大学物理上册自测题(试题+答案)

大学物理上册自测题一．判断题1．一个物体在其运动过程中，若动能守恒，其动量也一定守恒。2．若刚体的角加速度很大，作用在刚体上的合力矩一定很大。所有惯性系中真空中光速沿各方向都等于c。波长是同一波线上，位相差为2兀的的两个振动质点之间的距离。5．物体作曲线运动时，速度有法向分量。6．一对保守力的功等于相关势能增量的负值。7．刚体定轴转动系统的总角动量不为零时,总动能必不为零。8．热量不可能从高温物体传到低温物体。质点系的内力不能改变质点系的总动量。横波只能在固体中传播。无论是相干叠加还是非相干叠加，空间任一点合成波的强度均等于两列波强度的代数和，即I二I+1。12一切宏观自然过程都是沿着无序性减小的方向进行。刚体作定轴转动时，刚体角动量守恒的条件是系刚体所受的合外力为零。所有惯性系都是平权的，在它们之中所有物理规律都一样。纵波能在所有物质中传播。相同状态下的任何理想气体都具有相同的算术平均速率。在驻波的两相邻波节间的同一半波长上，描述各质点振动的位相则是相同的，即以相邻两波节的介质为一段，同一段介质内各质点都有相同的振动位相.哈雷慧星绕太阳运动的轨迹是一个椭圆，它离太阳最远的距离为a,速度为v,则它离太阳最近的距离为b时，速度为bv.一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某一瞬时，媒质中某质元正处于平衡位置，此时它的能量是：动能最大,势能最小.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）,则该质点作变速直线运动.根据牛顿第三定律可知，一对内力大小相同方向相反在同一作用线上，所以一对内力的合功为零。形状体积相同的物体，质量大的物体对同一条轴的转动惯量大。两种不同理想气体，同压同温而体积不同，则单位体积内气体分子总动能一定相同。卡诺热机是所有工作在一个高温热源和一个低温热源之间的热机中效率最高的。在波长为九的驻波中，两个相邻波腹之间的距离为3九/4.一机车汽笛频率为750Hz,机车以时速90公里远离静止的观察者，观察者听到声音的频率是（设空气中声速为340m/s）699Hz.“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外作功.”此说法,不违反热力学第一定律,也不违反热力学第二定律.两容器内分别盛有氢气和氦气，若它们的温度和质量分别相等，则两种气体的内能相等.法向加速度只能改变速度的大小不能改变速度的方向。同一物体对一组平行轴的转动惯量，过质心的转动惯量最小。热力学第二定律说明自然过程具有方向性。两种不同的理想气体，同压同温而体积不同，则单位体积内气体分子总平动动能一定相同。一宇航员要到离地球5光年的星球上去旅行，如果宇航员希望把这路程缩短为3光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度应为0.8C。刚体定轴时，角速度、角加速度的方向都在转轴上。有一^诺制冷机，工作在一10°C的高温热源与27°C的低温热源之间，此制冷机的制冷系数大于7。一列火车以30米／秒的速率驶向车站，机车发出频率为1500赫兹的汽笛声，则站台上的工作人员接收到的声波频率为1500赫兹。理想气体在准静态绝热过程中温度不变。在相对论中：运动的长度会缩短，运动的时钟会变慢。在非惯性系中，只要引入惯性力就可运用牛顿运动定律解题。质点在有心力作用下角动量守恒。质点作匀速圆周运动，当它绕一圈回到原来出发点时，合外力的冲量为零。刚体的角速度大，它的转动动能就一定大。两个相干波源发出的波在空间相遇时，一定会产生干涉现象。理想气体在等温膨胀过程中，与外界没有热量交换。速度恒定不变时,物体运动方向也不变。—平面简谐波的表达式为y=10cos（3t-6x）cm，则波长为3cm孤立系统所进行的自然过程总是沿着熵增加方向进行。无论是相干叠加还是非相干叠加，空间任一点合成波的强度均等于两列波强度的代数和，即I二I+1。12二．选择题1•绳的一端系一小球，球绕绳另一端转动，小球运动方程为e=ist+-12，小球第3秒末小球的角加速度为（A）C.10C.10兀D.一谐振子沿x轴运动，平衡位置为原点，振动周期为T,振幅为A,t=0时,A振子经彳向x2轴负向运动，则振动方程为（B）A. x=2兀Acos(t)TB.x-Acos(2t+T 3C. x=A2nD.2n ncos(t)x=Acos(t-2T T3若理想气体的体积为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，则该气体的分子总数为（B）A、pVmB、pVItpVA、pVmB、pVItpVRTD、pVmk4.两卡诺循环如图,它们的循环面积相等,则（D）A.它们的净吸热不同;B.它们的效率相同;C.它们的放热相同。D.它们对外做的净功相同;6.把一质量为m°的粒子，由静止加速到0.6c，需做的功为（A）。A、0.25mc207．如图所示，B、 0.35mc2 C、 1.25mc2 D、 1.75mc2000一平面简谐波沿 x轴正向传播，原点O的振动方程为兀Y=0.02cos（10kt-—）m，其波动波动方程为（C）。2X兀xX兀x=0.02cos[10k(t-5)-—]X兀x=0.02cos[10k(t+—)-]102x=0.02cos[10k(t-兰)--]102X兀D.x=0.02cos[10k(t+5)-—]8．两种自由度不同的理想气体，在同温同压下，下面一定相同的是（B）。A、气体质量密度p B、分子数密度nC、气体内能E D、单位体积内气体分子的总平均动能n厂k一长为L的均匀细棒悬于通过其一端的光滑水平固定轴上，作成一复摆.已知细棒绕通过其一端的轴的转动惯量1=3加2，此摆作微小振动的周期为（C）■T(B)兀一(D) 3g.(B)一平面简谐波以速度u沿x轴正方向传播，在t二t时波形曲线如图所示．则坐标原点O的振动方程为=Acos[2=Acos[2兀-(t-1f)--]b2Y=Acos[兀—(t-1')- ]b 2uk(A)y=acos[兀(t-1)+ ].b2uk(C)y=acos[兀—(t+1')+ ]b2（1）对某观察者来说，发生在某惯性系中同一地点、同一时刻的两个事件，

对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说，它们是否同时发生？(2)在某惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，它们在其它惯性系中是否同时发生？关于上述两个问题的正确答案是(A)：(A)(1)同时，(2)不同时.(B)(1)不同时，(2)同时.(C)(1)同时，(2)同时.(D)(1)不同时，(2)不同时.12.正在报警的警钟，每隔0.5秒钟响一声，有一人在以72km/h的速度向警钟所在地驶去的火车里，这个人在1分钟内听到的响声是(设声音在空气中的传m/s).播(C)速度是340(A)113次.(B)120次.(C)127次.(D)128次.两相干波源S和S相距九/4(九为波长)，S的相位比S的相位超前1兀,12122在S，S的连线上，S外侧各点(例如P点)两波引起的两谐振动的相位差是121(C)：1 30. (B)兀. (C)兀. (D)兀.2 2气缸中有一定量的氮气(视为刚性分子理想气体)，经过绝热压缩，使其压强变为原来的2倍，问气体分子的平均速率变为原来的(D)倍？22/5. (B)22/7. (C)21/5. (D)21/7.在恒定不变的压强下，气体分子的平均碰撞频率Z与气体的热力学温度T的关系为(C) _Z与T无关. (B)Z与iT成正比.

在惯性参考系S中，有两个静止质量都是m的粒子A和B分别以速度v沿同一直线相向运动，相碰后合在一起成为一个粒子，则合成粒子静止质量M的值为(c表示真空中光速)(D) 0(A) 2m．00(D)(B) 2m”\；l-(A) 2m．00(D)质点在xOy平面上运动，其运动方程为：x=21，y=19-212，则质点位置矢径与速度矢量恰好垂直的时刻t为 (C)(A)0秒和3.16秒 (B)1.78秒(C)0秒和3秒 (D)没有这样的时刻根据热力学第二定律可知(D):功可以全部转换为热,但热不能全部转换为功.热可以从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体.不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程.一切自发过程都是不可逆的.一尺子沿长度方向运动，&系随尺子一起运动，S系静止，在不同参照系中测量尺子的长度时必须注意(B)S，与S中的观察者可以不同时地去测量尺子两端的坐标.S，中的观察者可以不同时，但S中的观察者必须同时去测量尺子两端的坐标.S，中的观察者必须同时，但S中的观察者可以不同时去测量尺子两端的坐标.S，与S中的观察者都必须同时去测量尺子两端的坐标.如图示，理想气体从a态经直线变化到b态，设ab态的温度相同,则D。a—b为等温膨胀过程，系统吸热a—b为多方过程，系统放热

a—b为多方过程，系统不吸热也不放热a—b为多方过程，系统吸热在弦上有一简谐波，表达式是y=2.0X10-2cos[2兀(t/0.02—x/20)+兀/3](SI),为了在此弦线1上形成驻波,并且在x=0处为一波节，此弦线上还应有一简谐波,其表达式应为：(C)A．BCyA．BCy=2.0X10-2cos[2k2y=2.0X10—2cos[2兀2y=2.0X10-2cos[2兀2(t/0.02+x/20)+兀/3](t/0.02+x/20)+2兀/3](t/0.02+x/20)+4兀/3](SI)(SI)(SI)D.y=2.0X10-2cos[2兀(t/0.02+x/20)—k/3] (SI)2按照相对论的时空观，以下说法错误的是(A)A.在一个惯性系中不同时也不同地发生的两件事，在另一个惯性系中一定不同时；在一个惯性系中不同时但同地发生的两件事，在另一个惯性系中一定不同时；在一个惯性系中同时不同地发生的两件事，在另一个惯性系中一定不同时；在一个惯性系中同时同地发生的两件事，在另一个惯性系中一定也同时同地.设某种气体的分子速率分布函数为f(v),则速率在vv区间内分子1—2的平均速率为(C)(A)(B)(C)(D)28.Jv2(A)(B)(C)(D)28.vJv2f(vhv.Jv2vf(vhv.Jv2f(vhv.v1 ■'v1Jv2f(v)dv. (v)dv.vi ■■0下列各式中哪一式表示气体分子的平均平动动能？(式中M为气体的质量，m为气体分子质量，N为气体分子总数目，n为气体分子数密度，N为阿伏0

伽德罗常数)(A)(A)[3m/(2M)]pV.[3M/(2M)]pV.mol(3/2)npV.[3M/(2M)]NpV.mol0一平面简谐波沿ox正方向传播，波动方程为：则该波在t=0.5s时刻的波形是：__B 。关于温度的意义，下述悦法中不正确的是___B A．气体的温度是分子平均平动能的量度B．气体的温度表示单个气体分子的冷热强度C．气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义D．温度的高低反映物质内部分子热运动剧烈程度的不同常温下有1mol的氢气和1mol的氦气各一瓶，若将它们升高相同的温度，则___B 。A．氢气比氦气的内能增量大 B．氢气和氦气的内能增量相同C．氦气比氢气的内能增量大 D．不能确定34.“理想气体在可逆循环过程中，吸收的热量全部用来对外作功”，对此说法，有如下几种评论，正确的是(D)A．违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律；B．不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律；C.不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律；D.不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律。35．一个质量为m的质点，沿x轴作直线运动，受到的作用力为

F=F°coswtT(SI),t二0时刻，质点的位置坐标为xo，初速度V。=0，则质点的位置坐标和时间的关系式为(A)断断续续(B)x= 0(1-coswt)mw(A)(B)x= 0(1-coswt)mw0 mw(C)x=—(1-coswt) (D)x=x+o-(1-sinwt)m 0mw37.一质点沿半径为1m的圆周运动,它通过的弧长S=t+2t2(SI)则它在2秒末的法向加速度大小为AA、81m/s2A、81m/s2B、4m/s2C、9m/s2D、两个质子和两个中子形成一个氦核质量亏损为5.04X10-29kg,则形成一个氦核放出的能量为B、9.07X10-12JAB、9.07X10-12JC、1.36X10-11J D、1.81X10-11J汽车驶过车站时,车站上的观察者测得汽笛声频率由1200Hz变到了TOC\o"1-5"\h\z1100Hz(设空气中声速为330m/s),则汽车的速率为A 。A、30m/sB、25m/s C、20m/s D、15m/s某物体的运动规律为孚=®'式中的k为大于零的常数。当E时’初速为v0，则速度v与时间t的函数关系是(C)v=-2kt2+voA. vv=-2kt2+vo20C.11 1C.11 1=—kt2+ -v2 v0=kt2—v2 v043.一定量某理想气体按PV二恒量的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度将(B)A.升高；B.降低；C.不变； D.不能确定升高还是降低。44.一定量的理想气体，在容积不变的条件下，当温度升高时，分子的平均碰撞次数Z和平均自由程兀的变化情况是(A)45.在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动(B)(A)振幅相同，相位相同．(B)振幅不同，相位相同．(C)振幅相同，相位不同．(D)振幅不同，相位不同．一列前进中火车上的观察者看到两次闪电分别同时击中车头和车尾,地面上的观察者（C）A.看到同时击中车头车尾; B.看到先击中车头后击中车尾;C.看到先击中车尾后击中车头; D.无法分清哪个先击中.给定氧气的热力学温度提高一倍，氧分子全部离解为氧原子，则氧原子的平均速率是氧分子平均速率的（B）（A）4倍（B）2倍（C）<2倍（D）1/迈倍一定量的理想气体，起始温度为T0体积为V0,后经历绝热过程，体积变为2V0,再经过等压过程，温度回到起始温度。最后再经过等温过程，回到起始状态，则在此循环过程中（B）（A）气体从外界净吸的热量为负值。 （B）气体对外界净作的功为正值。（C）气体从外界净吸的热量为正值。 （D）气体内能减少。三．填空题1."+介子是不稳定粒子，在它自己的参考系中测得其平均寿命为2.6x10-8s，r PO2如果粒子相对实验室以0.8c的速度运动,则实验室测得“+介子的寿命为 s。r PO2O2．在无限大无吸收的均匀介质中，O、O为两同位相的12相干波源，振幅分别为A、A，两列波从波源传到P点相遇12TOC\o"1-5"\h\z的波程分别为3和5.5九，则P点振动的合振幅为A= 。f(v)-dv的物理意义是 。一卡诺可逆热机，热机效率为40%，低温热源温度为27OC，高温热源的温度为227OC。今欲保持低温热源不变，将该热机效率提高到50%，则高温热源的温度应增加 k。观察者乙携带质量为1kg的物体正以0.6c相对观察者甲运动,甲观察者测得该物体的质量m=Ivf(v)-dv的物理意义是0在平衡状态下，已知理想气体分子的麦克斯韦速率分布函数为f(v),则INf(v)dvTOC\o"1-5"\h\zv1 表示： .有A和B两个汽笛，其频率均为404Hz.A是静止的，B以3.3m/s的速度远离A.在两个汽笛之间有一位静止的观察者，他听到的声音的拍频是(已知空气中的声速为330m/s) .匀质细棒静止时的长度为L0当它沿棒长方向作高速的匀速直线运动时,测得它的长为L，那么，该棒的运动速度v= .图示的两条f(v)-v曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线.由此可得氧气分子的最概然速率为 一质点在xoy平面上运动，运动的函数为x=2t,y=4t2-8(SI).则质点的速度函数为v=x在半径为R的圆周上运动的质点，其速率与时间关系为卩=川(式中c为常量)，则从t=0到t时刻质点走过的路程S(t)= .一卡诺热机（可逆的）低温热源的温度为27°C，热机效率为40%，其高TOC\o"1-5"\h\z温热源温度为 K．一平面余弦波沿Ox轴正方向传播，波动表达式为y=Acos[2兀（一——）+©]，则x=九处质点的振动方程是 ・在半径为R的圆周上运动的质点，其速率与时间关系V二ct2（式中C为常数），t时刻质点的切向加速度at= .一质点在二力同时作用下位移为 Ar=4i—5j+6km，其中一个力为F=—3i—5j+9kN,力F在此过程中作的功是—二__- —・一19・速度为v的子弹，打穿一块木板后速度为零，设木板对子弹的阻力是恒定的•那末，当子弹射入木板的深度等于其厚度的一半时,子弹的速度是 .20.如图3.8所示，设B、C为二平面简谐波的波源，21•—个质点沿x轴作直线运动，它的运动学方程为x=3+51+612—13 则（1） 质点在t=0时刻的速度v0= ；（2） 加速度为零时，该质点的速度v= 。在平衡态下，已知理想气体分子的麦克斯韦速率分布函数为几卩八分子质量为m,则E1d表示的物理意义是 。Jmv2-f（v）dv 02保守力做功的特点是 。气缸中有一定量的氧气（视为理想气体）,经过绝热压缩,体积变为原来的一半，气体分子的平均速率变为原来的 倍。一质点在二力同时作用下位移为Ar=4i—5j+6km,其中一个力为

F=—3i-5j+9kN,力F在此过程中作的功是 ・自由度为i的一定量刚性分子理想气体，当其体积为V、压强为p时，其内能E= .观察者测得运动棒的长度是它静止长度的一半,设棒沿其长度方向运动，则棒相对于观察者运动的速度是 如图所示，两相干波源s和s相距九/4（九P S1 SP S1 S2为波长），s的位相比s的位相超前兀/2,在s、121s的连线上,s外侧各点（例如P点）两波引起的两21TOC\o"1-5"\h\z谐振动的位相差是 ・一个质点作半径为R的圆周运动，角运动方程为0=6+3t2，则质点运动的切向加速为 。功是物体 变化的量度，质点系机械能守恒的条件是 和_ 不做功。31•一质点沿直线运动，其坐标x与时间t有如下关系:x=Ae-Ptcos®t,A.、卩、①皆为常数.则任意时刻t质点的加速度a二 。32.一小球沿斜面向上运动,其运动方程为s=5+8t-t2（SI）,则小球运动到最高的时刻是 s。33•质点作半径为R的圆周运动，其角运动方程为0=2兀t2,则该质点的切向加速度为 质量m=10kg,半径R=1m厚度均匀的飞轮，当以100rad/s转速旋转时，具有的转动动能为 .质量为0.1kg的氢气。温度从500k升到700k时，内能的增量为平衡状态的理想气体分子的平均速率为 氧分子在标准状态下的平均速率为426m/s,平均自由程为9.95X10创,TOC\o"1-5"\h\z则在标准状态下氧分子的平均碰撞频率为 。一光滑水平铁轨上放一质量为M,长度为L的小车，车的一端有一质量为m的人,人和车均静止,当人从车的一端走到车的另一端时,小车移动的距离为 。飞轮半径为0.4m,自静止启动,其角加速度0.2rad/s2,则t=2S时边缘上各点合加速度大小为 。两列频率为200Hz的平面简谐波相遇形成驻波波节之间的距离为1.5m,则波的传播速度为 。光滑水平面上有一质量为m的物体，在恒力F作用下由静止开始运动，则力的功率为 ，在t时间内，力F作的功为 。以速度v相对地球作匀速直线运动的恒星所发射的光子（相对该恒星速率为c）,其相对于地球的速度大小为 。在速度v