2020-2021-2大学物理期末复习题.pdf

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1、2 0 2 0-2 0 2 1-2 大学物理期末复习1 -3 一个质点在做圆周运动时，则有()(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，法向加速度不变分析与解加速度的切向分层四起改变速度大小的作用，而法向分品起改变速度方向的作用.质点作圆周运动时，由于速度方向不断改变，相应法向加速度的方向也在不断改变,因而法向加速度是一定改变的.至于团是否改变，则要视质点的速率情况而定.质点作匀速率圆周运动时，由 恒 为 零；质点作匀变速率圆周运动时，田为一不为零的恒，当m改变时，质点则作一般的变速率

2、圆周运动.由此可见，应选(B).J,下列说法是否正确？/(1)质点作圆周运动时的加速度指向圆心;X(2)匀速率圆周运动的加速度为常量；乂(3)法向加速度既改变速度的大小，又改变速度的方向;八/4)切向加速度只改变速度的大小，不改变速度的方向.1 -5质点沿直线运动,加速度a=4-A,式 中 我 单 位 为 赴5-2,曲单位为$.如果当f=3s时,x=9 m,i/=2 nr s t,求质点的运动方程.分析本题属于运动学第二类问题，即已知加速度求速度和运动方程，必须在给定条件下用积分方法解决.由Q=史 和 更 可 得dr=d/和dx=od/.如或，=W。，则可d/dt两边直接积分.如果a或斤是时间

3、f的显函数，则应经过诸如分离变量或变量代换等数学操作后再做积分.1-13 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(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，其速率不断增加分析与解由图可知,物体在下滑过程中受到大小和方向不变的重力以及时刻指向圆轨道中心的轨道支持力尺作用，其合外力方向并非指向圆心,其大小和方向均与物体所在位置有关.重力的切向分量(m eos 0)使物体的速率将会不断增加(由机械能守恒亦可判断)，则物体 作 圆 周 运 动 的 向 心 力(又 称

4、法 向 力)将 不 断 增 大，由轨道法向方向上的动力学方程死,一1等皿6 =7匕可判断,随8角的不断增大过程，轨道支持力后也将不断增大,由此可R见应选(B).1 -12 一段路面水平的公路，转弯处轨道半径为“汽车轮胎与路面间的摩擦因数为，要使汽车不至于发生侧向打滑，汽车在该处的行驶速率()(A)不得小于掠逐(B)必 须 等 于 他 N(C)不得大于J 嬴(D)还应由汽车的质量m 决定分析与解由题意知，汽车应在水平面内作匀速率圆周运动，为保证汽车转弯时不侧向打滑,所需向心力只能由路面与轮胎间的静摩擦力提供，能够提供的最大向心力应为班.由此可算得汽车转弯的最大速率应为-=旗.因此只要汽车转鸾时的

5、实际速率不大于此值，均能保证不便向打滑.应选(C).2-4 如图所示，子弹射入放在水平光滑地面上静止的木块后而穿出.以地面为参考系，下列说法中正眄的说法是()(A)子弹减少的动能转变为木块的动能(B)子弹-木块系统的机械能守恒(C)子弹动能的减少等于子弹克服木块阻力所作的功(D)子弹克服木块阻力所作的功等于这一过程中产生的热分析与解子弹-木块系统在子弹射入过程中，作用于系统的合外力为零,故系统动量守恒,但机械能并不守恒.这是因为子弹与木块作用的一对内力所作功的代数和不为零(这是因为子弹对地位移大于木块对地位移所致),子弹动能的减少等于子弹克服阻力所作功，子弹减少的动能中，一部分通过其反作用力对

6、木块作正功而转移为木块的动能，另一部分则转化为热能(大小就等于这一对内力所作功的代数和).综上所述，只有说法(C)的表述是完全正确的.2-10 一质量为m的质点，系在细绳的一端.绳的另一端固定在平面上.此质点在粗糙水平面上作半径为r的圆周运动.设质点的最初速率是4.当它运动一周时，其 速 率 为4/2 .求：(1)摩 擦 力 作 的 功；(2)动 摩 擦 因 数;(3)在静止以前质点运动了多少圈？分析 质点在运动过程中速度的减缓，意 味 着 其 动 能 减 少；而减少的这部分动能则消耗在运动 中 克 服 摩 擦 力 作 功 上.由此，可 依 据 动 能 定 理 列 式 解 之.解 摩擦力作功为

7、 W-E Ek(l=mvl=rnvl(1)2 2 8(2)由于摩擦力是一恒力，且户f 故有W=E scos 180=2%(2)由式(1)、(2)可得动摩擦因数为3说u=-16n7g(3)由 于 一 周 中 损 失 的 动 能 为 则 在 静 止 前 可 运 行 的 圈 数 为8怜本节气g j匕示，以恒定角速度绕给定轴转动的飞轮上有点I和5;丁在飞轮的边缘，点2在 转 轴 与 边 缘 之 间 的 下 二，”的路程为”转 过 的 角 度 为 ,“这两点各自的线速度为角速度为孙、孙，角加速度为,必则它们的大小关系为(填”，(/.,.:H/V _ 1 _?Xf t V 人中/古3-3均勺细棒04可绕通

8、过其一端0而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图所示，今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆到竖直位置的过程中，下述说法正确的是()(A)角速度从小到大，角加速度不变(B)角速度从小到大，角加速度从小到大(C)角速度从小到大，角加速度从大到小(D)角速度不变，角加速度为零分析与解 如图所示，在棒下落过程中，重力对轴之矩是变化的，其大小与棒和水平面的夹角 有 关.当棒处于水平位置，力矩最大，当棒处于竖直位置时，力矩为零.因此在棒在下落过程中力矩由大到小，由转动定律知，棒的角加速亦由大到小，而棒的角速度却由小到大(由机械能守恒亦可判断角速度变化情况)，应选(C).3-7电风扇接通电源后一般经5s

9、后到达额定转速0 =300m in,而关闭电源后经16s后风扇停止转动，已知电风扇的转动惯量为0.5 kgm 2,设启动时电磁力矩.”和转动时的阻力矩用|均为常数，求启动时的电磁力矩历.分析 由题意知M和M,均为常数，故启动时电风扇在M和 共 同 作 用 下，作匀加速转 动，直至到达额定转速，关闭电源后，电风扇仅在“，的作用下作匀减速转动.运用匀变速转动的运动学规律和转动定律既可求解.3、7，叱 R=l。工._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _中隔吴函电源定二W。=o lr/u Ls 一 也o 上J6s二 如二w#唠_ _ _ _ _ _ _ _ _、Z -J

10、 -乂-。-依一2 a、-二 飞 耳 ，,N 5 送人由萃稣牛:M四三丁两尸跖网吟产，就 3摭 二k v-.-）!157 蝙M电 麻 1 w0=。3JUQRVL9二 忆 j二 Q专域.%M g_ xg _ ,M一 蛇 十 入=技K MM.,二 彳：2 1 加,.t3-9 一位溜冰者伸开双臂来以1.0 r-s 绕身体中心轴转动，此时的转动惯量为1.33kg n f，她收起双臂来增加转速，如收起双臂后的转动惯量变为0.48 kg-nf.求（1 ）她收起双臂后的转速；上4年闵湍呼 研褊q v 6灯就触I械8 8叁 万 产 时 忌 阮 T_ _ _ _ 芈6.iiX I=27 r dJ 力、4*A4-

11、1 一个质点作简谐运动，振幅为A,在起始时刻质点的位移为-三，且 向x轴正方向运2动，代表此简谐运动的旋转矢量为（）分析与解（B）图中旋转矢量的矢端在x轴上投影点的位移为-42,且投影点的运动方向指 向O r轴 正 向,即其速度的*分量大于零，故满足题意.因而正确答案为（B）.4-5若简谐运动方程为x=0.10co/2OTC/+-,式中x的单位为m,f的单位为s.求：（1 ）振幅、频率、角频率、周期和初相；（2）r=2s时的位移、速度和加速度.分析 可 采 用 比 较 法 求 解.将 已 知 的 简 谐 运 动 方 程 与 简 谐 运 动 方 程 的 一 般 形 式1=4;。放+0）作 比 较

12、，即可求得各特征.运用与上题相同的处理方法，写出位移、速度、加速度的表达式，代入/值后,即可求得结果.乌4坪d人力砥泳耀0 3。计仔）荻b J_-温肉0 八 一 以 2cXJOkLr1U fe线_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _-产墨，。IS ,仅 三母-1 _ _ 坦 X=。g K愫）_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _-一生二必A 2 3 L 620 K h t|上 D cM d-）_-4三cos（2。大 乂 2十）二7川。，小_ _ _ _ _ _ _ _ _ _-X2_!左 二 4 4 4 4 型、-工救2=-覆）qx加、广4-1 5已知两同方向、同频率的简谐运动的运动方

13、程分别为x =0.05co+0.257c)(m).求：(1 )合振动的振幅及初相；解(1 )作 两 个 简 谐 运 动 合 成 的 旋 转 矢 量 图(如 图).因 为4 0=6一/=一 兀/2 ,故合振动振幅为A=J+/；+2-1/1 2 8 s(0 2 0 1)=7.8 x I O-2 m合振动初相位(p=a r c t a r(4s i n0 +4s i n牡)/(4以)即+4 co卬J=a r c t a nl 1=1.48 r a d4-2 1波源作简谐运动，其运动方程为y=4.0 x1(F%os24(kt(m),它所形成的波形以30m,s-i的速度沿一直线传播.(1)求波的周期及波

14、长；(2)写出波动方程.工2 1邳二-舞工也理赵入 二 UT=3。打 丫 武；o、2g 八(反 浓1K为 爷 丹，屋J 二 4。丫1 04口+。7(*j*补充题：判断运动具有波动性的主要依据有哪些？(干涉和衍射)5-6 一定量理想气体分别经过等压，等温和绝热过程从体积匕膨胀到体积匕，如图所示，则下述正确的是()(A)/1 T C吸热最多，内能增加(B)AT D内能增加，作功最少(C)ATB吸热最多，内能不变(D)N t C 对外作功，内能不变分析与解由绝熟过程方程匕”=常 量，以及等温过程方程.修常量可知在同一夕-雁中当绝热线与等温线相交时，绝热线比等温线要陡，因此图中4 f 8为等压过程，X

15、 f C为等温 过 程，力 为 绝 热 过 程.又 由 理 想 气 体 的 物 态 方 程 P =l火/可 知，0隔 上 的P闱越 大，则该点温度越高.因此图中7；TA=Tc WA C WU）.又由热力学第一定律=4+A 可知Q.QIC QU）=0 .因此答案 选D。5-7 一 台 工 作 于 温 度 分 别 为 327 C和 27 C的 高 温 热 源 与 低 温 源 之 间 的 卡 诺 热 机，每 经 历一 个 循 环 吸 热 2 000 J,则 对 外 作 功（）（A）2 000J（B）1 000J（C）4 000J（D）500J分 析 与 解 热 机 循 环 效 率 77=W !Q ,

16、对 卡 诺 机，其 循 环 效 率 又 可 表 为：=1-艾，则由TW/QR=1-法 可 求 答 案.正 确 答 案 为（B）.5-11当温度为0 C时，可将气体分子视为刚性分子，求在此温度下：（1 ）氧分子的平均动能和平均转动动能；（2）4.0 x 1 0 3 k g 5气的内 能；（3）4.0 x 1 0-3 k g氢气的内能._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

17、 _ _ _*川淤”&/当耳二=当网（汽与W诃尸 工一氤产学k 二!匕 尸 记 为 印?公廿4曲夕为-母E二粘 常 脸 打 我 卒 7.力一5-15如图所示，1 m o l氨 气，由状态力（四，匕）沿直线变到状态仅2,匕），求这过程中内能的变化、对外作的功、吸收的热量.分 析：功的数值就等于0-1/图中4-8过程曲线下所对应的面积，又对一定量的理想气体其内能=以,氏7，而氧气为单原子分子，自由度U 3,则1mol氮气内23能 的 变 化=,其中温度的增量A T可由理想气体物态方程p=i次r求出.求出了 4 T B过程内能变化和做功值，则吸收的热量可根据热力学第一定律0二W+求出.解过程中对外作的功为匹=1匕一匕）（以十四）3 3内能的变化为 A=-/?A7=-（/7 X-/;/,）吸收的热星 =%+A E =2（0匕一P匕）+；（pK _ p/）5-22 一卡诺热机的低温热源温度为7,效率为40%,若要将其效率提高到50%,问高温热源的温度需提高多少？=T,一工=4 二_ h -4-4-1=*-r-n n k$e kb|一。4一4正 下 :工=e仇-4 a 3 n q幺?K