普通物理 B

发布 2022-01-17 15:51:28 阅读 2187

一. 填空题:

1.设质点作平面曲线运动,运动方程为,则质点在任意t时刻的速度矢量切向加速度at法向加速度an

2.在参照系s中,有两个静止质量都是m0的粒子a和b,均以速度v沿同一直线相向运动,相碰后合在一起成为一个粒子,则其静止质量m0的值为。

3.根据天体物理学的观测和推算,宇宙正在膨胀,太空中的天体都离开我们的星球而去。假定在地球上观察到一颗脉冲星(看来发出周期性脉冲无线电波的星)的脉冲周期为0.50s,且这颗星正沿观察方向以运行速度0.

8c(c为真空中光速)离我们而去,那么这颗星的固有脉冲周期应是。

4.在弦线上有一简谐波,其表达式为为了在此弦线上形成驻波,并且在x=0处为一波节,此弦线上还应有一简谐波,其表达式为。

5.如图所示为一平面简谐波在t = 0时刻的波形图,该波的波速u = 200m/s。画出p处质点的振动曲线。

6.如图所示,一个绕轴ab作高速转动的轮子,轴的一端a用一根链条挂起,如果原来轴在水平位置,从轮子上方向下看,则它的旋进方向为。

7.质量为10kg的质点,在外力作用下,做曲线运动,该质点的速度为,则在t =1s到t =2s时间内,合外力对质点所做的功为。

8.如图所示,将一根质量为m、长为l的均匀细杆悬挂于通过其一端的光滑水平轴o上。今在悬点下方距离x处施以水平冲力,使杆开始摆动,要使在悬点处杆与轴之间不产生水平方向的作用力,则施力的位置x应等于。

9.如图所示。圆柱体的半径为r,其上有一半径为r的固定圆盘,(圆盘质量忽略不计)盘周边绕有细绳,今沿垂直于圆盘轴的水平方向以力f拉绳。若使该圆柱体在水平面上作纯滚动,当r=2/3r时,则该柱体与水平面间的摩擦力f其方向为。

10.质点在某保守力场中的势能为ep =(k/r)+ c,其中r为质点与坐标原点间的距离,k、c均匀大于零的常数,作用在质点上的力的大小f其方向。

11.两列平面简谐机械波相遇,在相遇区域内,媒质质点的运动轨迹为圆,则这两列波应满足的条件是:振动方向频率在各相遇点振动位相差振幅。

12.声源上,发出100hz声波,声速340米/秒。人以3.4米/秒的速度驾车背离声源而去,则人听到声音的频率是。

13.1mol理想气体在气缸中进行无限缓慢的膨胀,其体积由v1变到v2。(1)当气缸处于绝热情况下时,理想气体熵的增量△s2)当气缸处在等温情况下时,理想气体熵的增量△s

14.在相同的温度下,氧气和氦气的分子平均速率的比值氧气和氦气的分子平均动能的比值已知氧原子量为16,氦原子量为4)

15.假设有一种气体,构成它的粒子服从以下速率分布率式中a为常量。则用v0定出的a算术平均速率。

16.在光滑的水平面上,一根长l=2m的绳子,一端固定于o点,另一端系一质量m=0.5kg的物体。开始时,物体位于位置a,oa间距离d=0.

5m,绳子处于松弛状态。现在使物体以初速度va= 4m·s-1垂直于oa向右滑动,如图所示。设以后的运动中物体到位置b,此时物体速度的方向与绳垂直。

则物体速度的大小vb

17.如图所示,一无限长均匀带电细线,电荷线密度λ1。另有一均匀带电细棒,长为l,电荷线密度λ2,同无限长细线共面并垂直放置。棒的一端距细线l。则细棒所受的静电场力为。

二.计算题:

1.有一带电球壳,内、外半径分别为a和b,电荷体密度ρ= a/r,在球心处有一点电荷q,求空间各个区域的场强的大小与r的关系。

2.1mol单原子分子理想气体的循环过程如图所示。

1)在p—v图上定性表示该循环过程;

2)求此循环效率。

3.一长为l1 质量为m的匀质细杆,可绕水平光滑轴o在竖直平面内转动,如图所示。细杆由水平位置静止释放,试求:

1) 释放瞬间,轴对杆的作用力;

2) 杆转至竖直位置时,恰有一质量为m的泥巴水平打在杆的端点并粘住,且系统立即静止,则该泥巴与该杆碰撞前的速度v0=?。

4.a、b为同一媒质中的两个波源,相距20m。两波源作同方向的振动,振动频率均为100hz,振幅均为5cm,波速为200m/s。设波在传播过程中振幅不变且a处为波峰时b处恰为波谷。

取a到b为x轴正方向,点a处为坐标原点,以a处质点达到最大正位移时为时间起点,求:

1) b波源激起的沿x轴负向传播的波的波动方程:

2) a、b之间干涉静止的各点的坐标。

5.倾角为θ的固定斜面上放一质量为m的物体,用细绳跨过滑轮把物体与一倔强系数为k的弹簧相连接。弹簧的另一端固定在地面上(如图)。若滑轮视为质量为m、半径为r的匀质圆盘,并设绳子与滑轮不打滑,物体与斜面间及滑轮转轴处摩擦不计。

1) 试由计算证明物体m的振动是谐振动;(取x轴沿斜面向下为正,以平衡位置为坐标原点)

2) 在弹簧不伸长,绳子不松弛的情况下,使m由静止释放,同时计时,求m的振动方程。

答案:一.填空题:

3.△τ0.3 s

6.逆时针方向。

7.a =1200j

8.x = 2l / 3

9.f = f / 9 向右。

10.f = k / r2 沿径向向外。

11.振动方向互相垂直,频率相同,位相差为±π 2振幅相等。

12.99 hz

13.(1)0 (2)r ln( v2 / v1 )

15.6 / v03 v0 /2

16.1 m/s

17.(λ1λ2 / 2 πε0)ln2

二.计算题:

1.(1)球壳内(0< r 由高斯定理得。

2)球壳(a< r 作一以球心为心半径为r的的球面s。包含在s内的球壳的电量为。

高斯定理给出。

因此 3)球壳外(r >b)

球壳的总电量为。因此

2)过程c a吸收的热量。

过程a b吸收的热量。

过程b c放出的热量(绝对值)

由气态方程得。

因此效率为。

3.(1)由于杆是水平静止的,轴对杆只有竖直方向的力,设为f,则有。

mg -f = ma

mg · l / 2 =m l2 β

a = l β 2

解得 f = 3mg / 4

2)由机械能守恒得杆达到竖直位置的角速度。

设泥巴的速度为v0,角动量守恒给出。

因此 4.设由波源b激起的波的波方程为。

由于当t =0,x =20m时,波源质点的位相为π,故有。

因此可取 代入已知数得。

2)设相干静止的点的坐标为x,则有。

代入λ =2(m),得。

x =k 或 x =1,2,3,…,19(m)

5.(1)系统的运动方程为。

mg sinθ-t = ma

(t-kx’)r = mr2β /2

a = r式中x’ =x + x0 x0为物体处于平衡位置时弹簧的伸长。

mg sinθ =kx0

由以上诸式得。

-kx =(m + m/2)d2x/dt2

这说明物体的运动是谐振动,且有。

2)由初始条件 x =-x0,v0 = 0得。

a = x0,φ

故振动方程为。

浙江大学本科生考试。

课程名称大学物理(上) 考试日期2023年月日成绩。

专业班学号姓名。

一、 填充题:(每题4分,共48分)

1. 已知质点的运动方程为r=i+j,则其速度v切向加速度法向加速度。

2. 质量为1kg的弹性小球以20m/s的速度垂直落向地面,又以10m/s的速度弹回,设小球与地面的接触时间为0.1s,则碰撞过程中小球对地面的平均冲力。

3. 一物体在外力n 的作用下,从x=0移到x=5m的位置时,外力对物体所做的功为。

4. 四个可看成质点的小球a、b、c、d,其质量分别为,用四根轻而硬长度为的细杆连接起来,如图所示,则整个系统绕通过a点且垂直纸面转轴的转动惯量为 。

5. 一根长为,质量为的均匀细杆,可绕通过其一端的光滑轴o在竖直平面内转动,开始时杆静止在竖直位置,若有一质量为的子弹以水平速度v0射入棒的中点c并留在棒内,则碰撞后棒和子弹这一系统转动的角速度为。

6. 某舞蹈演员作自转运动,开始时两臂伸开,转动惯量为,角速度为。当他将手臂收回时,其转动惯量变为,则此时其角速度。

7.把一静止质量为的粒子,由静止加速到速率为0.8c所需做的功由速率0.6c加速到0.8c动量的增量用等表示)

8.一静止声源发出990hz的声音,如有一人以20m/s的速度接近声源,则此人听到的声音频率为声速为330m/s)

9.某一质点同时参与两个简谐振动和,则当时,合振幅最大等于而当时,合振幅最小等于。

10. 一平面波的频率为500hz,波速为350m/s, 在同一波线上相位差为的两点相距 m,介质中某质量元在时间间隔为s的两个振动状态的相位差为。

11.某分子系统的速率分布函数为,为分子的最概然速率,则表示速率的分子的平均速率表达式为。

12. 如图所示,一均匀带电的直棒长度为,总带电量为,则细直棒延长线上p点的电场强度为。

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