(整理)普通物理学-期末考试-试题库(包括牛顿定理--守恒定理-质点动力学-热力学-气体动理论-静电

精品文档精品文档普通物理学期末考试题库（包括：牛顿定理守恒定理质点动力学热力学气体动理论静电场等几大部分）第一部分牛顿定律一、选择题8．质量分别为m和M的滑块A和B，叠放在光滑水平面上，如图所示，A、B间的静摩擦系数为s，滑动摩擦系数为k，系统原先处于静止状态，今将水平力F作用于B上,要使A、B间不发生相对滑动，则应有（）（A）mgFs（B）mgMmFs1（C）gmmFs（D）MmMmgFk9．一水平放置的轻弹簧，弹性系数为k,其一端固定，另一端系一质量为m的滑块A，Ａ旁又有一质量相同的滑快B，如图，设两滑块与桌面间无摩擦，若外力将A、B一起推压使弹簧压缩距离为d而静止，然后撤消外力，则B离开时速度为（）（A）kd2（B）mkd（C）mkd2（D）mkd2１１．在升降机天花板上栓有轻绳，其下端系一重物，当升降机以加速度a1上升时绳中的张力正好等于绳子所能承受的最大张力的一半，问升降机以多大加速度上升时绳子刚好被拉断（）（Ａ）２a1（Ｂ）2(a1+g)（Ｃ）2a1+g（Ｄ）a1+g二、填空题精品文档精品文档1．如图所示的装置中，忽略滑轮和绳的质量以及一切摩擦，且绳子不可伸长，则m2的加速度a2=____________。三．计算题5.滑雪运动员离开水平滑雪道飞入空中时的速率v=110km/h,着陆的斜坡与水平面成045角，如图所示。(1)计算滑雪运动员着陆时沿斜坡的位移L（忽略起飞点到斜面的距离）。(2)在实际的跳跃中，运动员所达到的距离L=165m，此结果为何与计算结果不符？7.质量为m的物体沿斜面向下滑动。当斜面的倾角为时，物体正好匀速下滑。问：当斜面的倾角增大到时，物体从高为h处由静止滑到底部需要多少时间？8.摩托快艇以速率0v行使，它受到的摩擦阻力与速度平方成正比，设比例系数为常数k，则可表示为2kvF，设摩托快艇的质量为m，当摩托快艇发动机关闭后，(1)求速度v对时间的变化规律；(2)求路程x对时间的变化规律；(3)证明速度v与路程x之间有如下关系：xkevv0，式中mkk.(4)如果0v=20m/s,经15s后，速度降为tv=10m/s，求k′。(5)画出x、v、a随时间变化的图形。10．用两根长为a的绳子连住一个质量为m的小球，两绳的另一端分别固定在相距为a的棒的两点上（如图）。今使小球在水平面内作匀速圆周运动。求：(1)当转速w为多大时。下面一根绳子刚刚伸直？(2)在此情形下，上面一根绳子内的张力是多少？13．质量为2㎏的物体，在沿x方向的变力作用下，在x=0处由静止开始运动。设变力与x的关系如图所示。试由动能定理求物体在x=5，10，15m处的速精品文档精品文档率。15．小球的质量为m，沿着光滑的弯曲轨道滑下，轨道的形状如图。要使小球沿圆行轨道运动一周而不脱离轨道，问:(1)小球至少应从H为多高的地方滑下？(2)小球在圆圈的最高点A受到哪几个力的作用？(3)如果小球由H=2R的高处滑下，小球的运动将如何？16．质量为kg231002.7、速度为sm/100.67的粒子A，与另一个质量为其一半而静止的粒子B相碰，假定这碰撞是完全弹性碰撞，碰撞后粒子A的速率为sm/1057，求：（1）粒子B的速率及偏转角；（2）粒子A的偏转角。17．地面上竖直安放着一个劲度系数为k的弹簧，其顶端连接一静止的质量为M的物体，有个质量为m的物体，从距离顶端为h处自由落下，与M作完全非弹性碰撞，求证弹簧对地面的最大压力为gmMkhmggmMN21max精品文档精品文档第二部分质点动力学第一题2-1解答一木块能在与水平面成角的斜面上以匀速下滑。若使它以速率0v沿此斜面向上滑动，如图所示，试证明它能沿该斜面向上滑动的距离为)sin4/(20gv。第二题2-2解答假使地球自转速度加快到能使赤道上的物体处于失重状态，一昼夜的时间有多长？第三题2-3解答一枚质量为kg1003.33的火箭，在与地面成0.58倾角的发射架上，点火后发动机以恒力kN2.61作用于火箭，火箭的姿态始终与地面成0.58的夹角飞行。经s0.48后关闭发动机，计算此时火箭的高度及距发射点的距离。（忽略燃料质量和空气阻力）题2.3解：建立图示Oxy坐标，列出动力学方程xcosmaF精品文档精品文档ysinmamgF由于加速度是恒量，根据初始条件，由运动学方程可得点Q的位置坐标为m1023.12cos21422xtmFtaxm1044.82sin21322ytmmgFtay火箭距发射点O的距离为m1049.1422yxs第四题2-4解答图示一斜面，倾角为，底边AB长为m1.2l，质量为m的物体从斜面顶端由静止开始向下滑动，斜面的摩擦因数为14.0。试问，当为何值时，物体在斜面上下滑的时间最短？其数值为多少？第五题2-5解答工地上有一吊车，将甲、乙两块混凝土预制板吊起送至高空。甲块质量为kg1000.221m，乙块质量为kg1000.122m。设吊车、框架和钢丝绳的质量不计。试求下述两种情况下，钢丝绳所受的张力以及乙块对甲块的作用力：（1）两物块以2sm0.10的加速度上升；（2）两物块以2sm0.1的加速度上升。从本题结果，你能体会到起吊重物时必须缓慢加速的道理吗？精品文档精品文档第六题2-6解答如图所示，已知两物体A、B的质量均为kg0.3m，物体A以加速度2sm0.1a运动，求物体B与桌面间的摩擦力。（滑轮与连接绳的质量不计）第七题2-7解答质量为m长平板以速度v在光滑平面上作直线运动，现将质量为m的木块B轻轻平稳地放在长平板上，板与木块之间的滑动摩擦因数为。求木块在长平板上滑行多远才能与板取得共同速度？第八题2-8解答精品文档精品文档直升飞机的螺旋桨由两个对称的叶片组成。每一叶片的质量kg136m，长m66.3l，求当它的转速r/min320n时，两个叶片根部的张力。（设叶片是宽度一定、厚度均匀的薄片）第九题2-9解答在一只半径为R的半球形碗内，有一粒质量为m的小钢球。当钢球以角速度在水平面内沿碗内壁作匀速圆周运动时，它距碗底有多高？第十题2-10解答一质量为m的小球最初位于如图的A点，然后沿半径为r的光滑圆轨道ADCB下滑。试求小球到达点C时的角速度和对圆轨道的作用力。第十一题2-11解答光滑的水平面上放置一半径为R的固定圆环，物体紧贴环的内侧作圆周运动，其摩擦因数为。开始时物体的速率为0v，求：（1）t时刻物体的速率；（2）当物体速率从0v减少到021v时，物体所经历的时间及经过的路程。第十二题2-12解答一质量为kg10的质点在力N40)sN120(1tF的作用下，沿x轴作直线运动。在0t时，质点位于m0.5x处，其速度10sm0.6v。求质点在任意时刻的速度和位置。第十三题2-13解答轻型飞机连同驾驶员总质量为kg100.13。飞机以1sm0.55的速率在水平跑道上着陆后，驾驶员精品文档精品文档开始制动，若阻力与时间成正比，比例系数12sN100.5a，求（1）s10后飞机的速率；（2）飞机着陆后s10内滑行的距离。第十四题2-14解答质量为m的跳水运动员，从m0.10高台上由静止跳下落入水中。高台距水面距离为h。把跳水运动员视为质点，并略去空气阻力。运动员入水后垂直下沉，水对其阻力为2bv，其中b为一常量。若以水面上一点为坐标原点O，竖直向下为Oy轴，求：（1）运动员在水中的速率v与y的函数关系；（2）如1m40.0/mb，跳水运动员在水中下沉多少距离才能使其速率v减少到落水速率0v的10/1？（假定跳水运动员在水中的浮力与所受的重力大小恰好相等）第十五题2-15解答自地球表面垂直上抛一物体。要使它不返回地面，其初速度最小为多少？（略去空气阻力作用）第十六题2-16解答质量为kg0.45的物体，由地面以初速1sm0.60竖直向上发射，物体受到空气的阻力为kvFr，且1sN/m03.0k。（1）求物体发射到最大高度所需的时间。（2）最大高度为多少？第十七题2-17解答一物体自地球表面以速率0v竖直上抛。假定空气对物体阻力的值为2rkmvF，其中m为物体的质量，k为常量，试求：（1）该物体能上升的高度；（2）物体返回地面时速度的值。（设重力加速度为常量）第十八题2-18解答质量为m的摩托车，在恒定的牵引力F的作用下工作，它所受的阻力与其速度的平方成正比，它能达到的最大速率是mv。试计算从静止加速到2/mv所需的时间以及所走过的路程。精品文档精品文档第十九题2-19解答如图所示，电梯相对地面以加速度a竖直向上运动。电梯中有一滑轮固定在电梯顶部，滑轮两侧用轻绳悬挂着质量分别为1m和2m的物体A和B。设滑轮的质量和滑轮与绳索的摩擦均略去不计。已知21mm，如以加速运动的电梯为参考系，求物体相对地面的加速度和绳的张力。第二十题2-20解答在光滑水平面上，放一质量为m的三棱柱A，它的倾角为。现把一质量为m的滑块B放在三棱柱的光滑斜面上。试求：（1）三棱柱相对于地面的加速度；（2）滑块相对地面的加速度；（3）滑块与三棱柱之间的正压力。题2.1证：选定木块为研究对象，其受力如图所示，取沿斜面向上为x轴正向，由牛顿定律分别列出下滑、上滑过程的动力学方程0sinfFmg(1)maFmgfsin(2)由(2)式可知，加速度为一常量。由匀变速直线运动规律，有asvv2202(3)解上述方程组，可得木块能上滑的距离sin422020gvavs精品文档精品文档题2.2解：按题意有2mrmg(1)2T(2)则地球自转一天所需时间h4.1s1007.523grT题2.3解：建立图示Oxy坐标，列出动力学方程xcosmaFysinmamgF由于加速度是恒量，根据初始条件，由运动学方程可得点Q的位置坐标为m1023.12cos21422xtmFtaxm1044.82sin21322ytmmgFtay火箭距发射点O的距离为m1049.1422yxs题2.4解：精品文档精品文档取沿斜面为坐标轴Ox，原点位于O位于斜面顶点，则由牛顿第二定律有mamgmgcossin(1)又物体在斜面上作匀变速直线运动，故有22cossin2121costgatl则cossincos2glt(2)为使下滑的时间最短。可令dt/d=0，由式(2)有0sincoscoscossinsin则可得49,12tg此时s99.0cossincos2minglt题2.5解：精品文档精品文档按题意，可分别取吊车（含甲、乙）和乙作为隔离体，画示力图，并取竖直向上为Oy轴正方向。当框架以加速度a上升时，有ammgmmF2121T（1）amgmF22N2（2）解上述方程，得agmmF21T（3）agmF2N2（4）（1）当整个装置以加速度a=10ms2上升时，有式（3）可得绳所受张力的值为N1094.53TF乙对甲的作用力为N1098.132N2N2agmFF（2）当整个装置以加速度a=1ms2上升时，得绳张力的值为N1024.33TF精品文档精品文档此时，乙对甲的作用力为N1008.13N2F由上述计算可见，在起吊相同重量的物体时，由于起吊加速度不同，绳中所受张力也不同，加速度大，绳中张力也大。因此，起吊重物时必须缓慢加速，以确保起吊过程安全。题2.6解：分别对物体和滑轮作受力分析。由牛顿定律分别对物体A、B及滑轮列动力学方程，有amFgmATA（1）amFFBfT1（2）02T1TFF（3）考虑到aaFFFFmmm2,,,T1T1TTBA，可联立解得物体与桌面的摩擦力N2.