大学物学上 答案(吉林大学出版社)

第一章1.7 质点做曲线运动，下面表示正确的是（ C ）A、 B、 C、 D、1.8 下面表述正确的是（ B ）A、质点作圆周运动，加速度一定与速度垂直；B、物体作直线运动，法向加速度必为零；C、轨道最弯处法向加速度最大；D、某时刻的速率为零，切向加速度必为零1.9 下列情况不可能存在的是（ D ）A、速率增加，加速度大小减少； B、速率减少，加速度大小增加；C、速率不变而有加速度； D、速率增加而无加速度1.10 做平抛运动的质点，不变的物理量是（ D ）A、 B、 C、 D、1.11 对于做曲线运动的物体，以下几种说法中，正确的是（ B ）A、切向加速度必不为零；B、法向加速度必不为零（拐点处除外）；C、由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零；D、若物体做匀速率运动，其总加速度必为零；E、若物体的加速度为恒矢量，它一定做匀变速率运动。1.14 一质点的运动方程为，式中，分别以、为单位。试求：（1）它的速度与加速度；（2）它的轨迹方程。 （1），；(2) 1.15 一质点沿轴运动，坐标与时间的变化关系为，式中分别以、为单位，试计算：（1）在最初内的位移、平均速度和末的瞬时速度；（2）末到末的平均加速度；（3）末的瞬时加速度。 (1) 最初内的位移：最初内的平均速度：2s末的瞬时速度： (2) 末到末的平均加速度： (3) 末的瞬时加速度：1.16 一质点沿轴做加速运动，开始时质点位于处，初速度为。（1）当时，求任意时刻质点的速度及位置；（2）当时，求任意时刻质点的速度及位置；（3）当时，求质点的速度与位置的关系。以上各式中，是常量。解：（1），（2），（3）即，1.17 路灯距地面的高度为，一个身高为的人，在路上匀速运动，速度为，如图1-14。求：（1）人影中头顶的移动速度；（2） 影子长度增长的速率。解：(1) 人影中头顶位置应该在地面上做一维直线运动，设路灯的正下方为坐标原点，人影中头顶位置坐标为，人影中头顶的移动速度为： ， 根据三角形相似的原理， ， Q 所以 而 ， 因此。 (2) 由于影子长度等于人影中头顶位置和人位置的水平间距，所以影子长度增长的速率为 1.19 一质点沿半径为的圆周运动，其角坐标（以弧度计）可用下式表示其中的单位是秒（）试问：（1）在时，它的法向加速度和切向加速度各是多少？（2）当等于多少时其总加速度与半径成角 ？解：(1) 利用 ，得到法向加速度和切向加速度的表达式 ，在时，法向加速度和切向加速度为： ，(2) 要使总加速度与半径成角，必须，即解得 ，此时 第二章2.6 以下说法错误的是（ A ）A、势能的增量大，相关的保守力做的正功多；B、势能是属于物体系的，其量值与势能零点的选取有关；C、功是能量转换的量度；D、物体速率的增量大，合外力做的正功多。2.7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（ C ）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。2.8以下说法正确的是（ A ）A、功是标量，能也是标量，不涉及方向问题；B、某方向的合力为零，功在该方向的投影必为零；C、某方向合外力做的功为零，该方向的机械能守恒；D、物体的速度大，合外力做的功多，物体所具有的机械能也多。2.9质量为的弹性球，以速率沿与水平线成角的斜向上方向射来，打在水平放置的钢板上，并以相同的角度和速率弹出去。则作用于球的冲量（ D ）A、方向竖直向上，大小等于；B、方向竖直向下，大小等于；C、方向竖直向上，大小等于；D、方向竖直向下，大小等于。2.17如图2-17，一质点为的子弹射入置于光滑水平面上质量为并与劲度系数为的轻弹簧连着的木块后使弹簧最大压缩了，求子弹射入前的速度。 解：以子弹和连着轻弹簧的木块为系统入射前后，动量守恒：（1）弹簧压缩前后，机械能守恒：（2）联立（1）（2）得; 2.18一质量为的车静止在光滑的水平面上，车上悬挂摆长为、质量为的单摆，如图2-18所示。开始时，摆线水平、摆球静止，突然放手，当摆球运动到摆线呈铅直的瞬间，求摆球相对地面的速度为多少。解 选摆球与小车及地球组成的物体系为研究对象.设车速度及摆球相对地面速度分别为V与，设向右为正向，由于系统水平方向不受外力，则系统水平方向动量守恒 (1)又由于在摆球下摆过程中，只有保守内里重力作功，故系统机械能守恒.设摆球摆到最低处时重力势能为零，则有 (2)(1)、(2)两式联立，则2.20质量为7.210-23kg，速度为6.0107m/s的粒子A，与另一个质量为其一半而静止的粒子B相碰，假定这碰撞是弹性碰撞，碰撞后粒子A的速率为5107m/s，求：（1）粒子B的速率及偏转角；（2）粒子A的偏转角。解：两粒子的碰撞满足动量守恒写成分量式：碰撞是弹性碰撞，满足动能守恒： 代入：， ，解得：(1)，；(2)第三章3.8 一质量为，半径为的匀质圆盘旋转时，在某一瞬间突然有一片质量为的小碎片从圆盘的边缘飞出，则飞轮的转动惯量变为（ C ）A、 B、 C、 D、不能确定3.9在刚体的定轴转动中，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 ）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。3.10一匀质圆盘状飞轮，质量为20kg，半径为30cm，当它以每分钟60转的速率，绕垂直与圆盘面且通过圆盘圆心的轴转旋转时，其动能为（ D ）A、 B、 C、 D、3.11在自由转动着的水平转台的边缘站着一人，当该人从边缘沿径向走到转台中心的过程中，系统的转动动能（ C ）A、不变 B、减小 C、增加 D、先减小后不变3.12运动员手握两只哑铃，站在无摩擦旋转的水平平台上，开始时此人两手平握哑铃，人、哑铃、平台组成的系统以角速度旋转，随后，此人将哑铃下垂于身体两侧，在此过程中，下面说法正确的时（ B ）A、角动量守恒，机械能守恒； B、角动量守恒，机械能不守恒；C、角动量不守恒，机械能守恒； D、角动量不守恒，机械能不守恒。3.13一根长为、质量为的匀质棒，自由悬挂于通过其上端的光滑水平轴上。现有一质量为的子弹以水平速度射向棒的中心，并以的水平速度穿出棒，此后棒的最大偏转角为，则的大小为（ A ）A、 B、 C、 D、3.14一质量为，半径为的匀质薄圆盘，在水平面上绕通过中心且垂直盘面的轴转动。设圆盘与水平面之间的滑动摩擦因素为。若开始以角速度旋转，问：（1）圆盘停止转动经过多长时间？（2）上述过程中摩擦力矩所作的功？ 解：（1）摩擦力矩式中，为质量面密度。而所以得角角速度为故，（2）根据动能定理有3.15一根长度为均匀木棒，质量为，可绕水平轴在竖直平面内转动(无摩擦)，开始时棒水平静止放置，当棒在重力的作用下转动到与水平方面成角时，求：(1) 力矩作功；(2) 杆的角的加速度；(3) 杆的角加速度。解：(1)根据定轴转动力矩作功的计算式 式中 所以 (2) 根据定轴转动的转动定理 式中 再利用 可得 (3) 利用机械能守恒： 所以 3.18一长、质量的匀质细棒，可绕水平轴在竖直平面内转动，开始时，细棒处于自然竖直状态，现有一质量的子弹，以的速率从点射入棒中，点与点的距离为，如图3-18所示。求：AO（1）棒开始运动时的角速度；（2）棒的最大偏转角。解：系统绕杆的悬挂点的角动量为 子弹射入后，整个系统的转动惯量为 由角动量守恒有 子弹射入后，且杆仍然垂直时，系统的动能为 当杆转至最大偏转角时，系统动能为零，势能的增加量为 由机械能守恒， 得 。第四章4.11 一质点作简谐振动cm。某时刻它在cm处，且向X轴负向运动，它要重新回到该位置至少需要经历的时间为（ B ）A、 B、 C、 D、 4.12 一个单摆，如果摆球的质量增加为原来的四倍，摆球经过平衡位置时的速度减为原来的一半，则单摆（ B ）A、频率不变，振幅不变； B、频率不变，振幅改变；C、频率改变，振幅不变； D、频率改变，振幅改变；4.15一谐振系统周期为0.6s，振子质量为200g，振子经平衡位置时速度为12cm/s，则再经0.2s后振子动能为（ D ）A、 B、0 C、 D、。4.17 下述说法中哪些是正确的（ C ）A、波只能分为横波和纵波；B、波动质点按波速向前运动；C、波动中传播的只是运动状态和能量；D、波经过不同媒质传播过程中波长不变。4.18对于机械横波，下列说法正确的是（ A ）A、波峰处质元的动能、势能均为零；B、处于平衡位置的质元势能为零、动能为最大；C、处于平衡位置的质元动能为零、势能为最大；D、波谷处质元的动能为零、势能为最大。4.19一个平面简谐波沿x轴负方向传播，波速=10m/s。x=0处，质点振动曲线如图4-19所示，则该波的表式为（ B ）A、；B、；C、；D、。4.20在同一媒质中两列相干的平面简谐波强度之比是，则两列波的振幅之比为（ B ）A、4 B、2 C、16 D、1/44.22 一物体沿轴作简谐振动，振幅，周期，在时物体位于6.0cm处且向轴正方向运动，求：（1）该简谐振动的初相位；（2）时，物体的位置、速度和加速度；解：（1）简谐振动的位移和速度分别为已知，在，即解得又知，在时，物体向轴正方向运动，有，同时满足这两个条件的解为 所以（2）应用以上各式，在时，物体的位置为物体的速度为物体的加速度为4.28一平面简谐波以速度沿轴负方向传播，如图4-28所示。已知点的振动表达式是，式中以米计，以秒计。 (1) 以点为坐标原点写出波动方程； (2) 以距点处的点为坐标原点写出波动方程。解(1)：(2) 点振动方程为：波动方程为 4.32如图4-32所示，设点发出的平面简谐波沿方向传播，它在点的振动方程为；点发出的平面简谐沿方向传播，它在点的振动方程为，本题中以米计，以秒计。设、，波速，求：（1）两波传到点时的位相差；（2）若在点处相遇的两波的振动方向相同，求处合振动的振幅；（3）若在点处相遇的两波的振动方向相互垂直，再求处合振动的振幅。 解(1)：由 得到 即在处两波同相位。(1) 由于两波同相位，且振动方向相同 (2) 当，且两振动方向垂直时第五章6.9根据热力学第二定律可知（ C ）A、功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功；B、热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体；C、不可逆过程就是不能向反方向进行的过程；D、一切自发过程都是不可逆的。6.6一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加一倍。那么气体温度的改变（绝对值）（ D ）A、绝热过程中最大，等压过程中最小；B、绝热过程中最大，等温过程中最小；C、等压过程中最大，绝热过程中最小；D、等压过程中最大，等温过程中最小。答案：D比较温度，等温过程，等压过程，绝热过程，则6.7 一绝热容器被各版、隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体，若把隔板抽出，气体将进行自由膨涨，达到平衡后（ A ）A、温度不变，压强减小；B、温度降低，压强减小；C、温度升高，压强减小；D、温度不变，压强不变。6.9根据热力学第二定律可知（ D ）A、功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功；B、热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体；C、不可逆过程就是不能向反方向进行的过程；D、一切自发过程都是不可逆的。6.13 0.02kg的氦气（视为理想气体），温度由升为。若在升温过程中，（1）体积保持不变；（2）压强保持不变；（3）不与外界交换热量。试分别求出内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功。答案为：（1），（2），（3），1、 什么是波的干涉条件？答：同频率、同震动方向、恒相差。2、 什么是波的叠加原理？ 答：如果有几列波在同一介质中传播时，再相遇区域内，任一点的震动为各个波单独存在时在该点引起的振动的矢量和；在各列波相遇之后，每一列波都将独立地保持自己原有的特性（频率、波长、振动方向、振幅），按照原来的方向继续前行，就像没有遇到其他的波一样，