大學(xué)物理(上)練習(xí)題及答案詳解

PAGE1PAGE6大學(xué)物理學(xué)(上)練習(xí)題第一編力學(xué)第一章質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)1．一質(zhì)點(diǎn)在平面上作一般曲線運(yùn)動(dòng)，其瞬時(shí)速度為瞬時(shí)速率為v，平均速率為平均速度為，它們之間如下的關(guān)系中必定正確的是(A)，；(B)，；(C)，；(C)，[]2．一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為(SI)，則在由0到4s的時(shí)間間隔內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)位移的大小為，質(zhì)點(diǎn)走過的路程為。3．一質(zhì)點(diǎn)沿x軸作直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)刻的坐標(biāo)為（SI）。試求：質(zhì)點(diǎn)在（1）第2秒內(nèi)的平均速度；（2）第2秒末的瞬時(shí)速度；（3）第2秒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程。MM4．燈距地面的高度為，若身高為的人在燈下以勻速率沿水平直線行走，如圖所示，則他的頭頂在地上的影子點(diǎn)沿地面移動(dòng)的速率。5．質(zhì)點(diǎn)作曲線運(yùn)動(dòng)，表示位置矢量，表示路程，表示切向加速度，下列表達(dá)式（1），（2），（3），（4）.（A）只有（1）、（4）是對的；（B）只有（2）、（4）是對的；（C）只有（2）是對的；（D）只有（3）是對的.[]6．對于沿曲線運(yùn)動(dòng)的物體，以下幾種說法中哪一種是正確的。（A）切向加速度必不為零；（B）法向加速度必不為零（拐點(diǎn)處除外）；（C）由于速度沿切線方向；法向分速度必為零，因此法向加速度必為零；（D）若物體作勻速率運(yùn)動(dòng)，其總加速度必為零；（E）若物體的加速度為恒矢量，它一定作勻變速率運(yùn)動(dòng).[]7．在半徑為R的圓周上運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其速率與時(shí)間的關(guān)系為（為常數(shù)），則從到時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)走過的路程；時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的切向加速度；時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的法向加速度。參考答案1．(B)；2．8ｍ，10ｍ；3．(1)，(2)；(3)；4．；5．(Ｄ)；6．(Ｂ)；7．，，。第二章牛頓運(yùn)動(dòng)定律1．有一質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，假設(shè)該質(zhì)點(diǎn)通過坐標(biāo)為處的速度為（為正常數(shù)），則此時(shí)作用于該質(zhì)點(diǎn)上的力______，該質(zhì)點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到處所經(jīng)歷的時(shí)間間隔_____。oBA2．質(zhì)量為的子彈以速度水平射入沙土中，設(shè)子彈所受阻力的大小與速度成正比，比例系數(shù)為，方向與速度相反，忽略子彈的重力。求：oBA子彈射入沙土后，速度隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系；子彈進(jìn)入沙土的最大深度。3．質(zhì)量為的小球在向心力作用下，在水平面內(nèi)作半徑為R、速率為的勻速率圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。小球自A點(diǎn)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，動(dòng)量的增量為（A）；（B）；（C）；（D）.[]4．如圖所示，水流流過一個(gè)固定的渦輪葉片。設(shè)水流流過葉片曲面前后的速率都等于，每單位時(shí)間內(nèi)流向葉片的水的質(zhì)量保持不變，且等于，則水作用于葉片的力的大小為，方向?yàn)椤?．設(shè)作用在質(zhì)量為1物體上的力（SI），在這一力作用下，物體由靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng)，在0到2.0s的時(shí)間間隔內(nèi)，該力作用在物體上的沖量大小。6．有一倔強(qiáng)系數(shù)為的輕彈簧，原長為，將它吊在天花板上。先在它下端掛一托盤，平衡時(shí)，其長度變?yōu)?。再在托盤中放一重物，彈簧長度變?yōu)?。彈簧由伸長至的過程中，彈力所作的功為（A）；（B）；（C）；（D）.[]7．一質(zhì)點(diǎn)在力（SI）作用下，沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，從運(yùn)動(dòng)到的過程7．一光滑定滑輪的半徑為0.1m，相對其中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為10-3kgm2。變力（SI）沿切線方向作用在滑輪的邊緣上，如果滑輪最初處于靜止?fàn)顟B(tài)。試求它在1s末的角速度。8．剛體角動(dòng)量守恒的充分必要條件是(A)剛體不受外力矩的作用；(B)剛體所受合外力矩為零；(C)剛體所受合外力和合外力矩均為零；(D)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度均保持不變。[]9．如圖所示，一圓盤繞垂直于盤面的水平光滑軸O轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩顆質(zhì)量相等、速度大小相同方向相反并在一條直線上的子彈射入圓盤并留在盤內(nèi)，在子彈射入后的瞬間，圓盤的角速度將(A)變大；(B)不變；(C)變??；(D)不能確定。[]10．一飛輪以角速度繞光滑固定軸旋轉(zhuǎn)，飛輪對軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為；另一靜止飛輪突然被嚙合到同一軸上，該飛輪對軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為。嚙合后整個(gè)系統(tǒng)的角速度_______________。11．如圖所示，一勻質(zhì)木球固結(jié)在細(xì)棒下端，且可繞水平固定光滑軸O轉(zhuǎn)動(dòng)。今有一子彈沿著與水平面成一角度的方向擊中木球，并嵌于其中，則在擊中過程中，木球、子彈、細(xì)棒系統(tǒng)的______________守恒，原因是_________________。在木球被擊中后棒和球升高的過程中，木球、子彈、細(xì)棒、地球系統(tǒng)的____________________守恒。 12．如圖所示，一長為l、質(zhì)量為的均勻細(xì)棒自由懸掛于通過其上端的水平光滑軸O上，棒對該軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為。現(xiàn)有一質(zhì)量為的子彈以水平速度射向棒上距O軸處，并以的速度穿出細(xì)棒，則此后棒的最大偏轉(zhuǎn)角為___________。RM.m13.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體與繞在定滑輪上的繩子相連，繩的質(zhì)量可以忽略，它與定滑輪之間無相對滑動(dòng)。假設(shè)定滑輪質(zhì)量為M、半徑為RRM.m14．質(zhì)量、半徑的圓柱體，可繞與其幾何軸重合的水平固定光滑軸轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)?，F(xiàn)以一不能伸長的輕繩繞于柱面，繩與柱面無相對滑動(dòng)，在繩的下端懸質(zhì)量的物體。試求(1)物體自靜止下落，5s內(nèi)下降的距離；（2）繩中的張力。參考答案1．（B）；2．（C）；3．，；4．（C）；5．；6．；7．；8．（B）；9．（C）；10．；11．角動(dòng)量，合外力矩等于零，機(jī)械能守恒；12．；13．；14．(1)下落距離：(2)張力：。第六章氣體動(dòng)理論1．一定量的理想氣體貯于某容器中，溫度為，氣體分子的質(zhì)量為，.根據(jù)理想氣體分子模型和統(tǒng)計(jì)性假設(shè)，分子速度在x方向的分量的下列平均值：____________________，_____________________。2．容積為的電子管，當(dāng)溫度為時(shí)，用真空泵把管內(nèi)空氣抽成壓強(qiáng)為的高真空，問這時(shí)管內(nèi)有多少個(gè)空氣分子？這些空氣分子的平動(dòng)動(dòng)能的總和是多少？轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的總和是多少？動(dòng)能的總和是多少？（，空氣分子可認(rèn)為是剛性雙原子分子）。3．某容器內(nèi)貯有1摩爾氫氣和氦氣，達(dá)到平衡后，它們的(1)分子的平均動(dòng)能相等；(2)分子的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能相等；(3)分子的平均平動(dòng)動(dòng)能相等；(4)內(nèi)能相等。以上論斷中正確的是（A）(1)、(2)、(3)、(4)；（B）(1)(2)(4)；（C）(1)(4)；（D）(3).[]4．氧氣瓶的容積為，充入氧氣的壓強(qiáng)為，若用了一段時(shí)間后壓強(qiáng)降為，則瓶中剩下氧氣的內(nèi)能與未用前氧氣的內(nèi)能之比為____________。5．在相同溫度和壓強(qiáng)下，各為單位體積的氫氣（視為剛性雙原子分子氣體）與氦氣的內(nèi)能之比為______________，各為單位質(zhì)量的氫氣與氦氣的內(nèi)能之比為_______________。6．的剛性雙原子分子理想氣體的內(nèi)能為6.75102J，分子總數(shù)為5.41022個(gè)。求:（1）氣體的壓強(qiáng)；（2）分子的平均平動(dòng)動(dòng)能及氣體的溫度。(玻耳茲曼常量k=1.3810－23J·K－1)。7．若為氣體分子速率分布函數(shù)，為分子總數(shù)，為分子質(zhì)量，則的物理意義是（A）速率為v2的各分子的總平動(dòng)動(dòng)能與速率為v1的各分子的總平動(dòng)動(dòng)能之差；（B）速率為v2的各分子的總平動(dòng)動(dòng)能與速率為v1的各分子的總平動(dòng)動(dòng)能之和；（C）速率處在速率間隔v1——v2之內(nèi)的分子的平均平動(dòng)動(dòng)能；（D）速率處在速率間隔v1——v2之內(nèi)的分子平動(dòng)動(dòng)能之和。8．兩種不同的理想氣體，若它們的最可幾速率相等，則它們的（A）平均速率相等，方均根速率相等；（B）平均速率相等，方均根速率不相等；（C）平均速率不相等，方均根速率相等；（D）平均速率不相等，方均根速率不相等。9．若氧分子[O2]氣體離解為氧原子[O]氣體后，其熱力學(xué)溫度提高一倍，則氧原子的平均速率是氧分子平均速率的（A）4倍；（B）倍；(C)2倍；（D）倍。[]10．在A、B、C三個(gè)容器中裝有同種理想氣體，它們的分子數(shù)密度相同，方均根速率之比為，則其壓強(qiáng)之比為（A）；（B）；（C）；（D）。[]11．在體積為10升的容器中盛有克的某種氣體，設(shè)氣體分子的方均根速率為，則氣體的壓強(qiáng)為。12．一容器內(nèi)盛有密度為的單原子分子理想氣體，若壓強(qiáng)為，則該氣體分子的方均根速率為________________；單位體積內(nèi)氣體的內(nèi)能為___________________。13．一定量的理想氣體，在容積不變的條件下，當(dāng)溫度降低時(shí)，分子的平均碰撞次數(shù)和平均自由程的變化情況是（A）減小，不變；（B）不變，減??；（C）和都減??；（D）和都不變。[]參考答案1．0，；2．個(gè)，，，；3．（D）；4．；5．；6．（1），（2），；7．（D）；8．（A）；9．（C）；10．（C）；11．；12．，；13．（A）.第七章熱力學(xué)基礎(chǔ)1．要使熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增加，可以通過或兩種方式，或兩種方式兼用來完成。熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，其內(nèi)能的改變量決定于與，而與無關(guān)。2．一氣缸內(nèi)貯有單原子分子理想氣體，在壓縮過程中外界做功，氣體升溫，此過程中氣體內(nèi)能的增量為，外界傳給氣體的熱量為。3．某種理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度，則在常溫下該氣體的定壓摩爾熱容量，定容摩爾熱容量。4．某理想氣體的定壓摩爾熱容量為，求它在溫度為時(shí)分子的平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能。5．常溫常壓下，一定量的某種理想氣體（可視為剛性分子，自由度數(shù)為），在等壓過程中吸收的熱量為，對外作的功為，內(nèi)能的增加為ΔE，則，。6．一定量的某種理想氣體在等壓過程中對外作的功為，若此種氣體為單原子分子氣體，則該過程中需吸熱；若為雙原子分子氣體，則需吸熱。7．壓強(qiáng)、體積和溫度都相同的氫氣和氦氣（均視為剛性分子理想氣體），它們的質(zhì)量之比為，內(nèi)能之比為。如果它們分別在等壓過程中吸收了相同的熱量，則它們對外作的功之比。8．理想氣體進(jìn)行的下列各種過程，哪些過程可能發(fā)生？哪些過程不可能發(fā)生？為什么？(1)等容加熱時(shí)，內(nèi)能減少，同時(shí)壓強(qiáng)升高；(2)等溫壓縮時(shí)，壓強(qiáng)升高，同時(shí)吸熱；C(3)等壓壓縮時(shí)，內(nèi)能增加，同時(shí)吸熱；C(4)絕熱壓縮時(shí)，壓強(qiáng)升高，同時(shí)內(nèi)能增加。9．理想氣體進(jìn)行的循環(huán)過程如圖所示，其中為絕熱過程。假設(shè)已知、點(diǎn)狀態(tài)參量（，）和點(diǎn)狀態(tài)參量（，），則點(diǎn)的狀態(tài)參量，，。10．溫度為、壓強(qiáng)為的剛性雙原子分子理想氣體，經(jīng)等溫過程體積膨脹至原來的倍。（1）求這個(gè)過程中氣體對外作的功；（2）如果氣體經(jīng)絕熱過程體積膨脹為原來的3倍，那么氣體對外作的功又是多少？11．如圖所示，有一定量的理想氣體，從初態(tài)開始，經(jīng)過一個(gè)等容過程到達(dá)壓強(qiáng)為的態(tài)，再經(jīng)過一個(gè)等壓過程到達(dá)狀態(tài)，最后經(jīng)等溫過程而完成一個(gè)循環(huán)。求該循環(huán)過程中系統(tǒng)對外作的功和所吸收的熱量。12．一定量的理想氣體，分別進(jìn)行如圖所示的兩個(gè)卡諾循環(huán)和，若在圖上這兩個(gè)循環(huán)過程曲線所圍的面積相等，則這兩個(gè)循環(huán)的(A)效率相等；(B)從高溫?zé)嵩次盏臒崃肯嗟龋?C)向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃肯嗟龋?D)在每次循環(huán)中對外做的凈功相等。[]13．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知：(A)功可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，但熱量不能全部轉(zhuǎn)化為功；(B)熱量可以從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體；(C)不可逆過程就是不能向相反方向進(jìn)行的過程；(D)一切自發(fā)過程都是不可逆的。[]14．在一張圖上，兩條絕熱線不能相交于兩點(diǎn)，是因?yàn)檫`背，一條等溫線和一條絕熱線不能相交于兩點(diǎn)，是因?yàn)檫`背。15．由絕熱材料包圍的容器被隔板隔為兩半，左邊是理想氣體，右邊是真空。如果把隔板撤去，氣體將進(jìn)行自由膨脹過程，達(dá)到平衡后氣體的溫度（升高、降低或不變），氣體的熵（增加、減少或不變）。參考答案1．外界對系統(tǒng)做功，向系統(tǒng)傳遞熱量，始末兩個(gè)狀態(tài)，所經(jīng)歷的過程；2．，；3．；；4．；5．，；6．，；7．，，；8．不可能，不可能，不可能，可能；9．，；；10．，；11．；；12．D；13．D；14．熱力學(xué)第一定律，熱力學(xué)第二定律；15．不變；增加。第十五章機(jī)械振動(dòng)1．如圖所示，質(zhì)量為的物體由倔強(qiáng)系數(shù)為和的兩個(gè)輕彈簧連接，在光滑導(dǎo)軌上做微小振動(dòng)，系統(tǒng)的振動(dòng)頻率為(A)；(B)；(C)；(D).[]2．某質(zhì)點(diǎn)按(SI)的規(guī)律沿x軸作簡諧振動(dòng)，求此振動(dòng)的周期、振幅、初相、速度的最大值和加速度的最大值。3．物體作簡諧振動(dòng)，其速度的最大值，振幅。若時(shí)，該物體位于平衡位置，且向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。求：(1)振動(dòng)周期；(2)加速度的最大值；-1-21(3)-1-214．已知某簡諧振動(dòng)的振動(dòng)曲線如圖所示，則此簡諧振動(dòng)的振動(dòng)方程為（A）cm；（B）cm；（C）cm；（D）cm；（E）cm.[]AB5．質(zhì)點(diǎn)在x軸上作簡諧振動(dòng)，選取該質(zhì)點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)通過A點(diǎn)時(shí)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)（），經(jīng)過2秒質(zhì)點(diǎn)第一次通過B點(diǎn)，再經(jīng)過2秒質(zhì)點(diǎn)第二次經(jīng)過B點(diǎn)，若已知該質(zhì)點(diǎn)在A、B兩點(diǎn)具有相同的速率，且AB=10cm。求：AB（1）質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程；（2）質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)處的速率。oA-A(A)-AoA(B)6．已知質(zhì)點(diǎn)沿y軸作簡諧振動(dòng)，其振動(dòng)方程為，與之對應(yīng)的振動(dòng)曲線是oA-A(A)-AoA(B)(D)Y(D)YoA-A(C)oA-A7．如圖所示，有一水平彈簧振子，彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)，物體的質(zhì)量，開始靜止在平衡位置處。設(shè)用水平恒力向左作用于物體（不計(jì)摩擦），使之由平衡位置向左運(yùn)動(dòng)了，此時(shí)撤去力，并開始計(jì)時(shí)，求物體的振動(dòng)方程。8．一質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)作簡諧振動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方程為(SI)。求：(1)質(zhì)點(diǎn)的初速度；(2)質(zhì)點(diǎn)在正向最大位移一半處所受的力。9．彈簧振子在光滑水平面上作簡諧振動(dòng)時(shí)，彈性力在半個(gè)周期內(nèi)所作的功為（A）；（B）；（C）；（D）.10．質(zhì)量為的物體和一輕彈簧組成彈簧振子，其固有振動(dòng)周期為T。當(dāng)它作振幅為的自由簡諧振動(dòng)時(shí)，其振動(dòng)能量。11．質(zhì)量的小球與輕彈簧組成的振動(dòng)系統(tǒng)，按的規(guī)律作自由振動(dòng)，式中以秒為單位，以厘米為單位。求（1）振動(dòng)的圓頻率、周期、振幅和初相；（2）振動(dòng)速度、加速度的表達(dá)式；（3）振動(dòng)的能量；（4）平均動(dòng)能和平均勢能。12．兩個(gè)同方向、同頻率的簡諧振動(dòng)，其振動(dòng)表達(dá)式分別為，(SI)。它們合振動(dòng)的振幅為，初位相為，合振動(dòng)表達(dá)式為。13．已知兩個(gè)同方向、同頻率的簡諧振動(dòng)曲線如圖所示，則合振動(dòng)的表達(dá)式為（A）；（B）；（C）；（D）.參考答案1．(B)；2．，，，，；3．（1），（2），（3）(SI)；4．(C)；5．(1)(SI)，(2)；6．（D）；7．；8．（1），（2）；9．（D）；10．；11．（1），，，；（2），；（3）；（4），；12．，，；13．（D）.第十六章機(jī)械波1．一橫波沿繩子傳播，其波的表達(dá)式為(SI)，求（1）此波的振幅、波速、頻率和波長；（2）繩子上各質(zhì)點(diǎn)的最大振動(dòng)速度和最大振動(dòng)加速度；（3）處和處二質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位相差。2．已知一平面簡諧波的波動(dòng)方程為(SI)，式中、為正值，則（A）波的頻率為；（B）波的傳播速度為；（C）波長為；（D）波的周期為.[]3．頻率為Hz、傳播速度為的平面簡諧波，若波線上兩點(diǎn)振動(dòng)的位相差為，則這兩點(diǎn)相距（A）；（B）；（C）；（D）.[]4．如圖所示，一平面簡諧波沿x軸負(fù)向傳播，波長為，若處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為，則該波的波動(dòng)方程是；處質(zhì)點(diǎn)在時(shí)刻的振動(dòng)狀態(tài)與O點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)時(shí)刻的振動(dòng)狀態(tài)相同。5．一平面簡諧波沿x軸負(fù)向傳播，波長為，點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律如圖所示。（1）求P處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程；（2）求此波的波動(dòng)方程；（3）若，求坐標(biāo)原點(diǎn)O處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程。6．橫波以速度沿x軸負(fù)向傳播，時(shí)刻的波形曲線如圖所示，則該時(shí)刻（A）A點(diǎn)的振動(dòng)速度大于零；（B）B點(diǎn)靜止不動(dòng)；（C）C點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)；（D）D點(diǎn)的振動(dòng)速度小于零.[]7．圖示為一平面簡諧波在時(shí)刻的波形圖。求：（1）該波的波動(dòng)方程；（2）處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程。8．在同一媒質(zhì)中，兩列頻率相同的平面簡諧波的強(qiáng)度之比，則這兩列波的振幅之比。9．兩相干波源和相距（為波長），的位相比的位相超前，在和的連線上外側(cè)各點(diǎn)（例如點(diǎn)），兩波引起的兩諧振動(dòng)的位相差為（A）0；（B）；（C）；（D）.[]10．兩相干波源和的振動(dòng)方程分別為和。波從傳到點(diǎn)經(jīng)過的路程等于2個(gè)波長，波從傳到點(diǎn)經(jīng)過的路程等于個(gè)波長。設(shè)兩波的波速相同，在傳播過程中振幅不衰減，則兩波傳到點(diǎn)的合振動(dòng)振幅為。11．設(shè)入射波的方程為，在處發(fā)生反射，反射點(diǎn)為一固定端，設(shè)反射時(shí)無能量損失，求：（1）反射波的表達(dá)式；（2）合成的駐波表達(dá)式；（3）波腹和波節(jié)的位置。參考答案1．（1），，，；（2），；（3）；2．（D）；3．（C）；4．，，其中……；5．（1）(SI)，（2）(SI)，(3)；6．(D)；7．（1）(SI)；（2）(SI)；8．4；9．(B)；10．；11．（1），（2），（3）波腹位置：，波節(jié)位置：，。第十七章波動(dòng)光學(xué)一.光的干涉1．如圖所示，單色平行光垂直照射在薄膜上，經(jīng)上下兩表面反射的兩束光發(fā)生干涉。若薄膜的厚度為，且折射率，，為反射光在折射率為的媒質(zhì)中的波長，則兩束光的光程差為（A）；（B）；（C）；（D）.[]2．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若使兩縫之間的距離增大，則屏幕上干涉條紋的間距；若使單色光波長減小，則干涉條紋的間距。3．在空氣中用波長為的單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察到相鄰明條紋的間距為。當(dāng)把實(shí)驗(yàn)裝置放在水中（水的折射率）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，相鄰明條紋的間距變?yōu)椤?．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到屏的距離，兩縫中心之間的距離，用波長的單色平行光垂直照射雙縫，如圖所示，設(shè)原點(diǎn)在零級明條紋處。（1）求零級明紋上方第五級明條紋的坐標(biāo)；（2）若用厚度、折射率的透明薄膜覆蓋在縫后面，求上述第五級明條紋的坐標(biāo)。5．一束波長為的單色光從空氣垂直入射到折射率為的透明薄膜上，置于空氣中的這種薄膜使反射光得到干涉加強(qiáng)，則其最小厚度為(A)；（B）；(C)；(D).[]6．用波長為的單色光垂直照射折射率為的劈尖薄膜，（，），觀察反射光的干涉。從劈尖頂開始，第2條明條紋對應(yīng)的膜厚度。7．如圖所示，兩玻璃片的一端緊密接觸，另一端用金屬絲墊起形成空氣劈尖，平行單色光垂直照射時(shí)，可看到干涉條紋。若將金屬絲向棱邊推進(jìn)，則條紋間距將變，從到金屬絲距離內(nèi)的干涉條紋總數(shù)（填變大、變小、不變）。8．兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈尖，左邊為棱邊，用單色平行光垂直入射。若上面的平玻璃慢慢地向上平移，則干涉條紋（A）向棱邊方向平移，條紋間隔變小；（B）向棱邊方向平移，條紋間隔變大；（C）向棱邊方向平移，條紋間隔不變；（D）向遠(yuǎn)離棱邊的方向平移，條紋間隔不變；（E）向遠(yuǎn)離棱邊的方向平移，條紋間隔變小。[]9．兩塊平板玻璃，一端接觸，另一端用紙片隔開，形成空氣劈尖。用波長為的單色光垂直照射，觀察透射光的干涉條紋。（1）設(shè)A點(diǎn)處薄膜厚度為，求發(fā)生干涉的兩束透射光的光程差；（2）在劈尖頂點(diǎn)處，透射光的干涉條紋是明紋還是暗紋？10．波長的單色光垂直照射到牛頓環(huán)裝置上，第二級明紋與第五級明紋所對應(yīng)的空氣膜的厚度差為。11．如圖所示，用單色光垂直照射在牛頓環(huán)裝置上，當(dāng)平凸透鏡垂直向上緩慢平移而遠(yuǎn)離平面玻璃時(shí)，可以觀察到環(huán)狀干涉條紋（A）向右平移；（B）向中心收縮；（C）向外擴(kuò)張；（D）靜止不動(dòng)；（E）向左平移.[]12．在邁克爾遜干涉儀的一光路中，放入一片折射率為的透明介質(zhì)薄膜后，測出兩束光的光程差的改變量為一個(gè)波長，則薄膜的厚度為（A）；（B）；（C）；（D）.[]參考答案1．（C）；2．變小，變小；3．1mm；4．（1），（2）或；5．（B）；6．；7．變小，不變；8．（C）；9．（1）；（2）明條紋；10．900；11．（B）；12．（D）。二.光的衍射屏幕單縫屏幕單縫1．在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，若增大縫寬，其它條件不變，則中央明條紋[]（A）寬度變?。?B)寬度變大；(C）寬度不變，且中心光強(qiáng)也不變；（D）寬度不變，但中心光強(qiáng)增大。2．在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長為的單色平行光垂直入射在寬度的單縫上，對應(yīng)于衍射角為30的方向，單縫處的波陣面分成的半波帶數(shù)目為（A）2個(gè)；（B）4個(gè)；（C）6個(gè)；（D）8個(gè).[]3．平行單色光垂直入射到單縫上，觀察夫瑯和費(fèi)衍射。若屏上點(diǎn)為第二級暗紋，則單縫處的波振面相應(yīng)地劃分為____個(gè)半波帶。若將單縫寬度縮小一半，則點(diǎn)是_____級_____紋。4．用水銀燈發(fā)出的波長為的平行光垂直入射到一單縫上，置于縫后的透鏡的焦距為，測得第二級極小至衍射圖樣中心的距離為。當(dāng)用波長未知的光做實(shí)驗(yàn)時(shí)，測得第三級極小到衍射圖樣中心的距離為，該單色光的波長是多少?5．用波長的平行光垂直照射單縫，縫寬，縫后用凸透鏡把衍射光會聚在焦平面上，測得第二級與第三級暗條紋之間的距離為，求此透鏡的焦距。6．一束白光垂直照射在透射光柵上，在形成的同一級光柵光譜中，偏離中央明紋最遠(yuǎn)的是（A）紫光；（B）綠光；（C）黃光；（D）紅光.[]7．某一透射光柵對一定波長的垂直入射光，在屏幕上只能出現(xiàn)零級和一級主極大，欲使屏幕上出現(xiàn)更高級次的主極大，應(yīng)該（A）換一個(gè)光柵常數(shù)較小的光柵；（B）換一個(gè)光柵常數(shù)較大的光柵；（C）將光柵向靠近屏幕的方向移動(dòng)；（D）將光柵向遠(yuǎn)離屏幕的方向移動(dòng)。[]8．用一束具有兩種波長的平行光垂直入射到光柵上，發(fā)現(xiàn)距中央明紋處，波長的光的第級主極大和波長的第級主極大重合。已知，，置于光柵與屏之間的透鏡的焦距，求（1）；（2）光柵常數(shù)。9．一束平行單色光垂直入射在光柵上，當(dāng)光柵常數(shù)為下列哪種情況時(shí)（代表每條縫的寬度），3、6、9等級次的主極大均不出現(xiàn)？（A）；（B）；（C）；（D）.[]10．波長的單色光垂直入射到一光柵上，測得第二級主極大的衍射角為30，且第三級缺級。（1）光柵常數(shù)等于多少？（2）透光縫可能的最小寬度等于多少？（3）在選定的最小值，求可能觀察到的全部主極大的級次。參考答案1．（A）；2．(B)；3．4，第一，暗；4．510nm；5．；6．(D)；7．(B)；8．，；9．(B)；10．，，.三.光的偏振1．兩個(gè)偏振片堆疊在一起，一束自然光垂直入射其上時(shí)沒有光通過，當(dāng)將其中之一偏振片慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，透射光強(qiáng)發(fā)生的變化為(A)光強(qiáng)單調(diào)增加；(B)光強(qiáng)先增加，后又減小至零；（C）光強(qiáng)先增加，后減小，再增加；（D）光強(qiáng)先增加，后減小，再增加，再減小至零。2．一束光是自然光和線偏振光的混合光，讓它垂直通過一偏振片。如果以此入射光線為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測得透射光強(qiáng)的最大值是最小值的5倍，那么入射光中自然光與線偏振光的光強(qiáng)比值為(A)；(B)；（C）；（D）.3．兩個(gè)偏振片疊在一起，在它們的偏振化方向成時(shí)，觀測一束單色自然光，又在時(shí)，觀測另一束單色自然光，若兩次測得的透射光的強(qiáng)度相等，求這兩次入射自然光的強(qiáng)度之比。4．兩個(gè)偏振片疊放在一起，強(qiáng)度為的自然光垂直入射其上，若通過兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)為，則這兩個(gè)偏振片偏振化方向間的夾角（取銳角）是。若在這兩個(gè)偏振片之間插入另一偏振片，其偏振化方向與前后兩片的偏振化方向的夾角（取銳角）相等，則通過三個(gè)偏振片后的透射光的強(qiáng)度為。5．使一光強(qiáng)為的偏振光先后通過兩個(gè)偏振片和，和的偏振化方向與原入射光光矢量振動(dòng)的方向間的夾角分別是和，則通過這兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)為(A)；(B)；（C）；（D）；（E）.6．一束自然光從空氣投射到玻璃表面上（空氣的折射率為1），當(dāng)折射角為時(shí)，反射光是完全偏振光，則此玻璃板的折射率等于。7．如果某種透明媒質(zhì)對空氣的臨界角（指全反射）等于，那么光從空氣射向此媒質(zhì)時(shí)的布儒斯特角是(A)；(B)；（C）；（D）；（E）.8．在光學(xué)各向異性晶體內(nèi)部有一確定的方向，沿這一方向，尋常光和非常光的相等，這一方向稱為晶體的光軸，只具有一個(gè)光軸方向的晶體稱為晶體。參考答案1．（B）；2．（A）；3．第一次與第二次入射的單色自然光的強(qiáng)度之比為；4．，或；5．（C）；6．；7．（D）；8．傳播速度，單軸。大學(xué)物理（上）練習(xí)題參考解答第一章質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)解：平均速率，平均速度的大小，速率，速度的大小當(dāng)時(shí)，故（B）正確。2．解：位移大小令速度，得，即在前后，速度方向逆轉(zhuǎn)，所以，路程3．解：（1）（2），（3）令，得或M4．解：由相似三角形的性質(zhì)得：M即兩邊對時(shí)間求導(dǎo)，得5．解：（1），（2），（3）正確，（4）。6．解：（A）錯(cuò)，因?yàn)榍邢蚣铀俣?，速率可能不變，如勻速率圓周運(yùn)動(dòng)，切向加速度為零。（B），除拐點(diǎn)外，為有限值，，故（B）正確。（C）反應(yīng)速度方向變化的快慢，只要速度方向有變化，就不為零。（D），。（E）恒矢量，質(zhì)點(diǎn)作勻變速度運(yùn)動(dòng)，而非勻變速率運(yùn)動(dòng)，如拋體運(yùn)動(dòng)。7．解：，，即，第二章牛頓運(yùn)動(dòng)定律1．解：（1），，故（2）由，得，故2．解：（1）子彈進(jìn)入沙土后，受的力，由牛頓定律得分離變量并作積分，得（2）分離變量后作積分，得3．解：，應(yīng)選（D）。4．解：設(shè)水流向葉片的速度為，則水流出葉片的速度為，在時(shí)間間隔內(nèi)，流過葉片的水的質(zhì)量，其動(dòng)量的增量，由動(dòng)量定理知：葉片作用于水的力為由牛頓第三定律知，水作用于葉片的力為，其大小為，方向?yàn)樗飨蛉~片的速度方向。5．解：6．解：設(shè)彈簧原長處為坐標(biāo)原點(diǎn)，彈簧伸長量為，則彈性恢復(fù)力。彈簧長度為時(shí)，伸長量為；彈簧長度為時(shí)，伸長量為，于是有，應(yīng)選（D）。7．解：，（A）對。8．解：選y軸正方向豎直向上，井中水面處為坐標(biāo)原點(diǎn)。按題意，人所用的拉力拉力所作的功9．解：方法Ⅰ：方法Ⅱ：方法Ⅲ：∵是保守力，所以積分路徑可選軸思考：如何用求此力做的功?10．解：（SI）（1）（2）11．解：由動(dòng)量定理得，質(zhì)點(diǎn)在三秒末的動(dòng)量：再由動(dòng)能定理得，力所作的功：12．解：沖量越大，動(dòng)量的增量就越大，動(dòng)量不一定大，所以，（A）錯(cuò);作用力的沖量，反作用力的沖量，（B）正確;作用力、反作用力分別作用在不同物體上，而不同物體的位移一般不同，所以，作用力和反作用力的功一般不等值異號，故（C）不對;動(dòng)量是矢量，動(dòng)量改變，速率可以不變，（D）錯(cuò)誤。第三章運(yùn)動(dòng)的守恒定律1．解：（1）外力做的功（2）彈力，由動(dòng)能定理得（3）是保守力。2．解：萬有引力作的功等于萬有引力勢能增量的負(fù)值：3．解：（1）萬有引力的功等于萬有引力勢能增量的負(fù)值：（2）根據(jù)動(dòng)能定理，有，即4．解：(A)不受外力的系統(tǒng)，其動(dòng)量守恒，但非保守內(nèi)力可能做功，機(jī)械能不一定守恒。(B)合外力為零，但外力做功之和不一定為零，所以機(jī)械能不一定守恒。(C)滿足動(dòng)量守恒條件和機(jī)械能守恒條件，所以(C)正確.(D)外力做功為零，但合外力不一定為零，所以動(dòng)量不一定守恒。外力做功為零，但不知非保守內(nèi)力的功是否為零，所以機(jī)械能不一定守恒。5．解：由牛頓第二定律得，即軌道角動(dòng)量的大小，（A）正確。6．解：(1)(2)7．解：(1)由(2)8．解：表示速度與彈簧長度方向間的夾角，則由角動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒定律，得解得，第四章剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)1．解：合力矩等于各個(gè)力力矩的矢量合，而不是合力的力矩，所以，當(dāng)作用在剛體上的兩個(gè)力的合力為零時(shí)，它們對軸的合力矩不一定是零；當(dāng)作用在剛體上的兩個(gè)力對軸的合力矩為零時(shí)，它們的合力不一定是零。因此，(1)、(2)正確，(3)、(4)錯(cuò)誤，應(yīng)選（B）。2．解：由剛體對軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的定義看出，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與剛體的質(zhì)量、質(zhì)量的空間分布和軸的位置有關(guān)，故應(yīng)選擇(C)。3．解：(1)合力矩的大小(2)由轉(zhuǎn)動(dòng)定律，得角加速度的大小4．解：對飛輪，用轉(zhuǎn)動(dòng)定律，對重物，用牛頓定律，得，解得若以拉力2mg代替重物，則∴應(yīng)選（C）。RTTmgRTTmg，消去、、、、，得①利用，得②③將②、③代入①，得6．解：由轉(zhuǎn)動(dòng)定律，得，7．解：根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)定律，得，其中，，，，分別代入上式，得所以1s末的角速度8．解：系統(tǒng)角動(dòng)量守恒的條件是：外力對給定軸的總力矩為零,故選擇(B)。(A)和(C)不是必要條件。9．解：子彈射入的瞬間，系統(tǒng)所受合外力矩為零，角動(dòng)量守恒：∵∴，故應(yīng)選（C）。10．解：嚙合前后，系統(tǒng)所受合外力矩為零，角動(dòng)量守恒：12．解：在子彈射穿棒的過程中，利用子彈—棒組成系統(tǒng)對O軸的角動(dòng)量守恒，有所以棒上擺的初角速度在棒上擺過程中，由棒—地球組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，得13．解：根據(jù)牛頓定律和轉(zhuǎn)動(dòng)定律，有解方程組，得∴14．解：（1）根據(jù)牛頓定律和轉(zhuǎn)動(dòng)定律，得解得下落距離(2)張力第六章氣體動(dòng)理論1．解：（1）在平衡狀態(tài)下，氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會均等，即平均看來，在任一時(shí)刻沿任一方向具有同樣速率的分子數(shù)相同，氣體分子速度沿各方向的分量的各種統(tǒng)計(jì)平均值都相等，所以（2），，而.2．解：設(shè)管內(nèi)氣體的總分子數(shù)為N，由，知（1）個(gè).（2）氣體分子的平動(dòng)動(dòng)能的總和（3）氣體分子的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的總和（4）氣體分子的動(dòng)能總和3．解：因在同一容器內(nèi)，所以兩種氣體的溫度相等，氫氣、氦氣的自由度數(shù)分別為、（1）分子的平均動(dòng)能，不等，不等。（2）氫氣分子是雙原子分子，有轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，氦氣分子是單原子分子，只有平動(dòng)動(dòng)能。（3）分子的平均平動(dòng)動(dòng)能，相等.（4）理想氣體的內(nèi)能，不等，不等。故選（D）。4．解：理想氣體的內(nèi)能因不變，對同一種氣體，不變，5．解：由，得由知.6．解：（1）由得（2）設(shè)分子數(shù)為N由及，得又7．解：由，知在區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)，因很小，這個(gè)分子的平均平動(dòng)動(dòng)能相同，都等于，所以在此區(qū)間內(nèi)，個(gè)分子的平均平動(dòng)動(dòng)能之和為，所以就是在速率間隔內(nèi)的分子平動(dòng)動(dòng)能之和，故選（D）。8．解：三種速率公式：，，若相等，則相等，所以、均相等，故選（A）。9．解：由知，故選（C）。10．解：理想氣體的壓強(qiáng)，其中=1:4:16，應(yīng)選（C）。11．解：由，得，代入，知12．解：由理想氣體狀態(tài)方程，得.由理想氣體的內(nèi)能公式，得.13．解：一定量氣體，不變，分子數(shù)密度也不變。當(dāng)溫度升高時(shí)，分子平均運(yùn)動(dòng)加快，增大，所以分子的平均碰撞次數(shù)增大。(或由得出增大)。不變，故選（A）。第七章熱力學(xué)基礎(chǔ)2．解：3．解：氣體的摩爾質(zhì)量，可見它是氫氣，，4．解：分子的平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能5．解：在等壓過程中，，又，(或直接用)，6．解：在等壓過程中：，單原子分子氣體：雙原子分子氣體：7.解：根據(jù)，又，由，，得又，8．答：（1）不可能因?yàn)榈热葸^程，，。等容加熱，，所以，，即內(nèi)能只能增大，不可能減少。（2）不可能因?yàn)榈葴貕嚎s，，V減少，增加，所以。由于，導(dǎo)致，即只能放熱，不可能吸熱。（3）不可能等壓壓縮，，由，知內(nèi)能減少，不可能增加，且，即氣體放熱，不可能吸熱。（4）可能因?yàn)楦鶕?jù)絕熱過程方程，若減少，則增加；又因，，所以，即內(nèi)能增加。9．解：由圖知是絕熱過程，有，即由理想氣體狀態(tài)方程得10．解：（1）等溫過程氣體對外作的功（2）絕熱過程氣體對外作的功11．解：過程：過程：，過程：整個(gè)循環(huán)過程，系統(tǒng)對外做的功：整個(gè)循環(huán)中系統(tǒng)吸收的熱量：12．解：卡諾循環(huán)的效率，由于兩循環(huán)高、低溫?zé)嵩吹臏囟炔煌?，所以效率不同。每次循環(huán)過程對外作的凈功等于循環(huán)曲線所圍的面積，所以，兩循環(huán)對外作的凈功相等?？梢姀母邷?zé)嵩次盏臒崃坎煌?，而，兩循環(huán)向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃坎煌蔬x(D)。13．解：熱力學(xué)第二定律說明：在無外界影響下，熱量不能全部轉(zhuǎn)化為功，熱量不能自動(dòng)地從低溫物體傳向高溫物體，所以，(A)、(B)是錯(cuò)誤的。VP絕熱絕熱o(A)VP絕熱絕熱o(A)14．解：如圖(A)所示，若兩條絕熱線交于兩點(diǎn)，則可構(gòu)成一循環(huán)，在該循環(huán)中，，，而，顯然違背熱力學(xué)第一定律。如圖(B)所示，若一條等溫線和一條絕熱線交于兩點(diǎn)，則可構(gòu)成一循環(huán)，在該循環(huán)中，系統(tǒng)從單一熱源吸熱并把它全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γ@然違背熱力學(xué)第二定律。等溫絕熱PoV等溫絕熱PoV(B)第十五章機(jī)械振動(dòng)1．解：假設(shè)物體偏離平衡位置的位移為，則它受到的力，即，（B）正確。2．解：周期，振幅，初相，，3．解：（1）由，∴（2）（3），(SI)4．解：用旋轉(zhuǎn)矢量法：如圖所示，時(shí)，質(zhì)點(diǎn)在處，向x軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)矢量，位相；時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位于正最大位移處，旋轉(zhuǎn)矢量，位相。。故(C)正確。AB0t=0t=2st=4sx5．解：由旋轉(zhuǎn)矢量圖和AB0t=0t=2st=4sx∴，以AB的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，x軸指向右方。時(shí)，時(shí)，又，所以或，∴振動(dòng)方程為(SI)(2)當(dāng)時(shí)，6．解：時(shí)，，所以，(D)對。7．解：設(shè)外力撤去時(shí)物體的位移為，速度為，由功能原理，得即圓頻率振幅(或由求振幅)初位相故振動(dòng)方程為8．解：（1）,時(shí)（2），時(shí)，9．解：在振子從運(yùn)動(dòng)到過程中，彈性力作的功當(dāng)初末兩狀態(tài)相差半個(gè)周期時(shí)，在旋轉(zhuǎn)矢量圖中，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)矢量反向，如圖所示，總有故，（D）對。10．解：，，11．解：（1），，，(2)，(3)(4)平均動(dòng)能同理可求出平均勢能12．解：旋轉(zhuǎn)矢量如圖所示，合振動(dòng)的振幅，初相13．解：旋轉(zhuǎn)矢量如圖所示，則合振動(dòng)的振幅為初位相圓頻率為合振動(dòng)的表示式為（SI），所以選（D）。第十六章機(jī)械波1．解：（1）將波的表達(dá)式與標(biāo)準(zhǔn)形式比較，得，，，（2）（3），即兩質(zhì)元振動(dòng)反相。2．解：將與標(biāo)準(zhǔn)形式比較，可知波的特征量：，，，所以選(D)。3．解：由波線上相位差等于的二點(diǎn)間距離為一個(gè)波長，得所以，相位差為的二點(diǎn)間距離（C）正確。4．解：波線上任一點(diǎn)的振動(dòng)比點(diǎn)的振動(dòng)超前，超前的時(shí)間為，P處質(zhì)元比處質(zhì)元振動(dòng)落后的時(shí)間為，即O處質(zhì)元在時(shí)刻的狀態(tài)經(jīng)過時(shí)間才能傳到P處，因此，P處質(zhì)元在狀態(tài)與O處質(zhì)元在時(shí)刻的狀態(tài)相同?；騊處質(zhì)元在時(shí)刻的相位O處質(zhì)元在時(shí)刻的相位根據(jù)題意故5．解：（1）由振動(dòng)曲線知，P處質(zhì)元的初相位為，振動(dòng)方程為（2）波動(dòng)方程為yxoABCDuyxoABCDu6．解：將波形曲線向左平移一小距離（虛線圖），可見，A點(diǎn)下一時(shí)刻要向下方振動(dòng)，；B點(diǎn)在平衡位置處，其振動(dòng)速度為負(fù)的最大值，C點(diǎn)在平衡位置處，其振動(dòng)速度為正的最大值，D點(diǎn)下一時(shí)刻要向下方振動(dòng)，，故選(D)。7．解：（1）O處質(zhì)點(diǎn)，在時(shí)， ，又O處質(zhì)元的振動(dòng)方程為故波動(dòng)方程為