《物理学》第四版祝之光编期末复习题

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1、力学选择题1. 质点沿x轴运动，运动方程为x=2t2+6(SI)，则质点的加速度大小为( B )A. 2ms2B. 4ms2C. 6ms2D. 8ms22. 质点作曲线运动，若r表达位矢，s表达路程，表达速度，表达速率，表达切向加速度，则下列四组体现式中，对的的是( B ) (A)， (B) ， (C) ， (D) ，；3. 质点作直线运动，其运动学方程为。在到的时间内质点的位移和路程分别为( D )。 (A) 3 m，3 m (B) 9 m，10 m (C) 9 m，8 m (D) 3 m，5 m 4. 某物体的运动规律为，式中的k为不小于零的常量当时，初速为v0，则速度与时间t的函数关系是

2、( C )。 (A) (B) (C) , (D) 5. 在忽视空气阻力和摩擦力的条件下，加速度矢量保持不变的运动是( C )A.单摆的运动 B.匀速率圆周运动 C.抛体运动 D.弹簧振子的运动6.在单摆由a点经b、c、d运动到e点的过程中，各点加速度方向的示意图是( D )7. 如图所示，一物体沿固定圆弧形光滑轨道由静止下滑，在下滑过程中，则( B )(A) 它的加速度方向永远指向圆心，其速率保持不变(B) 它受到的轨道的作用力的大小不断增长(C) 它受到的合外力大小变化，方向永远指向圆心(D) 它受到的合外力大小不变，其速率不断增长8. 在同一高度上抛出两颗小石子，它们的初速度大小相似、方向

3、分别沿45仰角方向和水平方向，忽视空气阻力，则它们落地时的速度( B )A.大小不同、方向不同 B.大小相似、方向不同C.大小相似、方向相似 D.大小不同、方向相似9. 质点系机械能守恒的条件是( A )A.外力作功之和为零，非保守内力作功之和为零B.外力作功之和为零，非保守内力作功之和不为零C.外力作功之和为零，内力作功之和为零D.外力作功之和为零，内力作功之和不为零10. 质点在a、b两点的弹性势能分别和，则在质点由b运动到a的过程中，弹性力做功为( A )A.B. C.D.11. 一辆装有沙子的小车以初速度v沿水平方向运动，忽视一切阻力，若在运动过程中沙子不断地洒落，则装有沙子的小车(

4、B )A.速度不变，动量不变B.速度不变，动量变化C.速度变化，动量不变D.速度变化，动量变化12. 如图所示，一绳穿过水平光滑桌面中心的小孔联结桌面上的小物块。令物块先在桌面上作以小孔为圆心的圆周运动，然后将绳的下端缓慢向下拉，则小物块的( D )(A) 动量、动能、角动量都变化(B) 动量不变，动能、角动量都变化(C) 动能不变，动量、角动量都变化(D) 角动量不变，动能、动量都变化O13. 如图所示，均匀木棒可绕过其中点的水平光滑轴在竖直面内转动。棒初始位于水平位置，一小球沿竖直方向下落与棒的右端发生弹性碰撞。在碰撞过程中，小球和棒构成的系统( C )(A) 动量守恒，动能守恒 (B)

5、动量守恒，角动量守恒 (C) 角动量守恒，动能守恒 (D) 只有动能守恒OA14. 如图所示，均匀木棒OA可绕过其端点O并与棒垂直的水平光滑轴转动。令棒从水平位置开始下落，在棒转到竖直位置的过程中，下列说法中对的的是( B )(A) 角速度从小到大，角加速度从小到大 (B) 角速度从小到大，角加速度从大到小(C) 角速度从大到小，角加速度从大到小(D) 角速度从大到小，角加速度从小到大15. 如图，杆的长度为L，它的上端悬挂在水平轴O上，杆对O的转动惯量为J.起初，杆处在静止状态.既有一质量为m的子弹以水平速度v0击中杆的端点并以速度v穿出，此时杆的角速度为( C )A.B.C.D.16. A

6、、B两木块质量分别为和，且=2，两者用一轻弹簧连接后静止于光滑水平桌面上，如图所示。今用外力将两木块压近，使弹簧被压缩，然后将外力撤去，则此后两木块运动动能之比为 ( )A. 1/2 B. 2 C. D. /2 17. 把戏滑冰运动员绕通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0。然后她将双臂收回，是转动惯量减少为J0。这时她转动的角速度变为( )A. 0 B. 0 C. 0 D. 30填空题1. 质点的运动方程为r=4ti+2t2j(SI)，则当t=1s时，速度方向与x轴正方向间的夹角为_.答案：452. 以质点沿X轴作变加速直线运动。设t=0时，质点的位置坐标为，速率为

7、；加速度随时间的变化关系为（c为正常数），则质点在t时刻的速率 ，其运动方程 。答案： ，3. 一质点作半径为R的圆周运动，其路程S随时间t变化的规律为S=bt+ct2,式中b、c为正的常量。则在任一时刻t，质点的切向加速度a=_，法向加速度an=_。答案：a=c，4. 一质点在X-Y平面内运动，其运动学方程为。当 秒时，质点的位矢与速度正好垂直；当 秒时，质点离原点近来。答案：3，35. 质点从t=0时刻开始由静止沿x轴运动，其加速度a=2ti(SI)，则当t=2s时该质点的速度大小为_ms.答案：46. 质点运动学方程为，当t=1s时，此质点的切向加速度大小为 。答案：0.707m/s-2

8、7. 质点沿半径为2m的圆周运动，在5s内速率由100均匀地减至60。则质点的角加速度大小为 ，转过的总转数为 转。答案：4，31.88. 质量为0.25 kg的质点，受力 (SI)的作用，式中t为时间t = 0时该质点以 (SI)的速度通过坐标原点，则该质点任意时刻的位置矢量是_。 答案：9. 一质量为0.5kg的质点，从原点由静止开始沿x轴正向运动，其速度与位置的关系为v=3x，则在x=2m处质点在x方向上所受合力的大小为 N。答案：910. 已知一质量为1.0 kg的质点在力F作用下沿x轴运动，运动学方程为x=3t-4t2+t3(SI)，在0到4 s的时间间隔内，力F的冲量I= ；力F对

9、质点所作的功W= 。答案：， 计算题1. 在光滑水平桌面上，一质量为m原静止的物体，被一锤所击，锤的作用力沿水平方向，其大小为 。 求：（1）锤力在0t 时间内对物体所作的功； （2）物体在任一时刻t的速度。解:由动能定理mOxF2. 一种力F作用在质量为 1.0 kg的质点上，使之沿x轴运动。已知在此力作用下质点的运动学方程为x=3t-4t2+t3(SI)在0到4 s的时间间隔内， 求：(1) 力F的冲量大小I ； (2) 力F对质点所作的功W。 解：由题意物体沿x轴运动，则， (1分)(1) (也可用动量定理来求)(2) (也可用动能定理来求)3. 一质量为m的质点，仅在x方向受到随时间t

10、变化的外力Fx=F0作用(式中F0和T均为正值恒量)，在t=0时由静止开始沿x轴运动，求：(1)质点加速度为零的时刻；(2)在0到T这段时间内质点受到冲量的大小；(3)运用动量定理，求t=T时质点的速率v.解： (1)由可看出，当时外力为零，质点加速度为零。(2)质点在0到T这段时间内受到的冲量(3)由动量定理：，此时质点的速率。4. 如图，一匀质木棒长为l，质量为M，可绕支点O自由转动。一质量为m、速率为v的子弹水平射入棒内距支点为r 处，求：(1)棒与子弹一起开始转动时的角速度；(2)碰撞前后子弹和木棒构成的系统的动能损失。解：在子弹射入的瞬间，合外力矩为零，则角动量守恒5. 如图所示，设

11、两重物的质量分别为m1和m2，且m1m2，定滑轮的半径为r，对转轴的转动惯量为J，轻绳与滑轮间无滑动，滑轮轴上摩擦不计设开始时系统静止，试求t时刻滑轮的角速度。解：作示力图两重物加速度大小a相似，方向如图. m1gT1m1a T2m2gm2a设滑轮的角加速度为a，则(T1T2)rJa 且有 ara由以上四式消去T1，T2得： 故张力开始时系统静止，故t时刻滑轮的角速度 6在高速旋转的微型电机里，有一圆柱形转子可绕垂直其横截面并通过中心的转轴旋转。开始起动时，角速度为零。起动后其转速随时间变化关系为：，式中。 求：(1)t=6s时电动机的转速。(2)起动后，电动机在t=6s 时间内转过的圈数。(

12、3)角加速度随时间变化的规律。解：(1) 将 t=6s，代入，得到(2) 6s内转过的圈数为(3) 转动的角加速度为振动和波选择题1. 一质点作简谐振动，周期是T，则质点从平衡点运动到振幅一半的位置处所需要的最短时间是( A )。 AT/12 BT/6 CT/4 DT/22. 一列沿x轴正向传播的平面简谐波，周期为0.5s，波长为2m。则在原点处质点的振动相位传到x=4m处所需要的时间为( B )。 A0.5s B1s C2s D4s3.在简谐波传播过程中，沿传播方向相距为（为波长）的两点的振动速度必然（ A ）。 (A) 大小相似，而方向相反； (B) 大小和方向均相似； (C) 大小不同，

13、方向相似； (D) 大小不同，而方向相反。4.简谐振动在t时刻的相位为，则在t+(T为周期)时刻的相位是( C )A.B.C.D.5.一质点作简谐振动的运动学方程为x=A cos()，当振动相位为时，质点的 ( A )A.位移为负，速度与加速度反向B.位移为负，速度与加速度同向C.位移为正，速度与加速度反向D.位移为正，速度与加速度同向6.一平面简谐波沿x轴正向传播，周期为T，t时刻的波形如图所示，由图可知，x2处质元比x1处质元开始振动的时间和相位分别落后( D )A.T和B.和C.和D.和7.平面简谐波的体现式为y=0.02cos(20t-5x)+(SI)，其频率和波速分别为( A )A.

14、10Hz和4msB.10Hz和5msC.20Hz和4msD.20Hz和5ms8.一质点沿x轴作简谐振动，其振动体现式为x=Acos(),若下列x-t余弦曲线的圆频率均为、则与该体现式相应的轴线为( D )填空题1. 在旋转矢量图上，简谐振动的角频率用旋转矢量的 来表达。答案：旋转角速度2. 任意时刻t，旋转矢量与X 轴的 表达简谐振动的相位。答案：夹角3一质量为m的质点，在力F= - p2x的作用下，沿X轴运动，则该质点运动的周期为 。432-11t(s)ox(cm)x1x21-22答案：4. 已知两个简谐振动的振动曲线如图所示两简谐振动的最大速率之比为 。答案：115. 一简谐振动的体现式为

15、，已知 t = 0时的初位移为0.04 m，初速度为0.09 m/s，则振幅 A = ，初相f =_。答案：0.05 m，-0.205p6. 有两个同方向同频率的简谐振动，其体现式分别为x1=Acos(t+)，x2=Acos()，则旋转矢量法求得合振动的初相位为_。答案：或1057. 一平面简谐波的波源的振动方程为，式中A、均为不小于零的常数，此振动以速度沿OX 轴正方向传播，以波源为坐标原点，该简谐波的波动方程为 ；任意时刻在波的传播方向上相距为D的两点间的相位差为 。答案：，9. 平面简谐波的波速为3.40102m/s，频率为1.20102Hz，该平面简谐波的波长=_m.在同一波线上相位差

16、为的两点间的距离x=_m.答案：2.83,7.0810-1计算题1. 如图所示，一平面简谐波沿Ox轴的负方向传播，波速大小为u，若P处介质质点的振动方程为 ，求 (1) O处质点的振动方程； (2) 该波的波动体现式； (3) 与P处质点振动状态相似的那些点的位置。解：(1) O处质点的振动方程为 (2) 波动体现式为 (3) x = -L k ( k = 1，2，3，) 2. 一横波沿绳子传播，其波的体现式为m（1）求此波的振幅、波速、频率和波长；（2）求绳子上各质点的最大振动速度和最大振动加速度；（3）求处和处二质点振动的相位差。解：解：与原则形式 比较得 （1）A = 0.05m m （

17、2） （3）图 1Oxt=0 =-/2AA/2v3. 一质点在x轴方向作简谐振动，其振动方程为 (SI)。求：(1) 质点的初速度；(2) 质点在第一次通过正向最大位移一半处的运动速度和运动加速度。解：由题意，则 (1) 质点的初速度为 (2) 该简谐振动的旋转矢量如图所示，当质点位于正向最大位移一半时，其振动相位 ，则，得，代入速度方程和加速度方程，则 4. 如图所示为平面简谐波在t=0 时的波形图，设此简谐波的频率为250Hz，且此时图中点P的运动方向向上。求：(1)该波的波动方程；(2)在距原点为7.5m处质点的运动方程与t=0该点的振动速度。解：(1)t=0， ， (2) x=7.5m

18、处质点的运动方程: t=0时， 波动光学选择题1.如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e，并且n1n2n3，1为入射光在折射率为n1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为( C ) n1n2n3入射光反射光2反射光1(A) ； (B) ； (C) ； (D) 。 2. 如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e，并且n1n2n3，1为入射光在折射率为n1的媒质中的波长，则两束反射光的光程差为( D ) n1n2n3入射光反射光2反射光1(A) ； (B) ； (C) ； (D) 。 3. 在

19、空气中做双缝干涉实验，屏幕E上的P处是明条纹。若将缝S2盖住，并在S1、S2连线的垂直平分面上放一平面反射镜M，其他条件不变(如图)，则此时( B ) A.P处仍为明条纹 B.P处为暗条纹 C.P处位于明、暗条纹之间 D.屏幕E上无干涉条纹填空题1. 光从折射率较小的介质射向折射率较大的介质时，反射光的相位会突变 。答案：2. 若一双缝装置的两个缝分别被折射率为和的两块厚度均为e的透明介质所遮盖，此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光的光程差 。答案：(n1-n2)e或(n2-n1)e均可3. 已知在迈克耳孙干涉仪中使用波长为的单色光在干涉仪的可动反射镜移动距离d的过程中，干涉条纹将移动

20、_条。答案:2d/ 4. 在双缝干涉实验中，形成第三级明纹的两束光(波长为)的相位差为_，光程差为_。答案：6(或-6)，3(或-3)6. 在空气中有一劈形透明膜，其劈尖角rad，在波长的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距，由此可知此透明材料的折射率n= 。(1nm=10-9m)答案：1.410. 杨氏双缝干涉实验的入射光波长为，双缝间距为d，缝屏距为D，若以折射率为n，厚度为e的透明薄片，盖住双缝中上方的一条狭缝，则光程差为零的明纹位置坐标x= 。答案：计算题1. 折射率为1.50的平板玻璃上有一层厚度均匀的油膜，油膜的折射率为1.25，用一束可以持续调节波长的单色平行光垂直照射油膜

21、，观测到波长为500 nm和700 nm的单色光在反射光中相继消失，求油膜的最小厚度？解：2.在杨氏干涉装置中，已知双缝的间距为0.342mm，双缝至屏幕的垂直距离为2.00m，测得第10级干涉亮纹至零级亮纹之间的距离为3.44cm，试求单色光光源的波长。解：由杨氏干涉实验的干涉规律， 相邻明条纹（或暗条纹）的间距电磁学选择题1. 均匀带电球面球心处的场强大小以E1表达，球面内其他任一点的场强大小以E2表达，则( A )A.E1=0，E2=0B.E1=0，E20C.E10，E2=0D.E10，E202. 如图所示，在坐标(a，0)处放置一点电荷q，在坐标(a，0)处放置另一点电荷qP点是y轴上

22、的一点，坐标为(0，y)当ya时，该点场强的大小为( C )。 (A) ； (B) ； (C) ； (D) 。 3. 半径为R的均匀带电球面的静电场中各点的电场强度的大小E与距球心的距离r之间的关系曲线为( B ) 4.由真空中静电场的高斯定理可知( C ) A.闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强一定为零 B.闭合面内的电荷代数和不为零时，闭合面上各点场强一定都不为零 C.闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强不一定都为零 D.闭合面内无电荷时，闭合面上各点场强一定为零5.有关静电场中某点电势值的正负，下列说法中对的的是（ C ）。 (A) 电势值的正负取决于置于该点的实验电荷

23、的正负 (B) 电势值的正负取决于电场力对实验电荷作功的正负 (C) 电势值的正负取决于电势零点的选用 (D) 电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负6.一电场强度为E的均匀电场，E的方向与X轴正向平行，如图所示.则通过图中一半径为R的半球面的电场强度通量为（ D ） (A) R2E (B) R2E (C) 2R2E (D) 0BA+Q1+Q27.如图所示，A、B为两导体大平板，面积均为S，平行放置，A板带电荷+Q1，B板带电荷+Q2，如果使B板接地，则AB间电场强度的大小E为（ C ） (A) (B) (C) (D) 9.如图，MN(是长直导线中的一部分)载有恒定电流I，在P点产生的磁感应强

24、度的大小为B。已知O为MN的中点，则ON段直线电流在P点产生的磁感应强度的大小为( B ) A. B B. B/2 C. B/3 D. B/410.如图，两根直导线ab和cd沿半径方向被接到一种截面到处相等的铁环上，稳恒电流I从a端流入而从d端流出，则沿图中闭合途径L的积分等于( D ) (A) (B) (C) (D) 11.真空中有两条平行的长直载流导线，电流强度分别为I1和I2，方向如图所示。磁感应强度B沿图示的形回路L的环流为(D) A. B. C. D. 填空题1. 电荷分别为q1和q2的两个点电荷单独在空间各点产生的静电场强分别为和，空间各点总场强为目前作一封闭曲面S，如图所示，则如

25、下两式分别给出通过S的电场强度通量= ，_。 答案：， 2. 静电场中有一质子(带电荷e1.610-19 ) 沿图示途径从a点经c点移动到b点时，电场力作功810-15 J则当质子从b点沿另一途径回到a点过程中，电场力作功A_；若设a点电势为零，则b点电势Ub . 答案：810-15 J，5104 V计算题1. 真空中有一电荷为Q，半径为R的均匀带电球面。试求：（1）球面外两点间的电势差；（2）球面内两点间的电势差；（3）球面外任意点的电势；（4）球面内任意点的电势。解：R均匀带电球面（1），（2），（3），取，措施一：措施二：，令，则（4），措施一：措施二：由于球面内电场强度到处为零，因此球面为等势体，即2. 半径为R的导体球带电q，球外有一内外半径分别为R1、R2的同心导体球壳，导体壳带电Q，求：（1）空间场强分布及导体球的电势；（2）若将球与球壳用导线连在一起，再求导体球的电势。解：(1) 由高斯定理知(2) 若将球与球壳连在一起3. 厚度为d的“无限大”均匀带电导体板两表面单位面积上电荷之和为。试求，图中离左板面距离为a的一点与离右板面距离为b的一点之间的电势差。 解：选坐标如图由高斯定理，平板内、外的场强分布为： (板内) (板外) 1、2两点间电势差