20级大学物理（一）学习通课后章节答案期末考试题库2023年

20级大学物理（一）学习通课后章节答案期末考试题库2023年一飞轮在时间t内转过角度θ=at+bt3-c，式中a、b、c都是常量，则t时刻的角速度ω＝

，角加速度β＝

。

参考答案:

；###6bt；

一质点在xy平面内运动，其运动学方程为，其中分别以m和s为单位，则t

=1s的速度为

；t

=2s的加速度为

；质点的轨迹方程是

。

参考答案:

；###；###；

用两种方法使某一弹簧振子做简谐运动，（1）从平衡位置压缩Δl，静止释放；（2）从平衡位置拉伸2Δl，静止释放。若两次振动的周期和总能量分别用T1、T2和E1、E2表示，则下列关系正确的是

[

]

参考答案:

T1=T2，E1≠E2；

一束自然光路径上有两个偏振片垂直路径放置，若两个偏振片的偏振化方向（透光方向）之间的夹角由α1转到α2，则转动前后透射光强之比为

。

参考答案:

；

下列关于同时性的说法中不正确的为

[

]

参考答案:

对某一观察者发生在不同地点的两个同时事件，对一切惯性系的观察者都是同时的；

两只飞船朝相反的方向飞离地球，速率都是0.5c，这两只飞船彼此的相对速度为

[

]

参考答案:

;;

在相对论中，粒子质量、真空光速、力和粒子的动量，不随惯性系变化的是

[

]

参考答案:

真空光速和力；

两个相同的米尺，分别静止于两个相对运动的惯性参考系K和K'中，若米尺都沿着运动方向放置，则

[

]

参考答案:

K系的人认为K'系的尺要短些；

以速率v相对于地球做匀速直线运动的恒星所发射的光子，其相对于地球的速度大小为

。

参考答案:

c；

一观察者测得一沿米尺长度方向匀速运动着的米尺的长度为0.5m，则此米尺以速率v=

接近观察者。

参考答案:

；

狭义相对论中，粒子质量随运动速度变化的关系是，推导这一结果的根据是

定律在不同惯性系中有相同形式。

参考答案:

动量守恒；

粒子速度u=

时，它的动量等于非相对论动量的2倍；粒子速度u=

时，它的动能等于其静能。

参考答案:

；###；

简要回答爱因斯坦（狭义相对论）时空观有哪三个显著特点？

参考答案:

答：爱因斯坦（狭义相对论）时空观三个显著特点是：（1）同时性具有相对性；

4分（2）时间的测量是相对的，表现为时间延缓效应；

3分（3）长度（空间）的测量时相对的，表现为长度收缩效应。

3分狭义相对论时空观把时间、空间的测量与运动相互联系。

如图所示，在光滑的水平桌面上开一小孔，把系在绳子一端质量为m的小球置于桌面上，绳子的另一端穿过小孔用手拉住，开始时先使小球以角速度ω0在桌面上做半径为r0的圆周运动。然后向下慢慢拉绳，使小球作半径为r0/2的圆周运动，则小球的动能、动量、角动量变化情况是

[

]

参考答案:

动能和动量增大，角动量不变；

三个质量相同刚性圆盘，其中A和B的质量均匀分布，C的质量主要分布在边缘，并且半径情况为RA=RC

参考答案:

A先停转；

花样滑冰运动员可以绕过脚尖的铅直轴旋转，假设她伸长双臂时绕脚尖铅直轴的转动惯量是J0，以角速度ω启动旋转，若收缩双臂的最小转动惯量是J0/2，则她在旋转工程中能达到的最大角速度是

。

参考答案:

2ω；

在夫琅禾费单缝衍射中，当波长为750nm的单色平行光垂直入射时，在衍射角30度的对应位置出现第一极小，则缝宽a为

。

参考答案:

1500nm；

一半径为2m，质量为15kg的均匀圆盘，绕中心与盘面垂直的轴以角速度6rad/s转动，如果施加15N·m的阻力矩，则该圆盘停止转动需要的时间t=

。

参考答案:

12s；

一半径为2m，质量为15kg的均匀圆盘，绕中心与盘面垂直的轴以角速度6rad/s转动，则其绕轴角动量大小L=

，转动动能Ek=

。

参考答案:

180

kg·m2/s；###540J；

如图，一均匀细杆可绕通过杆上端与杆垂直的水平光滑轴转动，初始状态为竖直静止，现有一小球自左方水平打击细杆，如果小球与细杆之间的碰撞是弹性碰撞，则在碰撞过程中细杆和小球系统

[

]

参考答案:

机械能和对轴角动量都守恒。

如图，两个质量和半径都相同的均匀滑轮，轴处无摩擦，β1和β2表示图中左右滑轮的角加速度，则

[

]

参考答案:

β1>β2；

均匀细棒OA可绕通过其一端O点沿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，在棒摆动到竖直位置的过程中，下述说法正确的是

[

]

参考答案:

角速度从小到大，角加速度从大到小；

如图，一圆盘绕水平轴O转动，若同时射来两颗子弹，他们的质量相同、速度大小相同，但方向相反，子弹射入圆盘后均留在盘内边缘处。则子弹射入后圆盘的角速度将

[

]

参考答案:

减小；

花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动，开始时两臂伸开，转动惯量为J0，角速度为ω0。然后她将两臂收回，使转动惯量减少为J0/5。这时她转动的角速度变为

；转动动能由

变为

。

参考答案:

5ω0；###；###；

刚体的转动惯量是刚体转动惯性大小的量度，它由刚体的

、

和

决定。

参考答案:

质量；###质量分布；###轴的位置

用波长连续变化的单色光垂直照射劈形膜，如果波长逐渐减小，则干涉条纹[

]

参考答案:

条纹间距变小，并向劈棱方向移动；

在一趟列车上，一个人的后方和侧方等距离处各有一个手电筒，如果同时打开这两支手电筒，无论火车行进的速度，他都应该是同时看到这两支手电筒所发出的光。但是如果这个火车以极快的速度，比如0.5倍光速，相对于地球运动，那么地面上的人也会认为这个人同时接收到两束光吗？

[

]

参考答案:

先接收到后方手电筒的光束；

为了使干涉条纹更明细，可见条纹更多，条纹间距更大，最可采取的方法

[

]

参考答案:

采用多缝干涉，减小缝间距；

人们常用劈形空气膜干涉检验工件的表面平整度，当波长为的单色光垂直入射时，观察到干涉条纹如图所示，图中每一个条纹弯曲部分的顶点恰好与右边相邻明条纹的直线部分相切，由图可判断工件表面

[

]

参考答案:

有一凸起的梗，高为λ/2；

关于平动刚体，下列说法中不正确的是

[

]

参考答案:

平动刚体上各点的轨迹只能是直线。

一飞轮做匀减速转动，5s内角速度由40πrad/s减到10πrad/s，则飞轮在这5s内总共转过了

圈，飞轮再经

的时间才能停止转动。

参考答案:

62.5；###5/3s；5/3；1.7s；1.7；

提高光学仪器分辨本领的方法是

[

]

参考答案:

增大透光孔径，减小入射光的波长；

人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动，地球在椭圆轨道的一个焦点上，则卫星的动量、动能和对地球中心的角动量守恒的是

[

]

参考答案:

角动量；

一个质量为m半径为R的均匀薄圆盘，如果在距离圆心r0的位置粘有质量为m0的小物块，则这个系统绕过圆心与盘面垂直的轴的转动惯量为J=

；如果在距离圆心r0的位置挖去一个面积为ΔS的小孔，剩余部分的转动惯量为J'=

。

参考答案:

；###；

用锤压钉不易将钉压入木块内，用锤击钉则很容易将钉击入木块，这是因为

[

]

参考答案:

后者动量变化率大，给钉的作用冲力就大。

一质点在光滑水平面上，在外力作用下沿某一曲线运动，若突然将外力撤销，则该质点将

[

]

参考答案:

做匀速直线运动；

所谓时钟延缓是指运动的时钟走慢了。惯性参考系K'相对于K沿x轴以速度u运动，则下列说法错误的是

[

]

参考答案:

K'系的人认为K系的钟走的快些；

单色平行光垂直照射狭缝观察单缝夫琅禾费衍射，若屏上P点为第5级暗纹，则单缝处露出的波面相应地可划分为

个半波带；若屏上Q点为第3级明纹，则单缝处露出的波面相应地可划分为

个半波带。

参考答案:

10；###7；

在相对论力学中，下列说法中正确的为

[

]

参考答案:

除了光子没有以光速运动的粒子。

在正常亮度下，人眼瞳孔的直径约为3mm，以波长为550nm的光照射时，人眼的最小分辨角

jmin=

。

参考答案:

；

波长为λ的单色光垂直照射杨氏双缝，在屏幕上产生明暗相间的干涉条纹，若在屏幕P点呈现第2级明纹，则两缝到P点的光线S1P和S2P光程差为

，相位差为

。

参考答案:

2λ；###4；

一平面简谐波在弹性介质中传播，某处介质质元在从平衡位置向最大位移处振动的过程中，下列说法正确的是

参考答案:

动能和势能都不断减小；

质量为m的铁锤竖直从高度h处自由下落，打在桩上而静止，设打击时间为Δt，则铁锤所受的平均冲力的大小为

参考答案:

。

一驻波，某时刻的波形曲线如图所示，则ab两点振动的相位差为

[

]

参考答案:

π；

两个同频率简谐运动、，它们的合振动是简谐运动，其振动方向的直线方程是

；振动表达式是

。

参考答案:

y=-x；x+y=0；###；

一物体作如图所示的斜抛运动，测得在轨道A点处速度大小为v0，其方向与水平方向成30°角。则物体在A点的切向加速度aτ=

，轨道的曲率半径ρ=

。

参考答案:

；###；

光从光疏介质垂直入射到光密介质，在界面上反射时，其

[

]

参考答案:

产生附加光程差λ/2；

一平面简谐波沿Ox轴负方向传播，其波长为λ，则位于x1=λ的质元与位于x2=

-λ/2的质元的振动相位差为

[

]

参考答案:

3π；

一平面简谐波的波函数为，则在x1=L处的质元的振动初相位为

，与x1处质元振动速度大小相同，但位移和速度方向相反的质元的平衡位置坐标为

。

参考答案:

；###；

一质点按作简谐运动，式中t的单位为s，则质点振动的初速度是

；质点的最大加速度值是

。

参考答案:

0.5m/s；###5m/s2；

一辆警车以30m/s的速度在公路上行驶，警笛的频率为500HZ，则对路旁静止的观察者来说，当警车驶近时听到的警笛声音频率为

，而当警车驶离时听到的声音频率为

．（设声速速度为330m/s）

参考答案:

550HZ；###458.3HZ。

一质点做匀速率圆周运动，则其动量、动能和对圆心的角动量不变的是

。

参考答案:

动能和对圆心的角动量；

三位同学同时从宿舍出发，沿如图所示ABC三条不同的路线行走，他们同时到达图书馆。假设，他们行走过程中各自保持速率不变。请弄清概念后简要回答：（1）三人的位移关系？（2）三人的平均速度关系？（3）三人的路程关系？（4）三人的速率关系？

参考答案:

（1）三人的位移相同，都等于A的位移；

3分（2）三人的平均速度相同，都等于A的平均速度；

2分（3）C的路程最大，A的路程最小，B的路程居中；

2分（4）C的速率最大，A的速率最小，B的速率居中。

3分

动量守恒的条件是______________，机械能守恒的条件是__________________。

参考答案:

；外力矢量和为零；外力矢量和为0；###；外力和非保守内力做功代数和为0；外力和非保守内力做功代数和为零；

如图，一平板玻璃（n3=1.50）上有一油滴（n2=1.35）展开形成半径很大的球冠状，设球冠最高处油膜厚度1μm，当用波长λ=540nm的单色光垂直照射时，在油膜上观察到的干涉条纹是

[

]

参考答案:

边缘为明纹，中央为亮斑。

一受迫振动系统，阻尼因子为β，在不计阻尼时系统的固有圆频率为ω0，如果外加策动力的圆频率为ω，则共振条件和共振时系统的振幅

[

]

参考答案:

共振条件为，共振振幅决定于振子性质、阻尼大小和策动力特点。

已知一平面简谐波的波函数为y=0.05cos(πt+4πx+π/2)(SI)，由此可知该平面简谐波的传播方向为

，波速为

，波长为

。

参考答案:

x轴负向；###0.25m/s；###0.5m；

在垂直照射的劈形膜干涉实验中，当劈形膜的夹角逐渐增加时，干涉条纹将

[

]

参考答案:

向劈棱的方向移动，条纹间距变小；

一质点做圆周运动半径为R=2m，速率为v=5t2m·s-1，则t=1s时，质点的切向加速度at大小为

，法向加速度an为

。

参考答案:

###12.5m/s2；

驻波不传播能量，但动能和势能不断转换，并在波节和波腹之间相互转移。当驻波中各质元处在最大位移时，此时，驻波的能量以

形式，集中在

附近；当驻波中各质元回到平衡位置时，驻波的能量以

形式，集中在

附近。

参考答案:

势能；###波节；###动能；###波腹；

一质点作简谐运动，周期为T，当它由平衡位置向x轴正方向运动时，从1/2最大位移处到最大位移处，所需要的时间为

[

]

参考答案:

T/6；

一轻绳跨过一定滑轮，两端各系一重物，它们的质量分别为m1和m2，且m1>m2

(滑轮质量及一切摩擦均不计)，此时系统的加速度大小为a，今用一竖直向下的恒力F=m1g代替m1，系统的加速度大小为，则有

a。（填>、=、

参考答案:

>；大于；

某质点作直线运动的运动学方程为x＝3t-5t3+6(SI)，则该质点作

[

]

参考答案:

变加速直线运动，加速度沿x轴负方向。

若用衍射光栅测量一单色可见光的波长，为了提高结果的准确度，在下列各种光栅常数的光栅中，应该选用[

]

参考答案:

0.001mm；

在夫琅禾费单缝衍射实验中，入射单色光波长变大时，衍射条纹将

[

]

参考答案:

中央明纹的宽度变大，明纹间距变大；

频率为700HZ的波，其波速为3500m/s，相位差为的两点间距离为

m．

参考答案:

1.67m；；5/3m；

在玻璃片（n3=1.50）表面镀一层MgF2薄膜（n2=1.38），放在空气中。当白光从空气中垂直照射到薄膜时，为了使波长为540nm的光时反射最强，MgF2膜的最小厚度应为

，这种薄膜对波长540nm的光称为

膜。

参考答案:

195.7nm；195-196nm；###增反膜；

如图所示为一平面简谐机械波在t时刻的波形曲线。若此时A点处媒质质元的振动动能在增大，则下列说法错误的是

[

]

参考答案:

B点处质元的振动动能在减小；

设质量为1kg的物体，在力F=6t+3作用下，由静止开始沿直线运动，在t=2s时，质点的速度大小为v=________。

参考答案:

18m/s；

如图a表示沿x轴正方向传播的平面简谐波在t=0时刻的波形图，则图b表示的振动曲线是

[

]

参考答案:

n点；

单色光在折射率为1.4的介质中传播30m的几何路程，则从相位变化看，相当于该光在真空中传播的路程长度为

。

参考答案:

42m；42米；

一列简谐机械波的表达式为y=0.2cos(6πt-πx/12)(SI)，则下列说法正确的是

[

]

参考答案:

波速为72m/s；

已知一平面简谐波沿Ox轴正方向传播，波速为u=2m/s，周期为T=0.2s，振幅为A=3cm，初时刻x2=1m处质点在负最大位移处，则该简谐波的波动表达式为

。

参考答案:

y=0.03cos(10πt-5πx)；

两列简谐波满足基本的干涉条件，波长λ=1m，并且振幅则相位差

时，叠加点振幅，如果波源的初相位相同，则波程差

时，叠加点振幅A=0.1m。

参考答案:

；###；

质量为m劲度系数为k的弹簧振子做简谐运动，振子位移为振幅A的1/2时，弹簧振子的动能占总能量的

。

参考答案:

3/4；

已知一平面简谐波在介质A中的波速为u，若该简谐波进入介质B时，波长变为介质A中波长的2倍，则该简谐波在介质B中的波速为

。

参考答案:

2u；

已知一平面简谐波的波函数为y=0.5cos(3t-5x)(SI)，则在x1=-3m处的质元的振动方程为

，它与x2=4m处质元的振动相位差为

。

参考答案:

y=0.5cos(3t+15)###35

一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为（其中a、b为常量）,则该质点作［

］

参考答案:

变速直线运动；

在简谐波传播的路径上，相距0.2m的两点振动的相位差为π/4，又已知振动频率为2.5HZ，则该简谐波波长为

，波速为

。

参考答案:

1.6m；###4m/s；4

受迫振动达到稳定振动后，下列说法正确的是

[

]

参考答案:

稳定振动的振动圆频率等于策动力的圆频率ω；

对简谐运动的质点，下列说法正确的是

[

]

参考答案:

质点在平衡位置处，其速度达到最大值，加速度为零；

下列说法正确的是

[

]

参考答案:

运动物体速率不变时，速度可以变化；

如图所示，一质量为m的小球系在长为l的轻绳下端，绳的另一端固定在天花板上，用方向恒定水平的力F缓慢拉小球，使绳从竖直方向变动到图中q0位置。则这一过程水平拉力的功为W

=

。

参考答案:

mgl(1－cosθ0)

；

如图所示，质量m

=2.0kg的质点，受合力的作用，沿ox轴作直线运动。已知t

=０时x0=0，v0=0，则从t

=0到t

=3s这段时间内，合力大小为

；质点的末速度大小为v=

。

参考答案:

;54Ns；54牛顿秒；###；27m·s-1;

把单摆摆球从平衡位置向位移正方向拉开，使摆线与竖直方向成一微小角度θ0，然后由静止释放，使其摆动，从放手时开始计时，若用余弦函数表示运动方程，则该单摆振动的初相为

[

]

参考答案:

0；

质量为m=100g的小球被从图示位置抛出，已知h0=1.5m，抛射初速度大小v0=10.0m/s，抛射角q0=60°。不计空气阻力，求小球到达的最大高度hm=

；若小球落到地面的速率为v=10.5m/s，空气阻力的功W=

。

参考答案:

5.25m；###－1J；－0.96J；－0.97J；－0.98J；

关于机械能守恒条件和动量守恒条件有以下几种说法，其中正确的是

[

]

参考答案:

不受外力，而内力都是保守力的系统，其动量和机械能必然同时守恒；

一质点沿半径为R的圆周运动，运动学方程为，其中v0，b都是正的常量。则t时刻质点的加速度大小为a=

，加速度方向与速度方向夹角正切值tanθ=

；（2）加速度大小等于时，t=

。

参考答案:

；###；###；

一质量为m，棱长为2a的立方匀质货箱，按如图方式翻转一下，则人力最小功

[

]

参考答案:

0.414mga。

简述狭义相对论的两个基本原理及其内容。

参考答案:

答：爱因斯坦相对性原理（狭义相对性原理）：物理规律对所有惯性系都是一样的，不存在任何一个特殊的惯性系。

5分光速不变原理：任何惯性系中，光在真空中的传播速度都等于恒量c，与光源和观察者是否运动无关。

5分

一弹簧振子，重物的质量为m，弹簧的劲度系数为k，该振子做振幅为A的简谐运动。当重物通过平衡位置且向规定的正方向运动时，开始计时。则其振动方程为

[

]

参考答案:

；

一束强度为I0的自然光垂直穿过两个叠合在一起，偏振化方向成45°的理想偏振片，则透射光强为

I0。

参考答案:

I0/4；;

把一个静止质量为m0的粒子，由速率0.1c加速到0.2c所需的功是

。

参考答案:

0.015m0c2；0.016m0c2；

一轻绳系一质量为m的小球，在竖直平面内绕O点作半径为R的圆周运动。如图，小球在P点的速率为v，则这时绳子的张力为

[

]

参考答案:

；

在狭义相对论中，

原理导致同时是相对的。

参考答案:

光速不变；光速不变原理；

用单色光观察牛顿环，测得某一暗环的半径为1mm，在它外边第8个暗环半径为3mm，已知平凸透镜的曲率半径为2m，则入射光的波长为