第二版普通物理学上册期末考试必做试题(四)及参考答案 王殿元

练习四

一、选择题

???221.一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表达式为r?ati?btj（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。 2.汽车先以20 m/s的速度前进6000 m , 随后又以10 m/s的速度后退2000 m , 这辆汽车在整个过程中的平均速度是( )

(A)16 m/s； (B)8m/s； (C) 10 m/s； (D) 5 m/s

3.质量为8×103Kg的汽车以1.5m/s2的加速度在水平面上加速，阻力为2.5×103N，那么，汽车的牵引力是( )

(A)2500 N； (B)9500 N； (C)12000 N； (D)14500 N。 4.关于物体的惯性，下列说法中正确的是( ) (A)物体的惯性随速度增大而增大； (B)物体在静止时的惯性比运动时的大； (C)物体受到的力越大，它的惯性也越大；

(D)物体的惯性大小与它的运动状态、受力情况都没有关系。 5.如图（1）所示，圆锥摆的摆球质量为m，速率为v，圆半径为R，当摆球在轨道上运动半周时，摆球所受重力冲量的大小为（ ） (A) 2mv； (B)

?2mv?2??mg?Rv?2；

图（1）

(C) ?Rmg/ v； (D) 0。

?6.一质点受力F=3xi（SI）作用沿x轴正向运动，从x=0到x=3m过程中，力F作的

2

功为（ ）

(A)9J； (B)18J； (C)27J； (D)36J。 7.地球绕着太阳作椭圆轨道运动，由近日点向远日点运动时，地球的角动量、动能变化情况为：（ ）

(A)角动量不变，动能变小； (B)角动量不变，动能变大； (C)角动量变小，动能变大； (D)角动量变大，动能变大。 8.关于力矩有以下几种说法，错误的是：（ ）

(A)对某个定轴转动刚体而言，内力矩不会改变刚体的角加速度； (B)一对作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零； (C)角加速度的方向一定与合外力矩的方向相同；

(D)质量相等、形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩的作用下，它们的角加速度一定相等。

9.一物体作简谐振动，振动方程为x=Acos(?t+?/4 )，在t=T/4(T为周期)时刻，物体的加速度为 ( )

(A)?2A?22； (B)2A?22； (C)?3A?22； (D)3A?22。

10．一简谐运动曲线如图（2）所示，则振动周期是 ( )

(A)2.62 s； (B)2.40 s； (C)0.42 s；

图（2）

(D)0.382 s。

11.一横波沿绳子传播时的波动方程为y = 0.05 cos (10? t＋4? x) (SI制),则（ ） (A)波长为0.5 m； (B)波长为0.05 m； (C)波速为25 m/s； (D)波速为5 m/s。

12.图（3）为同种理想气体不同状态下的分子速率分

f(v) 2 布曲线，下列说法正确的是（ ） 1 (A)曲线1对应的温度较高；

(B)曲线1对应的分子平均速率较小； v (C)曲线2对应的最概然速率较大；

图（3） (D)曲线2对应的方均根速率较大。

13.一容器贮有1 mol氢气和1 mol氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为P1和P2，则两者的大小关系为（ ）

(A)P1 > P2； (B)P1 < P2； (C)P1 = P2； (D)不能确定。 14.在600K的高温热源和300K的低温热源间工作的卡诺热机，理论上最大效率可达到（ ）

(A)100 %； (B)75%； (C)50 %； (D)25%。

15.一定量的某理想气体按pV2＝恒量的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度将（ ） (A)升高； (B)降低； (C)不变； (D)不能确定。

二、填空题

???1.已知质点的运动方程为r?4t2i?(2t?3)j，则该质点的轨道方程为___________．

2.质量为1Kg的物体静止于光滑的水平面上，在水平力F?2?t2(SI)作用下开始运动，第4秒末的速度为________ m/s。

3.一质量为5 kg的物体，其所受的作用力F随时间的变化关系如图（4）所示．设物体从静止开始沿直线运动，则20秒末物体的速率v ＝_ _ m/s。 4.一质点在二恒力作用下，位移为????x?3i?8j(SI)，在此过程中，动能增量为24J，已

图（4）

???知其中一恒力F1?12i?3j(SI)，则另一恒力所作的功为 J。

5.一质点质量为m ，做半径为r 的圆周运动，某一时刻速度为v，此时它对于过圆心且垂直于圆平面的轴的角动量大小为 。

6.滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动，开始时两臂伸开，转动惯量为J，角速度为?，然后她将两臂收回，使转动惯量减小为J/2，这时她转动的角速度为 。

7.—简谐运动曲线如图（5）所示，试由图确定t＝3s时刻质点的位移为 m

8.波动方程为y?10cos(3t?6?)m，则周期为

s。

图（5） 9.温度为T时，非刚性双原子分子的分子平均

能量为

10.理想气体作等温膨胀时，该过程 。（填“吸热”或“放热”） 三. 如图（6）所示，质量为m1?10kg和m2?20kg的两个物体，用轻弹簧连接在一起放在光滑水平桌面上，以F?100N的力沿弹簧方向作用于m2，使m1得到加

图（6） m1 m2 F 速度a1?1.2ms2，求m2获得的加速度的大小。

四. 一质量为m的小球，从一半径为r的光滑圆轨道的最高点A滑下，试求小球到达如图（7）所示的C点时的速度和对圆轨道的作用力（已知C点与竖直方向的夹角??60?）。

图（7）

五. 如图（8）所示，一匀质细杆质量为m，长为l，可绕过一端O的水平轴自由转动，杆于水平位置由静止开始摆下。求：(1)初始时刻的角加速度；(2)杆转过?角时的角速度。

图（8）

?六. 一物体沿x轴做谐振动，已知振动方程为x?10cos(4?t?)(cm)。(1)求x＝5cm处

6物体的速度和加速度；(2)求物体从+5cm到-5cm所经过的最短时间。 七. 如图（9）所示，一定质量的氧气（视为理想气体）,

从A状态变化到B状态，其中PA＝ 9×105 Pa，PB = 6×105 P A PA Pa，VA = 4 m3，VB = 8 m3。求：

（1）该过程氧气所作的功； B PB （2）该过程氧气内能的增量； （3）该过程氧气吸收的热量。

VA VB V 图（9）

练习四参考答案

一、选择题

1-5 BBDDC 6-10 CADAB 11-15 AACCB

二、填空题

1. (y?3)2?x?0 2. 29.33 3. 5 4. 12 5. mrv 6. 2? 7. 6 8.2?/3 9. 7kT/2

三解：对于m1有 FT?m1a1

对于m2有 F?FT?m2a2 解得 a1a12?F?mm?4.4m/s2 2

四解：小球下滑过程只有重力做功，机械能守恒，有

mgr?12mv2?mgr(1?cos?)

小球到达C点，由牛顿第二定律得动力学方程

F?mgcos??mv2Nr

联立两式，得

v?2grcos??gr

FN?3mgcos??3mg2

五解: (1)由转动定律，有

mgl12?(3ml2)? ??3g2l (2)由机械能守恒定律，有

mglsin??1(1ml2)?2223

??3gsin?l

六解:(1)因本问题不涉及时间t，故应用速度和坐标的关系式

吸热

10.

v???A2?x2

将数据代入上式,得

v??4?102?52??20?3??108.8cm/s 又加速度为

a???2x??(4?)2?5??788.8cm/s2

(2)在参考圆上,根据旋转矢量方法求时间,在?t时间内旋转矢量转过的角度为

??? ????2??1?(??)??

333??1?s 故得 ?t??12

七解：（1）整个过程中，氧气所作的功可根据直线AB下与坐标轴所围的梯形面积求得 W =（PA+PB）?（VB-VA）/2

= 1/2×[（9 + 6）×105×（8 - 4）] = 3×106（J）

（2）系统内能的增量只与始末状态有关

△E = (m / M) ? (5 /2) ?R? (TB - TA ) = (5 /2) ? ( PBVB - PAVA ) = (5/2)×(6×8-4×9) ×105 = 3×106（J） （3）根据热力学第一定律，整个过程中系统吸收的热量 Q = W + △E = 3×106 + 3×106 = 6×106 (J)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kn43.html