《大学物理》练习题及参考答案

《大学物理》练习题

一. 单选题：

1．下列说法正确的是……………………………………（ ） 参看课本P32-36 A. 惯性系中，真空中的光速与光源的运动状态无关，与光的频率有关 B. 惯性系中，真空中的光速与光源的运动状态无关，与光的频率无关 C. 惯性系中，真空中的光速与光源的运动状态有关，与光的频率无关 D. 惯性系中，真空中的光速与光源的运动状态有关，与光的频率有关

2．下列说法正确的是………………………………… （ ） 参看课本P32-36 A. 伽利略变换与洛伦兹变换是等价的

B. 所有惯性系对一切物理定律都是不等价的

C. 在所有惯性系中，真空的光速具有相同的量值c

D. 由相对论时空观知：时钟的快慢和量尺的长短都与物体的运动无关

3．下列说法正确的是………………………………… （ ）参看课本P58,76,103 A. 动量守恒定律的守恒条件是系统所受的合外力矩为零 B. 角动量守恒定律的守恒条件是系统所受的合外力为零 C. 机械能守恒定律的守恒条件是系统所受的合外力不做功 D. 以上说法都不正确

4. 下列关于牛顿运动定律的说法正确的是…………（ ） 参看课本P44-45 A. 牛顿第一运动定律是描述物体间力的相互作用的规律 B. 牛顿第二运动定律是描述力处于平衡时物体的运动规律 C. 牛顿第三运动定律是描述物体力和运动的定量关系的规律

D. 牛顿三条运动定律是一个整体，是描述宏观物体低速运动的客观规律 5．下列关于保守力的说法错误的是…………………（ ） 参看课本P71-72 ．． A. 由重力对物体所做的功的特点可知，重力是一种保守力

B. 由弹性力对物体所做的功的特点可知，弹性力也是一种保守力 C. 由摩擦力对物体所做的功的特点可知，摩擦力也是一种保守力

D. 由万有引力对物体所做的功的特点可知，万有引力也是一种保守力

6.已知某质点的运动方程的分量式是x?Rcos?t，y?Rsin?t，式中R、ω是常数．则此质点将做………………………………………………（ ） 参看课本P19

A. 匀速圆周运动 B. 匀变速直线运动

C. 匀速直线运动 D. 条件不够，无法确定 7．如图所示，三个质量相同、线度相同 而形状不同的均质物体，它们对各自的几何 对称轴的转动惯量最大的是………( ) A. 薄圆筒 B. 圆柱体 参看课本P95

C. 正方体 D. 一样大

8．下列关于弹性碰撞的说法正确的是………………（ ） 中学知识在课堂已复习 A. 系统只有动量守恒 B. 系统只有机械能守恒

C. 系统的动量和机械能都守恒 D. 系统的动量和机械能都不守恒

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9．某人张开双臂，手握哑铃，坐在转椅上，让转椅转动起来，若此后无外力矩作用．则当此人收回双臂时，人和转椅这一系统的…………………（ ） 参看课本P104 A. 转速不变，角动量变大 B. 转速变大，角动量保持不变 C. 转速和角动量都变大 D. 转速和角动量都保持不变

10. 下列关于卡诺循环的说法正确的是………………（ ） 参看课本P144 A. 卡诺循环是由两个平衡的等温过程和两个平衡的绝热过程组成的 B. 卡诺循环是由两个平衡的等温过程和两个平衡的等体过程组成的

C. 卡诺循环是由两个平衡的等体过程和两个平衡的等压过程组成的 D. 卡诺循环是由两个平衡的绝热过程和两个平衡的等压过程组成的 11. 如图所示，在场强为E的匀强电场中，有一个半径为R的半 球面，若场强E的方向与半球面的对称轴平行，则通过这个半球面 的电通量大小为…………………（ ） 参看课本P172-173

A. ?RE B. 2?RE

C. 2?RE D. 0

12. 一点电荷，放在球形高斯面的中心处，下列情况中通过高斯面

的电通量会发生变化的…………………………（ ） 参看课本P173 A. 将另一点电荷放在高斯面内 B. 将高斯面半径缩小 C. 将另一点电荷放在高斯面外

D. 将球心处的点电荷移开，但仍在高斯面内 13.如图所示，在与均匀磁场B垂直的平面内有一长为l的铜棒 MN，设棒绕M点以匀角速度ω转动，转轴与B平行，则棒的动 生电动势大小为……………（ ） 参看课本P257

2A. ?Bl B. ?Bl

222C. ?Bl D. ?Bl

14. 已知温度不变的某定量气体分子的算术平均速率为v、方均

2根速率为v、最概然速率为vp，则这气体分子的三种速率的关系是…………（ ）

12122 A．v?v2?vp B．v2?v?vp 参看课本P125

v2 D．v?v2?vp

C．vp?v?15. 下列关于导体静电平衡的说法错误………………（ ） 参看课本P190-191 ．． A. 导体是等势体，其表面是等势面 B. 导体内部场强处处为零 C. 导体表面的场强处处与表面垂直 D. 导体内部处处存在净电荷

16. 下列哪种现代厨房电器是利用涡流原理工作的…（ ） 参看课本P259 A. 微波炉 B. 电饭锅 C. 电热炉 D. 电磁灶

17. 下列关于电源电动势的说法正确的是……………（ ） 参看课本P249-250 A. 电源电动势等于电源把电荷从正极经内电路移到负极时所作的功 B. 电源电动势的大小只取于电源本身的性质，而与外电路无关

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C. 电动势的指向习惯为自正极经内电路到负极的指向 D. 沿着电动势的指向，电源将提高电荷的电势能

18. 磁介质有三种，下列用相对磁导率?r正确表征它们各自特性的是………（ ） A. 顺磁质?r?0，抗磁质?r?0，铁磁质?rB. 顺磁质?r?1，抗磁质?r?1，铁磁质?r1 参看课本P39-240 1

C. 顺磁质?r?0，抗磁质?r?0，铁磁质?r?0 D. 顺磁质?r?1，抗磁质?r?1，铁磁质?r1

19. 在均匀磁场中，一带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速率圆周运动，如果磁场的磁感应强度减小，则………………………………………………（ ） 参看课本P231 A. 粒子的运动速率减小 B. 粒子的轨道半径减小 C. 粒子的运动频率不变 D. 粒子的运动周期增大 20. 两根无限长的载流直导线互相平行，通有大小相等，方向相反的 I1和I2，在两导线的正中间放一个通有电流I的矩形线圈abcd，如图 所示. 则线圈受到的合力为…………（ ） 参看课本P221-223

A. 水平向左 B. 水平向右 C. 零 D. 无法判断 21. 下列说法错误的是……………………………………（ ） 参看课本P263 ．．A. 通过螺线管的电流越大，螺线管的自感系数也越大 B. 螺线管的半径越大，螺线管的自感系数也越大

C. 螺线管中单位长度的匝数越多，螺线管的自感系数也越大 D. 螺线管中充有铁磁质时的自感系数大于真空时的自感系数

22. 一电偶极子放在匀强电场中，当电矩的方向与场强的方向不一致时，则它所受的合力F和合力矩M分别为…………………………………（ ） 参看课本P168-169

A. F=0 ，M=0 B. F≠0 ，M≠0 C. F=0 ，M≠0 D. F≠0 ，M=0 23. 若一平面载流线圈在磁场中既不受磁力，也不受磁力矩作用，这说明……（ ） A. 该磁场一定均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行 参看课本P223-224 B. 该磁场一定不均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行 C. 该磁场一定均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直 D. 该磁场一定不均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直

24. 下列关于机械振动和机械波的说法正确的是………（ ） 参看课本P306 A. 质点做机械振动，一定产生机械波 B. 波是指波源质点在介质的传播过程 C. 波的传播速度也就是波源的振动速度

D. 波在介质中的传播频率与波源的振动频率相同，而与介质无关 25. 在以下矢量场中，属保守力场的是…………………（ ） A. 静电场 B. 涡旋电场 参看课本P180,212,258

C. 稳恒磁场 D. 变化磁场

26. 如图所示，一根长为2a的细金属杆AB与载流长直导线共面， 导线中通过的电流为I，金属杆A端距导线距离为a.金属杆AB以

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速度v向上匀速运动时，杆内产生的动生电动势为……（ ） 参看课本P261 (8-8)

A. ?i??0Ivln2，方向由B→A B.?i??0Ivln2，方向由A→B

2?2?C. ?i??0Ivln3，方向由B→A D. ?i??0Ivln3，方向由A→B

2?2?27．在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动………（ ） 参看课本P325

A. 振幅相同，相位相同 B. 振幅不同，相位相同 C. 振幅相同，相位不同 D. 振幅不同，相位不同 28．两个质点做简谐振动，曲线如图所示，则有（ ） A. A振动的相位超前B振动π/2 参看课本P291

B. A振动的相位落后B振动π/2 C. A振动的相位超前B振动π D. A振动的相位与B振动同相

29．同一点光源发出的两列光波产生相干的必要条件是…（ ） 参看课本P336

A. 两光源的频率相同，振动方向相同，相位差恒定 B. 两光源的频率相同，振幅相同，相位差恒定

C. 两光源发出的光波传播方向相同，振动方向相同，振幅相同 D. 两光源发出的光波传播方向相同，频率相同，相位差恒定

30．如图所示，在一圆形电流I所在的平面内选取一个同心圆形闭合环路L，则由安培环路定理可知……………………………………………（ ） 参看课本P235

?B. ?C. ?D. ?A.

LB?dl?0，且环路上任一点B=0 B?dl?0，但环路上任一点B≠0 B?dl?0，且环路上任一点B≠0 B?dl?0，且环路上任一点B=常量

LLL二. 填空题：

31. 平行板电容器充电后与电源断开，然后充满相对电容率为εr的各向均匀电介质. 则其电容C将______，两极板间的电势差U将________. (填减小、增大或不变) 参看课本P195,200

32. 某质点沿x轴运动，其运动方程为: x =10t–5t2，式中x、t分别以m、s为单位. 质点任意时刻的速度v =________，加速度a =________. 参看课本P16-17

33. 某人相对地面的电容为60pF，如果他所带电荷为6.0?10?8C，则他相对地面的电势差为__________，他具有的电势能为_____________. 参看课本P200,202

34. 一人从10 m深的井中提水，起始时，桶中装有10 kg的水，桶的质量为1 kg，由于水桶漏水，每升高1m要漏去0.1 kg的水，则水桶匀速地从井中提到井口，人所作的功为____________．参看课本P70 (2-14)

35.质量为m、半径为R、自转运动周期为T的月球，若月球是密度均匀分布的实球体，则其绕自转轴的转动惯量是__________，做自转运动的转动动能是__________.参看课本P100 (3-4)

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36. 1mol氢气，在温度为127℃时，氢气分子的总平均动能是_____________，总转动动能是______________，内能是_____________. 〔已知摩尔气体常量R = 8.31 J/(mol·K) 参看课本 P120 (4-8)

37. 如图所示，两个平行的无限大均匀带电平面，其面电荷密度

分别为+σ和-σ. 则区域Ⅱ的场强大小EⅡ=___________ . 参看课本P177 38. 用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时，要使屏上的干涉 条纹间距变宽，可采用的方法是: (1) _________________________； (2) ________________________. 参看课本P344

39. 通过磁场中任意闭合曲面的磁通量等于_________. 感生电场是由______________产生的，它的电场线是__________曲线. (填闭合或不闭合) 参看课本P212,258

40. 子弹在枪膛中前进时受到的合力与时间关系为F?400?4?105tN，子弹飞出枪口的速度为200m/s，则子弹受到的冲量为_____________. 参看课本P55-56 41. 将电荷量为2.0×10-8C的点电荷，从电场中A点移到B点，电场力做功6.0×10-6J. 则A、B两点的电势差UAB =____________ . 参看课本P181

42. 如图所示，图中O点的磁感应强度大小B =______________. 参看课本P229-230

43. 一个螺线管的自感L=10 mH，通过线圈的电流I =2A， 则它所储存的磁能W =_____________. 参看课本P267

44. 理想气体在某热力学过程中内能增加了ΔE=250J，而气体对外界做功A=50J，则气体吸收的热量Q = . 参看课本P132-133

45. 一平面简谐波沿x轴的正方向传播，波速为100 m/s， t=0时的曲线如图所示，则简谐波的波长λ =____________, 频率ν =_____________. 参看课本P309

46. 两个同心的球面，半径分别为R1、R2(R1?R2)，分别 带有总电量为Q1、Q2. 设电荷均匀分布在球面上，则两球面

间的电势差U12= ________________________.参看课本P186-187 三. 计算题：

47. 一正方形线圈由外皮绝缘的细导线绕成，共绕有100匝，每边长为10 cm，放在B= 5.0T的磁场中，当导线中通有I =10.0A的电流时，求: (1) 线圈磁矩m的大小；(2) 作用在线圈上的磁力矩M的最大值. 参看课本P225 (7-7)

48.如图所示，已知子弹质量为m，木块质量为M，弹簧的劲度系数为k，子弹以初速vo射入木块后，弹簧被压缩了L.设木块与平面间的滑动摩擦因数为μ，不计空气阻力.求初速vo. 参看课本P80 (2-23)

49. 一卡诺热机的效率为40％，其工作的低温热源温度为27℃.若要将其效率提高到50％，求高温热源的温度应提高多少? 参看课本P148 (5-14)

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50. 质量均匀的链条总长为l，放在光滑的桌面上，一端 沿桌面边缘下垂，其长度为a，如图所示.设开始时链条静 止，求链条刚刚离开桌边时的速度. 参看课本P70 (2-18)

51. 一平面简谐波在t =0时刻的波形如图所示，设波 的频率ν=5 Hz，且此时图中P点的运动方向向下，求： (1) 此波的波函数；(2) P点的振动方程和位置坐标. 参看课本P318 (10-11)

52．如图所示，A和B两飞轮的轴杆可由摩擦啮合器 使之连接，A轮的转动惯量JA=10 kg·m2．开始时，B轮 静止，A轮以nA = 600 r/min的转速转动．然后使A和B 连接，连接后两轮的转速n = 200 r/min．求: (1) B轮的转 动惯量JB ；(2) 在啮合过程中损失的机械能ΔE. 参看课本P105 (3-9及补充)

53．如图所示，载流I的导线处于磁感应强度为B的均匀 磁场中，导线上的一段是半径为R、垂直于磁场的半圆，求 这段半圆导线所受安培力. 参看课本P224-225

54．如图所示的截面为矩形的环形均匀密绕的螺绕环，环 的内外半径分别a和b，厚度为h，共有N匝，环中通有电 流为I .求: (1) 环内外的磁感应强度B；(2) 环的自感L. 参看课本P237-238 (7-23及补充)

55. 如图所示，一长直导线通有电流I，在与其相距d处放 在有一矩形线框，线框长为l，宽为a，共有N匝. 当线框以 速度v沿垂直于长导线的方向向右运动时，线框中的动生电动 势是多少? 参看课本P255 (8-3)

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二. 填空题：

231. 增大 减小 32. 10?10tm/s ?10 33. 1000V 0.03 J tm/s24?2mR2234. 1029 (或1050) J 35. mR 36. 4986J 3324J 8310 J 255T?37. 38. (1) 将两缝的距离变小 (2) 将双缝到光屏的距离变大

?01? 1???2R???Q1?11?43. 0.02 J 44. 300 J 45. 0.8 m 125 Hz 46. ???

4??0?R1R2?39. 零 变化的磁场 闭合 40. 0.2N?s 41.300V 42.

?0I?

三. 计算题：

47. 线圈磁矩

48. 设子弹质量为m，木块质量为M，子弹与木块的共同速度v

由动量守恒定律得 mv0?(m?M)v ① 由功能原理得 ??(m?M)gL?m?NIS?100?10?0.12?10A?m2

线圈最大磁力矩 Mmax?mB?10?5?50N? m121kL?(m?M)v2 ② 22m?M由①、②式得 v0?m

49. 卡诺热机效率: ??1?k2L?2?(m?M)gL m?MT2300??500K

1??1?0.4T2300?T???600K 同理 11???1?0.5高温热源应提高的温度 T1??T1?600?500?100K

?T1?T2T1

50. 设桌面为零势面，由机械能守恒定律得 ?aal1mg??mg?mv2 l222g2?v?(l?a2)

l

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51. 解：(1) 由图中vP＜0知此波沿x轴负向传播，继而知原点此时向y正向运动

A2，v0?0 ??0??? 23?又x = 3m处 y3?0，v3?0 ??3??

2?x3?0?x由 ???2? 得 ??2??2???36m

??2??????????2?3?2?x?? 此波的波函数 y?Acos?2?t????0?

????2?? ?0.10cos?10?t?x???m

183???(2) P点处 yP?0，vP<0 ??P?

2???P点振动方程 yP?Acos(2??t??P)?0.10c?os?t m1?0?2???36?21m P点位置坐标 xp?3??3?22 原点处 y0??

52. (1) 由动量矩守恒定律得

JA?A?(JA?JB)?

JA2?nA?(JA?JB)2?n

60020010??(10?JB)?

6060?JB?20kg?m2

(2) 损失的机械能

?E?11112JA?A?(JA?JB)?2?JA(2?nA)2?(JA?JB)(2?n)22222221?600?12?200???10?4?2??(10?20)?4??1.315?104J???2?60?2?60?

53. 依题意得

Fx??dFx?0

dFy?dFsin??BIdlsin??BIRsin?d?

F?Fy??BIRsin?d??2BIR

0?

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54. (1)

?B?dr?B?2?r??0?I

环外的磁感应强度 B?0

环内的磁感应强度 B?2?r??0NI

B??0NI2?r (2) d??Bhdr??0NIh2?rdr ???d???0NIhb1?0NIhb2??ardr?2?lna环的自感 L??I?N??0N2hbI?2?lna

55. 线框的动生电动势

???1??2?N(B1?B2)lv

??0NIlv?11?0NIlav2???d??d?a???2?d(d?a)- 9 -

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