同方向同频率的简谐振动，其表达式分别为x1=Acos(t+)，x2=Acos()，则旋转矢量法求得合振动的初相位为_。答案：或1057. 一平面简谐波的波源的振动方程为，式中A、均为大于零的常数，此振动以速度沿OX 轴正方向传播，以波源为坐标原点，该简谐波的波动方程为 ；任意时刻在波的传播方向上相距为D的两点间的相位差为 。答案：，9. 平面简谐波的波速为3.40102m/s，频率为1.20102Hz，该

16、平面简谐波的波长=_m.在同一波线上相位差为的两点间的距离x=_m.答案：2.83,7.0810-1计算题1. 如图所示，一平面简谐波沿Ox轴的负方向传播，波速大小为u，若P处介质质点的振动方程为 ，求 (1) O处质点的振动方程； (2) 该波的波动表达式； (3) 与P处质点振动状态相同的那些点的位置。解：(1) O处质点的振动方程为 (2) 波动表达式为 (3) x = -L k ( k = 1，2，3，) 2. 一横波沿绳子传播，其波的表达式为m（1）求此波的振幅、波速、频率和波长；（2）求绳子上各质点的最大振动速度和最大振动加速度；（3）求处和处二质点振动的相位差。解：解：与标准形式

17、 比较得 （1）A = 0.05m m （2） （3）图 1Oxt=0 =-/2AA/2v3. 一质点在x轴方向作简谐振动，其振动方程为 (SI)。求：(1) 质点的初速度；(2) 质点在第一次经过正向最大位移一半处的运动速度和运动加速度。解：由题意，则 (1) 质点的初速度为 (2) 该简谐振动的旋转矢量如图所示，当质点位于正向最大位移一半时，其振动相位 ，则，得，代入速度方程和加速度方程，则 4. 如图所示为平面简谐波在t=0 时的波形图，设此简谐波的频率为250Hz，且此时图中点P的运动方向向上。求：(1)该波的波动方程；(2)在距原点为7.5m处质点的运动方程与t=0该点的振动速度。解

18、：(1)t=0， ， (2) x=7.5m处质点的运动方程: t=0时， 波动光学选择题1.如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e，并且n1n2n3，1为入射光在折射率为n1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为( C ) n1n2n3入射光反射光2反射光1(A) ； (B) ； (C) ； (D) 。 2. 如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e，并且n1n2n3，1为入射光在折射率为n1的媒质中的波长，则两束反射光的光程差为( D ) n1n2n3入射光反射光2反射光1(A) ； (

19、B) ； (C) ； (D) 。 3. 在空气中做双缝干涉实验，屏幕E上的P处是明条纹。若将缝S2盖住，并在S1、S2连线的垂直平分面上放一平面反射镜M，其它条件不变(如图)，则此时( B ) A.P处仍为明条纹 B.P处为暗条纹 C.P处位于明、暗条纹之间 D.屏幕E上无干涉条纹填空题1. 光从折射率较小的介质射向折射率较大的介质时，反射光的相位会突变 。答案：2. 若一双缝装置的两个缝分别被折射率为和的两块厚度均为e的透明介质所遮盖，此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光的光程差 。答案：(n1-n2)e或(n2-n1)e均可3. 已知在迈克耳孙干涉仪中使用波长为的单色光在干涉仪的可

20、动反射镜移动距离d的过程中，干涉条纹将移动_条。答案:2d/ 4. 在双缝干涉实验中，形成第三级明纹的两束光(波长为)的相位差为_，光程差为_。答案：6(或-6)，3(或-3)6. 在空气中有一劈形透明膜，其劈尖角rad，在波长的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距，由此可知此透明材料的折射率n= 。(1nm=10-9m)答案：1.410. 杨氏双缝干涉实验的入射光波长为，双缝间距为d，缝屏距为D，若以折射率为n，厚度为e的透明薄片，盖住双缝中上方的一条狭缝，则光程差为零的明纹位置坐标x= 。答案：计算题1. 折射率为1.50的平板玻璃上有一层厚度均匀的油膜，油膜的折射率为1.25，用一

21、束可以连续调节波长的单色平行光垂直照射油膜，观察到波长为500 nm和700 nm的单色光在反射光中相继消失，求油膜的最小厚度？解：2.在杨氏干涉装置中，已知双缝的间距为0.342mm，双缝至屏幕的垂直距离为2.00m，测得第10级干涉亮纹至零级亮纹之间的距离为3.44cm，试求单色光光源的波长。解：由杨氏干涉实验的干涉规律，相邻明条纹（或暗条纹）的间距电磁学选择题1. 均匀带电球面球心处的场强大小以E1表示，球面内其它任一点的场强大小以E2表示，则( A )A.E1=0，E2=0B.E1=0，E20C.E10，E2=0D.E10，E202. 如图所示，在坐标(a，0)处放置一点电荷q，在坐标

22、(a，0)处放置另一点电荷qP点是y轴上的一点，坐标为(0，y)当ya时，该点场强的大小为( C )。 (A) ； (B) ； (C) ； (D) 。 3. 半径为R的均匀带电球面的静电场中各点的电场强度的大小E与距球心的距离r之间的关系曲线为( B )4.由真空中静电场的高斯定理可知( C ) 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都不为零 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都为零 D.闭合面内无电荷时，闭合面上各点场强一定为零5.关于静电场中某点电势值的正负，下列说法中正确的是（ C ）。 (A)

23、 电势值的正负取决于置于该点的试验电荷的正负 (B) 电势值的正负取决于电场力对试验电荷作功的正负 (C) 电势值的正负取决于电势零点的选取 (D) 电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负6.一电场强度为E的均匀电场，E的方向与X轴正向平行，如图所示.则通过图中一半径为R的半球面的电场强度通量为（ D ） (A) R2E (B) R2E (C) 2R2E (D) 0BA+Q1+Q27.如图所示，A、B为两导体大平板，面积均为S，平行放置，A板带电荷+Q1，B板带电荷+Q2，如果使B板接地，则AB间电场强度的大小E为（ C ） (A) (B) (C) (D) 9.如图，MN(是长直导线中的一部分

24、)载有恒定电流I，在P点产生的磁感应强度的大小为B。已知O为MN的中点，则ON段直线电流在P点产生的磁感应强度的大小为( B ) A. B B. B/2 C. B/3 D. B/410.如图，两根直导线ab和cd沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上，稳恒电流I从a端流入而从d端流出，则沿图中闭合路径L的积分等于( D ) (A) (B) (C) (D) 11.真空中有两条平行的长直载流导线，电流强度分别为I1和I2，方向如图所示。磁感应强度B沿图示的形回路L的环流为(D) A. B. C. D. 填空题1. 电荷分别为q1和q2的两个点电荷单独在空间各点产生的静电场强分别为和，空间各点总场

25、强为现在作一封闭曲面S，如图所示，则以下两式分别给出通过S的电场强度通量= ，_。 答案：， 2. 静电场中有一质子(带电荷e1.610-19 ) 沿图示路径从a点经c点移动到b点时，电场力作功810-15 J则当质子从b点沿另一路径回到a点过程中，电场力作功A_；若设a点电势为零，则b点电势Ub . 答案：810-15 J，5104 V计算题1. 真空中有一电荷为Q，半径为R的均匀带电球面。试求：（1）球面外两点间的电势差；（2）球面内两点间的电势差；（3）球面外任意点的电势；（4）球面内任意点的电势。解：R均匀带电球面（1），（2），（3），取，方法一：方法二：，令，则（4），方法一：方法二：因为球面内电场强度处处为零，所以球面为等势体，即2. 半径为R的导体球带电q，球外有一内外半径分别为R1、R2的同心导体球壳，导体壳带电Q，求：（1）空间场强分布及导体球的电势；（2）若将球与球壳用导线连在一起，再求导体球的电势。解：(1) 由高斯定理知(2) 若将球与球壳连在一起3. 厚度为d的“无限大”均匀带电导体板两表面单位面积上电荷之和为。试求，图中离左板面距离为a的一点与离右板面距离为b的一点之间的电势差。 解：选坐标如图由高斯定理，平板内、外的场强分布为： (板内) (板外) 1、2两点间电势差