大学物理考试复习题

大学物理考试题及答案# 大学物理考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是：A. 299792 km/sB. 299792 km/hC. 299792 m/sD. 299792 cm/s答案：C2. 根据牛顿第二定律，力等于：A. 质量乘以加速度B. 加速度乘以质量C. 质量除以加速度D. 加速度除以质量答案：A3. 以下哪个不是电磁波的一种？A. 无线电波B. 红外线C. 紫外线D. 声波答案：D4. 根据热力学第一定律，能量守恒，下列说法正确的是：A. 能量可以被创造B. 能量可以被消灭C. 能量可以从一个物体转移到另一个物体D. 能量可以在不同形式间转换答案：D5. 一个物体从静止开始自由下落，其下落的位移与时间的关系是：A. \( s = gt \)B. \( s = \frac{1}{2}gt^2 \)C. \( s = \frac{1}{2}gt \)D. \( s = gt^2 \)答案：B6. 以下哪个是量子力学中的概念？A. 经典力学B. 波粒二象性C. 牛顿定律D. 热力学定律答案：B7. 根据相对论，当一个物体的速度接近光速时，其质量将：A. 保持不变B. 增加C. 减少D. 消失答案：B8. 根据库仑定律，两个点电荷之间的力与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

这个定律是由谁提出的？A. 牛顿B. 法拉第C. 库仑D. 麦克斯韦答案：C9. 以下哪个是描述电磁场的基本方程？A. 牛顿运动定律B. 麦克斯韦方程组C. 热力学方程D. 薛定谔方程答案：B10. 根据量子力学，一个粒子的波函数可以提供关于该粒子的哪些信息？A. 精确位置B. 精确动量C. 概率分布D. 质量答案：C二、简答题（每题10分，共30分）1. 描述牛顿的三大定律，并简述它们在物理学中的重要性。

答案：牛顿的三大定律是经典力学的基础。

第一定律，惯性定律，指出物体会保持其静止或匀速直线运动状态，除非受到外力作用。

大学物理试题及答案 1物理试题及答案1一、选择题1. 下列哪个物理量是标量？A. 加速度B. 动量C. 荷电量D. 质量答案：D2. 以下哪一项是描述物体向心加速度的？A. F = mV^2/RB. F = maC. F = GmM/R^2D. F = -kx答案：A3. 以下哪种基本力被用于原子核内？A. 弱相互作用力B. 强相互作用力C. 电磁力D. 万有引力答案：B4. 如果一个物体以匀速直线运动，哪些物理量会保持不变？A. 动量B. 加速度C. 动能D. 势能答案：A5. 加速度和质量都是矢量量，因为它们有什么共同之处？A. 它们都可以用标量表示B. 它们都受到相同的力C. 它们都有方向D. 它们都可以用向量表示答案：C二、填空题6. 一个物体从7m/s的速度以匀加速度减速到0m/s，它移动的距离为_____。

答案：(7^2)/2a7. 假设你跳下一个10米高的建筑物，你从地上跳起的速度至少要是_____。

答案：14m/s8. 当电荷增加_____倍，电场的力就增加了相同的倍数。

答案：两倍9. 加速度是速度的_____，速度是位移的_____。

答案：导数，导数10. 能量的单位是_____，它也等于1焦耳。

答案：耗三、解答题11. 题目：一个1000磅的汽车从初始速度60英里/小时匀加速度减速50英里/小时，它会相撞的距离有多远？解答：首先，将速度转换为英尺/秒，即60英里/小时=88英尺/秒，50英里/小时=73.3英尺/秒；通过减去初始速度和最终速度，可以算出减速度，即-5.1英尺/秒^2；将所得的值代入公式，S = (v_f^2 - v_i^2)/2a，算出S = 263英尺。

12. 题目：一颗飞船以7km/s的速度飞行，绕月球公转，它的圆周半径是6000公里。

求该飞船的向心加速度。

解答：首先，将速度转化为米/秒，即7 x 1000 = 7000米/秒；其次，将圆周半径转化为米，即6000 x 1000 = 6 x 10^6米；最后，应用公式a = v^2/r，将所得的值代入，得到a = 6.12 m/s^2。

大学物理经典试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 光的波长为λ，频率为f，光速为c，则下列关系正确的是（）。

A. c=λfB. c=1/(λf)C. c=λ/fD. c=f/λ答案：A2. 一个物体在水平面上以初速度v0开始做匀加速直线运动，加速度为a，经过时间t后，其速度变为（）。

A. v0 + atB. v0 - atC. v0 + 2atD. v0 - 2at答案：A3. 根据牛顿第二定律，下列说法正确的是（）。

A. 力是维持物体运动的原因B. 力是改变物体运动状态的原因C. 力的大小与物体的质量成正比D. 力的方向与物体运动的方向无关答案：B4. 一个质量为m的物体在水平面上受到一个大小为F的恒定力作用，若物体与水平面之间的动摩擦因数为μ，则物体的加速度为（）。

A. F/mB. (F-μmg)/mC. (F+μmg)/mD. μg答案：B5. 根据能量守恒定律，下列说法正确的是（）。

A. 能量可以被创造或消灭B. 能量在转化和转移过程中总量保持不变C. 能量的转化和转移具有方向性D. 能量的转化和转移不具有方向性答案：B二、填空题（每题2分，共10分）1. 根据麦克斯韦方程组，变化的磁场可以产生______电场。

答案：感应2. 一个物体在自由落体运动中，其加速度大小为______。

答案：g3. 根据热力学第一定律，系统内能的增加等于系统吸收的热量与外界对系统做的功之和，即△U = Q + W，其中W为______。

答案：正功4. 理想气体状态方程为PV = nRT，其中R为______常数。

答案：气体5. 根据开普勒第三定律，行星绕太阳公转的周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比，比例常数为______。

答案：k三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述牛顿第三定律的内容及其在日常生活中的应用。

答案：牛顿第三定律指出，对于任何两个相互作用的物体，它们之间的力是相互的，大小相等，方向相反。

《大学物理》复习题及答案《大学物理》复习题及答案一：填空题1: 水平转台可绕通过中心的竖直轴匀速转动.角速度为?,台上放一质量为m的物体，它与平台之间的摩擦系数为?，m在距轴Ｒ处不滑动，则?满足的条件是??; 2: 质量为m的物体沿x轴正方向运动，在坐标x处的速度大小为kx，则此时物体所受力的大小为F?。

3: 质点在xoy平面内运动，任意时刻的位置矢量为r?3sin?ti?4cos?tj，其中?是正常数。

速度v?，速率v?，运动轨迹方程;物体从x?x1运动到x?x2所需的时间为4: 在合外力F?3?4x(式中F以牛顿，x以米计)的作用下，质量为6kg的物体沿x 轴运动。

如果t?0时物体的状态为，速度为x0?0,v0?0,那么物体运动了3米时，其加速度为。

2５：一质点沿半径为米的圆周运动，其转动方程为??2?t。

质点在第1s 末的速度为，切向加速度为6: 一质量为m?2kg的质点在力F?4ti?(2?3t)j(N)作用下以速度v0?1j(m?s?1)运动，若此力作用在质点上的时间为2s，则此力在这2s内的冲量I?在第2s末的动量P? ;质点7：一小艇原以速度v0行驶，在某时刻关闭发动机，其加速度大小与速率v成正比，但方向相反，即a??kv,k为正常数，则小艇从关闭发动机到静止这段时间内，它所经过的路程?s?，在这段时间内其速率v与时间t的关系为v? 8：两个半径分别为R1和R2的导体球，带电量都为Q,相距很远，今用一细长导线将它们相连，则两球上的带电量Q1?则球心O处的电势UO?,Q2?9:有一内外半径分别为R及2R金属球壳，在距离球心O为R处放一电量为q的点电荷，2.在离球心O为3R处的电场强度大小为E?,电势U? 2210: 空间某一区域的电势分布为U?Ax?By，其中A,B为常数，则场强分布为Ex?为，Ey? ；电势11: 两点电荷等量同号相距为a，电量为q，两电荷连线中点o处场强为；将电量为?q0的点电荷连线中点移到无穷远处电场力做功为12: 在空间有三根同样的长直导线，相互间距相等，各通以同强度同方向的电流，设除了磁相互作用外，其他影响可忽略，则三根导线将13: 一半径为R的圆中通有电流I，则圆心处的磁感应强度为第1页。

一、选择题2、(本题3分) (0343)图所示，用一斜向上的力F (与水平成30o 角)，将一重为G 的木块压靠在竖直壁面上，如果不论用怎么大的力F ，都不能使木块向上滑动，则说明木块与壁面间的静摩擦力系数μ的大小为 (A) μ≥12 (B) μ(C) μ(D) μ≥[ B ]3、(本题3分) (0366)质量为m 的平板A ，用竖直的弹簧支持而处在水平位置，如图。

从平台上投掷一个质量也是m 的球B ，球的初速为v ，沿水平方向。

球由于重力作用下落，与平板发生完全弹性碰撞。

假定平板是光滑的，则与平板碰撞后球的运动方向应为：(A) A 0方向 (B) A 1方向 (C) A 2方向 (D) A 3方向[ C ]5、(本题3分) (4091)如图所示，一定量理想气体从体积V 1，膨胀到体积V 2分别经历的过程是：A →B 等压过程，A →C 等温过程，A →D 绝热过程，其中吸热量最多的过程(A) 是A →B . (B) 是A →C . (C) 是A →D .(D) 既是A →B 也是A →C ，两过程吸热一样多。

[ A ]9、(本题3分) (0128)如图所示，一个小物体，位于光滑的水平桌面上，与一绳的一端相连结，绳的另一端穿过桌面中心的小孔O 。

该物体原以角速度ω在半径为R 的圆周上绕O 旋转，今将绳从小孔缓慢往下拉。

则物体(A) 动能不变，动量改变。

(B) 动量不变，动能改变。

(C) 角动量不变，动量不变。

(D) 角动量改变，动量改变。

(E) 角动量不变，动能、动量都改变。

[ E ]215、(本题3分) 1492如图所示，两个同心的均匀带电球面。

内球面带电量Q 1，外球面带电量Q 2，则在两球面之间、距离球心为r 处的P 点的场强大小E 为：(A)1204Q r πε. (B)12204Q Q r πε+(C) 2204Q r πε (D)21204Q Q rπε-[ A ]17、(本题3分) 1611有三个直径相同的金属小球。

j i r )()(t y t x +=大学物理期末复习题力学局部一、填空题：，则质点的速度为，加速度为。

2.一质点作直线运动，其运动方程为221)s m 1()s m 2(m 2t t x --⋅-⋅+=，则从0=t 到s 4=t 时间间隔内质点的位移大小质点的路程。

3.设质点沿x 轴作直线运动，加速度t a )s m 2(3-⋅=，在0=t 时刻，质点的位置坐标0=x 且00=v ，则在时刻t ，质点的速度，和位置。

4．一物体在外力作用下由静止沿直线开场运动。

第一阶段中速度从零增至v,第二阶段中速度从v 增至2v ，在这两个阶段中外力做功之比为。

5．一质点作斜上抛运动〔忽略空气阻力〕。

质点在运动过程中，切向加速度是，法向加速度是 ，合加速度是。

〔填变化的或不变的〕6．质量m =40 kg 的箱子放在卡车的车厢底板上，箱子与底板之间的静摩擦系数为s ＝，滑动摩擦系数为k ＝，试分别写出在以下情况下，作用在箱子上的摩擦力的大小和方向．(1)卡车以a = 2 m/s 2的加速度行驶，f =_________，方向_________．(2)卡车以a = -5 m/s 2的加速度急刹车，f =________，方向________．7．有一单摆，在小球摆动过程中，小球的动量；小球与地球组成的系统机械能；小球对细绳悬点的角动量〔不计空气阻力〕．〔填守恒或不守恒〕二、单项选择题：1.以下说法中哪一个是正确的〔〕〔A 〕加速度恒定不变时，质点运动方向也不变 〔B 〕平均速率等于平均速度的大小 〔C 〕当物体的速度为零时，其加速度必为零 〔D 〕质点作曲线运动时，质点速度大小的变化产生切向加速度，速度方向的变化产生法向加速度。

2.质点沿Ox 轴运动方程是m 5)s m 4()s m 1(122+⋅-⋅=--t t x ，则前s 3内它的〔〕 〔A 〕位移和路程都是m 3 〔B 〕位移和路程都是-m 3 〔C 〕位移为-m 3，路程为m 3〔D 〕位移为-m 3，路程为m 53. 以下哪一种说法是正确的〔〕〔A 〕运动物体加速度越大，速度越快〔B 〕作直线运动的物体，加速度越来越小，速度也越来越小〔C 〕切向加速度为正值时，质点运动加快〔D 〕法向加速度越大，质点运动的法向速度变化越快4.一质点在平面上运动，质点的位置矢量的表示式为j i r 22bt at +=〔其中a 、b 为常量〕，则该质点作〔〕〔A 〕匀速直线运动 〔B 〕变速直线运动〔C 〕抛物线运动〔D 〕一般曲线运动5. 用细绳系一小球，使之在竖直平面内作圆周运动，当小球运动到最高点时，它〔 〕 〔A 〕将受到重力，绳的拉力和向心力的作用〔B 〕将受到重力，绳的拉力和离心力的作用〔C 〕绳子的拉力可能为零〔D 〕小球可能处于受力平衡状态6．功的概念有以下几种说法〔1〕保守力作功时，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，所以两者作功的代数和必为零以上论述中，哪些是正确的〔〕〔A 〕〔1〕〔2〕〔B 〕〔2〕〔3〕〔C 〕只有〔2〕〔D 〕只有〔3〕7．质量为m 的宇宙飞船返回地球时，将发动机关闭，可以认为它仅在地球引力场中运动，当它从与地球中心距离为1R 下降到距离地球中心2R 时，它的动能的增量为〔〕〔A 〕2E R mm G ⋅〔B 〕2121E R R R R m Gm -〔C 〕2121E R R R m Gm -〔D 〕222121E R R R R m Gm --8．以下说法中哪个或哪些是正确的〔〕〔1〕作用在定轴转动刚体上的力越大，刚体转动的角加速度应越大。

一、 选择题1．已知自由空间一均匀平面波， 其磁场强度为0cos()y H e H t z ωβ=-， 则电场强度的方向____， 能流密度的方向为____。

（ A ）A. x ，zB. -x ，zC. x ， -zD. -x ， -z2．损耗媒质中的电磁波，其传播速度随媒质电导率σ的增大而 。

（ B ）A.不变B. 减小C. 增大D.和电导率无关3．如图所示两个载流线圈，所受的电流力使两线圈间的距离 。

（ A ）A.增大B.缩小C.不变D.和力无关4．在无损耗媒质中，电磁波的相速度与波的频率 。

（ C ）A ．成正比B ．成反比C ．无关D ．线性变化5．电位移表达式D E ε= （ C ）A ．在各种电介质中适用B ．只在各向异性的电介质中适用C ．只在各向同性的、线性的均匀的电介质中适用D ．真空中适用6．恒定电流场基本方程的微分形式说明它是 （ B ）A. 有散无旋场B.无散无旋场C.无散有旋场D.有散有旋场7．已知电场中一闭合面上的电移位 D 的通量不等于零，则意味着该面内 （ D ）A ．一定存在自由磁荷B ．一定不存在自由电荷C ．不能确定D ．一定存在自由电荷8．下面表述正确的为 （ D ）A ．矢量场的散度结果为一矢量场B ．标量场的梯度结果为一标量场C ．矢量场的旋度结果为一标量场D ．标量场的梯度结果为一矢量场9．电偶极子是_ __ （ A ）A ．两个相距很小的等量异号点电荷组成的系统B ．两个相距很小的等量同号点电荷组成的系统C ．两个相距很大的等量异号点电荷组成的系统D ．两个相距很大的等量同号点电荷组成的系统10．亥姆霍兹定理表明，研究一个矢量场，必须研究它的 ，才能确定该矢量场的性质。

（ A ）A.散度和旋度B.散度和通量C.旋度和环量D.梯度和方向导数11．磁场强度表达式B H μ= （ C ）A.在各种磁介质中适用B.只在各向异性的磁介质中适用C.只在各向同性的、线性的均匀的磁介质中适用D.真空中适用12．正弦电磁场 ( 角频率为ω ) 的磁场强度复矢量H 满足的亥姆霍兹方程为 （ A ）A.22000H H ωεμ∇+=B.220r r H H ωεμ∇+=C.200r H H ωεμ∇+=D.200r H H ωεμ∇+=13．静电场中电位为零处的电场强度 （ C ）A.一定为零B.最大C.不能确定D.最小14．标量场的梯度的方向为 （ B ）A.等值面的切线方向B.等值面的法线方向C.标量增加的方向D.标量减小的方向15．下列关于电场（力）线表述正确的是 （ B ）A.由正的自由电荷出发，终止于负的自由电荷B.由正电荷出发，终止于负电荷C.正电荷逆着电场线运动D.负电荷顺着电场线运动16．矢量场的散度在直角坐标下的表示形式为 （ A ）A.y x z A A A x y z∂∂∂++∂∂∂ B.x y z Ax Ay Az e e e x y z ∂∂∂++∂∂∂ C.x y z A A A e e e x y z ∂∂∂++∂∂∂ D.A A A x y z ∂∂∂++∂∂∂ 17．已知自由空间一均匀平面波，其电场强度为0cos()x E e E t z ωβ=-， 则能流密度的方向____， 磁场强度的方向为____。

大学物理考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是（）。

A. 299,792,458 m/sB. 299,792,458 km/sC. 299,792,458 m/hD. 299,792,458 km/h2. 牛顿第一定律描述的是（）。

A. 物体在不受力时的运动状态B. 物体在受力时的运动状态C. 物体在受力时的加速度D. 物体在受力时的位移3. 根据热力学第一定律，能量（）。

A. 可以被创造B. 可以被消灭C. 既不能被创造也不能被消灭D. 可以被转移4. 电磁波谱中，波长最长的是（）。

A. 无线电波B. 微波C. 红外线D. 可见光5. 根据欧姆定律，电阻R、电流I和电压V之间的关系是（）。

A. R = I/VB. R = V/IC. I = R/VD. V = R*I6. 质能等价公式E=mc^2中，E表示（）。

A. 能量B. 质量C. 速度D. 动量7. 在理想气体状态方程PV=nRT中，P表示（）。

A. 温度B. 压力C. 体积D. 物质的量8. 根据电磁感应定律，当磁场变化时，会在导体中产生（）。

A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电容9. 波长、频率和波速之间的关系是（）。

A. 波长× 频率 = 波速B. 波长÷ 频率 = 波速C. 波长 + 频率 = 波速D. 波长 - 频率 = 波速10. 根据量子力学，电子在原子中的运动状态是由（）描述的。

A. 经典力学B. 量子力学C. 相对论D. 热力学二、填空题（每题2分，共20分）1. 光的双缝干涉实验证明了光具有_______性。

2. 牛顿第二定律的公式是_______。

3. 热力学第二定律指出，不可能从单一热源吸热使之完全转化为_______而不产生其他效果。

4. 电磁波的传播不需要_______介质。

5. 欧姆定律的公式是_______。

6. 质能等价公式E=mc^2是由物理学家_______提出的。

大学物理试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是：A. 3×10^8 m/sB. 3×10^5 km/sC. 3×10^2 km/sD. 3×10^4 km/s答案：A2. 根据牛顿第二定律，力F与加速度a和质量m的关系是：A. F = maB. F = ma^2C. F = m/aD. F = a/m答案：A3. 电荷守恒定律表明：A. 电荷不能被创造或消灭B. 电荷可以被创造或消灭C. 电荷只能被创造D. 电荷只能被消灭答案：A4. 热力学第一定律表明能量守恒，其表达式为：A. ΔU = Q + WB. ΔU = Q - WC. ΔU = W - QD. ΔU = Q * W答案：B二、填空题（每题5分，共20分）1. 电磁波的传播不需要_________。

答案：介质2. 根据欧姆定律，电阻R、电流I和电压V之间的关系是R =________。

答案：V/I3. 热力学第二定律表明，不可能从单一热源吸取热量使之完全转化为_________而不产生其他影响。

答案：功4. 光的折射定律，即斯涅尔定律，可以表示为n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)，其中n1和n2分别是光从介质1到介质2的________。

答案：折射率三、计算题（每题10分，共20分）1. 一个质量为2kg的物体从静止开始，受到一个恒定的力F = 10N作用，求物体在5秒内移动的距离s。

答案：根据牛顿第二定律F = ma，可得加速度a = F/m = 10/2 = 5m/s^2。

根据位移公式s = 1/2 * a * t^2，可得s = 1/2 * 5 * 5^2 = 62.5 m。

2. 一个电阻R = 5Ω，通过它的电流I = 2A，求电阻两端的电压U。

答案：根据欧姆定律U = IR，可得U = 5 * 2 = 10V。

四、简答题（每题10分，共40分）1. 简述麦克斯韦方程组的四个方程。

大学物理试题题库及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是（）。

A. 299792458 m/sB. 300000000 m/sC. 299792458 km/sD. 300000000 km/s2. 根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。

那么，当作用力增加一倍时，物体的加速度（）。

A. 增加一倍B. 减少一半C. 保持不变D. 无法确定3. 一个物体从静止开始自由下落，其下落过程中，重力做功的功率与时间的关系是（）。

A. 线性增加B. 指数增加C. 先增加后减少D. 保持不变4. 根据热力学第一定律，一个封闭系统的内能变化等于系统与外界交换的热量与系统对外做的功之和。

如果一个系统既没有热量交换也没有做功，那么它的内能（）。

A. 增加B. 减少C. 保持不变5. 电磁波谱中，波长最短的是（）。

A. 无线电波B. 微波C. 红外线D. 伽马射线6. 根据麦克斯韦方程组，变化的磁场会产生（）。

A. 电场B. 磁场C. 重力场D. 温度场7. 一个理想的弹簧振子，其振动周期与振幅无关，与（）有关。

A. 弹簧的劲度系数B. 振子的质量C. 弹簧的劲度系数和振子的质量D. 振子的质量与重力加速度8. 根据量子力学，一个粒子的波函数可以描述粒子的（）。

A. 位置B. 动量C. 能量D. 位置和动量的概率分布9. 根据狭义相对论，当一个物体以接近光速的速度运动时，其质量会（）。

A. 增加B. 减少C. 保持不变10. 在理想气体状态方程PV=nRT中，R代表的是（）。

A. 气体常数B. 温度C. 压力D. 体积二、填空题（每题2分，共20分）1. 根据库仑定律，两个点电荷之间的力与它们的电荷量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，其比例系数是______。

2. 欧姆定律表明，导体中的电流与两端电压成正比，与导体的电阻成反比，其数学表达式为______。

3. 一个物体在水平面上以恒定加速度运动，其位移与时间的关系可以表示为s = __________。

大学物理考试题库及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 在国际单位制中，下列哪个单位不是基本单位？A. 米（m）B. 千克（kg）C. 秒（s）D. 瓦特（W）答案：D2. 一个物体在平直道路上做匀速运动，下列哪个因素不会影响物体的运动状态？A. 道路摩擦力B. 道路坡度C. 物体质量D. 物体速度答案：C3. 下列哪个现象表明地球是圆的？A. 星星在夜空中闪烁B. 船只在海平面上逐渐消失C. 地平线D. 月亮的形状变化答案：B4. 关于牛顿第三定律，下列说法正确的是：A. 作用力与反作用力大小相等，方向相反B. 作用力与反作用力大小不等，方向相反C. 作用力与反作用力大小相等，方向相同D. 作用力与反作用力大小不等，方向相同答案：A5. 下列哪个物理量是标量？A. 速度B. 力C. 加速度D. 路程答案：D6. 一个物体从静止开始沿着光滑斜面下滑，下列哪个因素会影响物体的加速度？A. 物体质量B. 斜面角度C. 重力加速度D. 物体与斜面之间的摩擦力答案：B7. 下列哪个现象与电磁感应无关？A. 发电机B. 变压器C. 电动机D. 麦克斯韦方程组答案：D8. 光在真空中的传播速度约为：A. 1×10^5 km/sB. 3×10^5 km/sC. 1×10^8 m/sD. 3×10^8 m/s答案：D9. 下列哪个物理现象可以用光的波动理论解释？A. 光的直线传播B. 光的反射C. 光的折射D. 光的衍射答案：D10. 下列哪个物理学家提出了万有引力定律？A. 伽利略B. 牛顿C. 开普勒D. 卡文迪许答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 国际单位制中的基本单位有：米（m）、千克（kg）、秒（s）、安培（A）、开尔文（K）、摩尔（mol）和坎德拉（cd）。

2. 牛顿第二定律的数学表达式为：F = ma。

3. 在真空中，光的速度为：3×10^8 m/s。

Am 1m 2BO A r Q 1 Q 2 R 1R 2 OP l Bbav α 重考复习参考题（自动化专业)一、 选择题。

1.如图所示，S 1和S 2是两个半径相同的球面。

P 1和P 2是两球面上的对应点，当点电荷q 1、q 2、q 3从图一的分布状态变为图二的分布状态时，则：[ D ] (A) 1212p p S S E d s=E d s ,E E ⋅⋅=⎰⎰ (B) 1212p p S S E d s=E d s ,E E ⋅⋅≠⎰⎰(C) 1212p p S S E d s E d s ,E =E ⋅≠⋅⎰⎰(D) 1212p p S S E d s E d s ,E E ⋅≠⋅≠⎰⎰2.如图所示，在半径为R1的金属球表面紧贴一个外半径为R2、电容率为ε的介质球壳（不带电），球壳外为真空，P 为介质球壳内一点，距球心O 点的距离为r 。

当金属球带上电量为Q 的电荷、且以无穷远处为电势零点，则P 点的场强大小和电势分别为：[ C ](A) 22Q QEp=,Up=4r 4R πεπε(B)20002Q Q QEp=,Up=4r 4r 4R +πεπεπε (C)2202Q Q 11Q Ep=,Up=4r 4r R 4R ⎛⎫-+⎪πεπεπε⎝⎭ (D)200102Q Q QEp=,Up=4r 4R 4R +πεπεπε3.如图所示，L 1、L 2是两个半径为R 的圆周，电流I 1≠I 2，P 1、P 2为两个圆周上的对应点。

当电流I 1和I 2的位置从图（一）状态变化到图（二）状态时，则：[ B ] (A)1212p p L L B dl B dl ,B B ⋅=⋅≠⎰⎰(B) 1212p p L L B dl B dl ,B B ⋅≠⋅≠⎰⎰(C) 1212p p L L B dl B dl ,B B ⋅=⋅=⎰⎰(D) 1212p p LL B dl B dl ,B B ⋅≠⋅=⎰⎰4.如图所示，AB 是一根无限长载流直导线，通有电流I1，C 、D 是两个材料和尺寸相同的正方形金属线圈，两金属线圈C 、D 与直线AB 共面。

大学物理（一）复习题及解答一、选择题1.某质点的运动方程为)(6532SI t t x +-=，则该质点作( )。

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．下列表述中正确的是（ ）。

A 、质点沿x 轴运动，若加速度0<a ，则质点必作减速运动；B 、在曲线运动中，质点的加速度必定不为零；C 、若质点的加速度为恒矢量，则其运动轨道必为直线；D 、当质点作抛体运动时，其法向加速度n a 、切向加速度t a 是不断变化的；因此， 22t n a a a +=也是不断变化的。

3.下列表述中正确的是：A 、质点作圆周运动时，加速度方向总是指向圆心；B 、质点作抛体运动时，由于加速度恒定，所以加速度的切向分量和法向分量也是恒定的；C 、质点作曲线运动时，加速度方向总是指向曲线凹的一侧；D 、质点作曲线运动时，速度的法向分量总是零，加速度的法向分量也应是零。

4.某物体的运动规律为t kv dtdv 2-=，式中的k 为大于零的常数；当t =0时，初速为0v ，则速度v 与时间t 的函数关系是( )。

A 、0221v kt v +=；B 、0221v kt v +-=；C 、02121v kt v +=；D 、02121v kt v -=。

5.质点在xoy 平面内作曲线运动，则质点速率的正确表达式为（ ）。

A 、dt dr v =；B 、dt r d v =；C 、dtds v =；D 、22)()(dt dy dt dx v += ；E 、dt r d v =。

6．质点作曲线运动，r表示位置矢量，s 表示路程，t a 表示切向加速度，下列表达式中，(1)a dt dv =；(2)v dt dr =；(3)v dtds =；(4)t a dt v d = ｜； 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。

大学物理考试题及答案一、选择题1. 下列关于力的描述，正确的是（）。

A. 力是物体间的相互作用，具有大小和方向。

B. 力的作用是相互的，作用力和反作用力大小相等，方向相反。

C. 力的作用效果与力的作用点有关。

D. 以上选项均正确。

答案：D2. 物体做匀速直线运动时，下列说法正确的是（）。

A. 物体的速度不变。

B. 物体的加速度为零。

C. 物体所受合力为零。

D. 以上选项均正确。

答案：D3. 关于功的定义，下列说法正确的是（）。

A. 功是力和力的方向的乘积。

B. 功是力和力的方向的点积。

C. 功等于力的大小乘以物体在力的方向上的位移。

D. 功是力对物体所做的功。

答案：C4. 根据牛顿第二定律，下列说法正确的是（）。

A. 物体的加速度与作用力成正比。

B. 物体的加速度与物体的质量成反比。

C. 加速度的方向与作用力的方向相同。

D. 以上选项均正确。

答案：D5. 波长为λ的光波在介质中的波速为v，那么在真空中该光波的波速为（）。

A. vB. λ/vC. 3×10^8 m/sD. 2×10^8 m/s答案：C二、填空题1. 物体在水平面上受到的摩擦力与物体对水平面的压力成正比，比例系数为_________。

答案：摩擦系数2. 一个质量为2kg的物体，受到一个10N的水平力作用，加速度为_________。

答案：5 m/s^23. 一个电路中，电阻R1为10Ω，电阻R2为20Ω，当它们串联时，总电阻为_________。

答案：30Ω4. 一束光从空气射入水中，如果水的折射率为1.33，那么光线的传播方向将_________。

答案：改变5. 一个半径为R的圆形线圈，通以电流I，放在均匀磁场中，线圈所受的磁力矩大小为_________。

答案：μ = I * (πR^2)三、计算题1. 一个质量为0.5kg的物体，受到一个斜向上的力F，大小为20N，与水平方向成30度角，求物体的加速度。

解：首先分解力F为水平分量和垂直分量。

第一章 质点运动学1 -1 质点作曲线运动,在时刻t 质点的位矢为r ,速度为v ,速率为v,t 至(t ＋Δt )时间内的位移为Δr , 路程为Δs , 位矢大小的变化量为Δr ( 或称Δ｜r ｜),平均速度为v ,平均速率为v ．(1) 根据上述情况,则必有( ) (A) ｜Δr ｜= Δs = Δr(B) ｜Δr ｜≠ Δs ≠ Δr ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d s ≠ d r (C) ｜Δr ｜≠ Δr ≠ Δs ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d r ≠ d s (D) ｜Δr ｜≠ Δs ≠ Δr ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d r = d s (2) 根据上述情况,则必有( )(A) ｜v ｜= v ,｜v ｜= v (B) ｜v ｜≠v ,｜v ｜≠ v (C) ｜v ｜= v ,｜v ｜≠ v (D) ｜v ｜≠v ,｜v ｜= v分析与解 (1) 质点在t 至(t ＋Δt )时间内沿曲线从P 点运动到P ′点,各量关系如图所示, 其中路程Δs ＝PP ′, 位移大小｜Δr ｜＝PP ′,而Δr ＝｜r ｜-｜r ｜表示质点位矢大小的变化量,三个量的物理含义不同,在曲线运动中大小也不相等(注：在直线运动中有相等的可能)．但当Δt →0 时,点P ′无限趋近P 点,则有｜d r ｜＝d s ,但却不等于d r ．故选(B)．(2) 由于｜Δr ｜≠Δs ,故ts t ΔΔΔΔ≠r ,即｜v ｜≠v ． 但由于｜d r ｜＝d s ,故tst d d d d =r ,即｜v ｜＝v ．由此可见,应选(C)． 1 -2 一运动质点在某瞬时位于位矢r (x,y )的端点处,对其速度的大小有四种意见,即(1)t r d d ； (2)t d d r ； (3)t s d d ； (4)22d d d d ⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x ．下述判断正确的是( )(A) 只有(1)(2)正确 (B) 只有(2)正确 (C) 只有(2)(3)正确 (D) 只有(3)(4)正确分析与解trd d 表示质点到坐标原点的距离随时间的变化率,在极坐标系中叫径向速率．通常用符号v r 表示,这是速度矢量在位矢方向上的一个分量；td d r表示速度矢量；在自然坐标系中速度大小可用公式t s d d =v 计算,在直角坐标系中则可由公式22d d d d ⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=t y t x v 求解．故选(D)．1 -3 质点作曲线运动,r 表示位置矢量, v 表示速度,a 表示加速度,s 表示路程, a ｔ表示切向加速度．对下列表达式,即(1)d v /d t ＝a ；(2)d r /d t ＝v ；(3)d s /d t ＝v ；(4)d v /d t ｜＝a ｔ． 下述判断正确的是( )(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)是对的分析与解 td d v表示切向加速度a ｔ,它表示速度大小随时间的变化率,是加速度矢量沿速度方向的一个分量,起改变速度大小的作用；trd d 在极坐标系中表示径向速率v r (如题1 -2 所述)；ts d d 在自然坐标系中表示质点的速率v ；而t d d v 表示加速度的大小而不是切向加速度aｔ．因此只有(3) 式表达是正确的．故选(D)． 1 -4 一个质点在做圆周运动时,则有( ) (A) 切向加速度一定改变,法向加速度也改变 (B) 切向加速度可能不变,法向加速度一定改变 (C) 切向加速度可能不变,法向加速度不变 (D) 切向加速度一定改变,法向加速度不变分析与解 加速度的切向分量a ｔ起改变速度大小的作用,而法向分量a n 起改变速度方向的作用．质点作圆周运动时,由于速度方向不断改变,相应法向加速度的方向也在不断改变,因而法向加速度是一定改变的．至于a ｔ是否改变,则要视质点的速率情况而定．质点作匀速率圆周运动时, a ｔ恒为零；质点作匀变速率圆周运动时, a ｔ为一不为零的恒量,当a ｔ改变时,质点则作一般的变速率圆周运动．由此可见,应选(B)．*1 -5 如图所示,湖中有一小船,有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动．设该人以匀速率v 0 收绳,绳不伸长且湖水静止,小船的速率为v ,则小船作( )(A) 匀加速运动,θcos 0v v =(B) 匀减速运动,θcos 0v v =(C) 变加速运动,θcos 0v v =(D) 变减速运动,θcos 0v v = (E) 匀速直线运动,0v v =分析与解 本题关键是先求得小船速度表达式,进而判断运动性质．为此建立如图所示坐标系,设定滑轮距水面高度为h,t 时刻定滑轮距小船的绳长为l ,则小船的运动方程为22h l x -=,其中绳长l 随时间t 而变化．小船速度22d d d d h l t llt x -==v ,式中t l d d 表示绳长l 随时间的变化率,其大小即为v 0,代入整理后为θlh l cos /0220v v v =-=,方向沿x 轴负向．由速度表达式,可判断小船作变加速运动．故选(C)．讨论 有人会将绳子速率v 0按x 、y 两个方向分解,则小船速度θcos 0v v =,这样做对吗？1 -6 已知质点沿x 轴作直线运动,其运动方程为32262t t x -+=,式中x 的单位为m,t 的单位为 s ．求：(1) 质点在运动开始后4.0 s 内的位移的大小； (2) 质点在该时间内所通过的路程；(3) t ＝4 s 时质点的速度和加速度．分析 位移和路程是两个完全不同的概念．只有当质点作直线运动且运动方向不改变时,位移的大小才会与路程相等．质点在t 时间内的位移Δx 的大小可直接由运动方程得到：0Δx x x t -=,而在求路程时,就必须注意到质点在运动过程中可能改变运动方向,此时,位移的大小和路程就不同了．为此,需根据0d d =tx来确定其运动方向改变的时刻t p ,求出0～t p 和t p ～t 内的位移大小Δx 1 、Δx 2 ,则t 时间内的路程21x x s ∆+∆=,如图所示,至于t ＝4.0 s 时质点速度和加速度可用tx d d 和22d d t x两式计算．解 (1) 质点在4.0 s 内位移的大小m 32Δ04-=-=x x x (2) 由 0d d =tx得知质点的换向时刻为s 2=p t (t ＝0不合题意)则m 0.8Δ021=-=x x xm 40Δ242-=-=x x x所以,质点在4.0 s 时间间隔内的路程为m 48ΔΔ21=+=x x s(3) t ＝4.0 s 时1s0.4s m 48d d -=⋅-==t t xv2s0.422m.s 36d d -=-==t t x a1 -7 一质点沿x 轴方向作直线运动,其速度与时间的关系如图(a)所示．设t ＝0 时,x ＝0．试根据已知的v -t 图,画出a -t 图以及x -t 图．分析 根据加速度的定义可知,在直线运动中v -t 曲线的斜率为加速度的大小(图中AB 、CD 段斜率为定值,即匀变速直线运动；而线段BC 的斜率为0,加速度为零,即匀速直线运动)．加速度为恒量,在a -t 图上是平行于t 轴的直线,由v -t 图中求出各段的斜率,即可作出a -t 图线．又由速度的定义可知,x -t 曲线的斜率为速度的大小．因此,匀速直线运动所对应的x -t 图应是一直线,而匀变速直线运动所对应的x –t 图为t 的二次曲线．根据各段时间内的运动方程x ＝x (t ),求出不同时刻t 的位置x ,采用描数据点的方法,可作出x -t 图．解 将曲线分为AB 、BC 、CD 三个过程,它们对应的加速度值分别为2s m 20-⋅=--=AB AB AB t t a v v (匀加速直线运动)0=BC a (匀速直线运动)2s m 10-⋅-=--=CD CD CD t t a v v (匀减速直线运动)根据上述结果即可作出质点的a -t 图［图(B)］．在匀变速直线运动中,有2021t t x x ++=v由此,可计算在0～2ｓ和4～6ｓ时间间隔内各时刻的位置分别为用描数据点的作图方法,由表中数据可作0～2ｓ和4～6ｓ时间内的x -t 图．在2～4ｓ时间内, 质点是作1s m 20-⋅=v 的匀速直线运动, 其x -t 图是斜率k ＝20的一段直线［图(c)］．1 -8 已知质点的运动方程为j i r )2(22t t -+=,式中r 的单位为m,t 的单位为ｓ．求：(1) 质点的运动轨迹；(2) t ＝0 及t ＝2ｓ时,质点的位矢；(3) 由t ＝0 到t ＝2ｓ内质点的位移Δr 和径向增量Δr ；*(4) 2 ｓ 内质点所走过的路程s ．分析 质点的轨迹方程为y ＝f (x ),可由运动方程的两个分量式x (t )和y (t )中消去t 即可得到．对于r 、Δr 、Δr 、Δs 来说,物理含义不同,可根据其定义计算．其中对s 的求解用到积分方法,先在轨迹上任取一段微元d s ,则22)d ()d (d y x s +=,最后用⎰=s s d 积分求ｓ． 解 (1) 由x (t )和y (t )中消去t 后得质点轨迹方程为2412x y -=这是一个抛物线方程,轨迹如图(a)所示．(2) 将t ＝0ｓ和t ＝2ｓ分别代入运动方程,可得相应位矢分别为j r 20= , j i r 242-=图(a)中的P 、Q 两点,即为t ＝0ｓ和t ＝2ｓ时质点所在位置． (3) 由位移表达式,得j i j i r r r 24)()(Δ020212-=-+-=-=y y x x其中位移大小m 66.5)(Δ)(ΔΔ22=+=y x r而径向增量m 47.2ΔΔ2020222202=+-+=-==y x y x r r r r*(4) 如图(B)所示,所求Δs 即为图中PQ 段长度,先在其间任意处取AB 微元d s ,则22)d ()d (d y x s +=,由轨道方程可得x x y d 21d -=,代入d s ,则2ｓ内路程为m 91.5d 4d 402=+==⎰⎰x x s s QP1 -9 质点的运动方程为23010t t x +-= 22015t t y -=式中x ,y 的单位为m,t 的单位为ｓ．试求：(1) 初速度的大小和方向；(2) 加速度的大小和方向．分析 由运动方程的分量式可分别求出速度、加速度的分量,再由运动合成算出速度和加速度的大小和方向．解 (1) 速度的分量式为t t xx 6010d d +-==v t ty y 4015d d -==v当t ＝0 时, v o x ＝-10 m ·ｓ-1, v o y ＝15 m ·ｓ-1,则初速度大小为120200s m 0.18-⋅=+=y x v v v设v o 与x 轴的夹角为α,则23tan 00-==xy αv vα＝123°41′(2) 加速度的分量式为2s m 60d d -⋅==ta xx v , 2s m 40d d -⋅-==t a y y v则加速度的大小为222s m 1.72-⋅=+=y x a a a设a 与x 轴的夹角为β,则32tan -==x ya a β β＝-33°41′(或326°19′)1 -10 一升降机以加速度1.22 m ·ｓ-2上升,当上升速度为2.44 m ·ｓ-1时,有一螺丝自升降机的天花板上松脱,天花板与升降机的底面相距2.74 m ．计算：(1)螺丝从天花板落到底面所需要的时间；(2)螺丝相对升降机外固定柱子的下降距离．分析 在升降机与螺丝之间有相对运动的情况下,一种处理方法是取地面为参考系,分别讨论升降机竖直向上的匀加速度运动和初速不为零的螺丝的自由落体运动,列出这两种运动在同一坐标系中的运动方程y 1 ＝y 1(t )和y 2 ＝y 2(t ),并考虑它们相遇,即位矢相同这一条件,问题即可解；另一种方法是取升降机(或螺丝)为参考系,这时,螺丝(或升降机)相对它作匀加速运动,但是,此加速度应该是相对加速度．升降机厢的高度就是螺丝(或升降机)运动的路程．解1 (1) 以地面为参考系,取如图所示的坐标系,升降机与螺丝的运动方程分别为20121at t y +=v20221gt t h y -+=v当螺丝落至底面时,有y 1 ＝y 2 ,即20202121gt t h at t -+=+v vs 705.02=+=ag ht (2) 螺丝相对升降机外固定柱子下降的距离为m 716.021202=+-=-=gt t y h d v解2 (1)以升降机为参考系,此时,螺丝相对它的加速度大小a ′＝g ＋a ,螺丝落至底面时,有2)(210t a g h +-=s 705.02=+=ag ht (2) 由于升降机在t 时间内上升的高度为2021at t h +='v则 m 716.0='-=h h d1 -11 一质点P 沿半径R ＝3.0 m 的圆周作匀速率运动,运动一周所需时间为20.0ｓ,设t ＝0 时,质点位于O 点．按(a )图中所示Oxy 坐标系,求(1) 质点P 在任意时刻的位矢；(2)5ｓ时的速度和加速度．分析 该题属于运动学的第一类问题,即已知运动方程r ＝r (t )求质点运动的一切信息(如位置矢量、位移、速度、加速度)．在确定运动方程时,若取以点(0,3)为原点的O ′x ′y ′坐标系,并采用参数方程x ′＝x ′(t )和y ′＝y ′(t )来表示圆周运动是比较方便的．然后,运用坐标变换x ＝x 0 ＋x ′和y ＝y 0 ＋y ′,将所得参数方程转换至Oxy 坐标系中,即得Oxy 坐标系中质点P 在任意时刻的位矢．采用对运动方程求导的方法可得速度和加速度．解 (1) 如图(B)所示,在O ′x ′y ′坐标系中,因t Tθπ2=,则质点P 的参数方程为t TR x π2sin=',t TR y π2cos-=' 坐标变换后,在O x y 坐标系中有t TR x x π2sin='=,R t TR y y y +-=+'=π2cos0 则质点P 的位矢方程为j i r ⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=R t T R t T R π2cos π2sinj i )]π1.0(cos 1[3)π1.0(sin 3t t -+=(2) 5ｓ时的速度和加速度分别为j j i r )s m π3.0(π2sin π2π2cos π2d d 1-⋅=+==t TT R t T T R t v i j i r a )s m π03.0(π2cos )π2(π2sin )π2(d d 222222-⋅-=+-==t TT R t T T R t 1 -12 地面上垂直竖立一高20.0 m 的旗杆,已知正午时分太阳在旗杆的正上方,求在下午2∶00 时,杆顶在地面上的影子的速度的大小．在何时刻杆影伸展至20.0 m ？分析 为求杆顶在地面上影子速度的大小,必须建立影长与时间的函数关系,即影子端点的位矢方程．根据几何关系,影长可通过太阳光线对地转动的角速度求得．由于运动的相对性,太阳光线对地转动的角速度也就是地球自转的角速度．这样,影子端点的位矢方程和速度均可求得．解 设太阳光线对地转动的角速度为ω,从正午时分开始计时,则杆的影长为s ＝h tg ωt ,下午2∶00 时,杆顶在地面上影子的速度大小为132s m 1094.1cos d d --⋅⨯===tωωh t s v 当杆长等于影长时,即s ＝h ,则s 606034πarctan 1⨯⨯===ωh s ωt 即为下午3∶00 时．1 -13 质点沿直线运动,加速度a ＝4 -t 2,式中a 的单位为m ·ｓ-2,t 的单位为ｓ．如果当t ＝3ｓ时,x ＝9 m,v ＝2 m ·ｓ-1,求质点的运动方程．分析 本题属于运动学第二类问题,即已知加速度求速度和运动方程,必须在给定条件下用积分方法解决．由t a d d v =和tx d d =v 可得t a d d =v 和t x d d v =．如a ＝a (t )或v ＝v (t ),则可两边直接积分．如果a 或v 不是时间t 的显函数,则应经过诸如分离变量或变量代换等数学操作后再做积分．解 由分析知,应有⎰⎰=tt a 0d d 0vv v得 03314v v +-=t t (1)由⎰⎰=txx t x 0d d 0v得 00421212x t t t x ++-=v (2) 将t ＝3ｓ时,x ＝9 m,v ＝2 m ·ｓ-1代入(1) (2)得v 0＝-1 m ·ｓ-1,x 0＝0.75 m ．于是可得质点运动方程为75.0121242+-=t t x 1 -14 一石子从空中由静止下落,由于空气阻力,石子并非作自由落体运动,现测得其加速度a ＝A -B v ,式中A 、B 为正恒量,求石子下落的速度和运动方程．分析 本题亦属于运动学第二类问题,与上题不同之处在于加速度是速度v 的函数,因此,需将式d v ＝a (v )d t 分离变量为t a d )(d =v v 后再两边积分． 解 选取石子下落方向为y 轴正向,下落起点为坐标原点．(1) 由题意知 v v B A ta -==d d (1) 用分离变量法把式(1)改写为 t B A d d =-vv (2) 将式(2)两边积分并考虑初始条件,有⎰⎰=-t t B A 0d d d 0v v v v v 得石子速度 )1(Bt e B A --=v 由此可知当,t →∞时,B A →v 为一常量,通常称为极限速度或收尾速度． (2) 再由)1(d d Bt e BA t y --==v 并考虑初始条件有 t e BA y t Bt y d )1(d 00⎰⎰--= 得石子运动方程 )1(2-+=-Bt e BA tB A y 1 -15 一质点具有恒定加速度a ＝6i ＋4j ,式中a 的单位为m ·ｓ-2 ．在t ＝0时,其速度为零,位置矢量r 0 ＝10 m i ．求：(1) 在任意时刻的速度和位置矢量；(2) 质点在Oxy 平面上的轨迹方程,并画出轨迹的示意图．分析 与上两题不同处在于质点作平面曲线运动,根据叠加原理,求解时需根据加速度的两个分量a x 和a y 分别积分,从而得到运动方程r 的两个分量式x (t )和y (t )．由于本题中质点加速度为恒矢量,故两次积分后所得运动方程为固定形式,即20021t a t x x x x ++=v 和20021t a t y y y y ++=v ,两个分运动均为匀变速直线运动．读者不妨自己验证一下． 解 由加速度定义式,根据初始条件t 0 ＝0时v 0 ＝0,积分可得⎰⎰⎰+==t t t t 000)d 46(d d j i a v v j i t t 46+=v 又由td d r =v 及初始条件t ＝0 时,r 0＝(10 m)i ,积分可得 ⎰⎰⎰+==tt r r t t t t 00)d 46(d d 0j i r v j i r 222)310(t t ++=由上述结果可得质点运动方程的分量式,即x ＝10＋3t 2y ＝2t 2消去参数t ,可得运动的轨迹方程3y ＝2x -20 m 这是一个直线方程．直线斜率32tan d d ===αx y k ,α＝33°41′．轨迹如图所示． 1 -16 一质点在半径为R 的圆周上以恒定的速率运动,质点由位置A 运动到位置B,OA 和OB 所对的圆心角为Δθ．(1) 试证位置A 和B 之间的平均加速度为)Δ(/)Δcos 1(22θR θa v -=；(2) 当Δθ分别等于90°、30°、10°和1°时,平均加速度各为多少？ 并对结果加以讨论．分析 瞬时加速度和平均加速度的物理含义不同,它们分别表示为td d v =a 和tΔΔv =a ．在匀速率圆周运动中,它们的大小分别为R a n 2v =,t a ΔΔv = ,式中｜Δv ｜可由图(B)中的几何关系得到,而Δt 可由转过的角度Δθ 求出．由计算结果能清楚地看到两者之间的关系,即瞬时加速度是平均加速度在Δt →0 时的极限值．解 (1) 由图(b)可看到Δv ＝v 2 -v 1 ,故θΔcos 2Δ212221v v v v -+=v)Δcos 1(2θ-=v而vv θR s t ΔΔΔ==所以 θR θt a Δ)cos Δ1(2ΔΔ2v -==v(2) 将Δθ＝90°,30°,10°,1°分别代入上式,得R a 219003.0v ≈,Ra 229886.0v ≈ R a 239987.0v ≈,Ra 24000.1v ≈ 以上结果表明,当Δθ→0 时,匀速率圆周运动的平均加速度趋近于一极限值,该值即为法向加速度R2v ． 1 -17 质点在Oxy 平面内运动,其运动方程为r ＝2.0t i ＋(19.0 -2.0t 2)j ,式中r 的单位为m,t 的单位为s ．求：(1)质点的轨迹方程；(2) 在t 1＝1.0s 到t 2 ＝2.0s 时间内的平均速度；(3) t 1 ＝1.0ｓ时的速度及切向和法向加速度；(4) t ＝1.0s 时质点所在处轨道的曲率半径ρ．分析 根据运动方程可直接写出其分量式x ＝x (t )和y ＝y (t ),从中消去参数t ,即得质点的轨迹方程．平均速度是反映质点在一段时间内位置的变化率,即t ΔΔr =v ,它与时间间隔Δt 的大小有关,当Δt →0 时,平均速度的极限即瞬时速度td d r =v ．切向和法向加速度是指在自然坐标下的分矢量a ｔ 和a n ,前者只反映质点在切线方向速度大小的变化率,即t t te a d d v =,后者只反映质点速度方向的变化,它可由总加速度a 和a ｔ 得到．在求得t 1 时刻质点的速度和法向加速度的大小后,可由公式ρa n 2v =求ρ． 解 (1) 由参数方程x ＝2.0t , y ＝19.0-2.0t 2消去t 得质点的轨迹方程：y ＝19.0 -0.50x 2(2) 在t 1 ＝1.00ｓ 到t 2 ＝2.0ｓ时间内的平均速度j i r r 0.60.2ΔΔ1212-=--==t t t r v (3) 质点在任意时刻的速度和加速度分别为j i j i j i t ty t x t y x 0.40.2d d d d )(-=+=+=v v v j j i a 222220.4d d d d )(-⋅-=+=s m ty t x t 则t 1 ＝1.00ｓ时的速度v (t )｜t ＝1ｓ＝2.0i -4.0j切向和法向加速度分别为t t y x t t t tt e e e a 222s 1s m 58.3)(d d d d -=⋅=+==v v v n n t n a a e e a 222s m 79.1-⋅=-=(4) t ＝1.0ｓ质点的速度大小为122s m 47.4-⋅=+=y x v v v则m 17.112==na ρv 1 -18 飞机以100 m ·ｓ-1 的速度沿水平直线飞行,在离地面高为100 m 时,驾驶员要把物品空投到前方某一地面目标处,问：(1) 此时目标在飞机正下方位置的前面多远？ (2) 投放物品时,驾驶员看目标的视线和水平线成何角度？(3) 物品投出2.0ｓ后,它的法向加速度和切向加速度各为多少？分析 物品空投后作平抛运动．忽略空气阻力的条件下,由运动独立性原理知,物品在空中沿水平方向作匀速直线运动,在竖直方向作自由落体运动．到达地面目标时,两方向上运动时间是相同的．因此,分别列出其运动方程,运用时间相等的条件,即可求解．此外,平抛物体在运动过程中只存在竖直向下的重力加速度．为求特定时刻t 时物体的切向加速度和法向加速度,只需求出该时刻它们与重力加速度之间的夹角α或β．由图可知,在特定时刻t ,物体的切向加速度和水平线之间的夹角α,可由此时刻的两速度分量v x 、v y 求出,这样,也就可将重力加速度g 的切向和法向分量求得．解 (1) 取如图所示的坐标,物品下落时在水平和竖直方向的运动方程分别为x ＝vt , y ＝1/2 gt 2飞机水平飞行速度v ＝100 m ·s -1,飞机离地面的高度y ＝100 m,由上述两式可得目标在飞机正下方前的距离m 4522==gy x v(2) 视线和水平线的夹角为 o 5.12arctan==x y θ(3) 在任意时刻物品的速度与水平轴的夹角为 v v v gt αx yarctan arctan == 取自然坐标,物品在抛出2s 时,重力加速度的切向分量与法向分量分别为2s m 88.1arctan sin sin -⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛==v gt g αg a t 2s m 62.9arctan cos cos -⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛==v gt g αg a n 1 -19 如图(a)所示,一小型迫击炮架设在一斜坡的底端O 处,已知斜坡倾角为α,炮身与斜坡的夹角为β,炮弹的出口速度为v 0,忽略空气阻力．求：(1)炮弹落地点P 与点O 的距离OP ；(2) 欲使炮弹能垂直击中坡面．证明α和β必须满足αβtan 21tan =并与v 0 无关． 分析 这是一个斜上抛运动,看似简单,但针对题目所问,如不能灵活运用叠加原理,建立一个恰当的坐标系,将运动分解的话,求解起来并不容易．现建立如图(a)所示坐标系,则炮弹在x 和y 两个方向的分运动均为匀减速直线运动,其初速度分别为v 0cos β和v 0sin β,其加速度分别为g sin α和gcos α．在此坐标系中炮弹落地时,应有y ＝0,则x ＝OP ．如欲使炮弹垂直击中坡面,则应满足v x ＝0,直接列出有关运动方程和速度方程,即可求解．由于本题中加速度g 为恒矢量．故第一问也可由运动方程的矢量式计算,即20g 21t t +=v r ,做出炮弹落地时的矢量图［如图(B)所示］,由图中所示几何关系也可求得OP (即图中的r 矢量)．(1)解1 由分析知,炮弹在图(a)所示坐标系中两个分运动方程为αgt βt x sin 21cos 20-=v (1) αgt βt y cos 21sin 20-=v (2) 令y ＝0 求得时间t 后再代入式(1)得)cos(cos sin 2)sin sin cos (coscos sin 2220220βααg ββαβααg βx OP +=-==v v 解2 做出炮弹的运动矢量图,如图(b)所示,并利用正弦定理,有βgt αt βαsin 212πsin 2πsin 20=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛--v r 从中消去t 后也可得到同样结果．(2) 由分析知,如炮弹垂直击中坡面应满足y ＝0 和v x ＝0,则0sin cos 0=-=αgt βx v v (3)由(2)(3)两式消去t 后得αβsin 21tan = 由此可知．只要角α和β满足上式,炮弹就能垂直击中坡面,而与v 0 的大小无关．讨论 如将炮弹的运动按水平和竖直两个方向分解,求解本题将会比较困难,有兴趣读者不妨自己体验一下．1 -20 一直立的雨伞,张开后其边缘圆周的半径为R ,离地面的高度为h ,(1) 当伞绕伞柄以匀角速ω旋转时,求证水滴沿边缘飞出后落在地面上半径为g ωh R r /212+=的圆周上；(2) 读者能否由此定性构想一种草坪上或农田灌溉用的旋转式洒水器的方案？分析 选定伞边缘O 处的雨滴为研究对象,当伞以角速度ω旋转时,雨滴将以速度v 沿切线方向飞出,并作平抛运动．建立如图(a)所示坐标系,列出雨滴的运动方程并考虑图中所示几何关系,即可求证．由此可以想像如果让水从一个旋转的有很多小孔的喷头中飞出,从不同小孔中飞出的水滴将会落在半径不同的圆周上,为保证均匀喷洒对喷头上小孔的分布还要给予精心的考虑．解 (1) 如图(a)所示坐标系中,雨滴落地的运动方程为t ωR t x ==v (1)h gt y ==221 (2) 由式(1)(2)可得 g h ωR x 2222= 由图(a)所示几何关系得雨滴落地处圆周的半径为22221ωgh R R x r +=+= (2) 常用草坪喷水器采用如图(b)所示的球面喷头(θ0 ＝45°)其上有大量小孔．喷头旋转时,水滴以初速度v 0 从各个小孔中喷出,并作斜上抛运动,通常喷头表面基本上与草坪处在同一水平面上．则以φ角喷射的水柱射程为gR 2sin 0v = 为使喷头周围的草坪能被均匀喷洒,喷头上的小孔数不但很多,而且还不能均匀分布,这是喷头设计中的一个关键问题．1 -21 一足球运动员在正对球门前25.0 m 处以20.0 m ·ｓ-1 的初速率罚任意球,已知球门高为3.44 m ．若要在垂直于球门的竖直平面内将足球直接踢进球门,问他应在与地面成什么角度的范围内踢出足球？ (足球可视为质点)分析 被踢出后的足球,在空中作斜抛运动,其轨迹方程可由质点在竖直平面内的运动方程得到．由于水平距离x 已知,球门高度又限定了在y 方向的范围,故只需将x 、y 值代入即可求出．解 取图示坐标系Oxy ,由运动方程θt x cos v =, 221sin gt θt y -=v 消去t 得轨迹方程222)tan 1(2tan x θg θx y +-=v 以x ＝25.0 m,v ＝20.0 m ·ｓ-1 及3.44 m ≥y ≥0 代入后,可解得71．11°≥θ1 ≥69．92°27．92°≥θ2 ≥18．89°如何理解上述角度的范围？在初速一定的条件下,球击中球门底线或球门上缘都将对应有两个不同的投射倾角(如图所示)．如果以θ＞71．11°或θ ＜18.89°踢出足球,都将因射程不足而不能直接射入球门；由于球门高度的限制,θ 角也并非能取71.11°与18.89°之间的任何值．当倾角取值为27.92°＜θ ＜69．92°时,踢出的足球将越过门缘而离去,这时球也不能射入球门．因此可取的角度范围只能是解中的结果．1 -22 一质点沿半径为R 的圆周按规律2021bt t s -=v 运动,v 0 、b 都是常量．(1) 求t 时刻质点的总加速度；(2) t 为何值时总加速度在数值上等于b ？(3) 当加速度达到b 时,质点已沿圆周运行了多少圈？分析 在自然坐标中,s 表示圆周上从某一点开始的曲线坐标．由给定的运动方程s ＝s (t ),对时间t 求一阶、二阶导数,即是沿曲线运动的速度v 和加速度的切向分量a ｔ,而加速度的法向分量为a n ＝v 2 /R ．这样,总加速度为a ＝a ｔe ｔ＋a n e n ．至于质点在t 时间内通过的路程,即为曲线坐标的改变量Δs ＝s t -s 0．因圆周长为2πR,质点所转过的圈数自然可求得．解 (1) 质点作圆周运动的速率为bt ts -==0d d v v 其加速度的切向分量和法向分量分别为b t s a t -==22d d , Rbt R a n 202)(-==v v 故加速度的大小为R )(402222bt b a a a a t tn -+=+=v 其方向与切线之间的夹角为⎥⎦⎤⎢⎣⎡--==Rb bt a a θt n 20)(arctan arctan v (2) 要使｜a ｜＝b ,由b bt b R R=-+4022)(1v 可得 bt 0v = (3) 从t ＝0 开始到t ＝v 0 /b 时,质点经过的路程为b s s s t 2200v =-=因此质点运行的圈数为bRR s n π4π220v == 1 -23 一半径为0.50 m 的飞轮在启动时的短时间内,其角速度与时间的平方成正比．在t ＝2.0ｓ 时测得轮缘一点的速度值为4.0 m ·ｓ-1．求：(1) 该轮在t ′＝0.5ｓ的角速度,轮缘一点的切向加速度和总加速度；(2)该点在2.0ｓ内所转过的角度．分析 首先应该确定角速度的函数关系ω＝kt 2．依据角量与线量的关系由特定时刻的速度值可得相应的角速度,从而求出式中的比例系数k ,ω＝ω(t )确定后,注意到运动的角量描述与线量描述的相应关系,由运动学中两类问题求解的方法(微分法和积分法),即可得到特定时刻的角加速度、切向加速度和角位移．解 因ωR ＝v ,由题意ω∝t 2得比例系数 322s rad 2-⋅===Rtt ωk v 所以 22)(t t ωω== 则t ′＝0.5ｓ 时的角速度、角加速度和切向加速度分别为12s rad 5.02-⋅='=t ω2s rad 0.24d d -⋅='==t tωα 2s m 0.1-⋅==R αa t总加速度n t t n R ωR αe e a a a 2+=+= ()()2222s m 01.1-⋅=+=R ωR αa在2.0ｓ内该点所转过的角度 rad 33.532d 2d 203202200====-⎰⎰t t t t ωθθ 1 -24 一质点在半径为0.10 m 的圆周上运动,其角位置为342t θ+=,式中θ 的单位为rad,t 的单位为ｓ．(1) 求在t ＝2.0ｓ时质点的法向加速度和切向加速度．(2) 当切向加速度的大小恰等于总加速度大小的一半时,θ 值为多少？(3) t 为多少时,法向加速度和切向加速度的值相等？分析 掌握角量与线量、角位移方程与位矢方程的对应关系,应用运动学求解的方法即可得到．解 (1) 由于342t θ+=,则角速度212d d t tθω==．在t ＝2 ｓ 时,法向加速度和切向加速度的数值分别为 22s 2s m 30.2-=⋅==ωr a t n2s 2s m 80.4d d -=⋅==t ωr a t t(2) 当22212/t n t a a a a +==时,有223n t a a =,即 ()()422212243t r rt = 得 3213=t此时刻的角位置为 rad 15.3423=+=t θ(3) 要使t n a a =,则有()()422212243t r rt = t ＝0.55ｓ 1 -25 一无风的下雨天,一列火车以v 1＝20.0 m ·ｓ-1 的速度匀速前进,在车内的旅客看见玻璃窗外的雨滴和垂线成75°角下降．求雨滴下落的速度v 2 ．(设下降的雨滴作匀速运动)分析 这是一个相对运动的问题．设雨滴为研究对象,地面为静止参考系Ｓ,火车为动参考系Ｓ′．v 1 为Ｓ′相对Ｓ 的速度,v 2 为雨滴相对Ｓ的速度,利用相对运动速度的关系即可解．解 以地面为参考系,火车相对地面运动的速度为v 1 ,雨滴相对地面竖直下落的速度为v 2 ,旅客看到雨滴下落的速度v 2′为相对速度,它们之间的关系为1'22v v v += (如图所示),于是可得 1o 12s m 36.575tan -⋅==v v 1 -26 如图(a)所示,一汽车在雨中沿直线行驶,其速率为v 1 ,下落雨滴的速度方向偏于竖直方向之前θ 角,速率为v 2′,若车后有一长方形物体,问车速v 1为多大时,此物体正好不会被雨水淋湿？分析 这也是一个相对运动的问题．可视雨点为研究对象,地面为静参考系Ｓ,汽车为动参考系Ｓ′．如图(a)所示,要使物体不被淋湿,在车上观察雨点下落的方向(即雨点相对于汽车的运动速度v 2′的方向)应满足hl αarctan ≥．再由相对速度的矢量关系122v v v -=',即可求出所需车速v 1．解 由122v v v -='［图(b)］,有θθαcos sin arctan221v v v -= 而要使hlαarctan ≥,则 hl θθ≥-cos sin 221v v v ⎪⎭⎫ ⎝⎛+≥θh θl sin cos 21v v 1 -27 一人能在静水中以1.10 m ·ｓ-1的速度划船前进．今欲横渡一宽为1.00 ×103 m 、水流速度为0.55 m ·ｓ-1 的大河．(1) 他若要从出发点横渡该河而到达正对岸的一点,那么应如何确定划行方向？ 到达正对岸需多少时间？ (2)如果希望用最短的时间过河,应如何确定划行方向？ 船到达对岸的位置在什么地方？分析 船到达对岸所需时间是由船相对于岸的速度v 决定的．由于水流速度u 的存在, v 与船在静水中划行的速度v ′之间有v ＝u ＋v ′(如图所示)．若要使船到达正对岸,则必须使v 沿正对岸方向；在划速一定的条件下,若要用最短时间过河,则必须使v 有极大值．。

大学物理考试题及答案一、选择题（每题4分，共40分）1. 下列哪个量是标量？A. 力B. 位移C. 动量D. 速度2. 下列哪个量是矢量？A. 质量B. 静力C. 动能D. 加速度3. 以恒力F作用下，物体位移x的函数关系为F = 2x + 3，其中F 为单位时间内物体所受的总力，则力学功W与位移x的函数关系是：A. W = 2x^2 + 3xB. W = 4x + 3C. W = 4x^2 + 6xD. W = 2x + 34. 物体A自由落体以恒定加速度a1下落，物体B自由落体以恒定加速度a2下落。

当两者同时从同一高度下落时，哪个物体先触地？A. 物体AB. 物体BC. 物体A和物体B同时触地D. 初始速度不同，无法确定5. 压强的单位是：A. 牛顿/平方米B. 焦耳/秒C. 瓦特/安培D. 千克/立方米6. 当一个物体浸没在液体中时，所受浮力等于：A. 物体的重力B. 液体的重力C. 物体的体积D. 物体的质量7. 功率的单位是：A. 焦耳B. 瓦特C. 牛顿D. 米/秒8. 电阻的单位是：A. 欧姆B. 瓦特C. 安培D. 瓦/米9. 轴上有两个质量相等的物体A和B，A在轴上离轴心的距离是B 的2倍，则这两个物体对轴的转动惯量之比是：A. 1:1B. 1:2C. 2:1D. 1:410. 电磁感应现象中，导线中产生电动势的原因是：A. 导线自身的电子受到力的作用B. 磁场变化引起电磁感应C. 电磁波辐射作用D. 电磁振荡引起电动势二、填空题（每题4分，共40分）11. 物体在光滑水平面上受到的摩擦力等于 _______________ 。

12. 力学功的单位是_________________。

13. 物体下落的过程中，速度不断增大，则物体的加速度为___________ 。

14. 一个能够制热的物体对另一个物体传递能量的方式是_________________。

15. 光线从一个光密介质射入到一个光疏介质中时发生_________________。

期末复习一、力学（一）填空题：1、质点沿x 轴运动，运动方程23262x t t =+-，则其最初4s 内位移是 -32m i ，最初4s 内路程是 48m 。

2、质点的加速度(0),0a mx m t =->=时，00,x v v ==，则质点停下来的位置是x3、半径为30cm 的飞轮，从静止开始以0.5rad/s 2匀角加速度转动。

当飞轮边缘上一点转过o240时，切向加速度大小 0.15 m/s 2，法向加速度大小 1.26 m/s 2。

4、一小车沿Ox 轴运动，其运动函数为233x t t =-，则2s t =时的速度为 -9m/s ，加速度为 -6m/s 2 ，2s t =内的位移为 －6m 。

5、质点在1t 到2t 时间内,受到变力2At B F x +=的作用(A 、B 为常量)，则其所受冲量为3321211()()3B t t A t t -+-。

6、用N 10=F 的拉力，将g k 1=m 的物体沿30=α的粗糙斜面向上拉1m ，已知1.0=μ，则合外力所做的功A 为 4.13J 。

7、 银河系中有一天体，由于引力凝聚，体积不断收缩。

设它经一万年后，体积收缩了1%，而质量保持不变，那时它绕自转轴的转动动能将 增大 ； (填：增大、减小、不变)。

；8、 A 、B 两飞轮的轴杆在一条直线上，并可用摩擦啮合器C 使它们连结。

开始时B 轮静止，A 轮以角速度A ω转动，设啮合过程中两飞轮不再受其他力矩的作用，当两轮连结在一起后，其相同的角速度为ω。

若A 轮的转动惯量为A I ，则B 轮的转动惯量B I 为A AA I I ωω- 。

9、斜面固定于卡车上，在卡车沿水平方向向左匀速行驶的过程中，斜面上物体m 与斜面无相对滑动。

则斜面对物体m 的静摩擦力的方向为 。

沿斜面向上；10、牛顿第二定律在自然坐标系中的分量表达式为n n F ma =；F ma ττ=11、质点的运动方程为22r ti t j =-，则在1s t =时的速度为 22v i j =-，加速度为2a j =-； 12、 一质点沿半径为0.1m 的圆周运动，其角位移342t +=θ，则2s t =时的法向加速度为 230.4m/s 2，切向加速度为 4.8m/s 2。