大学物理题库第2章

第三章 能量定理和守恒定律一、选择题基础： 1、一个不稳定的原子核，其质量为M，开始时是静止的。当它分裂出一个质量为m，速度为的粒子后，原子核的其余部分沿相反方向反冲，其反冲速度大小为（ ）（A）； （B） ； （C） ； （D）。vmR图2、如图，圆锥摆的摆球质量为m，速率为v，圆半径为R，当摆球在轨道上运动半周时，摆球所受重力冲量的大小为（ ）（A）2mv； （B）；（C）； (D) 0 。3、对于一个物体系来说,在下列条件中,哪种情况下系统的机械能守恒？（ ）(A) 合外力为零； (B) 合外力不作功；(C) 外力和非保守内力都不作功； (D) 外力和保守内力都不作功。4、速度为v的子弹,打穿一块木板后速度为零,设木板对子弹的阻力是恒定的，那么,当子弹射入木板的深度等于其厚度的一半时,子弹的速度是（ ）(A) v/2； (B) v/4 ； (C) v/3； (D) v/。5、下列说法中正确的是（ ）(A) 作用力的功与反作用力的功必须等值异号；(B) 作用于一个物体的摩擦力只能作负功；(C) 内力不改变系统的总机械能；(D) 一对作用力和反作用力作功之和与参照系的选取无关。6、所谓保守力，就是指那些 （ ）（A） 对物体不做功的力； （B） 从起点到终点始终做功的力；（C） 做功与路径无关，只与起始位置有关的力； （D） 对物体做功很“保守”的力。7、对功的概念以下几种说法正确的组合是 （ ）（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）作用力和反作用力两者所作功的大小总是相等。 （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。8、在水平冰面上以一定速度向东行驶的炮车，向东南（斜向上）方向发射一炮弹，对于炮车和炮弹这一系统，在此过程中（忽略冰面摩擦力及空气阻力） （ ）（A）总动量守恒；（B）总动量在炮身前进的方向上的分量守恒，其他方向动量不守恒；（C）总动量在水平面上任意方向的分量守恒，竖直方向分量不守恒；（D）总动量在任何方向的分量均不守恒。9、在下列四个实例中，哪一个物体和地球构成的系统，其机械能不守恒 （ ）（A）物体作圆锥摆运动； （B）抛出的铁饼作斜抛运动（不计空气阻力）；（C）物体在拉力作用下沿光滑斜面匀速上升；（D）物体在光滑斜面上自由滑下。10、一质点受力作用，沿X轴正方向运动，从到的过程中，力做功为 （ ）（A）8J； (B) 12J； (C) 16J； (D) 24J。11、质量为2kg的质点在F=6t（N）的外力作用下从静止开始运动，则在0s 2s内，外力F对质点所作的功为 （ ）（A）6J； （B）8J； （C）16J； （D）36J。12、一质量为M的平板车，以速率在光滑的水平面上滑行。质量为m的物体从h高出竖直落到车子里。两者合成后的速度大小是（ ）（A）； （B）； （C）； （D）无正确答案。13、质量为m的子弹，以水平速度打中一质量为M、起初停在水平面上的木块，并嵌在里面，若木块与水平面间的摩擦系数为，则此后木块在停止前移动的距离等于（ ）（A）； （B）；（C）； （D）；14、动能为的物体A物体与静止的B物体碰撞，设A物体的质量为B物体的二倍，若碰撞为完全非弹性的，则碰撞后两物体总动能为（ ）（A）； （B）； （C）； （D）。15、刚体角动量守恒的充分而必要的条件是 （ ）(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。一般综合：1、有两个倾角不同、高度相同、质量相同的斜面置于光滑的水平面上，斜面也是光滑的，有两个一样的小球，从这两斜面顶点由静止开始下滑，则（ ）（A）两小球到达斜面底端时的动量是相等的；（B）两小球到达斜面底端时的动能是相等的；（C）小球和斜面组成的系统动量是守恒的；（D）小球和斜面组成的系统在水平方向上的动量是守恒的。2、在由两个物体组成的系统不受外力作用而发生非弹性碰撞的过程中，系统的（ ）（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。3、两个质量不等的小物体，分别从两个高度相等、倾角不同的斜面的顶端，由静止开始滑向底部。若不计摩擦，则它们到达底部时 （ ）（A）动能相等； （B）动量相等； （C）速率相等； （D）所用时间相等。4、如图，一滑块沿着一置于光滑水平面上的圆弧形槽体无摩擦地由静止释放，若不计空气阻力，在下滑过程中，则（ ）图（A）由组成的系统动量守恒；（B）由组成的系统机械能守恒；（C）之间的相互正压力恒不做功；（D）由和地球组成的系统机械能守恒。5、一个人站在有光滑固定转轴的转动平台上，双臂水平的举两哑铃，在该人把此两哑铃水平收缩到胸前的过程中，人、哑铃和转动平台组成的系统 （ ）（A）机械能守恒，角动量守恒； （B）机械能守恒，角动量不守恒；（C）机械能不守恒，角动量守恒； （D）机械能不守恒，角动量不守恒。综合：1、花样滑冰运动员绕过自身的竖直轴转动，开始时两臂伸开，转动惯量为J0，角速度为；然后她将两臂收回，使转动惯量为J0,她转动的角速度为 （ ）（1） ； （2）； （3） ； （4） 。2、一质点作匀速圆周运动时（ ）（A）它的动量不变，对圆心的角动量也不变；（B）它的动量不断改变，对圆心的角动量也不断改变；（C）它的动量不变，对圆心的角动量不断改变；（D）它的动量不断改变，对圆心的角动量不变。3、一质点作匀速直线运动时（ ）（A）它的动量不变，对某一点的角动量也不变；（B）它的动量不断改变，对某一点的角动量也不断改变；（C）它的动量不变，对某一点的角动量不断改变；（D）它的动量不断改变，对某一点的角动量不变。二、填空题基础：1、一质量为的质点在力作用下，沿X轴作直线运动，质点在至内动量变化量的大小为 。2、如图,倔强系数为k的弹簧, 上端固定, 下端悬挂重物. 当弹簧伸长x0 , 重物在O处达到平衡, 现取重物在O处时各种势能均为零, 则当弹簧长度为原长时, 系统的重力势能为 , 系统的弹性势能为 ,系统的总势能为 。3、一质点在二恒力的作用下, 位移为Dr=3i+8j (SI), 在此过程中,动能增量为24J, 已知其中一恒力F1=12i3j (SI), 则另一恒力所作的功为 。4、物体沿任意闭合路径运动一周时，保守力对它所作的功为 。5、动量守恒定律的条件是 ，且只在 （填惯性系或非惯性系）中成立。6、一质量为M的木块，静止在光滑的水平面上，现有一质量为m的子弹水平地射入木块后穿出木块，子弹在穿出和穿入的过程中，以子弹和木块为系统，其动量 ，机械能 （填守恒或不守恒）。7、质量为和的两个物体，若它们具有相同的动能，欲使它们停下来，则外力的冲量之比 。8、质量为和的两个物体，具有相同的动量，欲使它们停下来，则外力对它们做的功之比 。 9、一物体万有引力做功125J，则引力势能增量为 。10、一飞轮以300rad的转速旋转,转动惯量为5kg.m,现加一恒定的制动力矩,使飞轮在20s内停止转动,则该恒定制动力矩的大小为 。11、刚体绕定轴转动的动能定理的数学表达式为 。12、只有在满足 时，系统的总动量才遵循守恒定律； 在解自由落体问题时，我们通常是忽略了空气阻力，由 守恒定律来计算的。13、一质点的质量为m，在某一时刻相对于坐标原点O的位置矢量为，其运动速度为，该质点相对于坐标原点O的角动量为 。14、刚体做定轴转动时，对其应用角动量守恒定律的条件是 ，而且一旦转轴固定，刚体对转轴的 为一恒定值。15、如果作用在质点系的外力和非保守内力都不做功或做功之和为零时，质点系的动能和势能是相互转换的，二者的转换是通过 来实现的。一般综合：1、一物体的质量为20千克，其速度为米/秒，在变力的作用下沿X轴正向作直线运动，经过一段时间后，速度变为米/秒，该段时间内变力做的功为 ，物体的动量变化为 。 2、设一质量为的小球，沿X轴方向运动，其运动方程为，则在时间t1=1s和t2=3s内，合外力对小球作的功为 ；合外力对小球作用的冲量大小为 。3、如图，质量为M1.5kg的物体，用一根长为L=1.25m的细绳悬挂在天花板上，今有一质量为m10kg的子弹以的水平速度射穿物体，刚穿出物体时子弹的速度大小，设穿透时间极短，则子弹刚穿出时绳的张力大小为 。 4、一物体的质量为10千克，其速度为米/秒，在变力的作用下沿X轴正向作直线运动，经过一段时间后，速度变为米/秒，该段时间内变力的冲量为 ，物体的动能的增量为 。5、一个力F作用在质量为1.0kg的质点上，使之沿x轴运动，已知在此力作用下质点的运动方程为，在0到4s的时间间隔内，力F的冲量的大小I ，力F对质点所作的功W 。综合：图1、如图，质量为m的质点，在半径为r竖直轨道内作速率为v的匀速圆周运动，在由A点运动到B点的过程中，所受合外力的冲量为 ；在运动过程中，质点所受到的合力的方向为 ；在任一时刻，质点对圆心O的角动量为L 。图2、如图，一匀质木球固结在一细棒下端，且可绕水平光滑固定轴O转动，今有一子弹沿着平面方向击中木球而嵌于其中，则在击中过程中，木球、子弹、细棒系统的 守恒，原因是 。木球被击中后棒和球升高的过程中，木球、子弹、细棒、地球系统的守恒。3、一飞轮以角速度w 0绕轴旋转, 飞轮对轴的转动惯量为J1;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w = 。三、判断题（基础）1、动量守恒定律的条件是系统所受的合外力为零，并在任何参考系中成立。 （ ）2、机械能守恒定律的条件是作用在质点系的外力和非保守内力都不做功或做功之和为零。（ ）3、万有引力做功与物体经过的路径无关。 （ ）4、保守力等于势能梯度。 （ ）5、保守力作功等于势能的增量。（ ）6、动量守恒定律不仅适用于一般宏观物体组成的系统，也适用于由分子，原子等微观粒子组成的系统。 （ ）7、如果系统所受合外力的矢量和不为零，虽然合外力在某个坐标轴上的分量为零，但是它在该坐标轴的分动量不守恒。（ ）8、内力能使系统内各质点的动量发生变化，即内力能在系统内各个物体之间传递动量，因此它们对系统的总动量有影响。 （ ）9、系统所受的外力和非保守内力做的功等于系统机械能的增量。（ ）10、在有心力场内运动的质点对力心的角动量守恒。 （ ）四、解答题（1）问答题1、请简要说出计算功的三种方法。2、请简要说出应用功能原理解题和应用动能定理解题有哪些不同点？（2）计算题基础：1、一质量为的物体按的规律作直线运动，当物体由运动到时，求外力所做的功和物体所受力的冲量。2、力作用在质量为1.0kg的质点上，已知在此力作用下，质点的运动方程为，求在0到4秒内，力F对质点所作的功。3、设作用在质量为2kg的物体上的力。如果物体由静止出发沿直线运动，求在头2s时间内，这个力对物体所作的功。4、质量m=10kg的物体在力F=30+4t（N）的作用下沿x轴运动，试求（1）在开始2秒内此力的冲量I;(2）如冲量I=300Ns，此力的作用时间是多少？ 5、用棒打击质量为0.3Kg、速率为20m/s的水平飞来的球，球飞到竖直上方10 m的高度。求棒给予球的冲量多大？设球与棒的接触时间为0.02s，求球受到的平均冲力。图6、如图，一弹性球，质量m=0.2kg，速度为=6m/s，与墙壁碰撞后跳回，设跳回时速度的大小不变，碰撞前后的速度方向与墙壁的法线的夹角都是=600，碰撞的时间为。求在碰撞时间内，球对墙壁的平均作用力。7、如图，有质量为，长为l的均匀细棒，可绕一过O端的水平轴在铅直平面内旋转，转轴处摩擦可忽略。最初棒在水平位置，然后任其自由转下。求棒过竖直位置时的角速度。图8、一根长为l，质量为的匀质细直棒，使其由竖直于地面的位置从静止开始无滑动地倒下，当它倒在地面瞬时，棒顶端速度为多大？图9、如图，A球的质量为m，以速度u飞行，与一静止的小球B碰撞后，A球的速度变为其方向与u方向成，B球的质量为5m，它被撞后以速度飞行，的方向与u成 ()角。求：(1)求两小球相撞后速度的大小；(2)求碰撞前后两小球动能的变化。10、一质量为10g、速度为的子弹水平地射入铅直的墙壁内0.04m后而停止运动，若墙壁的阻力是一恒量，求墙壁对子弹的作用力。11、如图，一个质量M2kg的物体，从静止开始，沿着四分之一的圆周，从A滑到B，在B处时速度的大小是6m/s。已知圆的半径R4m，求物体从A到B的过程中，摩擦力所作的功。图一般综合：图1、如图，一质量为的子弹在水平方向以速度射入竖直悬挂的靶内，并与靶一起运动，设靶的质量为，求子弹与靶摆动的最大高度。图图2、如图，质量为m的钢球系在长为l的绳子的端，绳子的另一端固定。把绳拉到水平位置后，再把球由静止释放，球在最低点与质量为M的钢块作完全弹性碰撞，问碰撞后钢球能达多高?3、一质量为m的物体，从质量为M，半径为R的圆弧形槽顶端由静止滑下，如图，若所有摩擦都可忽略，求：物体刚离开槽底端时，物体和槽的速度各是多少?图4、如图所示，质量为M的滑块正沿着光滑水平地面向右滑动，一质量为m的小球对地以水平向右速度与滑块斜面相碰撞，碰后小球竖直弹起，速率为(对地)，若碰撞时间为，试计算此过程中，滑块对地的平均作用力和滑块速度增量。图图5、如图，求把水从面积为50的地下室中抽到街道上来所需作的功。已知水深为，水面至街道的距离为。综合：图1、两个质量分别为，m2的木块A和B，用一个质量忽略不计、倔强系数为k的弹簧连接起来，放置在光滑水平面上使A紧靠墙壁，如图。现用力推木块B使弹簧压缩，然后释放，已知，求：（1）释放后，A、B两木块速度相等时的瞬时速度的大小；（2）释放后，弹簧的最大伸长量。图2、一物体质量m=2 kg，以初速度从斜面上的A点处下滑，它与斜面的摩擦力为8N，到达B点将弹簧压缩20cm至C点后刚好停了下来，求弹簧的弹性系数k为多大？已知AC = 5m，。 3、长为L质量为m0的细棒可绕一光滑水平轴O自由转动，原先棒自由悬垂。现有一质量为m的小球沿光滑水平面飞来正好与棒下端发生完全弹性碰撞，使棒向上摆到的位置。求小球的初速度。 图第四章 相对论基础一、选择题基础：1、一艘宇宙飞船的静止长度为12米，当它以 = 0.98c（c为真空中的光速）的速度相对地面作匀速直线运动时，地面观察者测得它的长度将（ ） （A）等于12米 ； （B） 小于12米； （C） 大于12米； （D） 无法确定。2、一艘宇宙飞船当它以 = 0.60c（c为真空中的光速）的速率相对于地面作匀速直线运动时，若飞船上的宇航员的计时器记录他观测星云用去20min，则地球上的观察者测得此事用去的时间将： （A）等于20min； （B） 大于20min； （C） 小于20min ； （D） 无法确定。3、一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行。如果宇航员希望把这路程缩短为4光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度应是（C表示真空中光速)（ ）（A）； （B）； （C）； （D）。4、静止参照系S中有一尺子沿x方向放置不动，运动参照系S 沿x轴运动,S、S 的坐标轴平行.在不同参照系测量尺子的长度时必须注意（ ）(A) S 与S中的观察者可以不同时地去测量尺子两端的坐标；(B) S 中的观察者可以不同时，但S中的观察者必须同时去测量尺子两端的坐标；(C) S 中的观察者必须同时，但S中的观察者可以不同时去测量尺子两端的坐标；(D) S 与S中的观察者都必须同时去测量尺子两端的坐标。5、下列几种说法 （ ）(1) 所有惯性系对一切物理规律都是等价的；(2) 真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关；(3) 在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同。其中哪些正确的？(A) 只有（1）、(2)是正确的；(B) 只有（1）、(3)是正确的；(B) 只有（2）、(3)是正确的；(D) 三种说法都是正确的。6、在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为6s，若相对甲以4c/5(c表示真空中光速)的速率作匀速直线运动的乙测得时间间隔为 （ ）(A) 10s； (B) 8s； (C) 6s； (D) 3.6s。7、(1) 对某观察者来说,发生在某惯性系中同一地点,同一时刻的两个事件,对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系的观察者来说,它们是否同时发生?(2) 在某惯性系中发生于同一时刻,不同地点的两个事件,它们在其它惯性系中是否同时发生?关于上述两问题的正确答案是: （ ）(A) (1)一定同时, (2)一定不同时；(B) (1)一定不同时, (2)一定同时；(C) (1)一定同时, (2)一定同时；(D) (1)一定不同时, (2)一定不同时。8、一火箭的固有长度为L，相对于地面作匀速直线运动速度，火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上一个靶子发射一颗相对于火箭的速度的子弹，在火箭上测得子弹从射出至击中靶的时间间隔为 （ ）（A）；（B）； （C）；（D）。9、设某微观粒子的总能量是它的静止能量的K倍，则其运动速度的大小为（ ）（A）； （B）； （C）；（D）。10、把一个静止质量为m0的粒子由静止加速到0.6c，需要做的功是（ ）(A) 0.225m0c2； (B) 0.25m0c2； (C) 0.36m0c2； (D) 0.18m0c2 。二、填空题基础：1、物理定律在所有的惯性系中都具有相同的表达式，这叫做 ；真空中的光速是常量，它与光源或观察者的运动无关，这叫做 。2、相对论性质量 ；当 时，物体的运动质量与静质量相等；相对论性能量公式 。3、狭义相对论包含两点内容，即： 和 。4、在= 的情况下粒子的动能等于它的静止能量。5、牛郎星距地球约16光年,宇宙飞船若以 的速度飞行,将用4年的时间(宇宙飞船上钟指示的时间)抵达牛郎星。6、如果一个物体或物体系统的能量有的变化，则无论能量的形式如何，其质量必有相应的改变，其值为，它们之间的关系为 。7、某加速器将电子加速到能量E=2106eV 时, 该电子的动能Ek= eV。（ 电子静质量：）8、一宇宙飞船相对地球以0.8c（表示真空中光速）的速度飞行。一光脉冲从船尾传到船头，飞船上的观察者测得飞船为90m，地球上的观察者测得光脉冲从船尾发出和到达船头两个事件的空间间隔为 。9、经典力学的绝对时空观是时间和空间是 （填相对的或绝对的），与惯性系的选择 （填有关或无关）。10、一人停留在地面上时，其质量为100kg，当他在宇宙飞船中时，地面上的观察者测得它的质量为101kg，则飞船的速率为 。三、判断题基础：1、在狭义相对论中，时间和空间是相对的，与惯性系的选择有关。（ ）2、经典力学的绝对时空观是时间和空间是绝对的，与惯性系的选择无关。（ ）3、物理定律在所有的惯性系中都具有相同的表达式。真空中的光速是常量，它与光源或观察者的运动无关。（ ）4、狭义相对论的“ 狭义”是指它只适用于惯性系。（ ）5、狭义相对论指出：时间与空间是相互联系的，并与物质有不可分割的联系。（ ）6、狭义相对论的时空变换结果显示，运动物体的实际长度可以随运动的快慢而发生改变。 ( )7、洛仑兹变换式只适用于非惯性系中的时空变换。 （ ）8、在狭义相对论中，沿着与参照系运动方向垂直的物体的长度缩短了。（ ）9、麦克尔孙-莫雷实验证明了绝对参照系以太的存在。 （ ）10、伽俐略变换是一个满足狭义相对论的变换式。 （ ）第12章 原子和原子核物理一、选择题基础：1、原子核的组成中不包括的是 （ ） A、质子； B、中子； C、电子； D、核子。2、某放射性元素的半衰期为10年，则 （ ）（A）20年后这种元素全部衰变完； （B）5年后这种元素衰变掉1/4，还剩下3/4； （C）即使5000年后这种元素还会剩下一小部分；（D）以上三个说法都是错误的。3、核电站发电是利用原子核的 （ ） （A）、辐射能； （B）、裂变能； （C）、原子能； （D）、聚变能。4、下列表述中错误的是 （ ） （A）由一种核素自发地变为另一种核素，同时放射出射线的现象称为放射性； （B）衰变是原子核自发地放射出而发生的转变； （C）轨道电子俘获是衰变的一种； （D）几乎所有的放射性现象均伴随着射线的发射。5、原子的有核模型是卢瑟福通过下列哪个实验提出的 （ ）（A）黑体辐射实验； （B）光电效应实验； （C）粒子散射实验； （D）康普顿效应实验。二、填空题基础：1、原子核反应的类型主要有轻核的 聚变 反应和重核的 裂变 反应。2、( )。3、原子核的裂变主要有 自发 裂变和 诱发 裂变。4、放射性衰变主要有衰变, 衰变和 轨道电子俘获 。 5、原子核经连续衰变生成时，发射 个粒子和 个粒子。三、判断题基础：1、测量结果表明，各种原子核的半径R和它们的质量数A之间的关系为。 （ ）2、我们现在所知道的原子的有核结构模型是汤姆孙的学生卢瑟福提出的。（ ）3、人类现在广泛用于发电的核能是原子核的裂变反应能。 （ ）4、半衰期是指放射性原子核的数量减少一半所经过的时间。 （ ）5、原子核可以俘获核外轨道上的一个电子而发生转变，同时放出一个中微子。这一过程称为轨道电子俘获。（ ）第13章 量子物理一、选择题基础：1、光电效应的产生有如下的规律 （ B ）（A）、任何频率的光都能产生光电效应；（B）、频率越高的光光电效应越明显；（C）、强度越大的光光电效应越明显；（D）、光照射一定时间后，才能产生光电效应。2、不确定关系式表示在X方向上 （ D ）（A）粒子位置不能确定； （B）粒子动量不能确定；（C）粒子位置和动量都不能确定； （D）粒子位置和动量不能同时确定。3、下列说法正确的是 （ C ）（A）光只具有波动性，实物粒子只具有粒子性；（B）光具有波动性和粒子性，实物粒子不具有波动性和粒子性；（C）光具有波动性和粒子