大学物理答案

大学物理标准练习机械振动和机械波 -1-大学物理答案目录第一章 质点运动学 .2第二章 质点动力学 .5第三章 刚体的转动 .8第六章 真空中的静电场 （一） .14第六章 真空中的静电场（二） .16第六章 真空中的静电场 （三） .18第七章 导体和电介质中的静电场 (一) .22第七章 导体和电介质中的静电场 (二) .25第八章 电流的磁场（一） .28第八章 电流的磁场（二） .31第九章 磁场对电流的作用（一） .34第九章 磁场对电流的作用（二） .35第十章 电磁感应（一） .37第十章 电磁感应（二） .39第十章 电磁感应 （三） .41第十三章 气体分子运动论 .44第十四章 热力学的物理基础 .47第十六章 光的干涉（一） .51第十六章 光的干涉（二） .54第十六章 光的干涉（三） .56第十七章 光的衍射（一） .58第十七章 光的衍射（二） .60第十八章 光的偏振 .62第十九章 狭义相对论 .64第二十章 波粒二象性 .66第二十一章 原子的量子理论 .67No answer:Chapter 3 二、（5）Chapter 6（三） 一、（4）Chapter 16（一） 一、（5） 二、（2）Chapter 16（二） 二、（2）大学物理标准练习机械振动和机械波 -2-学号 班级 姓名 成绩 第一章 质点运动学一、选择题1、一质点在 xoy 平面内运动，其运动方程为 ，式中 a、 b、 c 均为常数。2,ctbyatx当运动质点的运动方向与 x 轴成 450 角时，它的速率为 B 。Aa； B ； C2c； D 。a2 242、设木块沿光滑斜面从下端开始往上滑动，然后下滑，则表示木块速度与时间关系的曲线是图 1-1 中的 D 。3、一质点的运动方程是 ，R、 为正常数。从 t 到 t=jtitRrsnco /时间内该质点的路程是 B 。/2A2R； B ； C 0； D 。4、质量为 0.25kg 的质点，受 (N)的力作用，t =0 时该质点以 =2 m/s 的速度通过iFvj坐标原点，该质点任意时刻的位置矢量是 B 。 A2 +2 m； B m； tij jti23C ； D条件不足，无法确定。t34二、填空题1、一质点沿 x 轴运动，其运动方程为 （x 以米为单位，t 以秒为单位）。25tx质点的初速度为 2m/s ，第 4 秒末的速度为 -6m/s ，第 4 秒末的加速度为 -2m/s2 。v v v vt t t tA B C D图 1-1大学物理标准练习机械振动和机械波 -3-2、一质点以 （m/s ）的匀速率作半径为 5m 的圆周运动。该质点在 5s 内的平均速度的大小为 2m/s ，平均加速度的大小为 。2m/5s3、一质点沿半径为 0.1m 的圆周运动，其运动方程为 （式中的 以弧度计， t2t以秒计），质点在第一秒末的速度为 0.2m/s ，切向加速度为 0.2m/s 2 。4、一质点沿半径 1m 的圆周运动，运动方程为 =2+3t3，其中 以弧度计，t 以秒计。T=2s 时质点的切向加速度为 36m/s2 ；当加速度的方向和半径成 45 角时角位移是 rad 。385、飞轮半径 0.4m，从静止开始启动，角加速度 =0.2rad/s2。t=2s 时边缘各点的速度为 0.16m/s ，加速度为 0.102m/s2 。6、如图 1-2 所示，半径为 RA 和 RB 的两轮和皮带连结，如果皮带不打滑，则两轮的角速度 ，:AB:两轮边缘 A 点和 B 点的切向加速度 1:1 。Aa三、简述题1、给出路程和位移的定义，并举例说明二者的联系和区别。2、给出瞬时速度和平均速度的定义，并举例说明二者的联系和区别。3、给出速度和速率的定义，并简要描述二者的联系和区别。4、给出瞬时加速度和平均加速度的定义，并简要描述二者的联系和区别。四、计算题已知质点的运动方程为 ， ，式中， R 和 均为常数。试求：tRxcostysin（1）轨道方程；（2）任意时刻的速度和加速度；（3）任意时刻的切向加速度和法向加速度。答：（1） yx22（2） ， ， ，tRVxsintRycos jiVtRt)cos()sn(， ， ，aco2ain2ainco22，yxyx2RAA B图 1-2RB大学物理标准练习机械振动和机械波 -4-（3） ，0dtvat RVn 222大学物理标准练习机械振动和机械波 -5-学号 班级 姓名 成绩 第二章 质点动力学一、选择题1、质量为 m 的物体在力 的作用下沿直线运动，其速F度与时间的关系曲线如图 21 所示。力 在 4t0 时间内做的功为 B 。A ； B ； 20v20vC ； D 。352、质量分别为 mA 和 mB (mA mB)的两质点 A 和 B，受到相等的冲量作用，则 C 。AA 比 B 的动量增量少 ；BA 比 B 的动量增量多；CA、B 的动量增量相等；DA、B 的动能增量相等 。3、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，所以两者所作的功的代数合必为零在上述说法中 C 。 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。4、在系统不受外力作用的非弹性碰撞过程中 C 。A动能和动量都守恒；B动能和动量都不守恒；C动能不守恒、动量守恒；D动能守恒、动量不守恒。二、填空题1、质量为 M 的平板车，以速度 v 在光滑水平轨道上滑行，质量为 m 的物体在平板车上方v03t0 4t0o t0 2 t0 tv图 2-1大学物理标准练习机械振动和机械波 -6-h 处以速率 u（u 与 v 同方向）水平抛出后落在平板车上，二者合在一起后速度的大小为 。MmV2、 质量为 1Kg 的球以 25 ms-1 的速率竖直落到地板上，以 10 ms-1 的速率弹回。在球与地板接触时间内作用在球上的冲量为 35 ，设接触时间为 0.02s，作用在地板上的SN平均力为 1750 N 。3、一质点在二恒力作用下，位移 （SI），在此过程中，动能增量是 24J，已38rij知其中一恒力 （SI），则该恒力做的功是 12 J ，另一恒力所做的功为 12 J 123Fij。4、如图 2-2 所示，一圆锥摆的小球质量为 m，小球在水平面内以角速度 匀速转动。在小球转动一周的过程中，小球所受重力的冲量大小等于 ，小球所受绳子拉力的冲量大小等于 mg2。g2三、简述题1、试用四个角量描述做质点的圆周运动，并举例说明。2、简述动量守恒定律成立的条件、内容及其适用范围，并举例说明。3、简述机械能守恒定律的内容，并举例说明。四、计算题1、 在合外力 F=3+4t（式中 F 以牛顿计，t 以秒计）的作用下质量为 10Kg 的物体从静止开始作直线运动。求：在第 3 秒末，物体的加速度和速度各为多少? 若合外力 F=3+4x（式中F 以牛顿计，x 以米计）的作用下质量为 10Kg 的物体从静止开始作直线运动，设移动 3 米，求：物体的加速度、速度分别为多少? (1) F=m， ， ， ， ,104tmadtvaattdtv2510314当 t=3 时， ， ，s25.3smV7.25310(2) F=m， xF由 ，有 ， ， ,kEA21vd230)4(vdx vx2301/)(， ， ，203257sm4.517m 图 2-2大学物理标准练习机械振动和机械波 -7-2、有一质量为 m=0.5Kg 的质点，在 x-y 平面内运动，其运动方程为 ，2tx（时间单位秒，长度单位米）。ty3（1）在 t=0 至 t=3 秒这段时间内外力对质点所做的功为多少?（2）外力的方向如何?（3）受到的冲量 的大小为多少? I（1） , ,tdtxv423dtyvt=0 时， ， ，即smx00sy0 smjiv)32(0t=3 时， ， ，即133 3143， ，vyxo202yx2 JmmAvx 48)(5.02)()(1 223033 （2）由（1）有 ，又 ,所以外力方向沿+x 方向idta4aF（3） SNiviyxvPI 6)214(5.0)()(303030大学物理标准练习机械振动和机械波 -8-学号 班级 姓名 成绩 第三章 刚体的转动一、选择题1、有两个半径相同、质量相同的细圆环，A 环质量分布均匀，B 环的质量分布不均匀，设它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为 JA 和 JB，则应有 C 。AJ AJB； BJ A JB； CJ A=JB； D不能确定。2、一力矩 作用于飞轮上，使该轮得到的角加速度 ，如撤去这一力矩，此轮的角加M 1速度为 ，则该轮的转动惯量为 C 。A ； B ； C ； D 。1212M123、一根长为 l，质量为 m 的均匀细棒在地上竖立着。如果让竖立着的棒，以下端与地面接触处为轴倒下，当上端达地面时速率应为 B 。A ； B ； C ； D 。gl6gl3gl2lg234、下列有关角动量的说法正确的是 D 。A质点系的总动量为零，总角动量一定为零；B一质点作直线运动，质点的角动量一定为零；C一质点作直线运动，质点的角动量一定不变；D一质点作匀速直线运动，质点的角动量一定不变。5、一物体正在绕固定光滑轴自由转动，下列说法正确的是 B 。A它受热膨胀或遇冷收缩时 ，角速度不变；B它受热时角速度变小，它遇冷时角速度变大；C它受热或遇冷时，角速度均变大；D它受热时角速度变大，它遇冷时角速度变小。6、均匀细棒 OA 可绕通过其一端 O 而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图 3-1 所示，今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆动到竖立位置的过程中，下述说法哪一种是正确的 A 。A角速度从小到大，角加速度从大到小；B角速度从小到大，角加速度从小到大； O A大学物理标准练习机械振动和机械波 -9-C角速度从大到小，角加速度从大到小； 图 3-1D角速度从大到小，角加速度从小到大。7、刚体角动量守恒的充分而必要的条件是 B 。 A刚体不受外力矩的作用；B刚体所受合外力矩为零；C刚体所受的合外力和合外力矩均为零；D刚体的转动惯量和角速度均保持不变。8、一匀质圆盘状飞轮质量为 20kg，半径为 30cm，当它以每分钟 60 转的速率旋转时，其动能为 D 。 A J； B J ； C J； D J。2.1621.81.828.1二、填空题1、某人站在匀速旋转的圆台中央，两手各握一个哑铃，双臂向两侧平伸与平台一起旋转。当他把哑铃收到胸前时，人哑铃和平台组成的系统转动角速度变 大 ；转动动能变 增大 。2、半径为 0.2m，质量为 1Kg 的匀质圆盘，可绕过圆心且垂直于盘的轴转动，现有一变力F=0.1t（ F 以牛顿计，t 以秒计）沿切线方向作用在圆盘边缘上，如果圆盘最初处于静止状态，那么它在第 3 秒末的角加速度为 ，角速度为 。srad23srad5.43、一球体绕通过球心的竖直轴旋转，转动惯量 。从某一时刻开始，有210KgmJ一个力作用在球体上，使球按规律 旋转，则从力开始作用到球体停止转动的时2t间为 1s ，在这段时间内作用在球上的外力矩的大小为 0.1 。N4、均匀细杆可绕通过其一端而且与杆垂直的水平固定光滑轴转动，现在使杆从水平位置由静止开始自由下落，在杆摆到竖直位置的过程中，角速度 从小到大 ，角加速度 从大到小 。（填写“ 增大” ，“ 减小 ”或“不变”）5、光滑水平桌面上有一小孔，孔中穿一轻绳，绳的一端栓一质量为 m 的小球，另一端用手拉住。若小球开始在光滑桌面上作半径为 R1 速率为 v1 的圆周运动，今用力 F 慢慢往下拉绳子，当圆周运动的半径减小到 R2 时，则小球的速率为 ，力 F 做的功为 。26、一个做定轴转动的轮子，对轴的转动惯量是 2Kgm2，正以角速度 0 匀速转动，现对轮子施加一个恒定的力矩-7mN，经过 8s 时轮子的角速度 =-0，则轮子的角加速度 = ，角速度 0= 14rad/s 。srad277、长为 l、质量可以忽略的直杆，两端分别固定有质量为 2m 和 m 的小球，杆可以绕通过其中心 O 且与杆垂直的水 2mmO图 3-2大学物理标准练习机械振动和机械波 -10-平光滑固定轴在铅直平面内转动。开始杆与水平方向成某一角度，处于静止状态，如图 3-2 所示。释放后杆绕 O 轴转动，则当杆转到水平位置时，该系统所受的合外力矩的大小 M= ，此时系统角加速度的大小 = 。2mgl 23gl三、简述题1、给出转动惯量的定义，说明转动惯量与那些因素有关，并举例说明。2、给出刚体定轴转动中的动能定理的内容及适用范围。3、简述角动量守恒的内容，并举例说明。四、计算题1、长为 l，质量为 m 的匀质细杆，可在具有摩擦的水平桌面上绕中心转轴定轴转