大学物理综合练习题.docx

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大学物理综合练习题

大学物理

（一）课程期末考试说明

四川电大教学处林朝金

《大学物理

（一）》是中央电大开放教育工科各专业开设的一门重要的基础课。

本学期的学习内容是《大学物理》（理论核心部分）的第一章至第八章的第三节。

为了便于同学们理解和掌握大学物理的基本内容，本文将给出各章的复习要求，列出教材中的部分典型例题、思考题和习题目录，并编写一部分综合练习题。

同学们复习时应以教材和本文为准。

希望同学们在系统复习、全面理解的基础上，重点掌握复习要求的内容。

通过复习和练习，切实理解和掌握大学物理学的基本概念、基本规律以及解决典型物理问题的基本方法。

第一章运动和力

一、复习要求

1．理解运动方程的概念。

能根据运动方程判断质点做何种运动。

2．理解位移、速度、加速度的概念。

掌握根据运动学方程求解质点运动的位移、速度、加速度的方法（一维和二维）。

3．理解法向加速度和切向加速度的概念。

会计算抛体运动和圆运动的法向加速度和切向加速度。

4．理解牛顿运动定律及其适用条件。

5．理解万有引力、重力、弹性力和摩擦力的基本作用规律以及在这些力作用下典型运动的特征。

一、典型题

（一）教材上的例题、思考题和习题

1．例题：

例15，例16。

2．思考题：

4，6，7，9，14，16。

3．习题：

2，3，4，6，7，14，16，17。

（二）补充练习题

1．做直线运动的质点，其法向加速度为零，有切向加速度。

做曲线运动的质点，其切向加速度为零，有法向加速度。

（以上四空均填一定或不一定）

2．将一质点以初速度沿与水平方向成θ角斜向上抛出，不计空气阻力，质点在飞行过程中，是的，是的，是的（以上三空均填变化或不变化）。

质点飞行到最高点时，法向加速度=，切向加速度=。

3．做圆周运动的质点，一定具有（填切向或法向）加速度，其加速度（或质点所受的合力）的方向（填一定或不一定）指向圆心。

4．一质点的运动方程为x=0.2cos2πt，式中x以米为单位，t以秒为单位。

在t=0.50秒时刻，质点的速度是，加速度是。

5．一质点沿半径R=4m的圆周运动，其速率υ=3t+1，式中t以s为单位，υ以m·s-1为单位，求第2秒初质点的切向加速度和法向加速度值。

6．一质点的运动方程是=2t+（4t-1）,则它的运动是。

A．匀速直线运动B.匀速曲线运动

C．匀变速直线运动D.匀变速曲线运动

7．一质点的运动规律是χ=2+3t-，式中χ的单位是m，t的单位s。

质点在头两秒内的位移△χ=；第2秒末的速度是；第4秒初的加速度是。

8．对一质点施以恒力，则。

A．质点沿着力的方向运动B.质点的速率变得越来越大

C．质点一定做匀变速直线运动D.质点速度变化的方向与力的方向相同

9．质点做直线运动时，速度与加速度的关系是。

A．速度为零，加速度也一定为零

B．速度不为零，加速度也一定不为零

C．加速度增大，速度也一定增大

D．加速度减小，速度的变化率也一定减小

10．一物体做斜抛运动（略去空气阻力），在由抛出到落地的过程中，下列表述正确的是。

A．物体的加速度是不断变化的。

B．物体在最高点处的速率为零。

C．物体在任一点处的切向加速度均不为零。

D．物体在最高点处的法向加速度最大。

11.一质点的运动方程是

=（t2+2）+（3t2-4t-1）,

则它的运动是.

A.匀速运动,质点所受合力为零

B.匀变速运动,质点所受合力是变力

C.匀变速运动,质点所受合力是恒力

D.变速运动,质点所受合力是变力

12.一质点的运动方程是

=Rcosωt+Rsinωt,其中

R、ω为常量。

则质点的运动轨迹是，质点在任一时刻的速度值υ=，加速度值a=。

13.物体所受的合力变小，其运动速度变小。

（填一定或不一定）

14．质点做匀速圆周运动时，其速度和加速度的变化情况是。

A.速度不变，加速度在变化B.加速度不变，速度在变化

C.二者都在变化D.二者都不变

第二章动量守恒

一、复习要求

1．理解质点的动量、动量的增量、动量的变化率和力的冲量的概念。

2．理解质点的动量定理并掌握其应用。

3．理解质点系的动量定理和动量守恒定律。

掌握分析解决动量守恒问题的基本方法（一维和二维）。

一、典型题

（一）教材上的例题、思考题和习题

1．例题：

例1，例2，例3。

2．思考题：

1，2，3。

3．习题：

1，2，5，6，7。

（二）补充练习题

1．质点做曲线运动时，质点的动量（填守恒或不守恒），动量随时间的变化率（填一定或不一定）变化，所受合力的冲量（填等于零或不等于零）。

在一定的时间间隔内，若质点系所受，则在该时间间隔内质点系的动量守恒。

A.外力矩始终为零B.外力矢量和始终为零

C.外力做功始终为零D.内力矢量和始终为零

2．用棒打击质量m=0.30kg﹑速率υ0=20m·s-1的水平飞来的小球，打击以后，球飞到竖直上方h=10m的高度，求棒施予球的冲量值。

参考答案：

I=7.32N·s

3．一质量为65kg的人带着一个5.0kg的铅球，在冰上以1.0m·s-1的速度向前滑行，当把铅球以5.0m·s-1的速度向前抛出以后，滑冰者的速度变为多少？

参考答案：

υ=0.69m·s-1

4．如图1所示，质量M=2.0kg的滑块置于光滑的水平面上，另一质量m=0.50kg的小球以水平速度υ1=5.0m·s-1与滑块的斜面相碰，碰后小球竖直弹起的速度

υ2=3.0m·s-1，若碰撞时间△t=0.10s，求：

（1）碰后滑块运动的速度υ；

（2）碰撞过程中滑块对水平面的平均作用力。

参考答案：

υ=1.25m·s-1；N=34.6N。

图1

5．一静止容器爆炸后分成三片，其中二片质量相等，以相同速率30m·s-1沿相互垂直的方向飞离，第三片质量为其它各片质量的三倍，求其爆炸后飞离速度的大小和方向。

参考答案：

υ≈14.1m·s-1，θ=135°。

6．两球质量分别为m1=2.0g，m2=4.0g，在光滑的水平面上运动，速度分别为

=5.0cm·s-1，=（2.0-4.5）cm·s-1,两球碰撞以后合为一体，求碰后的速度的大小和方向。

参考答案：

υ≈4.2m·s-1，θ=-45°

7．一质量为50㎏的炸弹，爆炸前以200m·s-1的速度向北飞行。

爆炸后成三块弹片。

第一块弹片的质量为25㎏，以100m·s-1的速度向北飞行；第二块弹片的质量为15㎏，以200m·s-1的速度向东飞行；试求第三块弹片的速度的大小。

参考答案：

υ≈808m·s-1。

第三章角动量守恒

一、复习要求

1．理解质点相对于某点的角动量的概念，并能计算角动量的大小。

2．理解力矩的概念。

3．理解质点对参考点的角动量定理。

4．理解角动量守恒定律。

会判断质点相对于参考点的角动量是否守恒，会计算角动量守恒的有关问题。

二、典型题

（一）教材上的例题、思考题和习题

1．例题：

例1，例2，例5，例6。

2．思考题：

1，2，3，4，5。

3．习题：

1，2，4。

（二）补充练习题

1．质点做直线运动时，其角动量（填一定或不一定）为零。

2．一质点做直线运动，在直线外任选一点O为参考点，若该质点做匀速直线运动，则它相对于点O的角动量常量；若该质点做匀加速直线运动，则它相对于点O的角动量常量，角动量的变化率常量。

（三空均填是或不是）

3．质点相对于参考点的角动量定义式为=，其大小L=。

力矩的定义式为=。

4．一质点做匀速圆周运动，在运动过程中，质点的动量，质点相对于圆心的角动量。

（两空均填守恒或不守恒）

5.质点系的总动量为零时，其总角动量为零（填一定或不一定）。

6．关于下述说法，正确表述的是。

A．质点做直线运动时，质点的角动量一定为零；

B．质点做直线运动时，质点的角动量不一定为零；

C．若质点系的总动量为零，其总角动量一定为零；

D．若质点系的总动量不为零，其总角动量一定不为零。

7．一颗人造地球卫星的近地点高度为h1，速率为υ1，远地点高度为h2，已知地球半径为R。

求卫星在远地点时的速率υ2。

参考答案：

υ2=（R1+h1/R2+h2）υ1

8．在光滑的水平桌面上有一小孔O，一细绳穿过小孔，其一端系一小球放在桌面上，另一端用手拉住。

开始时令小球以角速度ω1绕孔O作半径为r1的匀速圆周运动，然后向下缓慢拉绳，直到小球作半径为r2的圆周运动。

求此时小球的角速度ω2。

参考答案：

ω2=（r12/r22）ω1

第四章能量守恒

一、复习要求

1．理解功的概念。

掌握计算一维变力（F=F（x），F=F（r））做功的方法。

2．理解动能的概念和质点动能定理。

3．理解质点系动能定理。

4．理解保守力和非保守力以及势能的概念

5．理解质点系的功能原理和机械能守恒定律，并掌握有关问题的计算方法。

6．理解内能和热量的概念。

理解热力学第一定律。

二、典型题

（一）教材上的例题、思考题和习题

1．例题：

例1，例2，例10，例12，例13。

2．思考题：

2，4，6，7，8，9，10，11。

3．习题：

4，6，8，9，10，11，13，15。

（二）补充练习题

1．摩擦力的方向与物体运动的方向相反，摩擦力做负功。

（两空均填一定或不一定）

2．质量为m的质点在力（χ）的作用下沿X轴从χ1移动到χ2，该力在此过程中所做的功的表达式为A=。

3．万有引力是力，摩擦力是力（填保守力或非保守力）。

万有引力沿闭合路径所做的功（填等于或不等于）零。

4．保守力做功的大小与路径；摩擦力做功的大小与路径。

势能的大小与势能零点的选择，势能的增量与势能零点的选择。

（四个空均填有关或无关）

5．人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运动（地球在椭圆的一个焦点上）。

卫星的动量，卫星对地心的角动量，卫星与地球系统的机械能。

（三空均填守恒或不守恒）

6．功是物体变化的量度，质点系机械能守恒的条件是和

不作功。

7．质点系动能的增量在数值上等于。

A．一切外力所做功与一切内力所做功的代数和

B．一切外力所做的功

C．一切外力所作做功与一切保守内力所做功的代数和

D．一切外力所做功与一切非保守内力所做功的代数和

8．两个小球作对心碰撞，若恢复系数为e=1，则碰撞是。

A.完全弹性碰撞B.完全非弹性碰撞

C.非完全弹性碰撞D.不能确定

9．关于势能，正确说法是。

A．重力势能总是正的

B．弹性势能总是正的

C．万有引力势能总是负的

D．势能的正负是相对于势能零点而言的

10．一定量的某种理想气体在某个热力学过程中，外界对系统做功240J，气体向外界放热620J，则气体的内能（填增加或减少），E2-E1=J。

11．一定量的理想气体在等温膨胀过程中，内能，吸收的热量全部用于。

12．一定量的某种理想气体在某个热力学过程中，对外做功120J，从外界吸收热量400J，则气体的内能增量为J。

13．质量m=4.0kg的物体在力F=3χ+2（式中F的单位为N，χ的单位为m）作用下，在光滑的平面上沿OX轴做直线运动，物体运动到χ1=2.0m时的速度υ1=2.0m·s-1，求物体运动到χ2=6.0m时的速度值υ2和加速度a。

参考答案：

υ2≈5.6m·s-1；a=5.0m·s-2

14．用火箭将一颗质量为m的卫星从地面上发射到离地面高为H的轨道上，求卫星克服地球引力所做的功。

已知地球半径为R，地球质量为M，万有引力常数为G。

参考答案：

A=GMmH/R（R+H）

15．将质量为m=50g石子从h=20m处以速度υ0=20m·s-1斜向上抛出，测得石子落地时的速度υ=24m·s-1，求空气阻力所做的功。

参考答案：

A=-5.4J

16．一质量m=2.0kg的木块由h=0.40m高处落在一竖直弹簧上，弹簧的劲度系数为2000N·m-1，求弹簧的最大压缩量。

（重力加速度g取10m·m-2）

参考答案：

x=0.10m。

17．质量m=10g的子弹，以υ0=500m·s-1的速度沿水平方向射入一个用细绳悬挂的质量M=1.99kg的冲击摆并陷在其中，已知绳长L=1.25m。

求：

⑴绳受到的最大张力Tm；⑵打击过程中系统损失的机械能ΔE；⑶摆上升的最大高度h。

参考答案：

Tm=29.6N；ΔE=1243.75J；h≈0.32m。

18.一弹簧枪的弹簧的劲度系数k=200N.m-1,要使该弹簧枪以θ=300的仰角,将质量为m=0.02kg的小球射到离枪高h=5m的地方,求最初弹簧需被压缩的长度x.（不计阻力，g取10m.s-2）

参考答案x=0.20m

第五章气体动理论

一、复习要求

1．理解理想气体的物态方程。

理解平衡态的概念。

2．理解气体压强的微观实质和压强公式。

3．理解温度的微观实质，掌握温度与气体分子平均平动能的关系式。

4．了解气体分子热运动速率分布的统计规律，了解麦克斯韦速率分布曲线的物理意义。

5．理解能量按自由度均分定理。

掌握理想气体内能的计算方法。

二、典型题

（一）教材上的思考题和习题

1．思考题：

3，6，12，13，17，22，25，26，27，28，29。

2．习题：

4，6，8，9，10，11，13，15。

（二）补充练习题

1．在不受影响的条件下，热力学系统的不随时间改变的状态称为平衡态。

2．一定质量的气体处于平衡态，则气体各部分压强，各部分温度（填相等或不相等）

3.压强公式P=n表明，理想气体的压强与单位体积内的成正比，与分子的成正比。

4.理想气体压强公式P=n，是表征三个统计平均量P、N和之间相互联系的一个，而不是一个力学规律。

上式表明，n大，单位体积内的多，每秒钟与单位器壁的分子数多，因而压强P大。

5．公式=KT表明，温度越高，分子的就越大，表示平均说来物体内部分子越剧烈。

6．若一瓶氢气和一瓶氧气的温度、压强、质量均相同，则它们单位体积内的分子数，单位体积内气体分子的平均动能，两种气体分子的速率分布。

（均填相同或不相同）

7．一定量的某种理想气体，装在一个密闭的不变形的容器中，当气体的温度升高时，气体分子的平均动能，气体分子的密度，气体的压强，气体的内能。

（均填增大、不变或减少）

8．温度为27℃的单原子理想气体的内能是。

A．全部分子的平动动能

B．全部分子的平动动能与转动动能之和

C．全部分子的平动动能与转动动能、振动动能之和

D．全部分子的平动动能与分子相互作用势能之和

9．写出下列物理量的计算公式：

气体分子的平均转动能=。

气体分子的平均平动能=。

气体分子的平均总能量=。

质量为M克的理想气体的内能E=。

10．一瓶氦气和一瓶氧气，它们的压强和温度都相同，但体积不同，则它们的。

A.单位体积内的分子数相同B.单位体积的质量相同

C.分子的方均根速率相同D.气体内能相同

11．麦克斯韦速率分布律适用于。

A.大量分子组成的理想气体的任何状态；B.大量分子组成的气体；

C.由大量分子组成的处于平衡态的气体D.单个气体分子

12．在常温下有1mol的氢气和1mol的氦气各一瓶，若将它们升高相同的温度，则

。

A.氢气比氦气的内能增量大；B.氦气比氢气的内能增量大；

C.氢气和氦气的内能增量相同；D.不能确定哪一种气体内能的增量大

13．氦气处于压强P=600㎜Hg,温度t=27℃的状态。

（1）计算1㎝3体积中的氦气分子数；

（2）1mol氦气的内能。

（K=1.38×10-23J·k-1，R=8.31J·mol-1·k-1）

参考答案：

n=1.93cm-3；E0=3.74×103J

14．一定质量的氧气处于压强P=1.0atm、温度t=27℃的状态。

求：

（1）氧气分子的平均平动能与平均转动能；

（2）1mol氧气的内能；（氧气的摩尔质量μ=32g·mol-1）

参考答案：

氧气分子的平均平动能为6.21×10-21J；氧气分子的平均转动能为4,14×10-21J；1mol氧气的内能为6.23×103J。

15．氢气的温度为T=273K，压强P=1.01×105Pa。

求：

（1）分子的平均平动能；

（2）

分子的平均总能量；（3）1立方米体积中的氢气分子数。

（K=1.38×10-23J·K-1）

参考答案：

分子的平均平动能为5.65×10-21J；分子的平均总能量为9.42×10-21J；

1立方米体积中的氢气分子数为2.68×1025m-3。

16．一摩尔氦气，其分子热运动动能的总和为3.75×103J，求氦气的温度。

17．一容积V的电子管，当温度为T时，用真空泵把管内空气抽成压强为P的高真空，设管内残留的空气为理想气体，问此时管内有多少个空气分子？

这些空气分子的平均平动能的总和是多少？

第六章宏观过程的方向性

一、复习要求

1．通过三个典型的不可逆过程了解宏观过程的方向性。

2．理解热力学第二定律的两种表述和微观实质。

3．了解熵的概念。

二、典型题

（一）教材上的思考题和习题：

3，7，8，9，12。

（二）补充练习题

1．反映自然界宏观过程的规律叫做热力学第二定律。

2．克劳修斯把热力学第二定律表述为：

不可能把从低温物体传到高温物体而不产生。

3．开尔文把热力学第二定律表述为：

不可能从单一热源吸取，使之完全变为而不产生其它影响。

4．热力学第二定律的实质在于指出：

一切与有关的实际宏观过程都是的。

5．在孤立系统内部所发生的过程，总是由的宏观状态向的宏观状态进行。

5．热力学第二定律的微观实质可以理解为：

在孤立系统内部所发生的过程，总是沿着增大的方向进行。

6．热力学第二定律的微观实质可表述为：

在内所发生的过程总是沿着熵的方向进行的。

7．熵的微观意义是分子运动性的量度。

第七章静电场

一、复习要求

1．理解静电场的概念，理解电场强度的概念和电场强度叠加原理。

2．理解静电场力的功的性质，理解电势能的概念。

理解静电场中两点间的电势差及静电场中某点的电势的概念。

理解电势叠加原理。

3．理解真空中静电场的高斯定理，掌握电荷分布具有球对称、面对称和轴对称性时应用高斯定理求解电场强度的基本方法。

掌握根据电场强度分布，用线积分计算电场中两点间的电势差和场中某点电势分布的方法。

4．理解静电场的环路定理。

5．理解电容的概念。

掌握电容器的储能公式。

理解真空中的电场能量密度公式。

二、典型题

（一）教材上的例题、思考题和习题

1．例题：

例2，例3，例5，例6，例8，例10。

2．思考题：

3，5，6，9，10，11，13，14，15，16。

3．习题：

2，3，6，7，9，11，12，13，14，15，16，17题中的求两筒间的电势差。

（二）补充练习题

1．电量为q的点电荷在电场中点P所受的电场力为，该点的电场强度=，电场强度与q（填有关或无关）。

2．在图2中，两点电荷的电量分别是+q和-q，

相距为a，在两点电荷连线的中点O，电场强度

E0=，电势U0=。

图2

3．初速度为零的电子在电场力作用下总是从电势处向电势处运动（填高或低），电场力对电子做功，电子的电势能（填增加或减少）。

4．静电场中a、b两点的电势为Ua＜Ub，将正电荷从a点移到b点的过程中，电场力做功，电势能。

5．两个同号的点电荷相距r，要使它们的电势能增加一倍，则应该。

A．电场力做功使点电荷之间的距离增大为2r

B．电场力做功使点电荷之间的距离增大为4r

C．外力做功使点电荷之间的距离减少为r/2

D．外力做功使点电荷之间的距离减少为r/4

6．在一对等量同号点电荷连线的中点O，下述结论正确的是。

A．点O的电场强度和电势均为零

B．点O的电场强度和电势均不为零

C．点O的电场强度为零，电势不为零

D．点O的电场强度不为零，电势为零（取无限远处为电势参考点）

7．在一个负点电荷激发的电场中，将一个电子从电场中某点移到无限远的过程中，下述结论正确的是。

A．电场力对电子做正功，电子的电势能减少

B．电场力对电子做正功，电子的电势能增加

C．电场力对电子做负功，电子的电势能减少

D．电场力对电子做负功，电子的电势能增加

8．在图3所示的电场中，下述结论正确的是

A．电场强度Ea>Eb，电势Ua>Ub。

B．电场强度Ea>Eb，电势Ua

C．电场强度EaUb。

D．电场强度Ea

9．静电场的高斯定理的数学表达式为，高斯定理表明静电场是场。

静电场的环路定理的数学表达式为，环路定理表明静电场是场。

10．高斯面内没有电荷时，高斯面上的电场强度为零，高斯面上的场强处处为零时，高斯面内的电荷的代数和为零。

（两空均填一定或不一定）

11．在静电场中作一球形高斯面，A、B分别为球面内的两点，把一个点电荷从A点移到B点时，高斯面上的电场强度的分布，通过高斯面的电通量。

（两空均填改变或不改变）

12．一平行板电容器充电以后与电源断开，然后减小两极板之间的距离，则。

A．极板上的电荷减少

B.两极板之间的电场强度不变

C．电容器的电容量减少

D．电容器储存的能量不变

13．已知平行板电容器的电容量为C0，极板间距为d0，如果保持两极板间的电势差U不变，而将两极板间距拉大为2d0，则此时电容器的储能W=。

14．一电容器的电容量C=20μF，当极板间的电势差U=200v时，电容器所储存的电能是J。

15．一半径为R的均匀带电薄球壳，带电量为Q。

求：

（1）电场强度的分布；

（2）球心O点的电势。

参考答案：

（1）

r

；r>R时，

（2）

16．半径为R1的金属球带有电荷q，球外有一个内、外半径分别为R2和R3的同心金属球壳。

试计算内球与球壳之间的电势差。

参考答案：

17．两个无限长的同轴圆柱面，半径分别为R1和R2（R2>R1），内、外圆柱面上都均匀带电，沿轴线单位长度的电量分别为+λ和-λ，求两带电圆柱面之间的电势差。

参考答案：

18．两条平行的无限长均匀带电直线，间距为d，线电荷密度分别为+λ和-λ，求两带电直线构成的平面的中垂面上的场强分布。

参考答案：

19．一球形电容器由半径为R1的金属球和半径为R2的同心金属球壳构成（R2