土木班《大学物理》期末复习题

1、 / 26练习一 质点运动的描述. 选择题1. 以下四种运动，加速度保持不变的运动是(A) 单摆的运动；(B) 圆周运动；(C) 抛体运动；(D) 匀速率曲线运动.2.质点在 y 轴上运动，运动方程为y=4t2-2t3，则质点返回原点时的速度和加速度分别为:8m/s, 16m/s2.- 8m/s, - 16m/s2.- 8m/s, 16m/s2.8m/s, - 16m/s2.v 2=15m/s，若物体作直物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为v1=10m/s，线运动，则在整个过程中物体的平均速度为12 m/s.11.75 m/s.12.5 m/s.13.75 m/s.质点沿 X 轴作直线运动

2、,其v- t 图象为一曲线,如图1.1,则以下说法正确的是0 t3 时间内质点的位移用v- t 曲线与 t 轴所围面积绝对值之和表示, 路程用 v- t 曲线与 t 轴所围面积的代数和表示；0 t3时间内质点的路程用v- t曲线与 t轴所围面积绝对值之和表示, 位移用 v- tt 轴所围面积的代数和表示；0 t3时间内质点的加速度大于零；t1 时刻质点的加速度不等于零.质点沿 XOY平面作曲线运动,其运动方程为:x=2t, y=19-2t2. 则质点位置矢量与速度 矢量恰好垂直的时刻为0 秒和 3.16 秒 .1.78秒 .1.78 秒和 3秒 .0 秒和 3 秒 . TOC o 1-5 h

3、z 解：令：v r 02i 4tj 2ti 19 2t2 j 04t 4t 19 2t20解之得：t10s; t23s;t33s(舍去)二 . 填空题一小球沿斜面向上运动,其运动方程为s=5+4t-t2 (SI),则小球运动到最高点的时刻为t=秒 .一质点沿X 轴运动 , v=1+3 t2 (SI), 若 t=0 时 ,质点位于原点.则质点的加速度a=(SI)；质点的运动方程为x=(SI).一质点的运动方程为r=Acos t i+Bsin t j, 其中 A, B , 为常量 . 则质点的加速度矢量为a=, 轨迹方程为.练习一 答案一 .选择题C B A B D二 .填空题2.6 t ;t+t

4、3- 2r 或 - 2 (Acos ti+Bsin tj)x2/A2+y 2/B2= 1练习二 圆周运动相对运动.选择题下面表述正确的是质点作圆周运动,加速度一定与速度垂直；物体作直线运动,法向加速度必为零；轨道最弯处法向加速度最大；某时刻的速率为零,切向加速度必为零.由于地球自转，静止于地球上的物体有向心加速度，下面说法正确的是静止于地球上的物体,其向心加速度指向地球中心；荆州所在地的向心加速度比北京所在地的向心加速度大；荆州所在地的向心加速度比北京所在地的向心加速度小；荆州所在地的向心加速度与北京所在地的向心加速度一样大小.下列情况不可能 存在的是速率增加,加速度大小减少；速率减少,加速度

5、大小增加；速率不变而有加速度；速率增加而无加速度；速率增加而法向加速度大小不变.质点沿半径R=1m 的圆周运动,某时刻角速度=1rad/s,角加速度= 1rad/s2,则质点速度和加速度的大小为1m/s, 1m/s2.1m/s, 2m/s2.1m/s,2 m/s2.2m/s,2 m/s2.一抛射体的初速度为v0,抛射角为,抛射点的法向加速度,最高点的切向加速度以及最高点的曲率半径分别为gcos , 0 , v02 cos2 /g.gcos , gsin , 0.gsin , 0, v02/g.g , g , v02sin2 /g.二 .填空题一人骑摩托车跳越一条大沟,他能以与水平成30角,其值

6、为 30m/s 的初速从一边起跳 ,刚好到达另一边,则可知此沟的宽度为.设初速 v，则 vvcon300 ,vsin300 xyvtv0 at,t v sin 300 ，跳的宽度gd 2 v sin 300 vcon300 79.5m(g 9.8m s 2) g任意时刻at=0 的运动是运动； 任意时刻an=0 的运动是运动；任意时刻a=0 的运动是运动；任意时刻at=0, an=常量的运动是运动.已知质点的运动方程为r=2t2i+cos tj (SI), 则其速度v=；加速度 a =；当 t=1 秒时 ,其切向加速度a =；法向加速度an =.练习二 答案一 .选择题B B D C A二 .

7、填空题79.5m.匀速率,直线, 匀速直线, 匀速圆周.4ti sin tj, 4i 2cos tj,4m/s2,9.87m/s2.练习三 牛顿运动定律.选择题下面说法正确的是物体在恒力作用下，不可能作曲线运动；物体在变力作用下，不可能作直线运动；物体在垂直于速度方向，且大小不变的力作用下，作匀速园周运动；物体在不垂直于速度方向力的作用下,不可能作园周运动；物体在垂直于速度方向，但大小可变的力的作用下，可以作匀速曲线运动T= mAg, 如图 3.1(B)所示,算出mB 的加速度a,则a a .a = a .a mB时 ,算出mB 向右的加速度为a,今去掉如图 3.3所示，弹簧秤挂一滑轮，滑轮两

8、边各挂一m 和 2m 的物体，绳子与滑轮的质量忽略不计，轴m 及 2m 的运动过程中，弹簧秤的3mg .2mg .1mg .8mg / 3.如图 3.4 所示,手提一根下端系着重物的轻弹簧,竖, 当手突然停止运动的瞬间,物体将向上作加速运动.向上作匀速运动.立即处于静止状态.在重力作用下向上作减速运动.填空题1. 如图 3.5 所示， 一根绳子系着一质量为m 的小球，悬挂TmgT cos mg = 0(1)T mg cos = 0(2)然 两 式 互 相 矛 盾 ， 你 认 为 哪 式 正 确 ？ 答.理 由.3.3A2. 如图 3.6 所示，一水平圆盘,半径为r，边缘放置一质量为mA， 它与

9、盘的静摩擦系数为， 圆盘绕中心轴小于或等于时 ， 物 A 不.3. 一质量为m1 的物体拴在长为l1 的轻绳上，,另一质量m2的物体用长为l2的轻绳与m1相接,二者均在的匀速圆周运动,如图3.7 所. 则 l 1, l 2 两绳上的张力3.7T1=T2=.练习三 答案.选择题E C A D A.填空题(1)式 , 铅直方向无加速度,小球的向心加速度在绳子方向上有投影( g/r)1/2.(m1l 1+m 2l 1+m2l2) 2,m2(l1+l 2) 2.练习四 功和能.选择题以下说法正确的是功是标量, 能也是标量, 不涉及方向问题；某方向的合力为零,功在该方向的投影必为零；某方向合外力做的功为

10、零,该方向的机械能守恒；物体的速度大,合外力做的功多,物体所具有的功也多.以下说法错误 的是势能的增量大,相关的保守力做的正功多；势能是属于物体系的,其量值与势能零点的选取有关；功是能量转换的量度；物体速率的增量大,合外力做的正功多.如图 4.1,1/4 圆弧轨道(质量为M)与水平面光滑接触,一物体(质量为m)自轨道顶端滑, M 与 m 间有摩擦,则M 与 m 组成系统的总动量及水平方向动量都守恒, M 、 m 与地M 与 m 组成系统的总动量及水平方向动量都守恒, M、 m 与地4.2M 与 m 组成的系统动量不守恒, 水平方向动量不守恒, M、 mM 与 m 组成的系统动量不守恒, 水平方

11、向动量守恒, M、 m 与.悬挂在天花板上的弹簧下端挂一重物M,如图 4.2 所示.开始物 TOC o 1-5 h z O 以上一点A. (1)手把住M 缓慢下放至平衡点；(2)手,物体自己经过平衡点. 合力做的功分别为A1、 A2 ,则A1 A2.A1 ,相反3.5.练习六 力矩 转动惯量转动定律.选择题以下运动形态不是平动的是火车在平直的斜坡上运动；火车在拐弯时的运动；活塞在气缸内的运动； TOC o 1-5 h z 空中缆车的运动.以下说法正确的是合外力为零,合外力矩一定为零；合外力为零,合外力矩一定不为零；合外力为零,合外力矩可以不为零(一个力偶)；合外力不为零,合外力矩一定不为零；合

12、外力不为零,合外力矩一定为零.有 A、 B 两个半径相同,质量相同的细圆环. A 环的质量均匀分布,B 环的质量不均匀分布,设它们对过环心的中心轴的转动惯量分别为IA和 I B,则有(A)(B) (C) (D)IA IIA .mr2/2,MR2/2, .Rb: RA,1:1 ,1:1 ,Rb: RA.练习七 转动定律(续)角动量.选择题以下说法错误 的是 :角速度大的物体,受的合外力矩不一定大；有角加速度的物体,所受合外力矩不可能为零；有角加速度的物体,所受合外力一定不为零；作定轴(轴过质心)转动的物体,不论角加速度多大,所受合外力一定为零.(A) (B) (C) (D)合力矩增大时合力矩减小

13、时合力矩减小时合力矩增大时在定轴转动中,如果合外力矩的方向与角速度的方向一致,则以下说法正确的是, 物体角速度一定增大；, 物体角速度一定减小；,物体角加速度不一定变小；, 物体角加速度不一定增大质量相同的三个均匀刚体A、 B、 C(如图7.1 所示)以相同的角速度绕其对称轴旋C空 心转 , 己知RA=RCTc.TaTbTc.TaTbT bT c.图 16.1两个质量分别为m1、 m2并由一根轻弹簧的两端连接着的小球放在光滑的水平面上当m1 固定时 , m2的振动频率为 2, 当m2固定时 , m1 的振动频率为 1,则 1 等于 2.m1 2/ m2.m2 2/ m1. 2 m2 / m1

14、.把一个在地球上走得很准的摆钟搬到月球上,取月球上的重力加速度为g/6,这个钟的分针走过一周,实际上所经历的时间是6 小时 .6 小时 .(1/6)小时 .( 6 /6)小时. / 261/4 时,其动能为 / 26两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k1 k2 m16.2.k1和k2,串联后与物体相接,如图16.2. 则此系统的固有频率为 等于(k1 k2)/m/ 2 .k1k2 /(k1k2 )m 2 . TOC o 1-5 h z m/(k1 k2 ) 2.(k1 k2)/(k1k2m) /2 .填空题作简谐振动的小球, 振动速度的最大值为vm=3cm/s, 振幅

15、为 A= 2cm, 则小球振动的, 加速度的最大值为；若以速度为正最大时作计时零点,振.一复摆作简谐振动时角位移随时间的关系为= 0.1cos(0.2 t +0.5), 式中各量均为IS, 则 刚 体 振 动 的 角 频 率 =, 刚 体 运 动 的 角 速 度 =d /dt=,角 速 度 的 最 大 值max=.如图 16.3所示的旋转矢量图，描述一质点作简谐通过计算得出在t=0 时刻,它在X 轴上的 P 点， 位x=+ 2 A/2， 速度 v0. 只考虑位移时，它对应着旋点，再考虑速度的方向，它应点，由此得出质.练习八 答案.选择题C A D B B.填空题1. 4 /3,4.5cm/s2

16、,x=2cos(3t/2/2).2 0.2rad/s, 0.02sin(0.2t+0.5) (SI),0.02 rad/s.B C, B, + /4.练习九 谐振动能量谐振动合成.选择题一质点作简谐振动，已知振动周期为T，则其振动动能变化的周期是T/4.T/2.T.2T.一弹簧振子作简谐振动,当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的振动总能量的7/16.9/16.11/16.15/16.一质点作谐振动,其方程为x=Acos( t+ ). 在求质点的振动动能时,得出下面5个表达(1/2)m 2A2sin2( t + )；(1/2)m 2A2cos2( t + )；(1/2)kA2 sin( t +

17、)；(1/2)kA2 cos2( t + )；(2 2/T2)mA2 sin2( t + )；其中 m 是质点的质量,k 是弹簧的倔强系数,T是振动的周期. 下面结论中正确的是(1), (4) 是对的；(2), (4)是对的；(1), (5)是对的；(3), (5)是对的；(2), (5)是对的 .要测一音叉的固有频率,可选择一标准音叉,同时敲打它们,耳朵听到的声音是这两音叉引起耳膜振动的合成. 今选得的标准音叉的固有频率为 0= 632Hz,敲打待测音叉与己知音叉后听到的声音在10s内有5 次变强 ,则待测音叉的频率一定等于634Hz.一定等于630Hz.可能等于632Hz.不肯定 . 如果

18、在待测音叉上加一小块橡皮泥后敲打测得拍频变小,则肯定待测音叉的固有频率为634 Hz.有两个振动: x1 = A1cos t, x2 = A2sin t,且A2 A1.则合成振动的振幅为A1 + A2 .A1 A2 .(A12 + A22)1/2 .(A12 A22)1/2.填空题一物体同时参与同一直线上的两个简谐振动：x1 = 0.03cos ( 4 t + /3 ) (SI) 与x2 = 0.05cos ( 4t 2 /3 ) (SI) TOC o 1-5 h z 合成振动的振动方程为.质量为 m 的物体和一个轻弹簧组成弹簧振子,其固有振动周期为T,当它作振幅为A的自由简谐振动时,其振动能

19、量E =.若两个同方向、不同频率谐振动的表达式分别为x1 = Acos10 t (SI) 与x2 = Acos12 t (SI)则它们的合振动的频率为,每秒的拍数为.练习九 答案.选择题B D C D C.填空题x2 = 0.02cos ( 4 t 2 /3 )(SI).2 2mA2/T2.5.5Hz， 1.练习十 波动方程.选择题一平面简谐波的波动方程为y = 0.1cos(3 t x+ )y (mS)I) t = 0 时的波形曲线如图 u所示，则O 点的振幅为0.1m .波长为 3m .a、 b 两点间相位差为/2 .波速为 9m/s .一倔强系数为k 的弹簧与一质量为m 的物体组成弹簧振

20、子的固有周期为T1,若将此弹簧剪去一半的长度并和一质量为m/2 的物体组成一新的振动系统,则新系统的固有周期T2为2T1.T1.T1/2.T1 / 2.a 作匀加速直线运动,则车厢中摆长为l 的单摆的周期为火车沿水平轨道以加速度2 a2 g2 l .2 l a2 g2 .2(a g) l .2l /(a g) .一平面简谐波表达式为y= 0.05sin (t 2x) (SI), 则该波的频率 (Hz),波速u(m/s)及波线上各点振动的振幅A(m)依次为1/2,1/2, 0.05 .1/2,1 , 0.05 .2,2 ,0.05 .1/2,1/2,0.05 .一平面谐波沿x 轴正向传播,t=0

21、 时刻的波形如右上图18.2 所示 ,则 P 处质点的振动在 t = 0 时刻的旋转矢量图是二 .填空题18.3A、 B 是简谐波波线上的两点，已知 B 点的位相比 A 点落后 /3， A、 B 两点相距0.5m， 波的频率为100Hz， TOC o 1-5 h z 则该波的波长= m ，波速 u =m/s .一简谐振动曲线如图18.3 所示， 试由图确定在t= 2 秒时刻质点的位移为，速度为.弹簧振子的无阻尼自由振动是简谐振动, 同一振子在作简谐振动的策动力的作用下的稳定受迫振动也是简揩振动. 两者在频率(或周期,或圆频率) 上的不同是,前者的频率为,后者的频率为.练习十 答案一 .选择题C

22、 C B D D二 .填空题3， 3000,3 cm/s.振动系统的固有频率, 策动力的频率.练习十一波的能量波的干涉一 .选择题一平面简谐波在弹性媒质中传播时，某一时刻在传播方向上媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是 TOC o 1-5 h z 动能为零，势能最大.动能为零，势能为零.动能最大，势能最大.动能最大，势能为零.某平面简谐波在t = 0.25s 时波形如图19.1 所示,则该波的波函数为19.1y = 0.5cos4(tx/8)/2(cm).y = 0.5cos4(t +x/8) +/2(cm).y = 0.5cos4(t +x/8)/2(cm).y = 0.5cos4(t

23、x/8) +/2(cm).一平面余弦波沿x轴向右传播,在 t = 0 时 ,O 点处于平衡位置向下运动,P 点的位移为+A/2 向上运动(向上为正),A为振幅，.P点在 O 点右方,且 OP=10cm , 则该波的波长为20cm.120cm.12cm.24cm.以下说法正确的是在波传播的过程中,某质元的动能和势能相互转化,总能量保持不变；在波传播的过程中, 某质元任一时刻的动能与势能相等,且随时间作周期性的变化；在波传播的过程中, 某质元任一时刻的动能与势能相等,且不随时间发生变化；在波传播的过程中, 某质元任一时刻的动能与势能有可能相等,有可能不等,视时刻而定 .两相干波分别沿BP、 CP

24、方向传播,它们在 B 点和 C 点的振动表达式分别为yB= 0.2cos2 t (SI) 和yC= 0.3cos(2 t + ) (SI)己知BP=0.4m, CP=0.5m 波速 u=0.2m/s,则 P 点合振动的振幅为0.2m.0.3m.0.5m.0.1m.二 .填空题在截面积为S 的圆管中,有一列平面简谐波在传播,其波的表达式为y=Acos( t 2 x/ )管中波的平均能量密度是w，则通过截面积S 的平均能流是.一平面简谐机械波在媒质中传播时，若某媒质元在t 时刻的能量是10 J ,则在( t +T)(T 为波的周期)时刻该媒质质元的振动动能是.两相干波源s1、 s2之间的距离为20

25、m,两波的波速为c=400m/s,频率 =100Hz,振幅 A相等且A=0.02m, 并且己知s1的相位比s2的相位超前,则s1与s2连线中点的振幅为.练习十一答案.选择题B A D C B二 .填空题Sw/2 .5J.0.练习十二驻波 多普勒效应.选择题关于产生驻波的条件,以下说法正确的是任何两列波叠加都会产生驻波；任何两列相干波叠加都能产生驻波；两列振幅相同的相干波叠加能产生驻波；两列振幅相同，在同一直线上沿相反方向传播的相干波叠加才能产生驻波关于驻波的特性, 以下说法错误 的是驻波是一种特殊的振动,波节处的势能与波腹处的动能相互转化；两波节之间的距离等于产生驻波的相干波的波长；一波节两边

26、的质点的振动步调(或位相)相反；相邻两波节之间的质点的振动步调(或位相)相同.关于半波损失,以下说法错误 的是在反射波中总会产生半波损失；在折射波中总不会产生半波损失；只有当波从波疏媒质向波密媒质入射时,反射波中才产生半波损失；半波损失的实质是振动相位突变了.两列相干波沿同一直线反向传播形成驻波,则两相邻波节之间各点的相位及振幅之振幅全相同,相位全相同；振幅全相同,相位不全相同；振幅不全相同,相位全相同；振幅全不相同,相位不全相同.设声波在媒质中的传播速度为u ，声源频率为 s，若声源s 不动，而接收器R 相R 的振动频率为对于媒质以速度vR沿着s、 R 的连线向着声源s运动，则接收器(A)(

27、B)(C)(D)s.uu vRuu vRu vRus.s.s.20.1.填空题两列波在同一直线上传播, 其表达式分别为y1 = 6.0cos (0.02x 8t) /2 y1 = 6.0cos (0.02x +8t) /2 式中各量均为( S I )制 .则驻波波节的位置为设沿弦线传播的一入射波的表达式为y1=Acos 2 (t/T x/ )+ 波在 x=L 处 (B 点 )发生反射，反射点为固定端(如图20.1)，设波在传播和反射过程中振幅不变，则反射波的表达式为y1 =.为测定某音叉C 的频率，选取频率已知且与C接近的另两个音叉A和 B，已知A的频率为800Hz , B 的频率是797Hz

28、，进行下面试验： TOC o 1-5 h z 第一步，使音叉A和C 同时振动，测得拍频为每秒2 次；第二步，使音叉B 和C 同时振动，测得拍频为每秒5 次 .由此可确定音叉C 的频率为.练习十二答案一 .选择题D B A C D二 .填空题100k 50m （k为整数 ）.Acos2 （t/T+x/ ）+（ +4 L/ ）.802Hz.练习十三气体动理论一、选择题容器中储有一定量的处于平衡状态的理想气体，温度为T，分子质量为m ，则分子速度在 x方向的分量平均值为：（根据理想气体分子模型和统计假设讨论）（）1 8kTVx = x3Vx =8kT ； 3mVx= 32kmT；Vx =0。2 若理

29、想气体的体积为V，压强为P，温度为T， 一个分子的质量为m ， k 为玻耳兹曼常量，R 为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为A) PV /m；( B) PV /(kT)；( C) PV /(RT)；( D) PV /(mT) 。3根据气体动理论，单原子理想气体的温度正比于（）（ A）气体的体积；（ B）气体分子的平均自由程；（ C）气体分子的平均动量；（ D）气体分子的平均平动动能。4有两个容器，一个盛氢气，另一个盛氧气，如果两种气体分子的方均根速率相等，那么由此可以得出下列结论，正确的是（）（ A）氧气的温度比氢气的高；（ B）氢气的温度比氧气的高；（ C）两种气体的温度相同；（ D）两种

30、气体的压强相同。5如果在一固定容器内，理想气体分子速率都提高为原来的二倍，那么（ A）温度和压强都升高为原来的二倍；（ B）温度升高为原来的二倍，压强升高为原来的四倍；（ C）温度升高为原来的四倍，压强升高为原来的二倍；（ D）温度与压强都升高为原来的四倍。二、填空题1质量为M ，摩尔质量为M mol ，分子数密度为n 的理想气体，处于平衡态时，状态方程为 ，状态方程的另一形式为，其中 k 称为常数。两种不同种类的理想气体，其分子的平均平动动能相等，但分子数密度不同，则它们的 TOC o 1-5 h z 温度，压强。如果它们的温度、压强相同，但体积不同，则它们的分子数密度，单位体积的气体质量，

31、 单位体积的分子平动动能。 （填 “相同” 或 “不同” ） 。3理想气体的微观模型：（1 ） ； ； 。4 氢分子的质量为3.3 10 24g， 如果每秒有1023个氢分子沿着与容器器壁的法线成45 角方向以 105cm/s 的速率撞击在2.0cm2面积上（碰撞是完全弹性的），则由这些氢气分子产生的压强为。5宏观量温度T 与气体分子的平均平动动能的关系为=，因此，气体的温度是的量度练习十三答案选择题：D B D C D填空题：M1、 pVRT ， p nkT ，玻尔兹曼M mol2、相同，不同；相同，不同，相同3、分子体积忽略不计，分子间的碰撞是完全弹性的，只有在碰撞时分子间才有作用2.33 103 pa33 kT ，气体分子平均平动动能2练习十四气体动理论一、选择题在一定速率v 附近麦克斯韦速率分布函数f （v） 的物理意义是：一定量的气体在给定温度下处于平衡态时的（）（A）速率为v 的分子数；（ B）分子数随速率v 的变化；（C）速率为v 的分子数占总分子数的百分比；（D）速率在v 附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比。如果氢气和氦气的温度相同，摩尔数也相同，则（）（A）这两种气体的平均动能