大学物理期末练习题(带答案)

一、力学1.一个质点在做匀速圆周运动，则有（C）A.质点的动量守恒，切向加速度为零，法向加速度不为零B.质点的动量守恒，切向加速度不为零，法向加速度为零C.质点的动能守恒，切向加速度为零，法向加速度不为零D.质点的动能守恒，切向加速度不为零，法向加速度不零2.下列说法哪种正确（D）A.如果物体的动能不变，则动量也一定不变B.如果物体的动能变化，则动量不一定变化C.如果物体的动量变化，则动能也一定变化D.如果物体的动量不变，则动能也一定不变3.均匀细棒OA可绕一定轴转动，该轴为通过O点与纸面垂直的光滑水平轴，如图1所示。今使棒从水平位置开始自由摆下，在棒转动的过程中，正确的结论是（C）A.角速度增大，角加速度增大B.角速度增大，角加速度不变C.角速度增大，角加速度减小D.角速度减小，角加速度增大4.质点在平面内运动，矢径速度，试指出下列四种情况中描述质点速度的是：(B)A.drdtB．drdtC．dvdtD．dvdt5.试指出下列哪一种说法是错误的：（A）A．在圆周运动中，加速度的方向一定指向圆心B．圆周运动的速度大小变化快慢用切向加速度衡量C．物体作曲线运动时，速度方向一定在运动轨道的切线方向D．物体作曲线运动时，加速度必不等零6.人造地球卫星，绕地球作椭圆轨道运动，地球在椭圆的一个焦点上，则卫星的（C）A.动量不守恒，动能守恒B.动量守恒，动能不守恒C.对地心的角动量守恒，动能不守恒D.对地心的角动量不守恒，动能守恒7.有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上，则有（A）A.这两个力都平行于轴作用时，它们对轴的合力矩一定为零B.这两个力都垂直于轴作用时，它们对轴的合力矩一定不为零C.当这两个力的合力为零时，它们对轴的合力矩也一定是零D.当这两个力的合力矩为零时，它们对轴的合力也一定是零8.刚体的转动惯量的大小与以下哪个物理量无关（C）A.刚体的密度B.刚体的几何形状C.刚体转动的角速度D.转轴的位置9.一运动质点某瞬时位于r处，其速度大小为（C）A.drdtB.drdtC.drdtD.drdtOA图1()rrt()vvt10.地球绕太阳做轨道为椭圆的运动，对地球的描述正确的是（C）A.动量不守恒，动能守恒B.动量守恒，动能不守恒C.对太阳的角动量守恒，机械能守恒D.对太阳的角动量不守恒，机械能不守恒11.一质点沿x轴运动，其运动方程为2353xtt，式中时间t以s为单位。当st2时，该质点正在（A）A.加速B.减速C.匀速D.静止12.一质点作周期为T的简谐运动，质点由平衡位置正方向运动到最大位移一半处所需的最短时间为（D）A.T/2B.T/4C.T/8D.T/1213.一机械波的表达式为0.04cos(80.5)()ytxSI,则下列判断中错误的是（A）A.波长为8mB.波速为16m/sC.周期为0.25sD.波沿x轴正向传播14.某波动方程为3cos()336ytxSI，则下列判断中错误的是（D）A.振幅为3mB.周期为6s，波长为6mC.波动向左传播，波速为1m/sD.坐标原点的初相位为615.一弹簧振子做简谐运动，运动方程为0.04cos()3xtSI,当t=3s时，则下列判断中错误的是（C）A.振子的位移为-0.02mB.振动周期为2sC.振子的相位为3D.振子的加速度为220.02/ms16.一弹簧振子作简谐振动，当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1/4时，其动能为振动总能量的（D）A.9/16B.11/16C.13/16D.15/1617.以下说法错误的是（D）A.介质中的质点没有随波一起迁移，只是在平衡位置附近振动B.纵波中各质点的振动方向与波传播方向平行C.当观察者远离波源时，接收到的波动的频率会降低D.波速，波的周期，频率都与波传播的介质有关18.以下说法错误的是（A）A.波速，波的周期，频率都与波传播的介质有关B.纵波中各质点的振动方向与波传播方向平行C.波动传到的点都可以看成是子波的波源，子波的包络就是下一刻的波前D.介质中的质点没有随波一起迁移，只是在平衡位置附近振动19.一弹簧振子作简谐振动，当位移为振幅的一半时，其动能与弹性势能关系为（A）A.动能大于势能B.动能小于势能C.动能等于势能D.无法确定1.质点的运动方程是234()rtitjSI，则质点的速度为________________，质点的加速度为________________。64,6vtijai2.一个刚体绕定轴转动，若刚体所受的合外力矩为零，则刚体的____________守恒。角动量3.一质量为m的质点做角速度为ω，半径为r的匀速圆周运动，其对转轴的转动惯量为____mr2_______,角动量大小为_____mr2ω______,动量大小为_____mrω_________.4.曲线运动中切向加速度改变速度的____大小_____,法向加速度改变速度的___方向_______5.写出两种在匀速圆周运动中守恒的物理量____动能________，机械能，角动量_________,_______________6.写出两种保守力____________,_______________重力，万有引力，静电场力，弹簧弹力等7.一质量为m的质点做角速度为ω，半径为r的匀速圆周运动，其法向加速度大小为____________,切向加速度大小为____________,08.保守力做功的特点是_________________,请写出一种保守力_________________。保守力做功只与始末位置有关，与路径无关，如万有引力、重力、弹簧弹性力、静电场力等（答出任一个即得满分）10.轻绳拉着一小球在光滑水平面内做匀速圆周运动，则机械能，动能，动量，角动量中守恒的有_______机械能、动能、角动量__________。9.一弹簧振子作简谐振动，其运动方程用余弦函数表示。若t=0时，振子在位移为A/2处，且向负方向运动，则初相为π/3。10.图6中用旋转矢量法表示了一个简谐振动。旋转矢量的长度为0.04m，旋转角速度=4rad/s。此简谐振动以余弦函数表示的振动方程为x=_______________(SI)。11.驻波相邻的波腹与波腹之间的距离为___半个波长______________,驻波中两个相邻波节间相位_______相同_________（填相同或相反）。12.谐振子的运动方程为x=2cos(πt+π)（SI）,其速度方程为______________,周期为___2_____秒.v=-2πsin(πt+π)13.驻波相邻的波腹与波腹之间的距离为_________________,驻波中两个相邻波节间相位________________（填相同或相反）。半个波长，相同1.请用惠更斯原理解释波的衍射现象。答：惠更斯原理：介质中波动传播到的各点，都可看成发射球面子波的子波源（点波源）。图6x(t=0)O以后的任意时刻这些子波的包络面就是新的波前。利用惠更斯原理可解释波的衍射现象：波到达狭缝处，缝上各点都可看作子波源，作出子波包络，得到新的波前。在缝的边缘处，波的传播方向发生改变。2.简述动量守恒的条件答：系统的合外力为零，外力与内力相比很小可忽略在某方向上合外力的分量为零，动量在此方向守恒3.简述转动惯量的物理含义.答：转动惯量是描述刚体在转动中惯性大小的物理量。与刚体的质量、形状、密度、质量分布、转轴位置有关。1.质量为2kg的质点，所受外力为itF6(SI)，该质点从t=0时刻由静止开始运动，试求前2s内，外力所作的功。解：maF，)sm(3/2tmFa-----2分tat3d/dv，ttd3dv-----2分由20v0d3vdtt，积分得t=2s时，v=6m/s-----3分根据动能定理,外力的功JmmW36v210v2122-----3分2.如图3所示，质量为M的物体放置在摩擦系数为μ的水平桌面上，轻质细绳绕过质量为m半径为r的定滑轮,一端系着M,滑轮摩擦不计，当细绳下端受到向下的恒力F作用时，a.求M的加速度b.求M所受的绳的拉力T解：滑轮的转动惯量为212Jmr对M进行受力分析：T-μMg=Ma------2对滑轮进行受力分析：FrTrJ------2ar------2四式联立得22FMgaMm------2(2)2MFmgTMm------23.如图5，一长L、质量为m的细棒可绕其一端自由转动，开始时棒处于水平位置，求棒转到与水平线成角度时的角速度、角加速度。解：应用转动定律JM-----2分-----1分-----1分-----1分-----1分-----2分-----2分图5cos2mgLM231mLJcos23Lgsin3Lg4.图7为平面简谐波在t=0时的波形图，设此简谐波的频率为300Hz，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5m处质点的运动方程与t=0时该点的振动速度。解：（1）从图中得知，波的振幅A=0.10m，波长，则波速-----1分根据t=0时点P向上运动,可知波沿x轴负向传播,并判定此时位于原点处的质点将沿Oy轴负方向运动.利用旋转矢量法可得其初相-----2分故波动方程为(m)-----3分(2)距原点O为5m处质点的运动方程为(m)-----2分t=0时该质点的振动速度为-----2分5.有一平面简谐波沿Ox轴正向传播，已知振幅A=0.3m，周期为T=2s，波长为λ=1m，在t=0时，坐标原点处的质点位于y=0.15m位置且沿Oy轴正方向运动求：a.波动方程b.t=2s时各质点的位移分布c.x=2m处质点的振动方程图7解：a.波动方程的通式为cos2()txyAT将A=0.3m，T=2s，λ=1m代入上式得0.3cos2()21txy将t=0，x=0，y=0.15代入上式得1cos,23，------2由速度为正得3------2波动方程为0.3cos2()213txy------2b.t=2s时，0.3cos(2)0.3cos(2)33yxx------2c.x=2m处，0.3cos()3yt------26.有一平面简谐波cos[2()]txyAT沿Ox轴正向传播，已知振幅A=0.2m，波源振动频率为2Hz，传播速度为4m/s，在t=0时，坐标原点处的质点位于平衡位置沿Oy轴正方向运动求：a.波动方程b.t=2s时各质点的位移分布c.x=2m处质点的振动方程解：a.振动频率为2Hz，则振动周期T=0.5s，------2波长为波速乘以周期为2m------2由坐标原点处的质点位于平衡位置沿Oy轴正方向运动，则，------2波动方程为0.2cos2222xyt------2b.将t=2s代入波动方程可得0.2cos2yx------1c.将x=2m代入波动方程可得0.2cos(4)2yt------17.图6所示一平面简谐波在0t时刻的波形图，此时P点在平衡位置处，求：(1)该波的波动表达式；解：(1)O处质点，t=0时0cos0Ay，0sin0Av所以21------2分又uT/(0.40/0.08)s=5s------2分故波动表达式为]2)4.05(2cos[04.0xty(SI)------4分(2)P处质点的振动方程为]2)4.02.05(2cos[04.0tyP)234.0cos(04.0t(SI)------2分二、电磁学1.电容各为C的两个电容器并联，总电容为（A）A.C2B.CC./2CD.2C2.关于静电场的高斯定理，下列说法正确的是（B）A.闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内一定没有电荷