大學(xué)物理習(xí)集 2015版

1、大學(xué)物理習(xí)題集上 冊物理教研室2003年元月目 錄部分物理常量 ( 2)練習(xí)一 位移 速度 加速度( 2) 練習(xí)二 圓周運動 相對運動 ( 3)練習(xí)三 牛頓運動定律 ( 4) 練習(xí)四 動量與角動量 功 ( 6) 練習(xí)五 功能原理 碰撞( 7)練習(xí)六 力矩 轉(zhuǎn)動慣量 轉(zhuǎn)動定律( 9) 練習(xí)七 轉(zhuǎn)動定律(續(xù)) 角動量- (11)練習(xí)八 轉(zhuǎn)動中的功和能 對定軸的角動量 (12) 練習(xí)九 力學(xué)習(xí)題課(14) 練習(xí)十 狀態(tài)方程 壓強公式 自由度(15) 練習(xí)十一 理想氣體的內(nèi)能 分布律(17)練習(xí)十二 自由程 碰撞頻率 遷移過程 熱力學(xué)第一定律(18)練習(xí)十三 等值過程 循環(huán)過程(20) 練習(xí)十四 循環(huán)

2、過程(續(xù)) 熱力學(xué)第二定律 熵(21)練習(xí)十五 熱學(xué)習(xí)題課(23)練習(xí)十六 諧振動(24)練習(xí)十七 諧振動能量 諧振動合成(26)練習(xí)十八 阻尼 受迫 共振 波動方程(27)練習(xí)十九 波的能量 波的干涉(29)練習(xí)二十 駐波 多普勒效應(yīng)(31)練習(xí)二十一 振動和波習(xí)題課(32)練習(xí)二十二 光的相干性 雙縫干涉 光程(34)練習(xí)二十三 薄膜干涉 劈尖(36)練習(xí)二十四 牛頓環(huán) 邁克耳遜干涉儀 衍射現(xiàn)象(37)練習(xí)二十五 單縫 圓孔 光學(xué)儀器的分辨率(38)練習(xí)二十六 光柵 X射線的衍射(40)練習(xí)二十七 光的偏振(41)練習(xí)二十八 光學(xué)習(xí)題課(43) 部 分 物 理 常 量引力常量 G=6.67

3、×10-11N2·m2·kg-2重力加速度 g=9.8m/s-2阿伏伽德羅常量 NA=6.02×1023mol-1摩爾氣體常量 R=8.31J·mol-1·K-1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 1atm=1.013×105Pa玻耳茲曼常量 k=1.38×10-23J·K-1真空中光速 c=3.00×108m/s電子質(zhì)量 me=9.11×10-31kg中子質(zhì)量 mn=1.67×10-27kg質(zhì)子質(zhì)量 mp=1.67×10-27kg元電荷 e=1.60×10-19C真空中電容率

4、 e0= 8.85×10-12 C2×N-1m-2真空中磁導(dǎo)率 m0=4p×107H/m=1.26×106H/m普朗克常量 h = 6.63×10-34 J × s維恩常量 b=2.897×10-3mK斯特藩-玻爾茲常量 s = 5.67×10-8 W/m2×K4說明：字母為黑體者表示矢量練習(xí)一 位移 速度 加速度一. 選擇題1. 以下四種運動，加速度保持不變的運動是(A) 單擺的運動；(B) 圓周運動；(C) 拋體運動；(D) 勻速率曲線運動.2. 質(zhì)點在y軸上運動，運動方程為y=4t2-2t3，則質(zhì)點

5、返回原點時的速度和加速度分別為:(A) 8m/s, 16m/s2.(B) -8m/s, -16m/s2.(C) -8m/s, 16m/s2.(D) 8m/s, -16m/s2.vtt1t2t3O圖1.13. 物體通過兩個連續(xù)相等位移的平均速度分別為1=10m/s, 2=15m/s,若物體作直線運動,則在整個過程中物體的平均速度為(A) 12 m/s.(B) 11.75 m/s.(C) 12.5 m/s.(D) 13.75 m/s.4. 質(zhì)點沿X軸作直線運動,其v- t圖象為一曲線,如圖1.1所示,則以下說法正確的是(A) 0t3時間內(nèi)質(zhì)點的位移用v- t曲線與t軸所圍面積絕對值之和表示, 路程

6、用v- t曲線與t軸所圍面積的代數(shù)和表示；(B) 0t3時間內(nèi)質(zhì)點的路程用v- t曲線與t軸所圍面積絕對值之和表示, 位移用v- t曲線與t軸所圍面積的代數(shù)和表示；(C) 0t3時間內(nèi)質(zhì)點的加速度大于零；(D) t1時刻質(zhì)點的加速度不等于零.5. 質(zhì)點沿XOY平面作曲線運動,其運動方程為:x=2t, y=19-2t2. 則質(zhì)點位置矢量與速度矢量恰好垂直的時刻為(A) 0秒和3.16秒.(B) 1.78秒.(C) 1.78秒和3秒.(D) 0秒和3秒.二. 填空題1. 一小球沿斜面向上運動,其運動方程為s=5+4t-t2 (SI),則小球運動到最高點的時刻為t= 秒.2. 一質(zhì)點沿X軸運動, v

7、=1+3t2 (SI), 若t=0時,質(zhì)點位于原點.則質(zhì)點的加速度a= (SI)；質(zhì)點的運動方程為x= (SI).3. 一質(zhì)點的運動方程為r=Acosw t i+Bsinw t j, A, B ,w為常量.則質(zhì)點的加速度矢量為a= , 軌跡方程為 .三計算題1. 湖中有一條小船，岸邊有人用繩子通過岸上高于水面h的滑輪拉船，設(shè)人收繩的速率為v0，求船的速度u和加速度a.2. 一人站在山腳下向山坡上扔石子,石子初速為v0,與水平夾角為q(斜向上),山坡與水平面成a角. (1) 如不計空氣阻力,求石子在山坡上的落地點對山腳的距離s； (2) 如果a值與v0值一定,q取何值時s最大,并求出最大值sma

8、x.練習(xí)二 圓周運動 相對運動一.選擇題1. 下面表述正確的是(A) 質(zhì)點作圓周運動,加速度一定與速度垂直；(B) 物體作直線運動,法向加速度必為零；(C) 軌道最彎處法向加速度最大；(D) 某時刻的速率為零,切向加速度必為零. http:/3xt.cc2. 由于地球自轉(zhuǎn)，靜止于地球上的物體有向心加速度，下面說法正確的是(A) 靜止于地球上的物體,其向心加速度指向地球中心；(B) 荊州所在地的向心加速度比北京所在地的向心加速度大；(C) 荊州所在地的向心加速度比北京所在地的向心加速度小；(D) 荊州所在地的向心加速度與北京所在地的向心加速度一樣大小.3. 下列情況不可能存在的是(A) 速率增加

9、,加速度大小減少；(B) 速率減少,加速度大小增加；(C) 速率不變而有加速度；(D) 速率增加而無加速度；(E) 速率增加而法向加速度大小不變.4. 質(zhì)點沿半徑R=1m的圓周運動,某時刻角速度w=1rad/s,角加速度a=1rad/s2,則質(zhì)點速度和加速度的大小為(A) 1m/s, 1m/s2.(B) 1m/s, 2m/s2.(C) 1m/s, m/s2.(D) 2m/s, m/s2.5. 一拋射體的初速度為v0,拋射角為q,拋射點的法向加速度,最高點的切向加速度以及最高點的曲率半徑分別為(A) gcosq , 0 , v02 cos2q /g.(B) gcosq , gsinq , 0.(

10、C) gsinq , 0, v02/g.(D) g , g , v02sin2q /g.二.填空題1. 一人騎摩托車跳越一條大溝,他能以與水平成30°角,其值為30m/s的初速從一邊起跳,剛好到達另一邊,則可知此溝的寬度為 .2. 任意時刻at=0的運動是 運動；任意時刻an=0的運動是 運動； 任意時刻a=0的運動是 運動； 任意時刻at=0, an=常量的運動是 運動.ABCMajrw圖2.13. 已知質(zhì)點的運動方程為r=2t2i+cosptj (SI), 則其速度v= ；加速度a= ；當(dāng)t=1秒時,其切向加速度at= ；法向加速度an= .三.計算題1. 一輕桿CA以角速度w繞

11、定點C轉(zhuǎn)動,而A端與重物M用細繩連接后跨過定滑輪B,如圖2.1.試求重物M的速度.(已知CB=l為常數(shù),j=wt,在t時刻CBA=a,計算速度時a作為已知數(shù)代入).2. 升降機以a=2g的加速度從靜止開始上升,機頂有一螺帽在t0=2.0s時因松動而落下,設(shè)升降機高為h=2.0m,試求螺帽下落到底板所需時間t及相對地面下落的距離s.練習(xí)三 牛頓運動定律一.選擇題1. 下面說法正確的是(A) 物體在恒力作用下，不可能作曲線運動；(B) 物體在變力作用下，不可能作直線運動；(C) 物體在垂直于速度方向，且大小不變的力作用下，作勻速圓周運動；(D) 物體在不垂直于速度方向力的作用下,不可能作圓周運動；

12、(E) 物體在垂直于速度方向，但大小可變的力的作用下，可以作勻速曲線運動. mBmAmmBTm(A)(B)圖3.12. 如圖3.1(A)所示，mA >mmB時,算出mB向右的加速度為a,今去掉mA而代之以拉力T= mAg, 如圖3.1(B)所示,算出mB的加速度a¢,則(A) a > a ¢.(B) a = a ¢.(C) a < a ¢.(D) 無法判斷.Mm圖3.2m=03. 把一塊磚輕放在原來靜止的斜面上，磚不往下滑動，如圖3.2所示，斜面與地面之間無摩擦，則(A) 斜面保持靜止.(B) 斜面向左運動.(C) 斜面向右運動.(D)

13、 無法判斷斜面是否運動.m2m圖3.3圖3.4a4. 如圖3.3所示，彈簧秤掛一滑輪，滑輪兩邊各掛一質(zhì)量為m和2m的物體，繩子與滑輪的質(zhì)量忽略不計，軸承處摩擦忽略不計，在m及2m的運動過程中，彈簧秤的讀數(shù)為(A) 3mg .(B) 2mg .(C) 1mg .(D) 8mg / 3.qTmg圖3.55. 如圖3.4所示,手提一根下端系著重物的輕彈簧,豎直向上作勻加速運動,當(dāng)手突然停止運動的瞬間,物體將(A) 向上作加速運動.(B) 向上作勻速運動.(C) 立即處于靜止?fàn)顟B(tài).(D) 在重力作用下向上作減速運動.二.填空題1. 如圖3.5所示，一根繩子系著一質(zhì)量為m的小球，懸掛在天花板上，小球在水

14、平面內(nèi)作勻速圓周運動，有人在鉛直方向求合力寫出T cosq - mg = 0 (1) OO¢wAr圖3.6也有人在沿繩子拉力方向求合力寫出T - mg cosq = 0 (2)顯然兩式互相矛盾，你認(rèn)為哪式正確？答 . 理由是 .2. 如圖3.6所示，一水平圓盤,半徑為r，邊緣放置一質(zhì)量為m的物體A，它與盤的靜摩擦系數(shù)為m，圓盤繞中心軸OO¢轉(zhuǎn)動，當(dāng)其角速度w 小于或等于 時，物A不致于飛出. 圖3.7水平面m1m2l1l23. 一質(zhì)量為m1的物體拴在長為l1的輕繩上，繩子的另一端固定在光滑水平桌面上,另一質(zhì)量為 m2的物體用長為l2的輕繩與m1相接,二者均在桌面上作角速度為

15、w的勻速圓周運動,如圖3.7所示.則l1, l2兩繩上的張力T1= ；T2= .·m1m2a2圖3.8三.計算題1. 一條輕繩跨過軸承摩擦可忽略的輕滑輪,在繩的一端掛一質(zhì)量為m1的物體,在另一側(cè)有一質(zhì)量為m2的環(huán), 如圖3.8所示.求環(huán)相對于繩以恒定的加速度a2滑動時,物體和環(huán)相對地面的加速度各為多少？環(huán)與繩之間的摩擦力多大？2. 質(zhì)量為m的子彈以速度v0水平射入沙土中,設(shè)子彈所受阻力與速度成正比,比例系數(shù)為k,忽略子彈的重力,求(1) 子彈射入沙土后,速度隨時間變化的函數(shù)關(guān)系式；(2) 子彈射入沙土的最大深度.練習(xí)四 動量與角動量 功一.選擇題1. 以下說法正確的是(A) 大力的沖

16、量一定比小力的沖量大；(B) 小力的沖量有可能比大力的沖量大；(C) 速度大的物體動量一定大；(D) 質(zhì)量大的物體動量一定大.2. 作勻速圓周運動的物體運動一周后回到原處,這一周期內(nèi)物體 (A) 動量守恒,合外力為零.(B) 動量守恒,合外力不為零.(C) 動量變化為零,合外力不為零, 合外力的沖量為零.(D) 動量變化為零,合外力為零.3. 一彈性小球水平拋出,落地后彈性跳起,達到原先的高度時速度的大小與方向與原先的相同,則 (A) 此過程動量守恒,重力與地面彈力的合力為零.(B) 此過程前后的動量相等,重力的沖量與地面彈力的沖量大小相等,方向相反.(C) 此過程動量守恒,合外力的沖量為零.

17、(D) 此過程前后動量相等,重力的沖量為零.4. 質(zhì)量為M的船靜止在平靜的湖面上,一質(zhì)量為m的人在船上從船頭走到船尾,相對于船的速度為v.如設(shè)船的速度為V，則用動量守恒定律列出的方程為(A) MV+mv = 0.(B) MV = m (v+V).(C) MV = mv.(D) MV+m (v+V) = 0.(E) mv +(M+m)V = 0.(F) mv =(M+m)V.·OAv0hl運動面為水平面圖4.15. 長為l的輕繩，一端固定在光滑水平面上，另一端系一質(zhì)量為m的物體.開始時物體在A點，繩子處于松弛狀態(tài)，物體以速度v0垂直于OA運動，AO長為h.當(dāng)繩子被拉直后物體作半徑為l的

18、圓周運動，如圖4.1所示.在繩子被拉直的過程中物體的角動量大小的增量和動量大小的增量分別為 (A) 0, mv0(h/l1).(B) 0, 0.(C) mv0(lh ), 0.(D) mv0(lh, mv0(h/l1).二.填空題1. 力 F = x i +3y2j (S I) 作用于其運動方程為x = 2t (S I) 的作直線運動的物體上, 則01s內(nèi)力F作的功為A= J.2. 完全相同的甲乙二船靜止于水面上,一人從甲船跳到乙船,不計水的阻力, 則甲船的速率v1與乙船的速率 v2相比較有:v1 v2(填<、=、>), 兩船的速度方向 .qTmg圖4.2··&

19、#183;abO3. 一運動員(m=60kg)作立定跳遠在平地上可跳5m,今讓其站在一小車(M=140kg)上以與地面完全相同的姿勢作立定向地下跳遠,忽略小車的高度,則他可跳遠 m.三.計算題1. 一質(zhì)點作半徑為r ,半錐角為q的圓錐擺運動,其質(zhì)量為m,速度為v0如圖4.2所示.若質(zhì)點從a到b繞行半周,求作用于質(zhì)點上的重力的沖量I1和張力T的沖量I2.2. 一質(zhì)量均勻分布的柔軟細繩鉛直地懸掛著,繩的下端剛好觸到水平桌面,如果把繩的上端放開,繩將落在桌面上,試求在繩下落的過程中,任意時刻作用于桌面的壓力.練習(xí)五 功能原理 碰撞一.選擇題1. 以下說法正確的是(A) 功是標(biāo)量,能也是標(biāo)量,不涉及方

20、向問題；(B) 某方向的合力為零,功在該方向的投影必為零；(C) 某方向合外力做的功為零,該方向的機械能守恒；(D) 物體的速度大,合外力做的功多,物體所具有的功也多.2. 以下說法錯誤的是 (A) 勢能的增量大,相關(guān)的保守力做的正功多；(B) 勢能是屬于物體系的,其量值與勢能零點的選取有關(guān)；(C) 功是能量轉(zhuǎn)換的量度；(D) 物體速率的增量大,合外力做的正功多.3. 如圖5.1,1/4圓弧軌道(質(zhì)量為M)與水平面光滑接觸,一物體(質(zhì)量為m)自軌道頂端滑下, M與m間有摩擦,則Mm圖5.1(A) M與m組成系統(tǒng)的總動量及水平方向動量都守恒, M、m與地組成的系統(tǒng)機械能守恒；(B) M與m組成系

21、統(tǒng)的總動量及水平方向動量都守恒, M、m與地組成的系統(tǒng)機械能不守恒；(C) M與m組成的系統(tǒng)動量不守恒, 水平方向動量不守恒, M、m與地組成的系統(tǒng)機械能守恒； 圖5.2M·A·O平衡位置(D) M與m組成的系統(tǒng)動量不守恒, 水平方向動量守恒, M、m與地組成的系統(tǒng)機械能不守恒.4. 懸掛在天花板上的彈簧下端掛一重物M,如圖5.2所示.開始物體在平衡位置O以上一點A. (1)手把住M緩慢下放至平衡點；(2)手突然放開,物體自己經(jīng)過平衡點.合力做的功分別為A1、A2 ,則(A) A1 > A2. (B) A1 < A2. (C) A1 = A2. (D) 無法確定

22、.5. 一輛汽車從靜止出發(fā),在平直的公路上加速前進,如果發(fā)動機的功率一定,下面說法正確的是:圖5.3O¢ 平衡位置mmO·Pl0kxx0(A) 汽車的加速度是不變的；(B) 汽車的加速度與它的速度成正比；(C) 汽車的加速度隨時間減??；(D) 汽車的動能與它通過的路程成正比.二.填空題A圖5.4BaqmC1. 如圖5.3所示,原長l0、彈性系數(shù)為k的彈簧懸掛在天花板上,下端靜止于O點；懸一重物m后,彈簧伸長x0而平衡,此時彈簧下端靜止于O¢點；當(dāng)物體m運動到P點時,彈簧又伸長x.如取O點為彈性勢能零點,P點處系統(tǒng)的彈性勢能為 ；如以O(shè)¢點為彈性勢能零點,

23、則P點處系統(tǒng)的彈性勢能為 ；如取O¢點為重力勢能與彈性勢能零點,則P點處地球、重物與彈簧組成的系統(tǒng)的總勢能為 .2. 己知地球半徑為R,質(zhì)量為M.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的物體處在離地面高度2R處,以地球和物體為系統(tǒng),如取地面的引力勢能為零,則系統(tǒng)的引力勢能為 ；如取無窮遠處的引力勢能為零,則系統(tǒng)的引力勢能為 .3. 如圖5.4所示, 一半徑R=0.5m的圓弧軌道, 一質(zhì)量為m=2kg的物體從軌道的上端A點下滑, 到達底部B點時的速度為v=2 m/s, 則重力做功為 ,正壓力做功為 ,摩擦力做功為 .正壓N能否寫成N = mg cosa = mg sinq (如圖示C點)？答 .三.計算題1.

24、 某彈簧不遵守胡克定律，若施力F，則相應(yīng)伸長為x , 力與伸長x的關(guān)系為F=52.8 x+38.4x2 (SI)求：(1) 將彈簧從定長 x1 = 0.50m拉伸到定長x2 = 1.00m時，外力所需做的功.ABCDOO¢甲乙mmlq圖5.5(2) 將彈簧放在水平光滑的桌面上,一端固定,另一端系一個質(zhì)量為2.17kg的物體,然后將彈簧拉伸到一定長x2 = 1.00m,再將物體由靜止釋放,求當(dāng)彈簧回到x1 = 0.50m時,物體的速率.(3) 此彈簧的彈力是保守力嗎?為什么？2. 如圖5.5所示,甲乙兩小球質(zhì)量均為m,甲球系于長為l的細繩一端,另一端固定在O點,并把小球甲拉到與O處于同

25、一水平面的A點. 乙球靜止放在O點正下方距O點為l的B點.弧BDC為半徑R=l/2的圓弧光滑軌道,圓心為O¢.整個裝置在同一鉛直平面內(nèi).當(dāng)甲球從靜止落到B點與乙球作彈性碰撞,并使乙球沿弧BDC滑動,求D點(q=60°)處乙球?qū)壍赖膲毫?練習(xí)六 力矩 轉(zhuǎn)動慣量 轉(zhuǎn)動定律一.選擇題1. 以下運動形態(tài)不是平動的是(A) 火車在平直的斜坡上運動；(B) 火車在拐彎時的運動；(C) 活塞在氣缸內(nèi)的運動；(D) 空中纜車的運動.2. 以下說法正確的是(A) 合外力為零,合外力矩一定為零；(B) 合外力為零,合外力矩一定不為零；(C) 合外力為零,合外力矩可以不為零；(D) 合外力不為

26、零,合外力矩一定不為零；(E) 合外力不為零,合外力矩一定為零.3. 一質(zhì)量為m,長為l的均質(zhì)細桿可在水平桌面上繞桿的一端轉(zhuǎn)動,桿與桌面間的摩擦系數(shù)為m,求摩擦力矩Mm . 先取微元細桿dr,其質(zhì)量dm = ldr = (m/l)dr.它受的摩擦力是dfm= m(dm)g =(mmg/l)dr,再進行以下的計算,(A) Mm=òrdfm=mmgl/2.(B) Mm=(òdfm)l/2=()l/2=mmgl/2.(C) Mm=(òdfm)l/3=()l/3=mmgl/3.(D) Mm=(òdfm)l=()l=mmgl.rdrR1R2O圖6.14. 質(zhì)量為m

27、, 內(nèi)外半徑分別為R1、R2的均勻?qū)拡A環(huán),求對中心軸的轉(zhuǎn)動慣量.先取寬度為dr以中心軸為軸的細圓環(huán)微元,如圖6.1所示.寬圓環(huán)的質(zhì)量面密度為s = m/S =m/p (R22R12),細圓環(huán)的面積為dS =2prdr,得出微元質(zhì)量dm = sdS = 2mrdr/( R22R12),接著要進行的計算是,(A) I= .(B) I=mR22 .(C) I=mR12.(D) I=.(E) I=.(F) I=m(R22R12) .(G) I=I大圓I小圓=m(R22R12)/2.5. 有A、B兩個半徑相同,質(zhì)量相同的細圓環(huán).A環(huán)的質(zhì)量均勻分布,B環(huán)的質(zhì)量不均勻分布,設(shè)它們對過環(huán)心的中心軸的轉(zhuǎn)動慣量分

28、別為IA和I B,則有(A) IAIB.·F·mF=mg(1)(2)圖6.2(B) IAIB.(C) 無法確定哪個大.(D) IAIB.二.填空題1. 質(zhì)量為m的均勻圓盤，半徑為r，繞中心軸的轉(zhuǎn)動慣量I1 = ；質(zhì)量為M,半徑為R , 長度為l的均勻圓柱，繞中心軸的轉(zhuǎn)動慣量 I2 = . 如果M = m, r = R , 則I1 I2 .··ABRARB圖6.32. 如圖6.2所示,兩個質(zhì)量和半徑都相同的均勻滑輪,軸處無摩擦, a1和a2分別表示圖(1)、圖(2)中滑輪的角加速度,則a1 a2(填< = >) .3. 如圖6.3所示，半徑分別

29、為RA和RB的兩輪，同皮帶連結(jié)，若皮帶不打滑，則兩輪的角速度wA :wB = ；兩輪邊緣上A點及B點的線速度vA:vB= ；切向加速度atA : atB = ；法向加速度anA :anB = .·lm60°O圖6.4三.計算題1. 質(zhì)量為m的均勻細桿長為l,豎直站立,下面有一絞鏈,如圖6.4,開始時桿靜止,因處于不穩(wěn)平衡,它便倒下,求當(dāng)它與鉛直線成60°角時的角加速度和角速度.2. 一質(zhì)量為m,半徑為R的均勻圓盤放在粗糙的水平桌面上,圓盤與桌面的摩擦系數(shù)為m ,圓盤可繞過中心且垂直于盤面的軸轉(zhuǎn)動,求轉(zhuǎn)動過程中,作用于圓盤上的摩擦力矩.練習(xí)七 轉(zhuǎn)動定律(續(xù)) 角動量

30、一.選擇題1. 以下說法錯誤的是: (A) 角速度大的物體,受的合外力矩不一定大；(B) 有角加速度的物體,所受合外力矩不可能為零；(C) 有角加速度的物體,所受合外力一定不為零；(D) 作定軸（軸過質(zhì)心）轉(zhuǎn)動的物體,不論角加速度多大,所受合外力一定為零.2. 在定軸轉(zhuǎn)動中,如果合外力矩的方向與角速度的方向一致,則以下說法正確的是:(A) 合力矩增大時, 物體角速度一定增大；(B) 合力矩減小時, 物體角速度一定減??；(C) 合力矩減小時,物體角加速度不一定變?。?D) 合力矩增大時,物體角加速度不一定增大.RARBRC空心圖7.1ABC3. 質(zhì)量相同的三個均勻剛體A、B、C(如圖7.1所示)

31、以相同的角速度w繞其對稱軸旋轉(zhuǎn), 己知RA=RCRB,若從某時刻起,它們受到相同的阻力矩,則(A) A先停轉(zhuǎn).(B) B先停轉(zhuǎn).(C) C先停轉(zhuǎn).(D) A、C同時停轉(zhuǎn).4. 幾個力同時作用在一個具有固定轉(zhuǎn)軸的剛體上,如果這幾個力的矢量和為零,則此剛體 (A) 必然不會轉(zhuǎn)動.(B) 轉(zhuǎn)速必然不變.m1m2·O圖7.2w(C) 轉(zhuǎn)速必然改變.(D) 轉(zhuǎn)速可能不變,也可能改變.5. 一輕繩跨過一具有水平光滑軸,質(zhì)量為M的定滑輪,繩的兩端分別懸掛有質(zhì)量為m1和m2的物體(m1<m2),如圖7.2所示，繩和輪之間無相對滑動.若某時刻滑輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動,則繩中的張力(A) 處處相等.(

32、B) 左邊小于右邊.(C) 右邊小于左邊.(D) 無法判斷.二.填空題1. 半徑為20cm的主動輪,通過皮帶拖動半徑為50cm的被動輪轉(zhuǎn)動, 皮帶與輪之間無相對滑動,主動輪從靜止開始作勻角加速轉(zhuǎn)動,在4s內(nèi)被動輪的角速度達到8p rad/s,則主動輪在這段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過了 圈.·AA¢BRa圖7.32. 在OXY平面內(nèi)的三個質(zhì)點,質(zhì)量分別為m1 = 1kg, m2 = 2kg,和 m3 = 3kg,位置坐標(biāo)(以米為單位)分別為m1 (3,2)、m2 (2,1)和m3 (1,2),則這三個質(zhì)點構(gòu)成的質(zhì)點組對Z軸的轉(zhuǎn)動慣量Iz = .3. 一薄圓盤半徑為R, 質(zhì)量為m,可繞AA&#

33、162;轉(zhuǎn)動,如圖7.3所示,則此情況下盤的轉(zhuǎn)動慣量IAA¢ = .設(shè)該盤從靜止開始,在恒力矩M的作用下轉(zhuǎn)動, t秒時邊緣B點的切向加速度at = ，法向加速度an = .三.計算題·m圖7.4··0.5m0.75m閘瓦wFm圖7.51. 如圖7.4所示,有一飛輪,半徑為r = 20cm,可繞水平軸轉(zhuǎn)動,在輪上繞一根很長的輕繩,若在自由端系一質(zhì)量m1 = 20g的物體,此物體勻速下降；若系m2=50g的物體,則此物體在10s內(nèi)由靜止開始加速下降40cm.設(shè)摩擦阻力矩保持不變.求摩擦阻力矩、飛輪的轉(zhuǎn)動慣量以及繩系重物m2后的張力？2. 飛輪為質(zhì)量m = 6

34、0kg , 半徑r = 0.25m的圓盤,繞其水平中心軸轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為900轉(zhuǎn)/分.現(xiàn)利用一制動的閘桿,桿的一端加一豎直方向的制動力F,使飛輪減速.閘桿的尺寸如圖7.5所示, 閘瓦與飛輪的摩擦系數(shù)m = 0.4, 飛輪的轉(zhuǎn)動慣量可按圓盤計算.(1) 設(shè)F=100N,求使飛輪停止轉(zhuǎn)動的時間,并求出飛輪從制動到停止共轉(zhuǎn)了幾轉(zhuǎn).(2) 欲使飛輪在2秒鐘內(nèi)轉(zhuǎn)速減為一半,求此情況的制動力. 練習(xí)八 轉(zhuǎn)動中的功和能 對定軸的角動量一.選擇題1. 在光滑水平桌面上有一光滑小孔O,一條細繩從其中穿過,繩的兩端各栓一個質(zhì)量分別m1和m2的小球,使m1在桌面上繞O轉(zhuǎn)動,同時m2在重力作用下向下運動,對于m1、m2組

35、成系統(tǒng)的動量,它們對過O點軸的角動量以及它們和地組成系統(tǒng)的機械能, 以下說法正確的是(A) m1、m2組成系統(tǒng)的動量及它們和地組成系統(tǒng)的機械能都守恒；(B) m1、m2組成系統(tǒng)的動量,它們對過O點軸的角動量以及它們和地組成系統(tǒng)的機械能都守恒；(C) 只有m1、m2組成系統(tǒng)對過O點軸的角動量守恒；(D) 只有m1、m2和地組成系統(tǒng)的機械能守恒；(E) m1、m2組成系統(tǒng)對過O點軸的角動量以及它們和地組成系統(tǒng)的機械能守恒.2. 銀河系中有一天體是均勻球體,其半徑為R,繞其對稱軸自轉(zhuǎn)的周期為T,由于引力凝聚的作用,體積不斷收縮,則一萬年以后應(yīng)有 (A) 自轉(zhuǎn)周期變小,動能也變小.(B) 自轉(zhuǎn)周期變小

36、,動能增大.(C) 自轉(zhuǎn)周期變大,動能增大.(D) 自轉(zhuǎn)周期變大,動能減小.(E) 自轉(zhuǎn)周期不變,動能減小.3. 以下說法正確的是:(A) 力矩的功與力的功在量綱上不同,因力矩的量綱與力的量綱不同；(B) 力矩的功與力的功在量綱上不同, 力矩做功使轉(zhuǎn)動動能增大, 力做功使平動動能增大,所以轉(zhuǎn)動動能和平動動能在量綱上也不同；(C) 轉(zhuǎn)動動能和平動動能量綱相同,但力矩的功與力的功在量綱上不同；(D) 轉(zhuǎn)動動能和平動動能, 力矩的功與力的功在量綱上完全相同.qw1qw2圖8.14. 如圖8.1所示,一繩子長l,質(zhì)量為m的單擺和一長度為l,質(zhì)量為m,能繞水平軸轉(zhuǎn)動的勻質(zhì)細棒,現(xiàn)將擺球和細棒同時從與鉛直

37、線成q角的位置靜止釋放.當(dāng)二者運動到豎直位置時,擺球和細棒的角速度應(yīng)滿足 (A) w1一定大于w2.(B) w1一定等于w2.(C) w1一定小于w2. (D) 都不一定.5. 一人站在無摩擦的轉(zhuǎn)動平臺上并隨轉(zhuǎn)動平臺一起轉(zhuǎn)動,雙臂水平地舉著二啞鈴,當(dāng)他把二啞鈴水平地收縮到胸前的過程中,(A) 人與啞鈴組成系統(tǒng)對轉(zhuǎn)軸的角動量守恒,人與啞鈴?fù)脚_組成系統(tǒng)的機械能不守恒.(B) 人與啞鈴組成系統(tǒng)對轉(zhuǎn)軸的角動量不守恒,人與啞鈴?fù)脚_組成系統(tǒng)的機械能守恒.(C) 人與啞鈴組成系統(tǒng)對轉(zhuǎn)軸的角動量,人與啞鈴?fù)脚_組成系統(tǒng)的機械能都守恒.(D) 人與啞鈴組成系統(tǒng)對轉(zhuǎn)軸的角動量,人與啞鈴?fù)脚_組成系統(tǒng)的機械能都

38、不守恒.二.填空題1. 一輛能進行遙控的電動小汽車(質(zhì)量m=0.5kg)可在一繞光滑豎直軸轉(zhuǎn)動的水平平臺上(平臺半徑為R=1m,質(zhì)量M=2kg)作半徑為r=0.8m的圓周運動.開始時,汽車與平臺處于靜止?fàn)顟B(tài),平臺可視為均勻圓盤.當(dāng)小汽車以相對于平臺繞中心軸向前作速率為v=5m/s的勻速圓周運動時,平臺轉(zhuǎn)動的角速度為w1 = ；當(dāng)小車急剎車停下來時,平臺的角速度w2= ；當(dāng)小車從靜止開始在平臺上運行一周時,平臺轉(zhuǎn)動的角度q = .2. 光滑水平桌面上有一小孔,孔中穿一輕繩,繩的一端栓一質(zhì)量為m的小球,另一端用手拉住.若小球開始在光滑桌面上作半徑為R1速率為v1的圓周運動,今用力F慢慢往下拉繩子,

39、當(dāng)圓周運動的半徑減小到R2時,則小球的速率為 , 力F做的功為 .3. 轉(zhuǎn)動著的飛輪轉(zhuǎn)動慣量為J, 在t=0時角速度為w0, 此后飛輪經(jīng)歷制動過程,阻力矩Mm的大小與角速度w的平方成正比, 比例系數(shù)為k(k為大于0的常數(shù)), 當(dāng)w =w0/3 時, 飛輪的角加速度a= , 從開始制動到w =w0/3 所經(jīng)過的時間t = .三.計算題m圖8.2mvqML圖8.31. 落體法測飛輪的轉(zhuǎn)動慣量,如圖8.2所示,將飛輪支持,使之能繞水平軸轉(zhuǎn)動,在輪邊緣上繞一輕繩,在繩的一端系一質(zhì)量為m的重物,測得重物由靜止下落高度H所用的時間為t,已知飛輪半徑為R,忽略摩擦阻力,試求飛輪的轉(zhuǎn)動慣量.2. 如圖8.3所

40、示,質(zhì)量為M的均勻細棒,長為L,可繞過端點O的水平光滑軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動,當(dāng)棒豎直靜止下垂時,有一質(zhì)量為m的小球飛來,垂直擊中棒的中點.由于碰撞,小球碰后以初速度為零自由下落,而細棒碰撞后的最大偏角為q,求小球擊中細棒前的速度值.練習(xí)九 力學(xué)習(xí)題課vvmmw圖9.1O一.選擇題1. 圓盤繞O 軸轉(zhuǎn)動,如圖9.1所示.若同時射來兩顆質(zhì)量相同,速度大小相同,方向相反并在一直線上運動的子彈,子彈射入圓盤后均留在盤內(nèi),則子彈射入后圓盤的角速度w將(A) 增大.(B) 不變.(C) 減小.(D) 無法判斷.2. 芭蕾舞演員可繞過腳尖的鉛直軸旋轉(zhuǎn),當(dāng)她伸長兩手時的轉(zhuǎn)動慣量為I0，角速度為w0,當(dāng)她突然收臂使

41、轉(zhuǎn)動慣量減小為I0 / 2時,其角速度應(yīng)為(A) 2w0 .(B) w0 .(C) 4w0 .(D) w0/2 .(E) w0/.3. 轉(zhuǎn)動慣量相同的兩物體m1、m2 都可作定軸轉(zhuǎn)動,分別受到不過轉(zhuǎn)軸的兩力F1、F2的作用,且F1>F2,它們獲得的角加速度分別為a1和a2.則以下說法不正確的是(A) a1可能大于a2 ； (B) a1可能小于a2 ；(C) a1可能等a2 ；(D) a1一定大于a2 .4. 一圓錐擺,如圖9.2,擺球在水平面內(nèi)作圓周運動.則(A) 擺球的動量, 擺球與地球組成系統(tǒng)的機械能都守恒.q圖9.2(B) 擺球的動量, 擺球與地球組成系統(tǒng)的機械能都不守恒.(C)

42、擺球的動量不守恒, 擺球與地球組成系統(tǒng)的機械能守恒.(D) 擺球的動量守恒, 擺球與地球組成系統(tǒng)的機械能不守恒.5. 如圖9.3，質(zhì)量分別為m1、m2的物體A和B用彈簧連接后置于光滑水平桌面上，且A、B上面上又分別放有質(zhì)量為m3和m4的物體C和D；A與C之間、B與D之間均有摩擦.今用外力壓縮A與B，在撤掉外力，A與B被彈開的過程中，若A與C、B與D之間發(fā)生相對運動，則A、B、C、D及彈簧組成的系統(tǒng)ABCDk圖9.3(A) 動量、機械能都不守恒. (B) 動量守恒，機械能不守恒.(C) 動量不守恒，機械能守恒.(D) 動量、機械能都守恒.二.填空題qma圖9.41. 鈾238的核(質(zhì)量為238原

43、子質(zhì)量單位),放射一個a粒子(氦原子核，質(zhì)量為4個原子量單位)后蛻變?yōu)殁Q234的核,設(shè)鈾核原是靜止的,a粒子射出時速度大小為1.4×107m/s,則釷核的速度大小為 ,方向為 .2. 如圖9.4所示,加速度a至少等于 時, 物體m對斜面的正壓力為零, 此時繩子的張力 T = .3. 最大擺角為q0的擺在擺動進程中,張力最大在q = 處,最小在q = 處,最大張力為 ,最小張力為 ,任意時刻(此時擺角為q, -q0qq0)繩子的張力為 .O¢OALlv·m圖9.5三.計算題1. 如圖9.5,一塊寬L=0.60m、質(zhì)量M =1kg的均勻薄木板,可繞水平固定光滑軸OO&

44、#162;自由轉(zhuǎn)動,當(dāng)木板靜止在平衡位置時,有一質(zhì)量為m =10×103kg的子彈垂直擊中木板A點,A離轉(zhuǎn)軸OO¢距離為l=0.36m,子彈擊中木板前速度為500m·s1,穿出木板后的速度為200m·s1.求(1) 子彈給予木板的沖量；(2) 木板獲得的角速度.(已知:木板繞OO¢軸的轉(zhuǎn)動慣量J=ML2 / 3)2. 用鐵錘將鐵釘擊入木板,設(shè)木板對鐵釘?shù)淖枇εc鐵釘進入木板的深度成正比,在鐵錘擊第一次時,能將鐵釘擊入木板1cm,問擊第二次時,能擊多深？設(shè)鐵錘兩次擊釘?shù)乃俣认嗤?練習(xí)十 狀態(tài)方程 壓強公式 自由度一.選擇題1. 把一容器用隔板分成相

45、等的兩部分,左邊裝CO2 ,右邊裝H2,兩邊氣體質(zhì)量相同,溫度相同,如果隔板與器壁無摩擦,則隔板應(yīng)(A) 向右移動.(B) 向左移動.(C) 不動.(D) 無法判斷是否移動.2. 某種理想氣體,體積為V,壓強為p，絕對溫度為T，每個分子的質(zhì)量為m，R為普通氣體常數(shù)，N0為阿伏伽德羅常數(shù)，則該氣體的分子數(shù)密度n為(A) pN0/(RT).(B) pN0/(RTV).(C) pmN0/(RT).(D) mN0/(RTV).mva圖10.13. 如圖10.1所示，已知每秒有N個氧氣分子（分子質(zhì)量為m）以速度v沿著與器壁法線成a角方向撞擊面積為S的氣壁，則這群分子作用于器壁的壓強是(A) p = Nm

46、vcosa /S.(B) p = Nmvsina /S. (C) p =2Nmvcosa /S.(D) p =2Nmvsina /S.4. 關(guān)于平衡態(tài)，以下說法正確的是 (A) 描述氣體狀態(tài)的狀態(tài)參量p、V、T不發(fā)生變化的狀態(tài)稱為平衡態(tài)；(B) 在不受外界影響的條件下，熱力學(xué)系統(tǒng)各部分的宏觀性質(zhì)不隨時間變化的狀態(tài)稱為平衡態(tài)；(C) 氣體內(nèi)分子處于平衡位置的狀態(tài)稱為平衡態(tài)；(D) 處于平衡態(tài)的熱力學(xué)系統(tǒng)，分子的熱運動停止.5. 理想氣體的微觀模型是(A) 分子大小可以忽略不計的氣體分子模型； (B) 分子在沒有碰撞時，分子間無任何作用力的分子模型；(C) 分子在運動過程中遵守牛頓運動定律，碰撞時

47、分子是彈性小球的氣體分子模型；(D) 分子大小可以忽略不計；沒碰撞時，相互間無作用力；碰撞時為彈性小球；運動中遵守牛頓運動定律的氣體分子模型.二.填空題1. 根據(jù)平均值的概念有 = (v12 + v22+vN2)/ N =； = (v1+ v2+vN)/ N =.2. 根據(jù)理想氣體的統(tǒng)計假設(shè)：氣體處于平衡狀態(tài)時，分子的密度均勻，分子向各方向運動的機會相等.有： = ；= ； = .3. 密封在體積為V容器內(nèi)的某種平衡態(tài)氣體的分子數(shù)為N，則此氣體的分子數(shù)密度為n= , 設(shè)此氣體的總質(zhì)量為M,其摩爾質(zhì)量為Mmol,則此氣體的摩爾數(shù)為 ,分子數(shù)N與阿伏伽德羅常數(shù)N0的關(guān)系為 .三.計算題1. 一容器

48、裝有質(zhì)量為0.1kg,壓強為1atm的溫度為47°C的氧氣,因為漏氣,經(jīng)若干時間后,壓強降到原來的5/8,溫度降到27°C,問(1) 容器的容積多大？H20H220圖10.2(2) 漏出了多少氧氣？2. 兩個相同的容器裝有氫氣，以一細玻璃管相連通，管中用一滴水銀作活塞，如圖10.2所示，當(dāng)左邊容器的溫度為0°C、而右邊容器的溫度為20時，水銀滴剛好在管的中央，試問，當(dāng)左邊容器溫度由0增加到5、而右邊容器溫度由20增到30時，水銀滴是否會移動？如何移動？通過計算說明.練習(xí)十一 理想氣體的內(nèi)能 分布律一.選擇題1. 氦氣和氧氣，若它們分子的平均速率相同，則 (A) 它

49、們的溫度相同.(B) 它們的分子平均平動動能相同.(C) 它們的分子平均動能相同.(D) 它們的溫度,分子平均平動動能,分子平均動能都不相同.2. 密閉容器內(nèi)貯有1mol氦氣(視為理想氣體),其溫度為T,若容器以速度v作勻速直線運動,則該氣體的能量為vf(v)v1v2O圖11.1(A) 3kT.(B) 3kT/2 +Mmolv2 /2.(C) 3RT/2.(D) 3RT/2+Mmolv2 /2.(E) 5RT/2.3. 如圖11.1所示為某種氣體的速率分布曲線,則表示速率介于v1到 v2之間的vf(v)v1vpO圖11.2f(v1)f(vp)(A) 分子數(shù).(B) 分子的平均速率.(C) 分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.(D) 分子的方均根速率.4. 如圖11.2所示為某種理想氣體的速率分布曲線,則下面說法正確的是: (A) 曲線反映氣體分子數(shù)隨速率的變化關(guān)系；(B) f(v1)dv表示v1v1+dv速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比；(C) 曲線與橫軸所圍的面積代表氣體分子的總數(shù)；(D) f(vp)對應(yīng)速率最大的分子；(E) 速率為v1的分子數(shù)