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大学物理简明教程习题

17级临床医学《大学物理》复习题班级:____________姓名:_________学号:___________________习题11.1选择题(1) 一运动质点在某瞬时位于矢径),(y x r的端点处,其速度大小为 ( )(A)dtdr(B)dt r d(C)dtr d ||(D) 22)()(dt dy dt dx +答案:(D)。

(2) 一质点作直线运动,某时刻的瞬时速度s m v /2=,瞬时加速度2/2s m a -=,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。

答案:(D)。

(3) 一质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动,每t 秒转一圈,在2t 时间间隔中,其平均速度大小和平均速率大小分别为 ( )(A)t R t R ππ2,2 (B) tRπ2,0 (C) 0,0 (D) 0,2tRπ答案:(B)。

1.2填空题(1) 一质点,以1-⋅s m π的匀速率作半径为5m 的圆周运动,则该质点在5s 内,位移的大小是 ;经过的路程是 。

答案: 10m ; 5πm 。

(2) 一质点沿x 方向运动,其加速度随时间的变化关系为a=3+2t (SI),如果初始时刻质点的速度v 0为5m·s -1,则当t 为3s 时,质点的速度v= 。

答案: 23m·s -1 .(3) 一质点从静止出发沿半径R=1 m 的圆周运动,其角加速度随时间t 的变化规律是α=12t 2-6t (SI),则质点的角速度ω =__________________;切向加速度τa =_________________.答案:4t 3-3t 2 (rad/s), 12t 2-6t (m/s 2)1.5 一质点沿x 轴作直线运动,t 时刻的坐标为x = 4.5 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.解:(1) 5.0/-==∆∆t x v m/s(2) v = d x /d t = 9t - 6t 2 v (2) =-6 m/s(3) 由v =9t - 6t 2 可得:当t<1.5s 时,v>0; 当t>1.5s 时,v<0. 所以 S = |x (1.5)-x (1)| + |x (2)-x (1.5)| = 2.25 m1.7 质点P 在水平面内沿一半径为R =2 m 的圆轨道转动.转动的角速度与时间t 的函数关系为2kt =ω (k 为常量).已知s t 2=时,质点P 的速度值为32 m/s .试求1=t s 时,质点P 的速度与加速度的大小. 解:根据已知条件确定常量k()222/rad 4//s Rt t k ===v ω24t =ω, 24Rt R ==ωvt=1s 时, v = 4Rt 2 = 8 m/s2s /168/m Rt dt d a ===v τ 22s /32/m R a n ==v()8.352/122=+=na a a τ m/s 21.9 质点沿x 轴运动,其加速度和位置的关系为 a =2+62x ,a 的单位为2s m -⋅,x 的单位为 m. 质点在x =0处,速度为101s m -⋅,试求质点在任何坐标处的速度值. 解: ∵ xv v t x x v t v a d d d d d d d d ===分离变量: 2d (26)d v v adx x x ==+ 两边积分得c x x v ++=322221 由题知,0=x 时,100=v ,∴50=c∴ 13s m 252-⋅++=x x v1.12 质点沿半径为R 的圆周按s =2021bt t v -的规律运动,式中s 为质点离圆周上某点的弧长,0v ,b 都是常量,求:(1)t 时刻质点的加速度;(2) t 为何值时,加速度在数值上等于b .解:(1) bt v tsv -==0d d Rbt v R va b tva n 202)(d d -==-==τ 则 240222)(Rbt v b a a a n-+=+=τ 加速度与半径的夹角为20)(arctanbt v Rb a a n --==τϕ (2)由题意应有2402)(Rbt v b b a -+== 即 0)(,)(4024022=-⇒-+=bt v Rbt v b b ∴当bv t 0=时,b a =习题22.1 选择题(1) 一质点作匀速率圆周运动时, ( ) (A)它的动量不变,对圆心的角动量也不变。

(B)它的动量不变,对圆心的角动量不断改变。

(C)它的动量不断改变,对圆心的角动量不变。

(D)它的动量不断改变,对圆心的角动量也不断改变。

答案:(C)。

(2) 对功的概念有以下几种说法:①保守力作正功时,系统内相应的势能增加。

②质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零。

③作用力与反作用力大小相等、方向相反,所以两者所作功的代数和必为零。

在上述说法中: ( ) (A)①、②是正确的。

(B)②、③是正确的。

(C)只有②是正确的。

(D)只有③是正确的。

答案:(C)。

(3) 一质量为M 的斜面原来静止于水平光滑平面上,将一质量为m 的木块轻轻放于斜面上,如图.如果此后木块能静止于斜面上,则斜面将 ( ) (A) 保持静止. (B) 向右加速运动.(C) 向右匀速运动. (D) 向左加速运动.题2.1(4)图答案:(A)。

2.2填空题(1) 一物体质量为10 kg ,受到方向不变的力F =30+40t (SI)作用,在开始的两秒内,此力冲量的大小等于________________;若物体的初速度大小为10 m/s ,方向与力F的方向相同,则在2s 末物体速度的大小等于___________________. 答案:140 N·s ; 24 m/s ,(2) 某质点在力i x F)54(+=(SI )的作用下沿x 轴作直线运动。

在从x=0移动到x=10m的过程中,力F所做功为 。

答案:290J(3) 质量为m 的物体在水平面上作直线运动,当速度为v 时仅在摩擦力作用下开始作匀减速运动,经过距离s 后速度减为零。

则物体加速度的大小为 ,物体与水平面间的摩擦系数为 。

答案:22;22v v sgs.习题44.1选择题(1)一质点作简谐振动,振幅为A ,在起始时刻质点的位移为2A-,且向x 轴正方向运动,代表此简谐振动的旋转矢量图为 ( )[答案:B](2)一质点作简谐振动的周期是T ,当由平衡位置向x 轴正方向运动时,从1/2位移处运动到最大位移处的这段路程所需的时间为 ( )(A )T /12 (B )T /8 (C )T /6 (D ) T /4 [答案:B](3)谐振动过程中,动能和势能相等的位置的位移等于(A)4A ±(B) 2A ± (C) 23A±(D) 22A ± [答案:D](4)一平面简谐波在弹性媒质中传播,在媒质质元从平衡位置运动到最大位移处的过程中:(A )它的动能转化为势能. (B )它的势能转化为动能.(C )它从相邻的一段质元获得能量其能量逐渐增大.(D )它把自己的能量传给相邻的一段质元,其能量逐渐减小.[答案:D ]4.2 填空题(1)一质点在X 轴上作简谐振动,振幅A =4cm ,周期T =2s ,其平衡位置取作坐标原点。

若t =0时质点第一次通过x =-2cm 处且向x 轴负方向运动,则质点第二次通过x =-2cm 处的时刻为__ __s 。

[答案:23s ] (2)一横波的波动方程是))(4.0100(2sin 02.0SI x t y -=π,则振幅是____,波长是____,频率是____,波的传播速度是____。

[答案:0.02;2.5;100;250/m m Hz m s ](3)产生机械波的条件是 和 。

[答案:波源;有连续的介质](4)两列波叠加产生干涉现象必须满足的条件是 , 和 。

[答案:频率相同,振动方向相同,在相遇点的位相差恒定。

]4.14 一列平面余弦波沿x 轴正向传播,波速为5m ·s -1,波长为2m ,原点处质点的振动曲线如题4.14图所示.(1)写出波动方程;(2)作出t =0时的波形图及距离波源0.5m 处质点的振动曲线.解: (1)由题4.14(a)图知,1.0=A m ,且0=t 时,0,000>=v y ,∴230πφ=, 又5.225===λυuHz ,则ππυω52==习题4.14图(a)取 ])(cos[0φω+-=uxt A y , 则波动方程为30.1cos[5()]52x y t ππ=-+m(2) 0=t 时的波形如题4.14(b)图习题4.14图(b) 习题4.14图(c)将5.0=x m 代入波动方程,得该点处的振动方程为50.530.1cos[5]0.1cos(5)52y t t πππππ⨯=-+=+m 如题4.14(c)图所示.4.16 一列机械波沿x 轴正向传播,t =0时的波形如题4.16图所示,已知波速为10 m ·s -1,波长为2m ,求:(1)波动方程;(2) P 点的振动方程及振动曲线; (3) P 点的坐标;(4) P 点回到平衡位置所需的最短时间. 解: 由题4.16图可知1.0=A m ,0=t 时,0,200<=v A y ,∴30πφ=,由题知2=λm , 10=u 1s m -⋅,则5210===λυuHz∴ ππυω102== (1)波动方程为0.1cos[10()]103x y t ππ=-+m习题4.16图(2)由图知,0=t 时,0,2<-=P P v A y ,∴34πφ-=P (P 点的位相应落后于0点,故取负值)∴P 点振动方程为)3410cos(1.0ππ-=t y p (3)∵ πππ34|3)10(100-=+-=t x t ∴解得 67.135==x m(4)根据(2)的结果可作出旋转矢量图如题4.16图(a),则由P 点回到平衡位置应经历的位相角习题4.16图(a)πππφ6523=+=∆ ∴所需的最短时间为121106/5==∆=∆ππωφt s习题55.1 选择题(1) 关于温度的意义,有下列几种说法:(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度.(2) 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. (3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同.(4) 从微观上看,气体的温度表示每个气体分子的冷热程度. 这些说法中正确的是(A) (1)、(2) 、(4). (B) (1)、(2) 、(3).(C) (2)、(3) 、(4). (D) (1)、(3) 、(4). [ ] 答: B;(2) 1 mol 刚性双原子分子理想气体,当温度为T 时,其内能为 (A)RT 23. (B)kT 23. (C)RT 25. (D)kT 25. [ ] 答: C;习题66.1选择题(1) 一定量的理想气体,经历某过程后,温度升高了.则根据热力学定律可以断定: ① 该理想气体系统在此过程中吸了热. ② 在此过程中外界对该理想气体系统作了正功. ③ 该理想气体系统的内能增加了. ④ 在此过程中理想气体系统既从外界吸了热,又对外作了正功. 以上正确的断言是: (A) ① 、③ . (B) ②、③. (C) ③. (D) ③、④.(E) ④. [ ] 答: C;(2) 如题6.1(4)图所示,理想气体经历abc 准静态过程,设系统对外作功W ,从外界吸收的热量Q 和内能的增量E ,则正负情况是:(A)ΔE >0,Q >0,W <0.(B)ΔE >0,Q >0,W >0. (C)ΔE >0,Q <0,W <0.(D) ΔE <0,Q<0,W <0.[ ]答: B;(3) 有人设计一台卡诺热机(可逆的).每循环一次可从 400 K 的高温热源吸热1800 J ,向300 K 的低温热源放热 800 J .同时对外作功1000 J ,这样的设计是 (A) 可以的,符合热力学第一定律. (B) 可以的,符合热力学第二定律. (C) 不行的,卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量.(D) 不行的,这个热机的效率超过理论值. [ ] 答: D; (4) 一定量的某种理想气体起始温度为T ,体积为V ,该气体在下面循环过程中经过三个平pO a b题6.1(4)图Vc衡过程:(1) 绝热膨胀到体积为2V ,(2)等体变化使温度恢复为T ,(3) 等温压缩到原来体积V ,则此整个循环过程中(A) 气体向外界放热 (B) 气体对外界作正功(C) 气体内能增加 (D) 气体内能减少 [ ] 答: A;(5)热力学第二定律表明:(A) 不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的功.(B) 在一个可逆过程中,工作物质净吸热等于对外作的功. (C) 摩擦生热的过程是不可逆的.(D) 热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体. [ ] 答: C;6.2填空题(1) 某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作功|W 1|,又经绝热膨胀返回原来体积时气体对外作功|W 2|,则整个过程中气体(1) 从外界吸收的热量Q = ________________(2) 内能增加了∆E = ______________________ 答: -|W 1|; -|W 2|(2) 一定量理想气体,从A 状态 (2p 1,V 1)经历如题6-2(2)图所示的直线过程变到B 状态(2p 1,V 2),则AB 过程中系统作功W =_________;内能改变∆E =_________.答: 1123V p 0题6.2(2)图(3) 一气缸内贮有10 mol 的单原子分子理想气体,在压缩过程中外界作功209J ,气体升温1 K ,此过程中气体内能增量为 _____ ,外界传给气体的热量为___________________. 答: 124.7 J -84.3 J6.5 1mol 单原子理想气体从300K 加热到350K ,问在下列两过程中吸收了多少热量?增加了多少内能?对外做了多少功? (1) 容积保持不变; (2) 压力保持不变。

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