习题册2010最新.doc

大 学 物 理 习 题 册序 言大学物理课程是大学阶段的一门重要基础课，它是为提高大学生的现代科学素质服务的。为此，大学物理课程除提供一定范围、一定深度的现代物理知识作为科学素质的基础之外，还要在介绍这些知识的同时培养学生的科学思想、方法、态度并引发学生的创新意识和能力。作为工科大学生、未来科技领域的领军者和拓荒者，物理基础的厚薄、物理兴趣的浓淡、物理意识的强弱都直接影响着未来的适应性、创造力和发展潜力。因此，大学物理是你们应当学好的、最重要的基础课。基于此，大学物理教研室全体教师积数十年之教学经验，于2003年1月编辑完成了这本练习册，并在应用中多次予以大幅度修改，最终形成了这本较为完善的并和教材相配套的大学物理习题册。本习题册在题型上涵盖了选择、填空、判断、讨论、思考、计算等常见题型，在选材上，注重突出如下特点：一是尽可能覆盖大学物理教学大纲要求的所有知识点；二是重点突出，难易得当；三是题型全面，题目新颖，并尽可能突出工程应用。通过本习题册的练习不仅可以使同学们巩固和掌握大学物理的基本概念和基本原理，而且可以培养同学们分析问题、解决问题的能力，为更好的学习后继课程打下良好的基础。大学物理的学习有其自身的特定，要想熟练掌握所学的大学物理内容，就必须重视对物理过程和物理现象的分析，使自己能建立起正确地物理图像，弄清物理机理。因此在学习物理概念、原理的基础上，必须在教师的指导下选做一定量的有代表性的物理习题，以此来加深所学物理概念和原理的理解与掌握。故此，在使用本习题册时，应注意以下几个问题：（1）在教师讲授完相关内容后应及时完成相关部分的习题。大学物理的作业并不多。它是检查学生对知识掌握、运用程度的重要一环。通过作业学生可以检查自己掌握多少知识，知道自己在那方面还有不足；（2）布置的作业应独立完成，切勿抄袭，不会做的可以查阅资料或者和同学讨论；（3）教师批阅后应认真查看，对错误之处一定要弄清错误的原因；（4）妥善保管本习题册，以便期末复习只用。书山有路勤为径，学海无涯悟作舟。愿同学们在大学物理的学习中，不仅学到知识，开阔眼界，还要学会学习，不断更新自我，不断超越自我。最后，祝愿同学们能圆满完成大学物理的学习！ 淮海工学院 大学物理教研室 2011.2.8质 点 运 动 学院别 班级 姓 名 学号 一、选择题 1、某质点作直线运动的运动学方程为x6+3t-5t3 (SI)，则质点作 A、匀加速直线运动，加速度沿x轴正方向B、匀加速直线运动，加速度沿x轴负方向C、变加速直线运动，加速度沿x轴正方向D、变加速直线运动，加速度沿x轴负方向 2、一运动质点在某瞬时位于矢径的端点处, 其速度大小为A、 B、C、 D、 3、质点作曲线运动，表示位置矢量，表示速度，表示加速度，S表示路程，at表示切向加速度。则下列表达式中 (1)，(2)， (3)， (4) A、 只有(1)、(4)是对的 B、只有(2)、(4)是对的C、 只有(2)是对的D、 只有(3)是对的 4、某物体的运动规律为，式中的k为大于零的常量当时，初速为v0，则速率与时间t的函数关系是 A、 B、C、 D、 5、一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为，瞬时速率为v，某一时间内的平均速度为，平均速率为，它们之间的关系必定有A、 B、C、 D、 6、下列说法哪一条正确？ A、加速度恒定不变时，物体运动方向也不变B、平均速率等于平均速度的大小C、不管加速度如何，平均速率表达式总可以写成 (v1、v2 分别为初、末速率) D、运动物体速率不变时，速度可以变化 7、质点作半径为R的变速圆周运动时的加速度大小为(v表示任一时刻质点的速率) A、 B、 C、 D、 8、质点沿半径为R的圆周匀速率运动，每t秒转一圈，则在2t秒时间间隔中，其平均速度大小与平均速率大小分别为A、B、0，0 C、0， D、，0 9、关于曲线运动叙述错误的是A、所有圆周运动的加速度都指向圆心B、圆周运动的速率和角速度之间的关系是C、质点作曲线运动时，某点的速度方向就是沿该点曲线的切线方向D、速度的方向一定与运动轨迹相切 10、以表示质点的位矢，S表示在t时间内所通过的路程，质点在t时间内平均速度的大小为A、 B、 C、D、二、判断题 1、质点作曲线运动时，在某点的速度方向总是沿该点曲线的切线方向。 2、加速度始终保持不变的运动一定是直线运动。 3、平均加速度也可以称为瞬时加速度。 4、所有圆周运动的加速度都指向圆心。 5、物体具有恒定的加速度，必作匀加速直线运动。 6、位移是位置矢量的增量。 7、物体的速率在减小，其加速度必在减小。 8、物体的加速度在减小，其速率必在减小。三、填空题1、已知质点的运动方程为 (SI)，则该质点的轨道方程为 ；时速度的大小为 ；方向为 。2、在xy平面内有一运动质点，其运动学方程为：（SI），则t时刻其速度 ；其切向加速度的大小 ；该质点运动的轨迹是 。3、在x轴上作变加速直线运动的质点,已知其初速度为v0,初始位置为x0加速度为a=Ct2 (其中C为常量),则其速度与时间的关系v= , 运动方程为x= .4、质点沿x方向运动，其加速度随时间的变化关系为a = 3+2 t (SI) ,如果初始时刻质点的速度v 0为5 m/s，则当为3s时，质点的速度v = 。5、质点沿半径为R的圆周运动，运动学方程为 (SI) ，则时刻质点的法向加速度大小为an= ；角加速度= 6、半径为30 cm的飞轮，从静止开始以0.50 rads-2的匀角加速度转动，则飞轮边缘上一点在飞轮转过240时的切向加速度at ；法向加速度an 。7、飞轮半径为0.4 m，自静止启动，其角加速度，当t2 s时边缘上某点的速度大小 ；法向加速度大小 ；切向加速度大小 ；合加速度大小 。四、计算题1、一质点在xOy平面上运动，运动方程为x3t5，,式中t以s计，x，y以m计，求(1)以时间t为变量，写出质点位置矢量的表示式； (2)计算t0 s时刻到t4 s时刻内质点的位移及平均速度；(3)求出质点速度矢量的表示式，计算t4 s时质点的速度； (4)求出质点加速度矢量的表示式，计算t4 s时质点的加速度(请把位置矢量、位移、平均速度、瞬时速度、平均加速度和瞬时加速度都表示成直角坐标系中的矢量式).2、已知一质点作直线运动，其加速度a43t.开始运动时，x5 m，v0，求该质点在t10 s时的速度和位置.牛顿运动定律院别 班级 姓 名 学号 一、 选择题 1、用水平压力把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止当逐渐增大时，物体所受的静摩擦力 A、 恒为零 B、 不为零，但保持不变 C、 随F成正比地增大 D、 开始随F增大，达到某一最大值后，就保持不变 2、关于牛顿第二定律叙述不正确的是A、合外力与加速度之间的关系是瞬时的B、动量随时间的变化率等于物体所受的合外力C、牛顿第二定律只适用于质点的运动 D、牛顿第二定律不适用于曲线运动 3、关于牛顿第三定律叙述不正确的是A、作用力和反作用力大小相等 B、作用力和反作用力方向相反C、作用力和反作用力沿同一直线 D、作用力和反作用力是一对平衡力 4、质量为0.25kg的质点，受(N)的力作用，t=0时该质点以=2m/s的速度通过坐标原点，该质点任意时刻的位置矢量是 A、2+2（m） B、（m）C、（m） D、条件不足，无法确定图2.1 6、质量分别为m和M的滑块A和B，叠放在光滑水平面上，如图2.1，A、B间的静摩擦系数为，滑动摩擦系数为为 ,系统原先处于静止状态今将水平力F作用于B上，要使A、B间不发生相对滑动，应有A、 F ms mg B、 F ms (1+m/M) mg C、 F ms (m+M) g D、 F 7、如图2.2质量为m的物体用细绳水平拉住，静止在倾角为的固定的光滑斜面上，则斜面给物体的支持力为图2.2 A、 B、 C、 D、 8、一只质量为m的猴，原来抓住一根用绳吊在天花板上的质量为M的直杆，悬线突然断开，小猴则沿杆子竖直向上爬以保持它离地面的高度不变，此时直杆下落的加速度为 A、 B、 C、 D、 9、质量为m的物体自空中落下，它除受重力外，还受到一个与速度平方成正比的阻力的作用，比例系数为k，k为正值常量该下落物体的收尾速度(即最后物体作匀速运动时的速度)将是A、 B、 C、 D、Pw图2.3 10、如图2.3一光滑的内表面半径为10cm的半球形碗，以匀角速度w 绕其对称轴旋转，已知放在碗内表面上一个小球P相对碗静止，其位置高于碗底4cm,则由此可推知碗旋转的角速度约为A、13rad/s B、 17rad/sC、10 rad/s D、 18rad/s二、判断题 1、力是引起物体运动的原因。 2、力是维持物体运动的原因。 3、力是改变物体运动的原因。 4、若不受力物体一定静止。 5、相对于惯性参考系作匀速直线运动的参考系都是惯性系。 6、作用力和反作用力是一对平衡力。 7、物体只有作匀速直线运动和静止时才有惯性。vR图2.4三、填空题ABCmq图2.51、一架轰炸机在俯冲后沿一竖直面内的圆周轨道飞行,如图2.4所示,如果飞机的飞行速率为一恒值v =640（km/h），为使飞机在最低点的加速度不超过重力加速度的7倍(7g),则此圆周轨道的最小半径R= ,若驾驶员的质量为70kg，在最小圆周轨道的最低点,他的视重(即人对坐椅的压力) N = .2、质量为m的小球,用轻绳AB、BC连接,如图2.5,剪断AB前后的瞬间,绳BC中的张力比T ：T = .AB图2.63、质量相等的两物体A和B，分别固定在弹簧的两端，竖直放在光滑水平面C上，如图2.6所示弹簧的质量与物体A、B的质量相比，可以忽略不计若把支持面C迅速移走，则在移开的一瞬间，A的加速度大小aA ；B的加速度的大小aB 。4、已知质量=2kg的质点，其运动方程的正交分解式为（SI），则质点在任意时刻的速度矢量 ；质点在任意时刻所受的合外力 。(请把速度和力都表示成直角坐标系中的矢量式).5、一质量为1kg的质点沿半径为0.5m的圆作圆周运动，其角位置运动方程为，则t=0.5s时质点所受的切向分力的大小Ft= N, 所受的合力的大小F= N。四、计算题1、摩托快艇以初率v0行驶，它受到的摩擦阻力与速率平方成正比，可表示为F= -kv2（k为正常数）。设摩托快艇的质量为m，当摩托快艇发动机关闭后， 求速率v随时间t的变化规律。 求路程x随时间t的变化规律。 证明速度v与路程x之间的关系为，其中。2、光滑的水平桌面上放置一固定的环带，其半径为。一物体贴着环带内侧运动（如图），物体与环带间的滑动摩擦系数为，设物体在某一时刻经A点时刻的速率为，求此后t时刻物体的速率以及从A点开始所经过的路程。功和能院别 班级 姓 名 学号 一、选择题 1、一陨石从距地面高为R(大小等于地球半径)处落向地面，陨石刚开始落下时的加速度和在下落过程中的万有引力作的功分别是A、 B、 C、 D、 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) 作用力和反作用力大小相等、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 3、一竖直悬挂的轻弹簧下系一小球，平衡时弹簧伸长量为d现用手将小球托住，使弹簧不伸长，然后将其释放，不计一切摩擦，则弹簧的最大伸长量为图1A、d B、 C、2d D、条件不足无法判定 4、有一劲度系数为k的轻弹簧，原长为l0，将它吊在天花板上当它下端挂一托盘平衡时，其长度变为l1然后在托盘中放一重物，弹簧长度变为l2，则由l1伸长至l2的过程中，弹性力所作的功为 A、 B、C、 D、 5、A、B二弹簧的劲度系数分别为kA和kB，其质量均 忽略不计今将二弹簧连接起来并竖直悬挂，如图1所示当系统静止时，二弹簧的弹性势能EPA与EPB之比为A、 B、 C、 D、 6、质量为m0.5kg的质点，在Oxy坐标平面内运动，其运动方程为x5t，y=0.5t2（SI），从t=2 s到t=4 s这段时间内，外力对质点作的功为A、 1.5 J B、 3 J C、 4.5 J D、 -1.5 J 7、子弹射入放在水平光滑地面上静止的木块而不穿出以地面为参考系，下列说法中正确的是 A、 子弹的动能转变为木块的动能B、 子弹木块系统的机械能守恒C、 子弹动能的减少等于子弹克服木块阻力所作的功Mm图2D、 子弹克服木块阻力所作的功等于木块获得的动能 8、如图2所示1/4圆弧轨道(质量为M)与水平面光滑接触,一物体(质量为m)自轨道顶端滑下, M与m间有摩擦,则A、 M与m组成系统的总动量及水平方向动量都守恒, M、 m与地组成的系统机械能守恒；B、 M与m组成系统的总动量及水平方向动量都守恒, M、m与地组成的系统机械能不守恒；C、M与m组成的系统动量不守恒, 水平方向动量不守恒, M、m与地组成的系统机械能守恒； D 、M与m组成的系统动量不守恒, 水平方向动量守恒, M、m与地组成的系统机械能不守恒.二、判断题 1、合力对质点所作的功，等于每个分力所作的功的代数和。 2、势能是个过程量、是相对的、属于系统的。 3、摩擦力对运动物体一定作负功。 4、做功与惯性参考系的选择无关。 5、保守力做功与路径无关。 6、仅在保守力作用下的系统，系统的机械能守恒。三、填空题1、如图3所示，质量m2 kg的物体从静止开始，沿1/4圆弧从A滑到B，在B处速度的大小为v6 m/s，已知圆的半径R4 m，则物体从A到B的过程中摩擦力对它所作的功W 。 2、如图4所示，一弹簧竖直悬挂在天花板上，下端系一个质量为m的重物，在O点处平衡，设x0为重物在平衡位置时弹簧的伸长量。（1） 以弹簧原长O 处为弹性势能和重力势能零点，则在平衡位置O处的重力势能、弹性势能和总势能各为 、 、 。（2） 以平衡位置O处为弹性势能和重力势能零点，则在弹簧原长O 处的重力势能、弹性势能和总势能各为 、 、 。3、已知地球质量为M，半径为R一质量为m的火箭从地面上升到距地面高度为2R处在此过程中，地球引力对火箭作的功为 。4、保守力做功的大小与路径 ；摩擦力做功的大小与路径 ；势能的大小与势能零点的选择 ，势能的增量与势能零点的选择 。（四个空均填写有关或无关）5、一根长为，质量为的匀质链条放在光滑水平桌面上，而将其长度的悬挂于桌边下。若将悬挂部分拉回桌面，需做的功值为 。6、某质点在力(45x)(SI)的作用下沿x轴作直线运动，在从x0移动到x10m的过程中，力所做的功为 。xx0OO图4四、计算题图51、如图5所示，一物体质量为2 kg，以初速度v03 ms1从斜面A点处下滑，它与斜面的摩擦力为8 N，到达B点后压缩弹簧20 cm后停止，然后又被弹回。求弹簧的劲度系数和物体最后能回到的高度.2、一轻弹簧原长为l0,劲度系数为k，上端固定，下端挂一质量为m的物体，先用手托住，使弹簧保持原长。然后突然将物体释放，求物体到达最低位置时弹簧的最大伸长和弹力是多少？物体经过平衡位置时的速率为多大？动量与角动量院别 班级 姓 名 学号 一、选择题 1、以下说法正确的是：A、 大力的冲量一定比小力的冲量大B、 小力的冲量有可能比大力的冲量大C、 速度大的物体动量一定大D、 质量大的物体动量一定大 2、作匀速圆周运动的物体运动一周后回到原处，这一周期内物体 A、 动量守恒，合外力为零B、 动量守恒，合外力不为零C、动量变化为零，合外力不为零, 合外力的冲量为零D、动量变化为零，合外力为零 3、质量为M的船静止在平静的湖面上，一质量为m的人在船上从船头走到船尾，相对于船的速度为.。如设船的速度为，则用动量守恒定律列出的方程为A、 M+m = 0 B、 M = m (+)C、 M= m D、 MV+m (+) = 0 4、质量为m的铁锤竖直落下，打在木桩上并停下，设打击时间为Dt，打击前铁锤速率为v，则在打击木桩的时间内，铁锤所受平均合外力的大小为A、mv/Dt B、（mv/D t）mgC、（mv/D t）mg D、2mv/Dt 5、粒子B的质量是粒子A的质量的4倍，开始时粒子A的速度为（），粒子B的速度为（)，由于两者的相互作用，粒子A的速度变为()，此时粒子B的速度等于A、 B、 C、 0 D、mMq 6、一质量为M的斜面原来静止于光滑水平面上，将一质量为m的木块轻轻放于斜面上,如图所示。 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 7、质量为20 g的子弹沿X轴正向以 500 m/s的速率射入一木块后，与木块一起仍沿X轴正向以50 m/s的速率前进，在此过程中木块所受冲量的大小为 A、9 N s B、 -9 N s C、10 N s D、 -10 N s 8、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 9、力，其作用点的矢径为，则该力对坐标原点的力矩大小为 A、 B、 C、 D、 10、力F=12ti(SI)作用在质量m=2kg的物体上，使物体由原点从静止开始运动，则它在3秒末的动量应为：A、-54i kgm/s B、54i kgm/sC、-27i kgm/s D、27i kgm/s 二、判断题 1、只有外力才能对系统的总动量改变有贡献，而系统的内力是不能改变系统的总动量的。 2、质点的动量和动能都与惯性参考系的选择无关。 3、质点系的动量守恒，则该系统中一部分质点的速率变大时，另一部分质点的速率一定会变小。 4、作用力和反作用力在相同时间内的冲量大小必定相等。 5、两个大小与质量相同的小球，从相同的高度自由下落。一个是弹性球，另一个是非弹性球。在数值上，弹性球对地面的冲量大于非弹性球对地面的冲量。（忽略空气阻力） 6、人坐在车上推车是怎么也推不动的，但坐在轮椅上的人却能够让车前进，这说明内力有时可以改变系统的动量。三、填空题1、质量为m的物体以初速v0、抛射角 =300从地面抛出，不计空气阻力，落地时动量增量的大小为 ，方向为 。2、质量为m的物体从静止开始自由下落，若不计空气阻力，在物体下落h距离这段时间内，重力的冲量大小是 。3、如图所示，质量分别为m和3m的物体A和B放在光滑的水平面上，物体A以水平初速度v0，通过轻弹簧C与原来静止的物体B碰撞，当弹簧压缩到最短时，物体B速度的大小是 。4、质量为m的铁锤竖直落下，打在木桩上而静止，若打击时间为t,打击前瞬时锤的速度为，则在打击的t时间内锤受到的合外力平均值的大小为 。 5、质量为m的人造卫星，以速率v绕地球作匀速率圆周运动，当绕过半个圆周时，卫星的动量改变大小为 ，当转过整个圆周时，卫星的动量改变大小为 。6、设作用在质量为1 kg的物体上的力F6t3（SI）如果物体在这一力的作用下，由静止开始沿直线运动，在0到2.0 s的时间间隔内，这个力作用在物体上的冲量大小I 。7、一个F=30+4t (SI)的力作用在质量为10kg的物体上，要使冲量等于300Ns，此力的作用时间t为 。 四、计算题1、质量为m，速率为v的小球，以入射角斜向与墙壁相碰，又以原速率沿反射角方向从墙壁弹回。设碰撞时间为，求墙壁受到的平均冲力。2、质量为M1.5 kg的物体，用一根长为l1.25 m的细绳悬挂在天花板上。今有一质量为m10 g的子弹以v0500 m/s的水平速度射穿物体，刚穿出物体时子弹的速度大小v 30 m/s，设穿透时间极短。求： (1) 子弹刚穿出时绳中张力的大小； (2) 子弹在穿透过程中所受的冲量大小。刚体的定轴转动院别 班级 姓 名 学号 一、选择题 1、以下运动形态不是平动的是A、火车在平直的斜坡上运动 B、飞轮的转动C、活塞在气缸内的运动 D、 空中缆车的运动 2关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是A、只取决于刚体的质量，与质量的空间分布和轴的位置无关B、取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关C、取决于刚体的质量，质量的空间分布和轴的位置D、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 3、有A、B两个半径相同,质量相同的细圆环。A环的质量均匀分布，B环的质量不均匀分布，设它们对过环心的中心轴的转动惯量分别为JA和J B，则有A、 JAJB B、 JAJB C、 无法确定哪个大 D、 JAJB 4、以下说法正确的是: A、角速度大的物体，受的合外力矩也一定大B、有角加速度的物体，所受合外力矩不可能为零C、有角加速度的物体，所受合外力一定不为零D、作定轴（轴过质心）转动的物体，不论角加速度多大，所受合外力一定为零 5、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：A、合力矩增大时，物体角速度一定增大B、合力矩减小时，物体角速度一定减小C、合力矩减小时，物体角加速度不一定变小D、合力矩增大时，物体角加速度不一定增大 6、质量相同的三个均匀刚体A、B、C(如图所示)以相同的角速度w绕其对称轴旋转，己知RA=RCRB，若从某时刻起，它们受到相同的阻力矩，则A、A先停转 B、B先停转C、C先停转RARBRC空心ABC D、A、C同时停转 7、转动惯量相同的两物体m1、m2 都可作定轴转动，分别受到不过转轴的两力F1、F2的作用，且F1F2，它们获得的角加速度分别为b1和b2。则以下说法不正确的是A、b1可能大于b2 B、b1可能小于b2 C、b1可能等于b2 D、b1一定大于b2 8、银河系中有一天体是均匀球体，其半径为R，绕其对称轴自转的周期为T，由于引力凝聚的作用，体积不断收缩，则一万年以后应有A、自转周期变小，动能也变小 B、自转周期变小，动能增大C、自转周期变大，动能增大 D、自转周期变大，动能减小 9、如图所示，A、B为两个相同的绕着轻绳的定滑 轮。A滑轮挂一质量为M的物体，B滑轮受拉力F，而且F=Mg，设A、B两滑轮的角加速度分别为和，不计滑轮轴的摩擦，则有A、= B、C、 D、开始时=，以后a)的水平细杆在门外贴近门的平面内沿其长度方向匀速运动，若站在门外的观察者认为此杆的两端可同时被推进此门，则杆相对于门的运动速度u至少为 。4、在v= 的情况下粒子的动量等于非相对论动量的二倍；在v= 的情况下粒子的动能等于它的静止能量.5、两个静止质量为的小球，其一静止，另一个以0.8c的速度运动。在它们作对心完全非弹性碰撞后粘在一起，则碰撞后的速度为 。6、一电子以0.99c的速率运动，则电子的总能量为 J；电子的经典