大学物理习题大学物理上.docx

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大学物理习题大学物理上

《大学物理上》模拟复习题一

一.选择题

1.质量为m的铁锤竖直落下,打在木桩上并停下,设打击时间为Dt,打击前铁锤速率为v,则在打击木桩的时间内,铁锤所受平均合外力的大小为

（A）mv/Dt.

（B）mv/Dt－mg.

（C）mv/Dt＋mg.

（D）2mv/Dt.

2.一圆锥摆,如图1.2,摆球在水平面内作圆周运动.则

（A）摆球的动量、摆球对悬点的角动量、摆球与地球组成系统的机械能都守恒.

（B）摆球的动量、摆球对悬点的角动量、摆球与地球组成系统的机械能都不守恒.

（C）摆球的动量不守恒,摆球对悬点的角动量、摆球与地球组成系统的机械能守恒.

（D）摆球的动量、摆球对悬点的角动量守恒,摆球与地球组成系统的机械能不守恒.

3.一物体作简谐振动，振动方程为

x=Acos（t+/4）

在t=T/4（T为周期）时刻，物体的加速度为

（A）

.

（B）

.

（C）

.

（D）

.

4.以下说法错误的是

（A）波速与质点振动的速度是一回事,至少它们之间相互有联系；

（B）波速只与介质有关,介质一定,波速一定,不随频率波长而变,介质确定后,波速为常数；

（C）质元的振动速度随时间作周期变化；

（D）虽有关系式v=ν,但不能说频率增大,波速增大.

5.两根轻弹簧和一质量为m的物体组成一振动系统,弹簧的倔强系数为k1和k2,并联后与物体相接.则此系统的固有频率为ν等于

（A）

.

（B）

.

（C）

.

（D）

.

6.下面各种情况中可能存在的是

（A）由pV=（M/Mmol）RT知,在等温条件下,逐渐增大压强,当p→∞时,V→0；

（B）由pV=（M/Mmol）RT知,在等温条件下,逐渐让体积膨胀,当V→∞时,p→0；

（C）由E=（M/Mmol）iRT/2知,当T→0时,E→0；

（D）由绝热方程式V－1T=恒量知，当V→0时，T→∞、E→∞.

7.AB两容器分别装有两种不同的理想气体,A的容积是B的两倍,A容器内分子质量是B容器分子质量的1/2.两容器内气体的压强温度相同,（如用n、、M分别表示气体的分子数密度、气体质量密度、气体质量）则

（A）nA=2nB,A=B,MA=2MB.

（B）nA=nB/2,A=B/4,MA=MB/2.

（C）nA=nB,A=2B,MA=4MB.

（D）nA=nB,A=B/2,MA=MB.

8.如图1.3所示，折射率为n2、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和n3，已知n1＜n2＞n3，若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束（用①②示意）的光程差是

（A）2n2e.

（B）2n2e－/（2n2）.

（C）2n2e－.

（D）2n2e－/2.

9.如图1.4所示，s1、s2是两个相干光源，它们到P点的距离分别为r1和r2，路径s1P垂直穿过一块厚度为t1，折射率为n1的介质板，路径s2P垂直穿过厚度为t2，折射率为n2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于

（A）（r2+n2t2）－（r1+n1t1）.

（B）[r2+（n2－1）t2]－[r1+（n1－1）t1].

（C）（r2－n2t2）－（r1－n1t1）.

（D）n2t2－n1t1.

10.在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极大都恰好在每缝衍射的暗纹方向上,因而实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度a和相邻两缝间不透光部分宽度b的关系为

（A）a=b.

（B）a=2b.

（C）a=3b.

（D）b=2a.

二.填空题

1.如图2.1所示，一质点在几个力的作用下，沿半径为R的圆周运动，其中一个力是恒力F0，方向始终沿x轴正向，即F0=F0i，当质点从A点沿逆时针方向走过3/4圆周到达B点时，F0所作的功为W.

2.如图2.2所示,加速度a至少等于时,物体m对斜面的正压力为零,此时绳子的张力T=.

3.铀238的核（质量为238原子质量单位）,放射一个a粒子（氦原子核，质量为4个原子量单位）后蜕变为钍234的核,设铀核原是静止的,a粒子射出时速度大小为1.4×107m/s,则钍核的速度大小为,方向为.

4.牛顿环装置中透镜与平板玻璃之间充以某种液体时,观察到第10级暗环的直径由1.42cm变成1.27cm,由此得该液体的折射率n=.

5.如图2.3所示,波长为的平行单色光斜入射到距离为d的双缝上,入射角为,在图中的屏中央O处（

=

）,两束相干光的位相差为.

三.计算题

1.质量为M=0.03kg,长为l=0.2m的均匀细棒,在一水平面内绕通过棒中心并与棒垂直的光滑固定轴自由转动.细棒上套有两个可沿棒滑动的小物体,每个质量都为m=0.02kg.开始时,两小物体分别被固定在棒中心的两侧且距中心各为r=0.05m,此系统以n1=15rev/min的转速转动.若将小物体松开后,它们在滑动过程中受到的阻力正比于速度,已知棒对中心的转动惯量为Ml2/12.求

（1）当两小物体到达棒端时,系统的角速度是多少？

（2）当两小物体飞离棒端时,棒的角速度是多少？

2.一弦线,左端系于音叉的一臂的A点上,右端固定在B点,并用7.20N的水平拉力将弦线拉直,音叉在垂直于弦线长度的方向上作每秒50次的简谐振动（如图3.1）.这样,在弦线上产生了入射波和反射波,并形成了驻波,弦的线密度=2.0g/m,弦线上的质点离开其平衡位置的最大位移为4cm,在t=0时,O点处的质点经过其平衡位置向下运动.O、B之间的距离为2.1m.如以O为坐标原点,向右为x轴正方向,试写出:

（1）入射波和反射波的表达式；

（2）驻波的表达式.

3.一气缸内盛有一定量的刚性双原子分子理想气体,气缸活塞的面积S=0.05m2,活塞与缸壁之间不漏气,摩擦忽略不计,活塞左侧通大气,大气压强p0=1.0×105pa,倔强系数k=5×104N/m的一根弹簧的两端分别固定于活塞和一固定板上,如图3.2,开始时气缸内气体处于压强、体积分别为p1=p0=1.0×105pa,V1=0.015m3的初态,今缓慢的加热气缸,缸内气体缓慢地膨胀到V2=0.02m3.求:

在此过程中气体从外界吸收的热量.

4.波长为500nm的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈尖上，在观察反射光的干涉现象中，距劈尖棱边l=1.56cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心.

（1）求此空气劈尖的劈尖角.

（2）改用600nm的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹,A处是明条纹，还是暗条纹？

《大学物理上》模拟复习题二

v

v

m

m

图1.1

O

一.选择题

1.圆盘绕O轴转动,如图1.1所示.若同时射来两颗质量相同,速度大小相同,方向相反并在一直线上运动的子弹,子弹射入圆盘后均留在盘内,则子弹射入后圆盘的角速度将

（A）增大.

（B）不变.

（C）减小.

（D）无法判断.

2.一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表达式为r=at2i+bt2j（其中a、b为常量）,则该质点作

（A）匀速直线运动.

（B）变速直线运动.

（C）抛物线运动.

（D）一般曲线运动.

3.如图1.2，质量分别为m1、m2的物体A和B用弹簧连接后置于光滑水平桌面上，且A、B上面上又分别放有质量为m3和m4的物体C和D；A与C之间、B与D之间均有摩擦.今用外力压缩A与B，在撤掉外力，A与B被弹开的过程中，若A与C、B与D之间发生相对运动，则A、B、C、D及弹簧组成的系统

（A）动量、机械能都不守恒.

（B）动量守恒，机械能不守恒.

（C）动量不守恒，机械能守恒.

（D）动量、机械能都守恒.

4.以下说法不正确的是

（A）从运动学角度看,振动是单个质点（在平衡位置的往复）运动,波是振动状态的传播,质

点并不随波前进；

（B）从动力学角度看振动是单个质点受到弹性回复力的作用而产生的,波是各质元受到邻近质元的作用而产生的；

（C）从能量角度看,振动是单个质点的总能量不变,只是动能与势能的相互转化；波是能量的传递,各质元的总能量随时间作周期变化,而且动能与势能的变化同步；

（D）从总体上看,振动质点的集合是波动.

5.一辆汽车以25ms1的速度远离一静止的正在呜笛的机车，机车汽笛的频率为600Hz，汽车中的乘客听到机车呜笛声音的频率是（已知空气中的声速为330ms1）

（A）555Hz.

（B）646Hz.

（C）558Hz.

（D）649Hz.

6.由热力学第一定律可以判断一微小过程中dQ、dE、dA的正负,下面判断中错误的是

（A）等容升压、等温膨胀、等压膨胀中dQ>0；

（B）等容升压、等压膨胀中dE>0；

（C）等压膨胀时dQ、dE、dA同为正；

（D）绝热膨胀时dE>0.

7.摩尔数相同的两种理想气体，一种是氦气，一种是氢气，都从相同的初态开始经等压膨胀为原来体积的2倍，则两种气体

（A）对外做功相同，吸收的热量不同.

（B）对外做功不同，吸收的热量相同.

（C）对外做功和吸收的热量都不同.

（D）对外做功和吸收的热量都相同.

8.如图1.3所示的是两个不同温度的等温过程，则

（A）Ⅰ过程的温度高，Ⅰ过程的吸热多.

（B）Ⅰ过程的温度高，Ⅱ过程的吸热多.

（C）Ⅱ过程的温度高，Ⅰ过程的吸热多.

（D）Ⅱ过程的温度高，Ⅱ过程的吸热多.

9.如图1.4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n1＜n2＞n3，1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位相差为

（A）2n2e/（n11）.

（B）4n1e/（n21）+.

（C）4n2e/（n11）+.

（D）4n2e/（n11）.

10.在如图1.5所示的单缝夫琅和费衍射实验装置中，s为单缝，L为透镜，C为放在L的焦面处的屏幕，当把单缝s沿垂直于透镜光轴的方向稍微向上平移时，屏幕上的衍射图样

（A）向上平移.

（B）向下平移.

（C）不动.

（D）条纹间距变大.

二.填空题

1.如图2.1所示，波源s1和s2发出的波在P点相遇，P点距波源s1和s2的距离分别为3和10/3，为两列波在介质中的波长，若P点的合振幅总是极大值，则两波源振动方向（填相同或不同）,振动频率，

（填相同或不同）,波源s2的位相比s1的位相领先.

2.一物块悬挂在弹簧下方作简谐振动，当这物块的位移等于振幅的一半时，其动能是总能的；当这物块在平衡位置时，弹簧的长度比原长长Dl,这一振动系统的周期为.

3.以一定初速度斜向上抛出一个物体,如果忽略空气阻力,当该物体的速度v与水平面的夹角为时，它的切向加速度at的大小为at=,法向加速度an的大小为an=..

4.对于处在平衡态下温度为T的理想气体,（1/2）kT（k为玻兹曼常量）的物理意义是.

5.光的干涉和衍射现象反映了光的性质,光的偏振现象说明光波是波.

三.计算题

1.一质量为m的陨石从距地面高h处由静止开始落向地面,设地球质量为M，半径为R，忽略空气阻力,求:

（1）陨石下落过程中,万有引力的功是多少？

（2）陨石落地的速度多大？

2.一定滑轮的半径为R,转动惯量为I,其上挂一轻绳，绳的一端系一质量为m的物体，另一端与一固定的轻弹簧相连，如图3.1所示，设弹簧的倔强系数为k，绳与滑轮间无滑动，且忽略轴的摩擦力及空气阻力，现将物体m从平衡位置下拉一微小距离后放手，证明物体作简谐振动，并求出其角频率.

3.一定量的理想气体经历如图3.2所示的循环过程,A→B和C→D是等压过程,B→C和D→A是绝热过程.己知:

TC=300K,TB=400K,试求此循环的效率.

4.设光栅平面和透镜都与屏幕平行，在平面透射光栅上每厘米有5000条刻线，用它来观察波长为=589nm的钠黄光的光谱线.

（1）当光线垂直入射到光栅上时,能看到的光谱线的最高级数km是多少?

（2）当光线以30°的入射角（入射线与光栅平面法线的夹角）斜入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数km是多少?

《大学物理上》模拟复习题一答案

一.选择题

1.（A）mv/Dt.

2.（A）摆球的动量、摆球对悬点的角动量、摆球与地球组成系统的机械能都守恒.

3.（C）

.

4.（D）虽有关系式v=ν,但不能说频率增大,波速增大.

5.（C）.

6.（B）由pV=（M/Mmol）RT知,在等温条件下,逐渐让体积膨胀,当V→∞时,p→0；

7.（D）nA=nB,A=B/2,MA=MB.

8.（D）2n2e－/2.

9.（B）[r2+（n2－1）t2]－[r1+（n1－1）t1].

10.（A）a=b.

二.填空题

1.-F0R.

2.cot,mg/sin

3.2.4×105m/s与a粒子运动方向相反

4.1.25

5.2dsin/.

三.计算题

1.

（1）角动量守恒

（Ml2/12+2mr2）1=（Ml2/12+2ml2）2

2=（Ml2/12+2mr2）1/（Ml2/12+2ml2）=0.628rad/s

（2）小物体飞离棒端时小物体对棒无冲力，故棒的角速度仍为2=0.628rad/s

2.

（1）波速u=（张力/线密度）1/2=（T/）1/2=60m/s波长=u/ν=1.2m

因形成驻波,故行波振幅为

A=4´102¸2=2´102m

由旋矢法（如图）可知O点振动的初位相为/2，则入射波在原点O引起的振动为

y0=2´102cos（100t+/2）（SI）

所以入射波为

y1=2´102cos[100（tx/60）+/2]

=2´102cos（100t-10x/6+/2）（SI）,

反射波为

y2=2´102cos[100t-10（2l-x）/6+/2+]

=2´102cos（100t+10x/6+/2）（SI）

驻波方程为

y=y1+y2

=4´102cos（10x/6）cos（100t+/2）（SI）

3.从V1变到V2，弹簧压缩x=（V2-V1）/S，则

p2=p0+kx/S=p0+k（V2-V1）/S2

DE=νCV（T2-T1）=（i/2）（p2V2-p1V1）

=（i/2）{[p0+k（V2-V1）/S2]V2-p0V1}

=（i/2）[p0（V2-V1）+kV2（V2-V1）/S2]

A=p0Sx+（1/2）kx2

=p0（V2-V1）+（1/2）k[（V2-V1）/S]2，

Q=DE+A

=p0（V2-V1）（i+2）/2+k（V2-V1）[（i+1）V2-V1]/（2S2）

=7000J

4.因是空气薄膜,有n1>n2

=2e+/2，

暗纹应=2e+/2=（2k+1）/2，所以

2e=ke=k/2

因第一条暗纹对应k=0，故第4条暗纹对应k=3，所以

e=3/2

空气劈尖角

=e/l=3/（2l）=4.8´105rad

（2）因/¢=（2e+¢/2）/¢=3/¢+1/2=3

故A处为第三级明纹，棱边依然为暗纹.

（3）从棱边到A处有三条明纹，三条暗纹，共三条完整条纹.

《大学物理上》模拟复习题二答案

一.选择题

1.（B）不变.

2.（B）变速直线运动.

3.（C）动量不守恒，机械能守恒.

4.（A）从运动学角度看,振动是单个质点（在平衡位置的往复）运动,波是振动状态的传播,质

点并不随波前进；

5.（B）646Hz.

6.（D）绝热膨胀时dE>0.

7.（A）对外做功相同，吸收的热量不同.

8.（A）Ⅰ过程的温度高，Ⅰ过程的吸热多.

9.（C）4n2e/（n11）+.

10..（C）不动.

二.填空题

1.相同相同，2/3.

2.3/4；2（Dl/g）1/2.

3.gsin,gcos.

4.温度为T时每个气体分子每个自由度平均分得的能量.

5.波动横

三.计算题

1.

（1）A=

=GMm[1/R1/（R+h）]=GMmh/[R（R+h）]

（2）由动能定理A=Ek-Ek0有

GMmh/[R（R+h）]=mv2/2

v={2GMh/[R（R+h）]}1/2

2.平衡时mg=kx0

振动时，设某时刻物体相对平衡位置的位移为x，对物体和定滑轮分别列方程，有

mg-T=ma

TR-k（x+x0）R=I

a=R

x=R

于是得

mgRk（x+x0）R=（mR2+I）

kxR=kR2=（mR2+I）

=（mR2+I）d2/dt2

d2/dt2+[kR2/（I+mR2）]=0

故物体作揩振动，其角频率为

=[kR2/（I+mR2）]1/2

3.吸热过程AB为等压过程

Q1=νCp（TBTA）

放热过程CD为等压过程

Q2=νCp（TCTD）

=1Q2/Q1=1（TCTD）/（TBTA）

=1（TC/TB）[（1TD/TC）/（1TA/TB）

而pA1TA=pD1TD

pB1TB=pC1TC

pA=pBpC=pD

所以TA/TB=TD/TC

故=1TC/TB=25%

4..

（1）（a+b）sin=kmax<（a+b）

kmax<（a+b）/=3.39

所以最高级数kmax=3

（1）（a+b）（sin30°+sin'）=k'max

k'max<（a+b）（sin30°+1）/=5.09

所以k'max=5