2013年上海理工大学大学物理竞赛试题(含部分答案)

2013年上海理工大学大学物理竞赛试题

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得分：

1. 一质量为m 的物体，以初速度为V 0的速度竖直上抛，物体受到的阻力与速度大小成正比，方向与速度相反，比例系数为K ，求：该物体能够到达的最大高度和回到出发点的速度。（本题10分）

2. 一质点沿光滑的抛物线x y 22

=无初速地滑下，质点初始坐标为(2，2)，求质点脱离抛物线处的坐标。（本题10分）

3. 设一动力暖气装置由一台卡诺热机和一台卡诺致冷机组合而成．热机靠燃料燃烧时释放的热量工作并向暖气系统中的水放热，同时，热机带动致冷机．致冷机自天然蓄水池中吸热，也向暖气系统放热．假定热机锅炉的温度为t 1 =210 ℃，天然蓄水池中水的温度为 t 2 =15 ℃，暖气系统的温度为t 3＝60 ℃，热机从燃料燃烧时获得热量Q 1 = 2.1×107 J ，计算暖气系统所得热量。（本题10分）

4. 用热力学第二定律证明，绝热线和等温线不可能有两个交点。（本题5分）

5. 如图，电流从内部开始沿第一根导线顺时针通过后，紧挨着沿第二根逆时针返回，如此由内到外往返．最后一根导线中的电流沿 (1) 逆时针方向 (2) 顺时针方向，设导线中的电流强度为I ，R 远大于导线的直径．求(1)、(2)两种情况下，O 点处的磁感强度B

的大小与方向。（本题10分）

6. 一底面半径为R 的圆锥体，锥面上均匀带电，电荷面密度为σ，设无穷远处为零电势点，试求锥顶点O 处的电势值。（本题10分）

7. 如图所示，半径为R 的均匀带电球面，带有电荷q ．沿某一半径方向上有一均匀带电细线，电荷线密度为，长度为l ，细线左端离球心距离为r 0．设球和线上的电荷分布不受相互作用影响，试求细线所受球面电荷的电场力和细线在该电场中的电势能(设无穷远处的电

势为零)。（本题10分）

8. 已知粒子1和粒子2质量都为m 0，粒子1静止，粒子2以速度v 0与粒子1发生弹性碰撞，（1）若碰撞是斜碰，考虑相对论效应，试论证两粒子碰撞之后速度方向的夹角是锐角、直角还是钝角，如果不考虑相对论效应结果又如何？（2）若碰撞是正碰，考虑相对论效应，试求碰撞后两粒子的速度。（本题10分）

r 0 l q

R

O λ

O

R 2R I

9.如图(a)所示，长为L的均匀杆，质量为m，静止在水平面上，可绕通过左端O的竖直光滑轴转动。一质量为m0＝m/3的小球以速度v0在水平面上垂直击杆于P点，并以速度v ＝v0/3反弹回。设OP＝3L/4，杆与水平面间的摩擦系数为

μ。求：(1)杆开始转动时的角速度；(2)杆受摩擦力矩的大

小；(3)从杆开始转动到静止的过程中摩擦力矩做的功；

(4)杆从开始转动到静止所转过的角度和经历的时间。（本

题15分）

10.如题所示，一质量为m半径为R的由绝缘材料制成的

薄球壳，均匀带正电，电荷量为Q，球壳下面有与球壳固连的底座，底座静止在光滑的水平面上，球壳内部有一劲度系数为k的轻弹簧（质量不计），弹簧始终处于水平位置，其一端与球壳内壁固连，另一端恰位于球心处，球壳上有一小孔C，小孔位于过球心的水平线上，在此水平线上离球壳很远的O处有一质量为m的电荷量也为Q的带正电的点电荷P，它以足够大的初速度V0沿水平的OC方向开始运动，并知P能通过小孔C进入球壳内，不考虑重力和底座的影响，求P刚进入C

孔到刚再由C孔出来经历的时间。（本题20

分）

11. 设空间存在三个相互垂直的已知场：电场强度为E的匀强电场，磁感应强度为B的匀强磁场和重力加速度为g的重力场。一质量为m、电荷量为q的带正电的质点在此空间运动，已知在运动过程中，质点速度的大小恒定不变。

(i)试通过论证，说明此质点作何种运动（不必求出运动的轨迹方程）。

(ii)若在某一时刻，电场和磁场突然全部消失，已知此后该质点在运动过程中的最小动能为其初始动能（即电场和磁场刚要消失时的动能）的一半，试求在电场、磁场刚要消失时刻该质点的速度在三个场方向的分量。（本题10分）

部分解答

5 解∶设半圆形导线来回往返共N 次，因为第一根是顺时针的，若最后一根逆时针，则有N ／2根逆时针，N ／2根顺时针．若最后一根顺时针，则有(N －1)／2根逆时针，(N ＋1)／2根顺时针．

(1) 外一根为逆时针的情况，r →r + d r 内单说逆时针或单说顺时针的电流为

r R

N

I

I d 2d = 它们在O 点产生的磁场 r

r

R IN r I B d 84d d 00μμ=

= 2分 ∴ ??+--=R

N

R R N R R R B B B 2//2d d R N R R R IN /2ln 80-=μN R R R

R IN /2ln

80+-μ ]2/11ln )211(2[ln 80N N R IN

++-

=

μ)]11ln()211[ln(80N

N R IN ++-=μ 3分

∵ +-=+2

21)1ln(x x x …

∴ N

N N N N 21

121)]11ln()211ln(=

+-=++- ∴ R

I

B 160μ= 1分

方向

? 1分 (2) 最外一根为顺时针的情况，

??-+-

=

N

R R N

R R R

R

B B B /2/2d d )//2ln

2(ln 80N

R R N

R R R

IN

+--=

μ

)]211ln()11[ln(80N N R IN

--+

=

μ 3分

)21

1(80

N N R IN +=μR

I 1630μ= 1分 方向

? 1分

以顶点O 作坐标原点，圆锥轴线为z 轴，向下为正．在任意位置z 处取高为d z 的小圆环，其面积为

z z z r

S d c o s

tg 2cos d 2d θθ

θπ=π= 3分

其上电荷

z z S q d c o s

tg 2d d θθ

σ

σπ==

它在O 点产生的电势为

z q U d tg 2cos z 4d d 00θεσ

θ

ε=π=

4分

总电势 0

002d tg 2d εσθεσR z U U h ===?? 3分设x

轴沿细线方向，原点在球心处，在x 处取线元d x ，其上电荷为x q d d λ='，该线元在带

电球面的电场中所受电场力为：

d F = q λd x / (4πε0 x 2) 3分

整个细线所受电场力为： ()

l r r l q x x q F l

r r +π=π=

?

+00020

4d 400

ελελ 2分 方向沿x 正方向．

电荷元在球面电荷电场中具有电势能：

d W = (q λd x ) / (4πε0 x ) 3分

整个线电荷在电场中具有电势能：

???

?

??+π=π=

?

+0000

ln 4d 400

r l r q x x q W l r r ελελ 2分 假设碰撞后球1和球2的速度方向之间的夹角为α（见图），

则由能量守恒和动量守恒可得

22220000102m c m c m c m c γγγ+=+ （1）

()

()()()()2

22

0000110220110222cos m m m m m γγγγγα

=++v v v v v

（2）

其中022

11/c

γ=

-v ，122

1

11/c

γ=

-v ，222

2

11/c

γ=

-v ．

由（1）、（2）式得

2101γγγ+=+ （3）

2222012121212(/)cos c γγγγγα+=++v v （4）

由（3）、（4）式得

222

22

0121212121212

111cos 02()()()c c γγγγγαγγγγ+-+--==>v v v v （5）

π

2

α<

（6） 即为锐角．

在非相对论情况下，根据能量守恒和动量守恒可得

O R x r 0 r 0

+l

d x x

2

2021

002

12121v v v m m m +=20 （7） ()

()()()()2

22

00010201022cos m m m m m α

=++v v v v v

（8）

对斜碰，1v 的方向与2v 的方向不同，要同时满足（1）和（2）式，则两者方向的夹角

π

2

α=

（9） 即为直角．

2．根据能量守恒和动量守恒可得

2222

000022

22

22

1

2

111m c m c m c m c c

c

c

+

=

+

---v v v （10）

00010222

22

22

1

2

111m m m c

c

c

=

+

---v v v v v v

（11）

令022

11/c

γ=-v ，122

1

11/c

γ=

-v ，222

2

11/c

γ=

-v

则有：

20011/c γ=-v ，21111/c γ=-v ，2

2211/c γ=-v

代入（10）、（11）式得

2

101γγγ+=+

（12）

1

11222120-+-=-γγγ

（13）

解（12）、（13）两式得

11=γ 02γγ= （14）

或

01γγ= 21

γ=

（15）

即

10=v ， 20

=v v

（16）

（或10=v v ，20=v ，不合题意）

9. 解 (1)设球与杆碰撞时的相互作用力为F 和F ′，如图(b)所示；碰撞后杆的角速度为ω0，则对球应用动量定理，有

∫F d t ＝m 0v －(－m 0v 0) (1)

对杆应用角动量定理，碰撞瞬间忽略杆与水平面的摩擦力矩(因为M 摩<<3L

4F ′)，则有

∫M d t ＝∫3L

4F ′d t ＝J ω (2)

又F ′＝F ，J ＝1

3mL 2，代入(1)，(2)两式得

m 0(v ＋v 0)＝43L J ω， ω＝3L 4J m 0(v ＋v 0)＝v 0

L

事实上，碰撞瞬间小球、细杆系统对O 轴的角动量守恒，即有

3L 4mv 0＝－3L

4mv ＋J ω

同样可求得ω。

(2)如图(c)，在杆上距O 轴为l 处取质元d m ＝m

L d l ，d m 受摩擦力d f ＝μg d m ，d f 对O 轴的力矩为

d M ＝l d f ＝μmg

L l d l

所以摩擦力矩

M ＝∫d M ＝μmg L ??0

L l d l ＝1

2μmgL

(3)由刚体转动的动能定理可知，摩擦力矩做的功等于杆的转动动能的增量.得

ΔE k ＝0－12J ω2＝－1

6mv 20

(4)由ΔE k ＝∫－M d θ＝－??0

θ12μmgL d θ＝－12μmgLθ，得杆转过的角度：

θ＝－2ΔE k μmgL ＝v 20

3μgL

又由角动量定理

∫M d t ＝M Δt ＝J ω

得

Δt ＝J ωM ＝2v 03μg

或由匀变速转动公式，有

Δθ＝θ－0＝ω－Δt ＝ω

2Δt

同样可得

Δt ＝2θω＝2v 03μg

10，解：

11.

参考解答：

(i)在空间取如图所示的直角坐标Oxyz ，Ox 轴沿电场方向，Oy 轴沿磁场方向，Oz 轴与重力方向相反。因为磁场作用于质点的洛仑兹力与磁场方向垂直，即在Oxz 平面内；作用于质点的电场力和重力也在Oxz 平面内，故质点在y 方向不受力作用，其速度沿y 方向的分速度的大小和方向都是不变的。根据题意，质点速度的大小是恒定不变的，而磁场作用于质点的洛仑兹力对质点不做功，故质点的速度沿垂直磁场

方向的分速度的大小一定也是恒定不变的，故此分速度必须与电场力和重力的合力垂直。由于电场力和重力的合力的方向是不变的，故此分速度的方向也是不变的。由此可得到结论：质点速度的方向也是不变的，即质点在给定的场中做匀速直线运动，其轨迹是直线，在Oxz 平面内，与电场力和重力的合力垂直。

(ii)质点作匀速直线运动表明电场、磁场和重力场对质点作用力的合力F 等于0。设存在电场、磁场时质点速度的大

小为v 0，它在坐标系中的三个分量分别为v 0x 、v 0y 和v 0z ，这也就是在电场、磁场刚要消失时质点的速度在三个场方向的分量，以F x 、F y 和F z 分别表示F 在坐标标系中的分量，则有F x =qE ?qv 0z B=0 (1) F y =0 (2) F z =?mg+qv 0x B=0 (3) 由(1)、(3)式得B

E

v z =

0 (4) qB

mg

v x =

0 (5)

若知道了粒子的速率v 0，粒子速度的y 分量为2

02

02

02

0z x y v v v v --=

(6) 因为电场和磁场消失后，粒子仅在重力作用下运动，任何时刻t 质点的速度为 v x =v 0x (7) v y =v 0y (8) v z =v 0z ?gt

(9) 当v x 等于0时，粒子的动能最小，这最小动能)(2

12020min k y x v v m E +=

(10) 根据题意有)21(2120min k mv E =

(11) 由(10)、(11)式得)(22

02020y x v v v +=

(12) 由(4)、(5)、(6)、(12)各式得220)()(1

mg qE qB

v y -=

(13)

评分标准：本题16分。第(i)小问4分。通过论证得到质点作匀速直线运动的结论得4分。第(ii)小问12分。(4)式3分，(5)式3分，求得(13)式6分。

大学物理竞赛选拔试卷及答案

大学物理竞赛选拔试卷 1. （本题6分）一长度为l 的轻质细杆，两端各固结一个小球A 、B （见图），它们平放在光滑水平面上。另有一小球D ，以垂直于杆身的初速度v 0与杆端的Α球作弹性碰撞．设三球质量同为m ，求：碰后（球Α和Β）以及D 球的运动情况． 2. （本题6分）质量m =10 kg 、长l =40 cm 的链条，放在光滑的水平桌面上，其一端系一细绳，通过滑轮悬挂着质量为m 1 =10 kg 的物体，如图所示．t = 0时,系统从静止开始运动, 这时l 1 = l 2 =20 cm< l 3．设绳不伸长，轮、绳的质量和轮轴及桌沿的摩擦不计，求当链条刚刚全部滑到桌面上时，物体m 1速度和加速度的大小． 3. （本题6分） 长为l 的匀质细杆，可绕过杆的一端O 点的水平光滑固定轴转动，开始时静止于竖直位置．紧挨O 点悬一单摆，轻质摆线的长度也是l ，摆球质量为m ．若单摆从水平位置由静止开始自由摆下，且摆球与细杆作完全弹性碰撞，碰撞后摆球正好静止．求： (1) 细杆的质量． (2) 细杆摆起的最大角度θ． 4. （本题6分）质量和材料都相同的两个固态物体，其热容量为C ．开始时两物体的温度分别为T 1和T 2（T 1 > T 2）．今有一热机以这两个物体为高温和低温热源，经若干次循环后，两个物体达到相同的温度，求热机能输出的最大功A max ． 5. （本题6分）如图所示，123415641 为某种一定量的理想气体进行的一个循环过程，它是由一个卡诺正循环12341 和一个卡诺逆循环15641 组成．已知等温线温度比T 1 / T 2 = 4，卡诺正逆循环曲线所包围面积大小之比为S 1 / S 2 = 2．求循环123415641的效率η． 6. （本题6分）将热机与热泵组合在一起的暖气设备称为动力暖气设备，其中 带动热泵的动力由热机燃烧燃料对外界做功来提供.热泵从天然蓄水池或从地下水取出热量，向温度较高的暖气系统的水供热.同时，暖气系统的水又作为热机的冷却水.若燃烧1kg 燃料，锅炉能获得的热量为H ，锅炉、地下水、暖气系统的水的温度分别为210℃，15℃，60℃.设热机及热泵均是可逆卡诺机.试问每燃烧1kg 燃料，暖气系统所获得热量的理想数值（不考虑各种实际损失）是多少？ 1 2 T 1 6 5 4 3 V p O T 2

最新大学物理活页作业答案及解析((全套))

1.质点运动学单元练习（一）答案 1．B 2．D 3．D 4．B 5．3.0m ；5.0m （提示：首先分析质点的运动规律，在t <2.0s 时质点沿x 轴正方向运动；在t =2.0s 时质点的速率为零；，在t >2.0s 时质点沿x 轴反方向运动；由位移和路程的定义可以求得答案。） 6．135m （提示：质点作变加速运动，可由加速度对时间t 的两次积分求得质点运动方程。） 7．解：（1）)()2(22 SI j t i t r -+= )(21m j i r += )(242m j i r -= )(3212m j i r r r -=-=? )/(32s m j i t r v -=??= （2）)(22SI j t i dt r d v -== )(2SI j dt v d a -== )/(422s m j i v -= )/(222--=s m j a 8．解： t A tdt A adt v t o t o ωω-=ωω-== ?? sin cos 2

t A tdt A A vdt A x t o t o ω=ωω-=+=??cos sin 9．解：（1）设太阳光线对地转动的角速度为ω s rad /1027.73600 *62 /5-?=π= ω s m t h dt ds v /1094.1cos 3 2 -?=ωω== （2）当旗杆与投影等长时，4/π=ωt h s t 0.31008.144=?=ω π = 10．解： ky y v v t y y v t dv a -==== d d d d d d d -k =y v d v / d y ??+=- =-C v ky v v y ky 2 22 121, d d 已知y =y o ，v =v o 则2020 2 121ky v C --= )(22 22y y k v v o o -+=

大学物理试题及答案

大学物理试题及答案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

第1部分：选择题 习题1 1-1 质点作曲线运动，在时刻t 质点的位矢为r ，速度为v ，t 至()t t +?时间内的位移为r ?，路程为s ?，位矢大小的变化量为r ?（或称r ?），平均速度为v ，平均速率为v 。 （1）根据上述情况，则必有（ ） （A ）r s r ?=?=? （B ）r s r ?≠?≠?，当0t ?→时有dr ds dr =≠ （C ）r r s ?≠?≠?，当0t ?→时有dr dr ds =≠ （D ）r s r ?=?≠?，当0t ?→时有dr dr ds == （2）根据上述情况，则必有（ ） （A ）,v v v v == （B ）,v v v v ≠≠ （C ）,v v v v =≠ （D ）,v v v v ≠= 1-2 一运动质点在某瞬间位于位矢(,)r x y 的端点处，对其速度的大小有四种意见，即 （1） dr dt ；（2）dr dt ；（3）ds dt ；（4下列判断正确的是： （A ）只有（1）（2）正确 （B ）只有（2）正确 （C ）只有（2）（3）正确 （D ）只有（3）（4）正确 1-3 质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a 表示加速度，s 表示路程，t a 表示切向加速度。对下列表达式，即 （1）dv dt a =；（2）dr dt v =；（3）ds dt v =；（4）t dv dt a =。

下述判断正确的是（ ） （A ）只有（1）、（4）是对的 （B ）只有（2）、（4）是对的 （C ）只有（2）是对的 （D ）只有（3）是对的 1-4 一个质点在做圆周运动时，则有（ ） （A ）切向加速度一定改变，法向加速度也改变 （B ）切向加速度可能不变，法向加速度一定改变 （C ）切向加速度可能不变，法向加速度不变 （D ）切向加速度一定改变，法向加速度不变 * 1-5 如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向 岸边运动。设该人以匀速率0v 收绳，绳不伸长且湖水静止，小船的速率为v ，则小船作（ ） （A ）匀加速运动，0 cos v v θ= （B ）匀减速运动，0cos v v θ= （C ）变加速运动，0cos v v θ = （D ）变减速运动，0cos v v θ= （E ）匀速直线运动，0v v = 1-6 以下五种运动形式中，a 保持不变的运动是 ( ) （Ａ）单摆的运动． （Ｂ）匀速率圆周运动． （Ｃ）行星的椭圆轨道运动． （Ｄ）抛体运动． （Ｅ）圆锥摆运动． 1-7一质点作直线运动，某时刻的瞬时速度ｖ＝２ｍ／ｓ，瞬时加速度22/a m s -=-，则一秒钟后质点的速度 ( ) （Ａ）等于零． （Ｂ）等于－２ｍ／ｓ． （Ｃ）等于２ｍ／ｓ． （Ｄ）不能确定．

大学物理习题集答案

说明：字母为黑体者表示矢量 一、选择题 1.关于静电场中某点电势值的正负，下列说法中正确的是： [ C ] (A) 电势值的正负取决于置于该点的试验电荷的正负; (B) 电势值的正负取决于电场力对试验电荷作功的正负; (C) 电势值的正负取决于电势零点的选取; (D) 电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负。 2. 真空中一半径为R 的球面均匀带电Q ，在球心O 处有一带电量为q 的点电荷，如图所示。 设无穷远处为电势零点，则在球内离球心O 距离为r 的P 点处电势为： [ B ] (A) r q 04πε (B) )(41 0R Q r q +πε (C) r Q q 04πε+ (D) )(410R q Q r q -+πε 3. 在带电量为－Q 的点电荷A 的静电场中，将另一带电量为q 的点电荷B 从a 点移到b 点，a 、b 两点距离点电荷A 的距离分别为r 1和r 2，如图所示。则在电荷移动过程中电场力做的功为 [ C ] (A) )11(4210r r Q --πε； (B) )1 1(4210r r qQ -πε； (C) )11(42 10r r qQ --πε； (D) )(4120r r qQ --πε。 4.以下说法中正确的是 [ A ] (A) 沿着电力线移动负电荷,负电荷的电势能是增加的； (B) 场强弱的地方电位一定低,电位高的地方场强一定强； (C) 等势面上各点的场强大小一定相等； (D) 初速度为零的点电荷, 仅在电场力作用下,总是从高电位处向低电位运动； (E) 场强处处相同的电场中,各点的电位也处处相同. 二、填空题 1．电量分别为q 1, q 2, q 3的三个点电荷位于一圆的直径上, 两个在圆周上,一个在圆心.如图所示. 设无穷远处为电势零点，圆半径为 R ，则b 点处的电势U = ）（ 23 102 41 q q q R ++πε . 2．如图所示，在场强为E 的均匀电场中，A 、B 两点间距离为 d ，AB 连线方向与E 的夹角为. 从A 点经任意路径到B 点的 P R O q r Q A 1r a 2 r Q - q 1 q 2 q 3 R O b E A B d

精选-大学物理13章习题详细答案

习题13 13-3．如习题13-3图所示，把一块原来不带电的金属板B 移近一块已带有正电荷Q 的金属板A ，平行放置。设两板面积都是S ，板间距为d ，忽略边缘效应，求：(1)板B 不接地时，两板间的电势差。(2)板B 接地时，两板间的电势差。 [解] (1)两带电平板导体相向面上电量大小相等符号相反，而相背面上电量大小相等符号相同，因此当板B 不接地，电荷分布为 因而板间电场强度为 S Q E 02ε= 电势差为 S Qd Ed U 0AB 2ε= = (2) 板B 接地时，在B 板上感应出负电荷，电荷分布为 故板间电场强度为 S Q E 0ε= 电势差为 S Qd Ed U 0AB ε= = B A -Q/2Q/2Q/2Q/2A B -Q Q

13-4 两块靠近的平行金属板间原为真空。使两板分别带上面电荷密度为0的等量异号电荷，这时两板间电压为U 0=300V 。保持两板上电量不变，将板间空间一半如图习题13-4图所示充以相对电容率为r =5的电介质，试求 （1） 金属板间有电介质部分和无电介质部分的E,D 和板上的自由电荷密度； （2） 金属板间电压变为多少？电介质上下表面束缚电荷面密度多大？ 13-5．如习题13-5图所示，三个无限长的同轴导体圆柱面A 、B 和C ，半径分别为R A 、R B 、R C 。圆柱面B 上带电荷，A 和C 都接地。求B 的内表面上线电荷密度1和外表面上线电荷密度2之比值1/2。 [解] 由A 、C 接地 BC BA U U = 由高斯定理知 r E 01I 2πελ-= r E 02 II 2πελ= A B 0101I BA ln 2d 2d A B A B R R r r U R R R R πελπελ=-==? ?r E II I

大学物理竞赛题标准版(含答案)

2011年浙江省大学生物理竞赛 理论竞赛卷 考试形式：闭卷，允许带 无存储功能的计算器 入场 考试时间： 2011 年 12 月 10 日 上午8:30~11:30 气体摩尔常量 K mol J 31.8??=R 玻尔兹曼常量 K J 10 38.1??=k 真空介电常数 ε0=8.85?10-12C 2/(N ?m 2) 真空中光速 c =3?108m/s 普朗克常数h =6.63?10-34J ?s 基本电荷e =1.6?10-19C 真空介电常数ε 0=8.85?10-12C 2/(N ?m 2) 电子质量m e =9.1? 10-31kg 真空磁导率μ0=4π?10-7H/m 真空中光速c =3?108m/s 里德伯常数-1 7 m 10097.1?=R 电子伏特 1eV=1.6? 10-19J 氢原子质量 m =1.67? 10-27kg 维恩位移定律常数b =2.898×10-3m K 斯忒恩-波尔兹曼常数σ=5.67×10-8W/m 2K 4 这三项是公式编的，字号偏大。字号改小后：-1 1 -K mol J 31.8??=R ，-1 23 K J 1038.1??=-k ， -1 7 m 10097.1?=R 一、选择题：（单选题，每题3分，共30分） 1．质量为m 的质点在外力作用下，其运动方程为 j t B i t A r ρρρ ωωsin cos +=，式中A 、B 、 ω 都是正的常量．由此可知外力在t =0到t =π/(2ω)这段时间内所作的功为（ ） A ． )(21 222B A m +ω B ．)(222B A m +ω C ．)(21222B A m -ω D ．)(2 12 22A B m -ω 2．一座塔高24m ，一质量为75kg 的人从塔底走到塔顶. 已知地球的质量为6?1024kg ，从日心参考系观察，地球移动的距离为？（ ）（不考虑地球的转动） A ．12m B ．24m C ．4.0?-24m D ．3.0?-22m 3．边长为l 的正方形薄板，其质量为m ．通过薄板中心并与板面垂直的轴的转动惯量为（ ） A ． 231ml B ．261ml C ．2121 ml D ．224 1 ml 4．μ子的平均寿命为2.2?10-6s ．由于宇宙射线与大气的作用，在105m 的高空产生了相对地面速度为0.998c （c 为光速）的μ子，则这些μ子的（ ） A ．寿命将大于平均寿命十倍以上，能够到达地面 B ．寿命将大于平均寿命十倍以上，但仍不能到达地面 C ．寿命虽不大于平均寿命十倍以上，但能够到达地面 D ．寿命将不大于平均寿命十倍以上，不能到达地面 5．乐器二胡上能振动部分的弦长为0.3m ，质量线密度为=ρ4?10-4kg/m ，调音时调节弦的张力F ，使弦所发出的声音为C 大调，其基频为262Hz. 已知波速ρ F u =，则弦中的张力 为（ ） A ．1.0N B ．4.2N C ．7.0N D ．9.9N

大学物理习题册答案

大学物理习题册答案

练习 十三 知识点：理想气体状态方程、温度、压强公式、能量均 分原理、理想气体内能 一、选择题 1． 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） ( ) （A ）x υ= （B ）x υ=； （C ）m kT x 23=υ； （D ）0=x υ。 解:(D)平衡状态下,气体分子在空间的密度分布均匀,沿各个方向运动的平均分子数相等,分子速度在各个方向的分量的各种平均值相等,分子数目愈多,这种假设的准确度愈高. 2． 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，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 )。 解: (B)理想气体状态方程NkT T N R N RT m N Nm RT M M pV A A mol ==== 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 ）气体的压强； （C ）气体分子的平均动量；（D ）气体分子的平均平动动能。 解: (D)kT v m k 23212 ==ε (分子的质量为m ) 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 ）两种气体的压强相同。 解:(A) kT v m k 23212==ε,2 2 22H O H O T T m m =(分子的质量为m ) 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2倍，那么 （ ） （A ）温度和压强都升高为原来的2倍； （B ）温度升高为原来的2倍，压强升高为原来的4倍； （C ）温度升高为原来的4倍，压强升高为原来的2倍； （D ）温度与压强都升高为原来的4倍。 解:(D)根据公式2 31v nm p =,nkT p =即可判断. (分子的质量为m ) 6．一定量某理想气体按pV 2＝恒量的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度 （ ） （A ）将升高； （B ）将降低； （C ）不变； （D ）升高还是降低，不能确定。 解:(B) pV 2＝恒量, pV /T ＝恒量,两式相除得VT ＝恒量 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。 解: RT M M pV mol =; nkT p =;玻耳兹曼常数 2．两种不同种类的理想气体，其分子的平均平动动能相

大学物理活页作业答案全套(供参考)

1.质点运动学单元练习（一）答案 1．B 2．D 3．D 4．B 5．3.0m ；5.0m （提示：首先分析质点的运动规律，在t <2.0s 时质点沿x 轴正方向运动；在t =2.0s 时质点的速率为零；，在t >2.0s 时质点沿x 轴反方向运动；由位移和路程的定义可以求得答案。） 6．135m （提示：质点作变加速运动，可由加速度对时间t 的两次积分求得质点运动方程。） 7．解：（1）)()2(22 SI j t i t r （2）)(22SI j t i dt r d v )(2SI j dt v d a 8．解： 9．解：（1）设太阳光线对地转动的角速度为ω （2）当旗杆与投影等长时，4/ t 10．解： ky y v v t y y v t dv a d d d d d d d -k y v d v / d y 已知y =y o ，v =v o 则2 020 2 121ky v C 2.质点运动学单元练习（二）答案 1．D 2．A 3． B

4．C 5．14 s m t dt ds v ；2 4 s m dt dv a t ；22 2 8 s m t R v a n ； 6．s rad o /0 .2 ；s rad /0 .4 ；2 /8 .0s rad r a t ； 7．解：（1）由速度和加速度的定义 )(22SI j i t dt r d v ；)(2SI i dt v d a （2）由切向加速度和法向加速度的定义 （3） )(1 22/322 SI t a v n 8．解：火箭竖直向上的速度为gt v v o y 45sin 火箭达到最高点时垂直方向速度为零，解得 9．解：s m u v /6.3430tan 10．解： l h v u ；u h l v 3.牛顿定律单元练习答案 1．C 2．C 3．A 4．kg Mg T 5.36721 ；2/98.02.0s m M T a 5．x k v x 2 2 ；x x x v k dt dx k dt dv v 222

大学物理(上册)课后习题及答案

第1章 质点运动学 P21 1.8 一质点在xOy 平面上运动，运动方程为：x =3t +5, y = 2 1t 2 +3t -4. 式中t 以 s 计，x ,y 以m 计。⑴以时间t 为变量，写出质点位置矢量的表示式； ⑵求出t =1 s 时刻和t ＝2s 时刻的位置矢量，计算这1秒内质点的位移；⑶ 计算t ＝0 s 时刻到t ＝4s 时刻内的平均速度；⑷求出质点速度矢量表示式，计算t ＝4 s 时质点的速度；(5)计算t ＝0s 到t ＝4s 内质点的平均加速度；(6)求出质点加速度矢量的表示式，计算t ＝4s 时质点的加速度(请把位置矢量、位移、平均速度、瞬时速度、平均加速度、瞬时加速度都表示成直角坐标系中的矢量式)。 解：（1）j t t i t r )432 1()53(2 m ⑵ 1 t s,2 t s 时，j i r 5.081 m ；2114r i j v v v m ∴ 213 4.5r r r i j v v v v v m ⑶0t s 时，054r i j v v v ；4t s 时，41716r i j v v v ∴ 140122035m s 404r r r i j i j t v v v v v v v v v ⑷ 1 d 3(3)m s d r i t j t v v v v v ，则：437i j v v v v 1s m (5) 0t s 时，033i j v v v v ；4t s 时，437i j v v v v 24041 m s 44 j a j t v v v v v v v v v (6) 2d 1 m s d a j t v v v v 这说明该点只有y 方向的加速度，且为恒量。 1.9 质点沿x 轴运动，其加速度和位置的关系为2 26a x ，a 的单位为m/s 2， x 的单位为m 。质点在x =0处，速度为10m/s,试求质点在任何坐标处的速度值。 解：由d d d d d d d d x a t x t x v v v v 得：2 d d (26)d a x x x v v 两边积分 210 d (26)d x x x v v v 得：2322250x x v ∴ 31225 m s x x v 1.11 一质点沿半径为1 m 的圆周运动，运动方程为 =2+33t ，式中 以弧度计，t 以秒计，求：⑴ t ＝2 s 时，质点的切向和法向加速度；⑵当加速度 的方向和半径成45°角时，其角位移是多少? 解： t t t t 18d d ,9d d 2 ∴ s 2 t 时，2 s m 362181 R a 2 222s m 1296)29(1 R a n ∴ 当加速度方向与半径成ο45角时，有：tan 451n a a 即： R R 2 ，亦即t t 18)9(2 2 ，解得：9 2 3 t 则角位移为：32 2323 2.67rad 9 t 1.13 一质点在半径为0.4m 的圆形轨道上自静止开始作匀角加速度转动，其角加速度为 =0.2 rad/s 2，求t ＝2s 时边缘上各点的速度、法向加速度、切向加速度和合加速度。 解：s 2 t 时，4.02 2.0 t 1s rad 则0.40.40.16R v 1s m 064.0)4.0(4.022 R a n 2 s m 0.40.20.08a R 2 s m 22222s m 102.0)08.0()064.0( a a a n 与切向夹角arctan()0.06443n a a

湖南省大学生物理竞赛试卷及答案

湖南省第4届大学生物理竞赛试卷 2011年5月14日 时间：150分钟 满分120分 一、 选择题 (每题3分，共18分) 1.设某种气体的分子速率分布函数为)(v f ，则速率在1v ～2v 内的分子的平均速率为 （ ）。 (A) ?21)(v v v d v vf ； (B) ?2 1)(v v v d v f v ； (C) ??2121)()(v v v v v d v f v d v vf ； (D) ??∞0)()(21v d v f v d v f v v 。 2. 如图所示带负电的粒子束垂直地射入两磁铁之间的水平磁场，则( )。 (A) 粒子向N 极移动； (B) 粒子向S 极移动； (C) 粒子向下偏转； (D) 粒子向上偏转。 3.如图所示，一个带电量为 q 的点电荷位于立方体的 A 角 上，则通过侧面 abcd 的电场强度通量等于（ ）。 A 、 06εq ； B 、012εq ； C 、 024εq ； D 、048εq 。 4. 如图a 所示, 一光学平板玻璃 A 与待测元件 B 之间 形成空气劈尖，用波长 nm 500=λ 的单色光垂直照射，看 到的反射光的干涉条纹如图b 所示，有些条纹弯曲部分的 顶点恰好于其右边条纹的直线部分的切线相切，则工件的 上表面缺陷是 ( ) 。 （A ） 不平处为凸起纹，最大高度为nm 500； （B ） 不平处为凸起纹，最大高度为nm 250； （C ） 不平处为凹槽，最大高度为nm 500； A q c b d a

（D ） 不平处为凹槽，最大高度为nm 250。 5. 在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂 直照射，在反射光中看到干涉条纹，则在接触点P 处形成 的圆斑为( ) 。 (A) 全明； (B) 全暗； (C) 右半部明，左半部暗； (D) 右半部暗，左半部明。 6. 已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为： a x a x 23cos 1)(πψ?= )(a x a ≤≤- 那么粒子在6/5a x =处出现的几率密度为（ ）。 (A) )2/(1a ； (B) a /1 ； (C) a 2/1 ； (D) a /1 。 二、填空题(每题3分，共21分) 1. 一匀质细杆长为l ，质量为m ，杆两端用线吊起，保持水平，现 有一条线突然断开，则断开瞬间另一条线的张力 为 。 2. 图示两条曲线分别表示氦、氧两种气体在相同温度T 时 分子按速率的分布，其中曲线 1 表示 _ _气分子的 速率分布曲线，曲线 2 表示 __ _ 气分子的速率 分布曲线。 3. 一氧气瓶的容积为V ，充入氧气的压强为1P ，用了一段时间 后压强降为2P ，则瓶中剩下的氧气的内能与未用前氧气的内能 之比为 。 4. 长直导线中通有电流 I ，长L 的金属棒AB 以速度V 平行于 长直导线作匀速运动。棒近导线一端与导线的距离为a ，则金属棒中的感应电动v f(v) 1 2 I a l V A B

最新《大学物理》习题和答案

第9章 热力学基础 一、选择题 2. 对于物体的热力学过程, 下列说法中正确的是 [ ] (A) 内能的改变只决定于初、末两个状态, 与所经历的过程无关 (B) 摩尔热容量的大小与所经历的过程无关 (C) 在物体内, 若单位体积内所含热量越多, 则其温度越高 (D) 以上说法都不对 8. 理想气体物态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 则式 T R M m V p p V d d d = +表示 [ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 任意过程 9. 热力学第一定律表明 [ ] (A) 系统对外做的功不可能大于系统从外界吸收的热量 (B) 系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量 (C) 不可能存在这样的循环过程, 在此过程中, 外界对系统所做的功 不等于系统传给外界的热量 (D) 热机的效率不可能等于1 13. 一定量的理想气体从状态),(V p 出发, 到达另一状态)2 , (V p ． 一次是等温压缩到2V , 外界做功A ；另一次为绝热压缩到2 V , 外界做功W ．比较这两个功值的大小是 [ ] (A) A ＞W (B) A = W (C) A ＜W (D) 条件不够，不能比较 14. 1mol 理想气体从初态(T 1, p 1, V 1 )等温压缩到体积V 2, 外界对气体所做的功为 [ ] (A) 121ln V V RT (B) 2 11ln V V RT (C) )(121V V p - (D) 1122V p V p - 20. 物质的量相同的两种理想气体, 一种是单原子分子气体, 另一种是双原子分子气体, 从同一状态开始经等体升压到原来压强的两倍．在此过程中, 两气体 [ ] (A) 从外界吸热和内能的增量均相同 (B) 从外界吸热和内能的增量均不相同 (C) 从外界吸热相同, 内能的增量不相同 (D) 从外界吸热不同, 内能的增量相同 21. 两汽缸装有同样的理想气体, 初态相同．经等体过程后, 其中一缸气体的压强变为原来的两倍, 另一缸气体的温度也变为原来的两倍．在此过程中, 两气体从外界吸热 [ ] (A) 相同 (B) 不相同, 前一种情况吸热多 (C) 不相同, 后一种情况吸热较多 (D) 吸热多少无法判断

(完整版)湖南大学生物理竞赛试题及答案,推荐文档

湖南省第 3 届大学生物理竞赛试卷 （2010 年 4 月 24 日） 时间 150 分钟 满分 120 分 一、选择题（每题 3 分，共 12 分） 1、真空中波长为的单色光，在折射率为 n 的透明介质中从 A 沿某路径传播到 B ，若A ，B 两点相位差为3，则此路径 AB 的光程为 [ ] (A) 1.5 (B) 1.5n (C) 1.5n (D) 3 2、氢原子中处于 2p 状态的电子，描述其量子态的四个量子数(n , l , m l , m s ) 可能取的值为 [ ] (A) (2, 2,1, - 1 ) 2 (B) 1 (2, 0, 0, ) 2 (C) (2,1, -1, - 1 ) 2 1 (D) (2, 0,1, ) 2 3、某元素的特征光谱中含有波长分别为 = 450nm 和 = 750nm （1nm = 10-9 m ）的 1 2 光谱线。在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处 2 的谱线的级数将是 [ ] (A) 2,3,4,5…… (B) 2,5,8,11…… (C) 2,4,6,8…… (D) 3,6,9,12…… 4、长为 2L 、质量为 m 的均匀直棒的两端用绳自天花板竖直吊住，若一端突然剪断，剪断 绳的瞬间另一端绳中的张力为： [ ] (A) 1 mg 2 (B) mg (C) 3 mg 4 (D) 1 mg 4 二、填空题（每题 3 分，共 18 分） 1、电子枪的加速电压U = 5?104V ，则电子的速度（考虑相对论效应） ，电子的德布罗意波长 。 2、弦上一驻波，其相邻两节点的距离为65cm ，弦的振动频率为230Hz ，则波长为 ，形成驻波的行波的波速为 。 3、长为 L 的铜棒 ab 在垂直于匀强磁场 B 的平面内以角速度作逆时 针转动， B 垂直于转动平面向里，如图所示。则棒中的动生电动势为 a ，a 、b 两端何端电势高 （填 a 或 b ）。 4、一均匀带正电的无限长直导线，电荷线密度为，其单位长度上总共发出的电场线（E 线）的条数是 。 5、用白光垂直照射在厚度为4 ?10-5 cm ，折射率为 1.5 的薄膜表面上，在可见光范围内， b B

大学物理A活页作业

练习1 质点运动学(一) 班级 学号 姓名 成绩 . 1. 一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为 j bt i at r 22 （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． ［ ］ 2.一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为v ，瞬时速率为 ，某一时间内的平均 速度为v ，平均速率为v ，它们之间的关系必定有： （A ）v v v,v （B ）v v v,v （C ）v v v,v （D ）v v v,v [ ] 3.一质点沿直线运动,其运动学方程为x = 6 t －t 2 (SI)，则在t 由0至4s 的时间间隔内，质点 的位移大小为___________，在t 由0到4s 的时间间隔内质点走过的路程为_______________． 4.一质点作直线运动，其坐标x 与时间t 的关系曲线如图所示．则该质点在第 秒瞬时 速度为零；在第 秒至第 秒间速度与加速度同方向． 5. 有一质点沿x 轴作直线运动，t 时刻的坐标为x = t 2 – 2 t 3 (SI) ．试求： (1) 第2秒内的平均速度； (2) 第2秒末的瞬时速度； (3) 第2秒内的路程． x (m) t (s) O

6. 什么是矢径矢径和对初始位置的位移矢量之间有何关系怎样选取坐标原点才能够使两者一致 练习2 质点动力学(一) 班级 学号 姓名 成绩 . 1.质量分别为m 1和m 2的两滑块A 和B 通过一轻弹簧水平连结后置于水平桌面上，滑块与桌面间的摩擦系数均为 ，系统在水平拉力F 作用下匀速 运动，如图所示．如突然撤消拉力，则刚撤消后瞬间，二者的加速度a A 和a B 分别为 (A) a A =0 , a B =0. (B) a A >0 , a B <0. (C) a A <0 , a B >0. (D) a A <0 , a B =0. ［ ］ 2. 体重、身高相同的甲乙两人，分别用双手握住跨过无摩擦轻滑轮的绳子各一端．他们从同一高度由初速为零向上爬，经过一定时间，甲相对绳子的速率是乙相对绳子速率的两倍，则到达顶点的情况是 (A)甲先到达． (B)乙先到达． (C)同时到达． (D)谁先到达不能确定． ［ ］ 3. 分别画出下面二种情况下，物体A 的受力图． (1) 物体A 放在木板B 上，被一起抛出作斜上抛运 动，A 始终位于B 的上面，不计空气阻力； A F x B A A B B C (1) v

大学物理练习及答案

习题十一稳恒磁场中的毕奥——萨伐尔定律 一、选择题 1、半径为1a 的载流圆形线圈与边长为2a 的正方形载流线圈中通有相同大小的电流，若两线圈中心的磁感应强度大小相同，则21:a a 为（ D ） A 、1:1 B 、1:2π C 、4:2π D 、8:2π 提示：圆电流中心的磁场：001 22I I B R a μμ== 正方形中心的磁场为4段有限长直电流的磁场之和： ( )0001222 4cos cos 4(/2)22I I I B r a a μμθθπππ?=? +=+= ?? 2、真空中作匀速直线运动的点电荷，在其周围空间产生的磁场随时间的变化为（ C ） A 、B 的大小和方向都不变 B 、B 的大小和方向都在变 C 、B 的大小在变，方向不变 D 、B 的大小不变，方向在变 提示：由公式02 4r qv e B r μπ?= 可知磁场的方向不变。 大小()3000222sin sin sin 444/sin qv qv qv B r d d μμμθθθπππθ=?=?=?， 其中 d 为考察点到速度所在直线的距离，不变， θ为速度和位置矢量的夹角，改变。 3、若将某载流线圈中的电流增加一倍，则由该线圈在空间任一点产生的磁场将 （ C ） A 、 B 的大小和方向都不变 B 、B 的大小和方向都在变 C 、B 的大小增加一倍，方向不变 D 、以上说法都不对，要视具体情形而定 提示：由公式02 4r Idl e dB r μπ?= 可知

4、在毕奥——萨伐尔定律中，B d r l d 、、三者的关系为（ D ） A 、 B d r l d 、、一定相互垂直 B 、l d 与B d r 、垂直 C 、r 与B d l d 、垂直 D 、B d 与l d r 、垂直 提示：由公式02 4r Idl e dB r μπ?= 可知 二、填空题 1、 边长为a 的正三角形线圈上通有I 的电流，则在线圈的中心的B =a I πμ290 线圈中心的磁场为3段有限长直电流的磁场之和： ( )001293cos cos 342I I B r a μμθθππ=? +==? 2、 带电量为q 的粒子在一半径为R 的圆形轨道上以0v 的速率匀速运动，则在圆周 的垂直中心线上与圆心相距为d 处的B = ) (4220 0d R v q +πμ 提示：不可等效为圆电流，因要求的是瞬时值，而用等效圆电流算出的是在一个周 期内的平均值。（参考课件有关例题） 3、 由半径为R 平行导线组成图示形状，当导线中通有电流时，线圈中心O 处的B =R I πμ40 提示：O 点磁场为四部分电流的磁场的合磁场。其中从左边来的半无限长直电 流在O 点的磁场为 0 。（02 4r I d l e dB r μπ?= ，Idl 和r e 的夹角为0）

大学物理竞赛题标准版(含答案)

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姓名准考证号__________所在高校__________专业___________________________密_________________封_____________线_____________密封线内不要答题题得序选分择填空计1～2计3～4计5～6计7～8总分附加题分-1-1?23评卷人气体摩尔常量R?8.31J?mol?K真空介电常数?0=8.85?10-12c2/(n?m2)普朗克常数h=6.63?10-34J?s 真空介电常数?0=8.85?10-12c2/(n?m2)真空磁导率?0=4??10-7h/m 里德伯常数R?1.097?10m氢原子质量m=1.67?10-27kg斯忒恩-波尔兹曼常数σ=5.67×10-8w/m2K4R?1.097?10m 7-17-1玻尔兹曼常量k?1.38?10真空中光速c=3?108m/s基本电荷e=1.6?10-19c电子质量me=9.1?10-31kg真空中光速c=3?108m/s J?K-1 电子伏特1eV=1.6?10-19J维恩位移定律常数b=2.898×10-3m?K -1-1?23这三项是公式编的，字号偏大。字号改小后：R?8.31J?mol?K，k?1.38?10J?K， -1一、选择题：（单选题，每题3分，共30分） ???1．质量为m的质点在外力作用下，其运动方程为r?Acos?ti?bsin?tj，式中A、b、 ?都是正的常量．由此可知外力在t=0到t=?/(2?)这段时间内所作的功为（） 1m?2(A2?b2)b．m?2(A2?b2)211222222c．m?(A?b)D．m?(b?A)

大学物理习题及答案

大学物理Ⅰ检测题 第一章 质点运动学 1．一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为瞬时速率为v ，平均速率为平均速度为，它们之间必定有如下关系: (A) . (C) 。 [ ] 2．一物体在某瞬时，以初速度从某点开始运动，在时间内，经一长度为Ｓ的曲线路径后，又回到出发点，此时速度为，则在这段时间内： （１）物体的平均速率是 ； （２）物体的平均加速度是 。 3．一质点在平面上运动，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 （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 [ ] 4．一质点作直线运动，其x-t 曲线如图所示，质点的运动可分为OA 、 AB （平行于t 轴的直线）、BC 和CD （直线）四个区间，试问每一区间速度、 加速度分别是正值、负值，还是零？ 5．一质点沿X 轴作直线运动，其v-t 曲线如图所示，如t=0时，质点位于坐标原点，则t=时，质点在X 轴上的位置为 （A ）0 （B ）5m (C ) 2m (D ) -2m (E ) -5m [ ] 6．一质点的运动方程为x=6t-t 2 (SI)，则在t 由0到4s 的时间间隔内，质点 位移的大小为 ，在t 由0到4s 的时间间隔内质点走过的路程为 。 7．有一质点沿x 轴作直线运动，t 时刻的坐标为（SI ）。试求： （1）第2秒内的平均速度；（2）第2秒末的瞬时速度；（3）第2秒内的路程。 8．一质点沿直线运动，其坐标x 与时间t 有如下关系：（SI ）（A 、皆为常数）。（1）任意时刻t 质点的加速度a= ；（2）质点通过原点的时刻t= 。 9．灯距地面高度为h 1，一个人身高为h 2，在灯下以匀速率v 沿水平直线行走，如图所示，则他的头顶在地上的影子M 点沿地面移动的速度v M = 。 10．如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动。设该人以匀速率V 0收绳，绳不伸长、湖水静止，则小船的运动是 （A ）匀加速运动 （B ）匀减速运动 （C ）变加速运动 （D ）变减速运动 （E ）匀速直线运动 ［ ］ 11．一质点从静止开始作直线运动，开始加速度为a ，此后加速度随时间均匀增加，经过时间て后，加速度为2a ，经过时间2て后，加速度为3a ，…，求经过时间n て后，该质点的速度和走过的距离。 O Ａ Ｂ Ｃ Ｄ ｘ ｔ 3 4 v (m/s) 2 0 t(s) -1 1 2 h 2 M h 1 v 0

大学物理学上册习题解答

大学物理学习题答案 习题一答案 习题一 1.1 简要回答下列问题： (1) 位移和路程有何区别？在什么情况下二者的量值相等？在什么情况下二者的量值不相 等？ (2) 平均速度和平均速率有何区别？在什么情况下二者的量值相等？ (3) 瞬时速度和平均速度的关系和区别是什么？瞬时速率和平均速率的关系和区别又是什 么？ (4) 质点的位矢方向不变，它是否一定做直线运动？质点做直线运动，其位矢的方向是否一 定保持不变？ (5) r ?v 和r ?v 有区别吗？v ?v 和v ?v 有区别吗？0dv dt =v 和0d v dt =v 各代表什么运动？ (6) 设质点的运动方程为：()x x t =，()y y t =，在计算质点的速度和加速度时，有人先求 出r = dr v dt = 及 22d r a dt = 而求得结果；又有人先计算速度和加速度的分量，再合成求得结果，即 v = 及 a = 你认为两种方法哪一种正确？两者区别何在？ (7) 如果一质点的加速度与时间的关系是线性的，那么，该质点的速度和位矢与时间的关系 是否也是线性的？ (8) “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.”这种说法正确吗？ (9) 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，为什么？ (10) 质点沿圆周运动，且速率随时间均匀增大，n a 、t a 、a 三者的大小是否随时间改变？ (11) 一个人在以恒定速度运动的火车上竖直向上抛出一石子，此石子能否落回他的手中？如果石子抛出后，火车以恒定加速度前进，结果又如何？ 1.2 一质点沿x 轴运动，坐标与时间的变化关系为224t t x -=，式中t x ,分别以m 、s 为单位，试计算：(1)在最初s 2内的位移、平均速度和s 2末的瞬时速度；(2)s 1末到s 3末的平均

精选-大学物理习题答案

1． 图示一牛顿环装置，设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触，透镜凸表面的曲率半径是 R = 400 cm ．用某单色平行光垂直入射，观察反射光形成的牛顿环，测得第 5 个明环的半径是0.30 cm.。 （1） 求入射光的波长； （2） 设图中 OA = 1.00 cm ，求在半径为 OA 的范围内可观察到的明 (1) 明环半径 ()212λ R k r -= ()52 105122-?=-=R k r λ cm (2) ()λ R r k 2 212=- 对于r = 1.00 cm ，5.02 +=λ R r k = 50.5 故在 OA 范围内可观察到的明环数目为50个。 2. 在某个单缝衍射实验中，光源发出的光含有两种波长1和2，垂直入射于单缝上．假 如1的第一级衍射极小与2的第二级衍射极小相重合，试问 (1) 这两种波长之间有何关系？ (2) 在这两种波长的光所形成的衍射图样中，是否还有其他极小相重合？ 解答及评分标准： (1) 由单缝衍射暗纹公式得 111sin λθ=a 222sin λθ=a （2分） 由题意可知 21θθ= , 21sin sin θθ= 代入上式可得 212λλ= （3分） (2) 211112sin λλθk k a == (k 1 = 1, 2, ……) a k /2sin 211λθ= 222sin λθk a = (k 2 = 1, 2, ……) （2分） a k /sin 222λθ= 若k 2 = 2k 1，则1 = 2 ，即 1 的任一k 1级极小都有 2 的2k 1级极小与之重合．（3分） 1. 波长为 的单色光垂直照射到折射率为n 2的劈尖薄 膜上, n 1＜n 2＜n 3,如图23.4所示,观察反射光形成的条纹. (1) 从劈尖顶部O 开始向右数第五条暗纹中心所对应的薄膜厚度e 5是多少？ 相邻的二明纹所对应的薄膜厚度之差是多少？ (1)因n 1