大学物理习题集医用物理学物理教研室年月目录部分物理常量习题一矢量分析质点运动的描述角量和线量习题二转动定律角动量守恒习题三转动定律角动量守恒旋进习题四物体的弹性骨力学性质习题五理想流体的稳定流动习题六血液的层流习题七简谐振动习题八简谐振动的叠加习题九阻尼振动受迫振动共振波函数习题十波的能量波的干涉驻波习题十一超声波及其应用习题十二狭义相对论基本假设及其时空观习题十三狭义相对论动力学习题十四液体的表面性质习题十五静电场强度习题十六高斯定理及其应用习题十七电场力的功电势习题十八静电场中的电介质习题十九静电场习题课习题二十磁通量磁场的高斯定理毕奥萨伐定律习题二十一毕奥萨伐定律、磁场的环路定理习题二十二磁场对电流的作用习题二十三欧姆定律的微分形式电动势习题二十四直流电路电容的充放电习题二十五球面的屈光透镜的屈光习题二十六透镜的屈光眼睛的屈光不正及矫正习题二十七光的干涉习题二十八光的衍射习题二十九光的偏振部分物理常量引力常量×-··-重力加速度9.8m-阿伏伽德罗常量×-摩尔气体常量·-·-标准大气压×玻耳兹曼常量×-·-真空中光速×108m 电子质量×-31kg 中子质量×-27kg质子质量×-27kg元电荷×-19C真空中电容率×-121m-真空中磁导率π×－×－普朗克常量×⋅维恩常量×斯特藩玻尔兹常量×说明：字母为黑体者表示习题一 矢量分析 质点运动的描述 角量和线量 一填空：1． 已知j i A ˆˆ+-=，k j i B ˆ2ˆ2ˆ+-= 则A 与B 的夹角为 .．悬挂在弹簧上的物体在竖直方向上振动,振动方程为ω ,其中、均为常量,则() 物体的速度与时间的函数关系为 ; () 物体的速度与坐标的函数关系为 . () 物体的加速度与时间的函数关系为 。
．质点沿半径为的圆周作运动，运动方程为223t +=θ（）则在时刻质点的角速度为 角加速度为 切向加速度为 法向加速度为 二．单项选择．下列说法正确的是（ ）①C A B C B A•⨯-=•⨯②))(())((B B A A B A B A ••=••③)()(C B A C B A •=• ④)(C B A C B A ⨯⨯=⨯⨯⑤若0=•B A 则0=A 或0=B⑥若0=⨯B A ，且0,0≠≠B A 则A 与B平行。
.①②③④⑸⑥ .①②③④ .②⑥ .①⑥ ．一质点沿轴作直线运动,其—曲线如图所示,如时,质点位于坐标原点,则时,质点在轴上的位置为（ ）. .5m . .2m . .－2m . . －5m . ．直径为20cm 的主动轮,通过皮带拖动半径为50cm 的被动轮转动,皮带与轮之间无相对滑动, 主动轮从静止开始作匀角加速转动. 在内被动轮的角速度达到,则主动轮在这段时间内转过了（ ）圈.． 三．计算．湖中有一条小船，岸边有人用绳子通过岸上高于水面的滑轮拉船，设人收绳的速率为，求船的速度和加速度 ? .如图所示，质点在水平面内沿一半径为2m 的圆轨道转动. 转动的角速度与时间的关系为 ( 为常量), 已知 时质点的速度为32m.试求 时, 质点的速度与加速度的大小?习题二 转动定律 角动量守恒()() –图••图一.填空.一正三角形匀质薄板，边长为，质量为，则此板绕一边轴的转动惯量为．求如图所示的圆柱体绕中心轴的转动惯量。
(设圆柱体的质量为半径为，两个圆柱形空洞 的半径均是R 41，从中心轴到各空洞中心的距离均是R 21). 如图所示一长为的轻质细杆,两端分别固定质量为和2m 的小球,此系统在竖直平面内可绕过中点且与杆垂直的水平光滑轴(轴)转动, 开始时杆与水平成°角,处于静止状态.无初转速地释放后,杆球这一刚体系统绕轴转动,系统绕轴的转动惯量 .释放后,当杆转到水平位置时,刚体受到的合外力矩 ; 角加速度 .二．单项选择．一圆盘饶过盘心且与盘面垂直的轴以角速度按图示方向转动,若如图 所示的情况那样,将两个大小相等方向相反但不在同一条直线的力沿盘面同时作用到圆盘上,则圆盘的角速度（ ） ．必然增大. ． 必然减少, ．不会改变 。
如何变化不能确定.. 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（ ） ．合力矩增大时, 物体角速度一定增大； ．合力矩减小时, 物体角速度一定减小； ．合力矩减小时,物体角加速度不一定变小； ．合力矩增大时,物体角加速度不一定增大．关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是（ ） ．只取决于刚体的质量，与质量的空间分布和轴的位置无关. ．取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关. ．取决于刚体的质量，质量的空间分布和轴的位置.．只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关. 三．计算1． 如图,轻绳跨过一质量为半径为的圆盘状定滑轮,其一端悬挂一质量为2M 的物体,另一端挂一质量为3M 物体使滑轮按逆时针方向旋转。
求滑轮转动的角加速度和两物体的加速度？. 电风扇在开启电源后,经过时间达到了额定转述,此时相应的角速度为 . 当关闭电源后, 经过时间风扇停转. 已知风扇转子的转动惯量为, 并假定摩擦阻力矩和电机的电磁力矩均为常量,试根据已知量推算电机的电磁力矩.?·图2R 4R图 ○ 2m ○·╮° 图3M2M 图习题三 转动定律 角动量守恒 旋进 一.填空. 如图所示:在光滑的水平面上，一根长2m 的绳子，一端固定于点，另一端系一质量为0.5kg 的物体，开始时，物体位于位置，间距离0.5m,绳子处于松弛状态，现在使物体以初速度4m 垂直于向右滑动，如图所示，设在以后的运动中物体到达位置，此时物体速度的方向与绳垂直，则此时刻物体对点的角动量的大小 ，物体速度的大小 .．如图所示, 一匀质细杆可绕通过其一端的水平光滑轴 在竖直平面内自由转动. 杆长 (),今使杆从与竖直方向成°角的位置由静止释放(取10m), 则杆的最大角加速度为 最大角速度为. 一飞轮以角速度 绕轴旋转, 飞轮对轴的转动惯量为;另一静止飞轮突然被同轴地啮合到转动的飞轮上,该飞轮对轴的转动惯量为前者的二倍,啮合后整个系统的角速度 . 二．单项选择．刚体角动量守恒的充分而必要的条件是( ) . 刚体不受外力矩的作用. . 刚体所受合外力矩为零.. 刚体所受的合外力和合外力矩均为零. , 刚体的转动惯量和角速度均保持不变..有一半径为的水平圆转台,可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动, 转动惯量为, 开始时转台以匀角速度 转动,此时有一质量为的人站住转台中心,随后人沿半径向外跑去,当人到达转台边缘时, 转台的角速度为 ( ) . () . . [()]. . () . . .．如图,飞轮静止时能与重物恰好保持平衡，并使杆水平。
若飞轮以角速度 绕杆在与平面平行的平面内转动（如图），（杆能绕支点自由转动）。
则（ ） .杆保持静止。
.杆在平面内顺时针转动。
.杆在平面内逆时针转动。
.杆在平面内转动。
° 图图面为水平面 图三．计算. 如图所示.一质量均匀分布的圆盘,质量为,半径为,放在一粗糙水平面上,摩擦系数为，圆盘可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动.开始时圆盘静止,一质量为的子弹以水平速度垂直圆盘半径打入圆盘边缘并嵌在盘边上,求:(1) 子弹击中圆盘后,盘所获得的角速度; () 经过多长时间后,圆盘停止转动.(圆盘绕通过的竖直轴的转动惯量为,忽略子弹重力造成的摩擦阻力矩) .有一质量为、长为的均匀细棒，静止平放在滑动摩擦系数为的水平桌面上，它可绕通过其端点且与桌面垂直的固定光滑轴转动. 另有一水平运动的质量为的小滑块，从侧面垂直于棒与棒的另一端相撞，设碰撞时间极短，已知小滑块在碰撞前后的速度分别为和，如图所示.求碰撞后从细棒开始转动到停止转动的过程所需的时间 (以知棒绕点的转动惯量1l ).习题四 物体的弹性 骨力学性质 一.填空1．骨的基本负荷有．材料受到纵向应力，切应力，和体积发生变化时胡克定律的数学表达式分别为， ， 。
．某人一条腿骨长0.4m,横截面积平均为5cm ，若此骨支撑整个体重，人体重为60kg 则此腿骨缩短 （×） 二．单项选择．一钢棒横截面积为×-4m 2,所受的轴向外力如图所示,已知NF 41106-⨯=；N F 42108-⨯=；N F 43105-⨯=；N F 44103-⨯=则﹑；﹑；及﹑之间的应力分别是（ ）.a P 8102.1⨯，a P 8104.0⨯-，a P 8106.0⨯ . a P 8102.1⨯，a P 8106.1⨯，a P 8101⨯ .a P 8104.0⨯-，a P 8104.0⨯-，a P 8104.0⨯ .a P 8106.0⨯，a P 8106.0⨯-，a P 8104.0⨯.下列说法正确的是（ ）①应力越大，形变物体的紧张度越大；②杯中静止的水，水面保持水平是因为静止流体内部有切应力；③胡可定律只在比例极限内成立，因此超过弹性极限的材料将无发恢复原状而断裂。
④在弹性限度内外力对物体的功，全部转化为形变势能。
．①②③④ 。
①②③ 。
①② 。
① ．下列说法正确的是（ ）·图(俯视图) □图①人的骨骼所能承受的剪切载荷比拉伸和压缩载荷低得多。
②人四肢的长骨是中空的有利于抗扭，因为骨骼受扭矩作用时，横截面所受的张应力越靠近骨骼中轴越小。
③骨骼受到弯曲载荷时，在其轴线处有一中性层没有应力和应变。
④骨骼发生弯曲破坏时断裂先从凸面开始，因为成人骨骼的拉伸杨氏摸量要低于压缩杨氏摸量。
．①②③④ 。
①②③ 。
①②④ 。
①③ 三 . 计算．如图为一装有高压气体的薄壁圆柱形容器的横断面。
壁厚为，圆柱半径为，气体压强为。
求壁内沿圆周切向的应力（不计容器自重且不计大气压）.用剪刀剪切横截面面积为2100cm S =的厚度均匀的薄钢板，若没有切断，该钢板发生了切应变（已知二刀口间的垂直距离为cm d 5.0=，剪切力N F 5108⨯=，钢切变模量 Pa G 10100.8⨯=）求：（）钢板中的切应力；（）钢板的切应变；（）与刀口相齐的两个截面所发生的相对滑移。
习题五 理想流体的稳定流动.理想流体的两个基本特点 ﹑ 。
．油箱内盛有油和水，已知油的密度为2/9.0cm g ，水的厚度为1m,油的厚度为4m.则水自箱底流出的速度为 。
．在一横截面为2110cm A =的水平管内有水流动，管的另一端横截面为221cm A =，这两处的压强差为a P P P 2021=-，则一分钟从管中流出水的体积为 。