大学物理习题集上 册大学物理教学部二00九年九月目 录部分物理常量1练习一 质点运动的描述2练习二 圆周运动 相对运动 3练习三 牛顿运动定律5练习四 功和能6练习五 冲量和动量8练习六 力矩 转动惯量 转动定律 10练习七 转动定律(续) 角动量 12练习八 力学习题课 13练习九 理想气体状态方程 热力学第一定律15练习十 等值过程 绝热过程16练习十一 循环过程 热力学第二定律18练习十二 卡诺循环 卡诺定理 20练习十三 物质的微观模型 压强公式21练习十四 理想气体的内能 分布律 自由程 23练习十五 热学习题课 24练习十六 谐振动 26练习十七 谐振动能量 谐振动合成28练习十八 波动方程 29练习十九 波的能量 波的干涉31练习二十 驻波 多普勒效应33练习二十一 振动和波习题课 34练习二十二 光的相干性 双缝干涉 光程36练习二十三 薄膜干涉 劈尖 牛顿环 38练习二十四 单缝衍射 光栅衍射 39练习二十五 光的偏振41练习二十六 光学习题课 43 部 分 物 理 常 量1万有引力常量 G=6.6710-11Nm2kg-2重力加速度 g=9.8m/s2阿伏伽德罗常量 NA=6.021023mol-1摩尔气体常量 R=8.31Jmol-1K-1玻耳兹曼常量 k=1.3810-23JK-1斯特藩-玻尔兹曼常量 s = 5.6710-8 Wm-2K-4标准大气压 1atm=1.013105Pa真空中光速 c=3.00108m/s基本电荷 e=1.6010-19C电子静质量 me=9.1110-31kg质子静质量 mn=1.6710-27kg中子静质量 mp=1.6710-27kg真空介电常量 e0= 8.8510-12 F/m真空磁导率 m0=4p10-7H/m=1.2610-6H/m普朗克常量 h = 6.6310-34 Js维恩常量 b=2.89710-3mK*部分数学常量 1n2=0.693 1n3=1.099说明：字母为黑体者表示矢量练习一 质点运动的描述一. 选择题1. 以下四种运动，加速度保持不变的运动是(A) 单摆的运动；(B) 圆周运动；(C) 抛体运动；(D) 匀速率曲线运动.2.质点在y轴上运动，运动方程为y=4t2-2t3，则质点返回原点时的速度和加速度分别为:(A) 8m/s, 16m/s2.(B) -8m/s, -16m/s2.(C) -8m/s, 16m/s2.(D) 8m/s, -16m/s2.vtt1t2t3O图1.13. 物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为1=10m/s，2=15m/s，若物体作直线运动，则在整个过程中物体的平均速度为(A) 12 m/s.(B) 11.75 m/s.(C) 12.5 m/s.(D) 13.75 m/s.4. 质点沿X轴作直线运动,其v- t图象为一曲线,如图1.1,则以下说法正确的是(A) 0t3时间内质点的位移用v- t曲线与t轴所围面积绝对值之和表示, 路程用v- t曲线与t轴所围面积的代数和表示； (B) 0t3时间内质点的路程用v- t曲线与t轴所围面积绝对值之和表示, 位移用v- t曲线与t轴所围面积的代数和表示；(C) 0t3时间内质点的加速度大于零；(D) t1时刻质点的加速度不等于零.5. 质点沿XOY平面作曲线运动,其运动方程为:x=2t, y=19-2t2. 则质点位置矢量与速度矢量恰好垂直的时刻为(A) 0秒和3.16秒.(B) 1.78秒.(C) 1.78秒和3秒.(D) 0秒和3秒.二. 填空题1. 一小球沿斜面向上运动,其运动方程为s=5+4t-t2 (SI),则小球运动到最高点的时刻为t= 秒.2. 一质点沿X轴运动, v=1+3t2 (SI), 若t=0时,质点位于原点.则质点的加速度a= (SI)；质点的运动方程为x= (SI).3. 一质点的运动方程为r=Acosw t i+Bsinw t j, 其中A, B ,w为常量.则质点的加速度矢量为a= , 轨迹方程为 .三计算题1. 湖中有一条小船，岸边有人用绳子通过岸上高于水面h的滑轮拉船，设人收绳的速率为v0，求船的速度u和加速度a.2. 一人站在山脚下向山坡上扔石子,石子初速为v0,与水平夹角为q (斜向上),山坡与水平面成a角.(1) 如不计空气阻力,求石子在山坡上的落地点对山脚的距离s； (2) 如果a值与v0值一定,q 取何值时s最大,并求出最大值smax.练习二 圆周运动 相对运动一.选择题1. 下面表述正确的是(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,切向加速度必为零.2. 由于地球自转，静止于地球上的物体有向心加速度，下面说法正确的是(A) 静止于地球上的物体,其向心加速度指向地球中心；(B) 荆州所在地的向心加速度比北京所在地的向心加速度大；(C) 荆州所在地的向心加速度比北京所在地的向心加速度小；(D) 荆州所在地的向心加速度与北京所在地的向心加速度一样大小.3. 下列情况不可能存在的是(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；(E) 速率增加而法向加速度大小不变.4. 质点沿半径R=1m的圆周运动,某时刻角速度w=1rad/s,角加速度a=1rad/s2,则质点速度和加速度的大小为(A) 1m/s, 1m/s2.(B) 1m/s, 2m/s2.(C) 1m/s, m/s2.(D) 2m/s, m/s2.5. 一抛射体的初速度为v0,抛射角为q,抛射点的法向加速度,最高点的切向加速度以及最高点的曲率半径分别为(A) gcosq , 0 , v02 cos2q /g.(B) gcosq , gsinq , 0.(C) gsinq , 0, v02/g.(D) g , g , v02sin2q /g.二.填空题1. 一人骑摩托车跳越一条大沟,他能以与水平成30角,其值为30m/s的初速从一边起跳,刚好到达另一边,则可知此沟的宽度为 .2. 任意时刻at=0的运动是 运动；任意时刻an=0的运动是 运动；任意时刻a=0的运动是 运动；任意时刻at=0, an=常量的运动是 运动.ABCMajrw图2.13. 已知质点的运动方程为r=2t2i+cosptj (SI), 则其速度v= ；加速度= ；当t=1秒时,其切向加速度= ；法向加速度= .三.计算题1. 一轻杆CA以角速度w绕定点C转动,而A端与重物M用细绳连接后跨过定滑轮B,如图2.1.试求重物M的速度.(已知CB=l为常数,j=wt,在t时刻CBA=a,计算速度时a作为已知数代入).2. 升降机以a=2g的加速度从静止开始上升,机顶有一螺帽在t0=2.0s时因松动而落下,设升降机高为h=2.0m,试求螺帽下落到底板所需时间t及相对地面下落的距离s.练习三 牛顿运动定律 一.选择题1. 下面说法正确的是(A) 物体在恒力作用下，不可能作曲线运动；(B) 物体在变力作用下，不可能作直线运动；(C) 物体在垂直于速度方向，且大小不变的力作用下，作匀速园周运动；(D) 物体在不垂直于速度方向力的作用下,不可能作园周运动；(E) 物体在垂直于速度方向，但大小可变的力的作用下，可以作匀速曲线运动. mBmAmmBTm(A)(B)图3.12. 如图3.1(A)所示，mA mmB时,算出mB向右的加速度为a,今去掉mA而代之以拉力T= mAg, 如图3.1(B)所示,算出mB的加速度a,则(A) a a .(B) a = a .(C) a a .(D) 无法判断.Mm图3.2m=03. 把一块砖轻放在原来静止的斜面上，砖不往下滑动，如图3.2所示，斜面与地面之间无摩擦，则(A) 斜面保持静止.(B) 斜面向左运动.(C) 斜面向右运动.(D) 无法判断斜面是否运动.m2m图3.3图3.4a4. 如图3.3所示，弹簧秤挂一滑轮，滑轮两边各挂一质量为m和2m的物体，绳子与滑轮的质量忽略不计，轴承处摩擦忽略不计，在m及2m的运动过程中，弹簧秤的读数为(A) 3mg .(B) 2mg .(C) 1mg .(D) 8mg / 3.5. 如图3.4所示,手提一根下端系着重物的轻弹簧,竖直向上作匀加速运动,当手突然停止运动的瞬间,物体将(A) 向上作加速运动.(B) 向