大学物理一题库1黄时中.docx
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大学物理一题库1黄时中
大学物理
（一）题库1（黄时中）
第1页 共16页 大学物理期末复习题库 第一篇力学 一、判断题 1.平均速度和瞬时速度通常都是相等的。
?
?
?
2.若力矢量F沿任何闭合路径的积分?
F?
dl?
0，则该力为保守力 L3.任意刚体的形状、大小和质量确定，则该刚体的转动惯量大小确定。
4.在狭义相对论时空观下，一个惯性系中同时发生的两件事，在另一个与它相对运动的惯性系中则一定不同时发生。
5.物体做曲线运动时，速度方向一定在运动轨道的切线方向，法向分速度恒为零，因此其法向加速度也一定为零。
6.在太阳系中，行星相对于太阳的的角动量不守恒。
?
7.因为?
r?
?
r，所以速率等于速度的大小。
8.物体的运动方向与合外力方向不一定相同。
。
9.若系统外力所作的功Wext?
0，只要Wext?
Wint,non?
0，则系统机械能保持不变。
10.在高速飞行的光子火箭中的观测者观测到地球上的钟变慢了，则地球上的观测者可认为光子火箭中的钟变快了。
11.假设光子在某惯性系中的速度为c，那么存在这样的一个惯性系，光子在这个惯性系中的速度不等于c。
。
12.一物体可以具有恒定的速率但仍有变化的速度13.物体运动的方向一定与它所受的合外力方向相同14.物体运动的速率不变，所受合外力一定为零 15.相对论的运动时钟变慢和长度收缩效应是一种普遍的时空属性，与过程的具体性质无关 16.质点作圆周运动的加速度不一定指向圆心。
17.有一竖直悬挂的均匀直棒，可绕位于悬挂点并垂直于棒的一端的水平轴无摩擦转动，原静止在平衡位置。
当一质量为m的小球水平飞来，并与棒的下端垂直地相撞，则在水平方向上该系统的动量守恒。
18.一物体可具有机械能而无动量，但不可能具有动量而无机械能。
19.内力不改变质点系的总动量，它也不改变质点的总动能。
20.在某个惯性系中同时发生在相同地点的两个事件，对于相对该系有相对运动的其它惯性系一定是不同时的。
?
?
?
21.如果一质点的位置矢量为：
r?
xi?
yj，则其速度的大小为：
v?
（dx2dy2）?
（）dtdt。
22.一物体的加速度大小恒定而其速度方向可以不断变化。
23.质点所受外力对某固定点的力矩为零，则质点对该固定点的角动量守恒。
（ ） 24.两个质量相等的小球，分别从两个高度相同但倾角不同的光滑斜面的顶端滑 第2页 共16页 到底部，则它们的动量和动能必然都相等。
25.在某个惯性系中同时发生在不同地点的两个事件，对于相对该系有相对运动的其它惯性系是不同时的。
26.一个运动的质点，可以加速度不为零而速度为零。
27.关于一个质点与一个有固定转动轴的刚体的碰撞问题，若系统不受其它外力的作用，则均可用动量守恒定律求解。
。
28.乘坐在高速光子火箭中飞行的人观测到地球上的钟变慢了，所以地球上的人认为光子火箭中的钟变快了。
29.静止质量m0?
0的粒子以光速运动是可能的。
30.任意平面曲线运动的加速度的方向总指向曲线凹进那一侧。
31.对一个物体系而言，如果它受到的合外力为零，则该系统的机械能必守恒。
32.一物体所受的合外力为零，但它所受的合外力矩却可以不为零。
33.内力不改变质点系的总动量，但它却改变质点的总动能。
34.在某个惯性系中同时同地发生的两个事件，对于与该系有相对运动的其它惯性系一定是同时的。
二、填空题 1.已知质点作直线运动，其速度为v?
3t?
t2ms?
1，求质点在0~4s时间内的路程_________，位移为_________。
2.爱因斯坦狭义相对论的两条基本原理是_____________，____________。
?
?
?
?
23.一质点的运动方程为r（t）?
i?
4tj?
tk，式中r,t分别以m,s为单位，则质点的速度为_____________，加速度为____________。
4.相对论质量表达式为____________，相对论质能关系式为____________。
?
5.在圆周运动中，质点的加速度为a?
__________。
6.刚体定轴转动时的转动定律为________________。
7.如图所示，在K’系的O?
X?
Y?
平面内放置一固有长度为?
0的细杆，该细杆与x?
轴的夹角为?
?
。
设K’系相对于K系沿x轴正向以速率u运动，则在K系中测得的细杆的长度?
为___________。
Y Y?
?
?
‘ O O X，X?
8.相对论中的动能表达式为Ek=______________。
9.根据狭义相对论，光速是所有物体的速度的极限。
物体的速度增加其质量将_________ ?
?
210.一质点的运动方程为r?
3ti?
4tj，则质点运动的速度为___________。
加速度为___________。
?
?
?
2211.质点所受外力F?
（y?
x）i?
3xyj，求质点沿抛物线y?
x2点（0,0）运动到 ?
点（2,4）的过程中力F所做的功为_________。
?
?
第3页 共16页 12.一质点沿x轴运动，坐标与时间的变化关系为x?
4t?
2t2，式中x,t分别以m、 s为单位，则在最初2s内的位移为_________，2s末的瞬时速度为___________。
13.一观测者测出某被加速的电子的质量为2m0[m0为电子的静止质量]，则该电子相对观测者的运动速度为___________c。
14.质点沿半径为R的圆周运动，运动学方程为?
?
3?
2t2?
SI?
，则t时刻角加速度为?
?
___________。
15.一速率为700ms的子弹，打穿一块木板后，速率降到500ms。
如果让它继续穿过厚度和阻力均与第一块完全相同的第二块木板，则子弹的速率将降到__________。
16.相对论中质能关系为__________________。
17.位移的模通常表示为_________;位矢的模的增量通常表示为________。
18.用来定义保守力的数学式为________________。
19.在相对论动能表达式中，mc2叫做__________，mc2-m0c2叫做__________。
三、选择题 1.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。
以地面为参照系，下列说法中正确的说法是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 2.火箭发射之前，地面工作人员测得火箭总长为15米，火箭以速度v升空后，地面上的工作人员再次测得火箭总长为A.不确定； B.仍为15米；C.大于15米； D.小于15米。
3.一圆盘通过盘心且垂直于盘面的水平轴转动，轴间摩擦不计，如图所示，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，它们同时射入圆盘并且留在盘内，在子弹射入后的瞬间，对于圆盘和子弹系统的角动量L以及圆盘的角速度?
，则有A.L不变，?
增大 B.两者均不变C.L不变，?
减小 D.两者均不确定4.下列说法中哪一个是正确的 A.加速度恒定不变时，质点运动方向也不变.B.平均速率等于平均速度的大小. C.当物体的速度为零时，其加速度必为零.D.质点做曲线运动时，质点速度大小的变化产生切向加速度，速度方向的变化产生法向速度. 5.以下四种运动形式中质点加速度矢量保持不变的运动是 A.匀变速圆周运动. B.匀速圆周运动. C.变加速直线运动. D.抛体的运动. 6.对于加速度和速度的关系，下列表述正确的是 A.加速度为零，速度必为零. B.速度为零时，加速度必为零. 第4页 共16页 C.加速度不变时，速度可能不变. D.加速度为零时速度可能最大. 7.以下几种力属于保守力的是 A.摩擦力B.压力C.万有引力D.弹簧的弹力 8.质量为m长为l的均匀细棒，绕中心轴的转动惯量则为 B.ml212 C.ml24 D.2ml259.刚体作定轴转动时，其角动量守恒的条件是（ ） A.刚体所受的合外力为零. B.刚体所受的合外力矩为零. C.刚体所受的合外力矩为一常量. D.刚体受到一恒定外力. 10.试指出下列哪一种说法是错误的 A.一物体具有恒定的速率但仍有变化的速度； B.一物体具有加速度而其速度可以为零； C.一物体具有恒定的速度但仍有变化的速率； D.一物体可以具有向东的加速度同时又只有向西的速度。
11.一质点沿直线运动，其速度为v?
ve?
kt（式中k、v0为常量）。
当t?
0时，质点的坐标为x?
0，则此质点的运动方程为（） vv ?
0e?
kt B.x?
?
0e?
kt kkvv C.x?
0?
1?
e?
kt?
D.x?
?
0?
1?
e?
kt?
kk12.以下和狭义相对论无关的内容是 A.洛伦兹变换 B.光电效应 C.长度收缩 D.时间延迟 13.质量m为长为l的均匀细棒，绕一端并与其成?
角的轴的转动惯量则为 A.ml23；B.ml212；C.ml2sin2?
3；D.ml2cos2?
2。
14.在惯性系S中同时又同地发生的事件A、B，在任何运动着的参考系S，中测量 A.A、B可能既不同时又不同地发生；B.A、B可能同时而不同地发生；C.A、B可能不同时但同地发生；D.A、B仍是同时又同地发生。
15.描述物体的相对运动时，把物体相对于运动参考系的运动称为A.绝对运动B.牵连运动C.相对运动D.直线运动 16.质点作平面曲线运动，运动方程为x?
x?
t?
y?
y?
t?
，位置矢量的大小为?
r?
r?
x2?
y2，则（ ） ?
dr?
drA.质点的运动速度是； B.质点的运动速率是v?
； dtdt?
?
?
?
?
drdrC.既可大于v也可小于v。
?
v； D. dtdt?
?
?
?
N?
的作用，t?
0时该质点以v17.质量为的质点受力F?
ti?
2?
j?
m/s?
的 第5页 共16页 速度通过坐标原点，则该质点任意时刻的位置矢量是 ?
?
2?
?
3?
2t?
A.2t2ij?
m?
B.2t2ij?
m?
?
4?
2t3?
C.3t4ij3?
m?
D.条件不足不能确定 ?
?
?
?
18.以下几种力不属于保守力的是 A.重力 B.万有引力 C.回复力 D.弹簧弹性力 19.有两个飞轮，一个是木制的，周围镶上铁制的轮缘，另一个是铁制的，周围镶上木制的轮缘，若这两个飞轮的半径相同，总质量相等，以相同的角速度绕通过飞轮中心的轴转动，则：
A.木制飞轮动能较大 B.铁制飞轮动能较大C.两者的动能一样大 D.不能确定 四、计算与证明题 ?
1.一炮弹质量为m，以速度v飞行，其内部炸药使此炮弹分裂为两块，爆炸后于炸药使弹片增加的动能为T，且一块的质量为另一块质量的k倍，如两者仍沿原方向飞行，试证其速率分别为v?
2kTm，v?
2Tm。
2.质点作直线运动，初速度为零，初始加速度为a0，质点出发后，每经过?
时间，加速度均匀增加b。
求经过t时间后，质点的速度和位移。
3.两滑冰运动员，质量分别为MA=60kg，MB=70kg，它们的速率VA=7m/s，VB=6m/s，在相距的两平行线上相向而行，当两者最接近时，便拉起手来，开始绕质心作圆周运动并保持两者间的距离为。
求该瞬时：
⑴系统的总角动量；⑵系统的角速度。
4.质量为m的质点在流体中作直线运动，受与速度成正比的阻力F?
?
kv作用，t?
0时质点的速度为v0，证明：
t时刻的速度为v?
v0e?
ktm； 0到t的时间内经过的距离为x?
?
mv0k?
?
1?
e?
ktm；停止运动前经过的距离为mv0k。
5.一长l=的均匀木棒，质量M=，可绕水平轴O在竖直平面内转动，开始时棒自然地竖直悬垂。
现有质量m=8g的子弹以v=200m/s的速率从A点与O点的距离为34l，如图。
求：
⑴棒开始运动时的角速度；⑵棒的最大偏转角。
6.质量为10kg的木箱放在地面上，在水平拉力F的作用下，静止开始沿直线运动，其拉力随时间的变化关系如图所示，已知木箱与地面间摩擦因数 ?
?
?
3l4l?
为。
求在t为4s和7s时，木箱速度的大小（g
第11页 共16页 7.有一单摆，摆长l?
摆球质量m?
，当摆球处在平衡位置时，若给小球一水平向右的冲量I?
50?
10?
2?
4kg?
m?
s?
1，取打击时刻为计时起点，求振动的初位相和角振幅，并写出小球的振动方程（设摆角向右为正）。
8.一轻弹簧的劲度系数为k，其下端悬有一质量为M的盘子。
现有一质量为m的物体从离盘底为h高度处自下落到盘中并和盘子粘在一起，于是盘子开始振动。
若以物体落到盘底时为计时零点、以物体落到盘子后的平衡位置为坐标原点、以向下为x轴正向，求盘子的振动方程。
9.一平面简谐波沿x轴正向传播，振幅为A?
，频率为v?
10Hz，已知在x?
处的质点P在t?
时刻的振动状态是：
位移为yp?
0，速度为 而x?
20cm处的质点Q在t?
时刻的振动状态是：
位移为yq?
；Vp?
0， 速度为Vq?
0，求此平面波的波动方程。
10.沿绳子传播的平面简谐波的波动方程为y?
?
10?
t?
4?
x?
，式中x，y以米计，t以秒计。
求：
（1）波的振幅、波速、频率和波长；
（2）绳子上各质点振动时的最大速度和最大加速度； （3）求x?
处质点在t?
1s时的位相，它是原点处质点在哪一时刻的位相？
11.如图所示，已知t1?
0时和t2?
时的波形曲线分别为图中曲线（a）和（b），设波沿x轴正向传播，试根据图中绘出的条件求：
（1）波动方程；
（2）P点的振动方程。
Y（cm） 4 （a） （b） P?
4 1 2 3 4 5 6X（m） 12.波源作简谐运动，周期为,若该振动以100m?
s?
1的速度沿直线传播，设t?
0时，波源处的质点经平衡位置向正方向运动。
求：
（1）距波源和两处质点的运动方程和初相。
（2）距波源分别为和的两质点间的相位差。
第三篇热学 第12页 共16页 一、判断题 1.热机的循环过程是正循环，而制冷机的循环过程为逆循环。
2.功可以完全变成热，但热不能完全变成功。
i3.若某气体分子的自度为i，则其每个分子的能量都等于kT。
210在p-v图上，一条绝热线与一条等温线不可能有两个交点。
4.气体的内能是温度的单值函数，所以高温气体的内能一定比低温气体内能多。
5.准静态过程一定是可逆过程。
6.功不能全部转化为热，但热却能全部转化为功 7.在同一温度下，不同气体分子的平均平动动能相等。
因为氧分子的质量比氢分子大，则氢分子的速率一定大于氧分子 8.等压过程中，系统所吸收的热量一部分用来增加气体的内能，一部分用来对外作功 9.内燃机汽缸中燃气的压缩与膨胀的过程可近似视为准静态过程。
（ ）10.热力学温度零度将是理想气体分子热运动停止时的温度。
11.功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。
12.一定质量的气体，保持容器的容积不变，当温度增加时，分子平均碰撞次数增多分子平均自程也因此而减小。
13.在任何条件下，单原子气体分子具有3个自度，双原子气体分子具有5个自度。
（ ） 14.已知分子总数为N，它们的速率分布函数为f?
v?
，则速率分布在v1~v2区间内的分子的平均速率为?
vf?
v?
dvN。
v1v215.对于热力学温度为零度的理想气体，该气体分子的平均平动动能为0。
16.等体过程中，外界传给气体的热量一部分用来增加气体的内能，一部分用来对外作功。
17.分布函数的特性之一是：
函数曲线下的总面积等于1。
18.在压强不变时，气体分子的平均碰撞频率Z与T成正比。
19.理想气体的内能是温度的单值函数，而高温气体的内能不一定比低温气体内能多。
20.热量能从高温物体传向低温物体，但它不可能从低温物体传向高温物体。
二、填空题1.1mol单原子理想气体，在一标准大气压下温度0?
C升高至100?
C，则内能的改变量为_____________;从外界吸收的热量为_______________。
2.热力学第一定律的数学表达式为__________________________。
3.单原子分子有_______个自度，刚性双原子分子有________个自度。
4.右图中，一定量的理想气体从体积V1膨胀到体积V2 P分别经历的过程是，等压过程A?
B;等温过程A?
C;AB绝热过程A?
D，它们中吸热最多的过程是：
__________。
CDOV1 V2 V 第13页 共16页 5.有一定量的理想气体，其压强按p?
C的规律变化，C是常量。
则气体从体2V积V1增加到V2所作的功为_________。
6.设理想气体的质量为M，其摩尔质量为Mmol，气体分子的自度为i，则该理想气体的内能为E?
_________。
7.玻尔兹曼熵的定义式为S=_________。
8.热力学第一定律的一般数学表达式为_________。
9.理想气体压强p与分子平均平动能?
的关系为p?
_________。
10.单原子分子有_________个自度，非刚性双原子分子有_________个自度。
11.设有1mol的非刚性双原子分子理想气体处在温度为T的平衡态，其内能为__________。
12.理想气体分子的最概然速率vp=_________。
13.一定量理想气体质量为m，处于平衡态，温度为T，则它的最概然速率为_________，平均速率为_________，方均根速率为_________。
14.气体动理论的压强公式为_________。
15.在高温热源T1和低温热源T2之间工作的卡诺热机其效率为_________。
16.一定量的气体，从状态A，经历如图所示的直线过程变到状态B，则AB过程中系统作功W=_________。
P17.在温度为T的平衡态下，摩尔质量为Mmol的A气体分子的最概然速率vp=_________。
2P1P118.一可逆卡诺热机，低温热源温度为27?
C,热机的效率为40%，则其高温热源温度为_________K。
19.若系统吸收的热量记为Q，对外作功W则该系统的内能增加为?
U?
_________。
BV1 2V1 V 20.能量按自度均分定理可知，一摩尔氧气的内能是_____________,一摩尔氨气的内能是______________。
三、选择题 1.理想气体经历一个准静态绝热膨胀过程，（ ）A.膨胀后，温度不变，压强减小。
B.膨胀后，温度降低，压强减小。
C.膨胀后，温度升高，压强减小。
D.膨胀后，温度不变，压强不变。
2.关于温度的微观意义，下列几种说法中不正确的是：
A.气体的温度是分子平均平动能的量度； B.气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现； C.温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同；D.从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。
3.系统所吸收的热量，一部分用来增加系统内能，一部分用来对外做功的过程为 A.等体过程 B.等压过程 C.等温过程 D.绝热过程 第14页 共16页 4.有两种不同的理想气体，同压、同温而体积不等，则两种气体的A.内能相等； B.单位体积内气体分子的总动能相等；C.单位体积内气体分子总平动动能相等；D.单位体积内气体分子总转动动能相等。
5.在327℃和27℃的高低温热源之间工作的卡诺热机，理论上的最大效率为 A．50%； B.25%； %； % 6.一定质量的理想气体的内能E随体积V的变化关系为一条直线，则此直线所表示的过程为 A.等温过程 B.等压过程C.等容过程 D.绝热过程 7.一定量的理想气体，经历某过程后温度升高了。
则可以断定：
A.该理想气体系统的内能增加了。
B.在此过程中外界对该理想气体系统作了正功。
C.该理想气体系统在此过程中吸了热。
D.在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，外界又对系统作了正功。
8.在下列过程中，哪些是可逆过程？
（ ） 用活塞无摩擦地缓慢地压缩绝热容器中的理想气体。
用缓慢旋转的叶片使绝热容器中的水温上升。
一滴墨水在水杯中缓慢弥散开。
一个不受空气阻力及其他摩擦力作用的单摆的摆动。
A.、 B.、 C.、 D.、9.如果N为总分子数，f（v）为分子速率分布函数，则速率在v~v?
dv区间上的分子数为：
vf（v）dv；C.?
Nf（v）dv；D.Nf（v）dvA.vf（v）dv；B.N?
0?
0 10.如果f（v）表示分子的速率分布函数，N为总分子数，则分子的平均速率为 A.vf（v）dv B.?
vf（v）dv 0?
C.?
Nf（v）dv （v）dv 0?
11.对一气体系统而言，下列说法正确的是A.系统的温度越高，则热量越多. B.系统吸收热量越多，温度就一定升高得越多.C.无论经历怎样的过程，系统的内能总是增加.D.系统的温度越高则内能越大. 12.对两种理想气体同温、同压而体积不等，下述正确的判断是 A.分子数密度n相等. B.气体的方均根速率v2相等. C.单位体积内分子平均平动动能不相等. 第15页 共16页 D.单位体积内内能E相等. 四、计算与证明题 1.的氦气，温度17oC升为27oC。
若在升温过程中，体积保持不变；压强保持不变；不与外界交换热量。
试分别求出内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功。
2.一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程。
如果已知气体在状态A的温度为TA?
500K,求：
气体在状态B、C时的温度；各过程中气体对外所做的功； 经过整个循环过程，气体从外界吸收的总热量。
3.如图所示，卡诺循环是四个准静态构成，即两个 等温过程和两个绝热过程，试证明卡诺热机 T的效率为?
?
1?
2。
T1oV1V4APDT1BT2V2CV3V4.一热机每秒从高温热源吸取热量Q1?
?
104J作功后向低温热源放出热量
（1）.求其效率;该热机是可逆机否?
（2）.如果尽可能的提高了热机的效率,使其每秒从高温热源吸热?
104J,则每秒最多能作功多少?
5.一可逆卡诺热机，当高温热源的温度为127?
C、低温热源的温度为27?
C时，其每次循环对外作净功8000J。
今维持低温热源的温度不变，提高高温热源温度，使其每次循环对外作净功10000J。
若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间，试求：
第二个循环的热机效率；第二个循环的高温热源的温度。
6.设有一以理想气体为工质的热机循环，如图所示。
试证其循环效率为 V1?
1V?
?
1?
?
2 p1?
1p2 7.1mo
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