河南理工大學(xué) 《物理黃皮書》.綜合測試題答案(上冊)

1、大學(xué)物理上冊大學(xué)物理上冊 綜合測試題綜合測試題 1. 幾個不同傾角的光滑斜面，有共同的底邊，頂點也幾個不同傾角的光滑斜面，有共同的底邊，頂點也 在同一豎直面上。若使一物體（視為質(zhì)點）從斜面上在同一豎直面上。若使一物體（視為質(zhì)點）從斜面上 端由靜止滑到下端的時間最短，則斜面的傾角應(yīng)選端由靜止滑到下端的時間最短，則斜面的傾角應(yīng)選 (A) 60; (B) 45； (C) 30； (D) 15 一、選擇題一、選擇題 2 1 sin 2cos d gt 1 sincossin 2 2 1 2 2 sincos d t g d h l min 4 sin 21, d t g B 4 sin 2 d g m

2、g v 2. 一運動質(zhì)點在某瞬時位于矢徑一運動質(zhì)點在某瞬時位于矢徑 的端點處，的端點處， 其速度大小為其速度大小為 ,r x y (A) ; (B) ；(C) ； (D) dr dt dr dt d r dt 22 dxdy dtdt D 3. 在高臺上分別沿在高臺上分別沿45仰角方向和水平方向，以同樣仰角方向和水平方向，以同樣 速率投出兩顆小石子，忽略空氣阻力，則它們落地時速率投出兩顆小石子，忽略空氣阻力，則它們落地時 速度速度 (A) 大小不同，方向不同；大小不同，方向不同； (B) 大小相同，方向不同；大小相同，方向不同； (C) 大小相同，方向相同；大小相同，方向相同； (D) 大小不

3、同，方向相同大小不同，方向相同. 動能定理：動能定理： 22 0 11 22 mvmvmgh h 0 v 0 v 0 v o 0 cos45v v v 落地速度大小相同落地速度大小相同落地速度方向不同落地速度方向不同 B o 45 4. 兩個質(zhì)量相等的小球由一輕彈簧相連接，再用一細(xì)兩個質(zhì)量相等的小球由一輕彈簧相連接，再用一細(xì) 繩懸掛于天花板上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。將繩繩懸掛于天花板上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。將繩 子剪斷的瞬間，球子剪斷的瞬間，球1和球和球2的加速度分別為的加速度分別為 (A) a1=g , a2=g ; (B) a1=0 , a2=g ； (C) a1=g , a2=0

4、; (D) a1=2g , a2=0.球球1 球球2 2 m g 2 T 2 T 1 m g 1 T D 5. 光滑的水平桌面上放有兩塊互相接觸的滑塊，質(zhì)量光滑的水平桌面上放有兩塊互相接觸的滑塊，質(zhì)量 分別為分別為m1和和m2，且，且m1m2。今對兩滑塊施加相同的水。今對兩滑塊施加相同的水 平作用力，如圖所示。設(shè)在運動過程中，兩滑塊不離平作用力，如圖所示。設(shè)在運動過程中，兩滑塊不離 開，則兩滑塊之間的相互作用力開，則兩滑塊之間的相互作用力N應(yīng)有應(yīng)有 (A) N=0 ; (B) 0NF ；(C) FN2F. 1 m 2 m F F 兩者受力相同，但是質(zhì)兩者受力相同，但是質(zhì) 量不同，所以加速度不量

5、不同，所以加速度不 同，所以同，所以m2推著推著m1運動。運動。 11 Fm a 21 FNm a 2 21 1 1 m NFm aF m B 6. 一小珠可在半徑為一小珠可在半徑為R豎直的圓環(huán)上無摩擦地滑動，豎直的圓環(huán)上無摩擦地滑動， 且圓環(huán)能以其豎直直徑為軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)圓環(huán)以一適當(dāng)且圓環(huán)能以其豎直直徑為軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)圓環(huán)以一適當(dāng) 的恒定的角速度的恒定的角速度轉(zhuǎn)動，小珠偏離圓環(huán)轉(zhuǎn)軸而且相轉(zhuǎn)動，小珠偏離圓環(huán)轉(zhuǎn)軸而且相 對圓環(huán)靜止時，小珠所在處圓環(huán)半徑偏離豎直方向?qū)A環(huán)靜止時，小珠所在處圓環(huán)半徑偏離豎直方向 的角度為的角度為 (A) ; （B） ； (C) ； (D) 需由小珠的質(zhì)量需由小珠的質(zhì)量m決定

6、。決定。 1 2 2 arccos g R 2 arccos R g cosNmg 2 sinNmr 2 sinmR m R r 2 arccos g R mg N B 7. 一光滑的內(nèi)表面半徑為一光滑的內(nèi)表面半徑為10cm的半球形碗，以勻角速的半球形碗，以勻角速 度度繞其對稱軸繞其對稱軸OC旋轉(zhuǎn)。已知放在碗內(nèi)表面上的一個旋轉(zhuǎn)。已知放在碗內(nèi)表面上的一個 小球小球P相對于碗靜止，其位置高于碗底相對于碗靜止，其位置高于碗底4cm，則由此可，則由此可 推知碗旋轉(zhuǎn)的角速度約為推知碗旋轉(zhuǎn)的角速度約為 (A) 10 rad/s ; (B) 13 rad/s ； (C) 17rad/s ； (D) 18ra

7、d/s 。 P C O 2 arccos g R 9.8 13 / 0.06 cos 0.1 0.1 g rad s R B 8. 人造地球衛(wèi)星繞地球作橢圓軌道運動，衛(wèi)星軌道近人造地球衛(wèi)星繞地球作橢圓軌道運動，衛(wèi)星軌道近 地點和遠(yuǎn)地點分別為地點和遠(yuǎn)地點分別為A和和B。用。用L和和Ek分別表示衛(wèi)星對分別表示衛(wèi)星對 地心的角動量及其動能瞬時值，則應(yīng)有地心的角動量及其動能瞬時值，則應(yīng)有 (A) (B) (C) (D) , ABkAkB LLEE, ABkAkB LLEE , ABkAkB LLEE , ABkAkB LLEE 9. 人造地球衛(wèi)星繞地球作橢圓軌道運動，地球在橢圓人造地球衛(wèi)星繞地球作橢圓

8、軌道運動，地球在橢圓 的一個焦點上，則衛(wèi)星的的一個焦點上，則衛(wèi)星的 (A) 動量不守恒，動能守恒；動量不守恒，動能守恒； (B) 動量守恒，動能不守恒；動量守恒，動能不守恒； (C) 對地心的角動量守恒，動能不守恒；對地心的角動量守恒，動能不守恒； (D) 對地心的角動量不守恒，動能守恒。對地心的角動量不守恒，動能守恒。 萬有引力是有心力，角動量守恒。萬有引力是有心力，角動量守恒。Lrmv C C 2 1 2 k Emv 10. 一質(zhì)點在如圖所示的坐標(biāo)平面內(nèi)作圓周運動，有一一質(zhì)點在如圖所示的坐標(biāo)平面內(nèi)作圓周運動，有一 力力 作用在質(zhì)點上。在該質(zhì)點從坐標(biāo)原點作用在質(zhì)點上。在該質(zhì)點從坐標(biāo)原點 運動

9、到（運動到（0, 2R）位置過程中，力）位置過程中，力 對它所作的功為：對它所作的功為： 0 FFxiyj F (A) ; （B） ；(C) ；(D) 。 2 0 F R 2 0 2F R 2 0 3F R 2 0 4F R R x y O 0 0 0 0 x WF xdx 2 2 22 000 0 0 1 2 2 R R y WF ydyF yF R B 11. 有一勁度系數(shù)為有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，原長為的輕彈簧，原長為l0，將它吊在天，將它吊在天 花板上。當(dāng)它下端掛一托盤平衡時，其長度變?yōu)榛ò迳?。?dāng)它下端掛一托盤平衡時，其長度變?yōu)閘1。 然后在托盤中放一重物，彈簧長度變?yōu)槿缓笤谕斜P中放

10、一重物，彈簧長度變?yōu)閘2，則由，則由 l1伸長伸長 至至 l2的過程中，彈性力所作的功為：的過程中，彈性力所作的功為： (A) ; (B) ； (C) ; (D) 。 2 1 l l kxdx 2 1 l l kxdx 20 10 ll ll kxdx 20 10 ll ll kxdx 20 10 ll ll WF drkxdx x指的是彈簧的改變量。指的是彈簧的改變量。 C 12. 一根細(xì)繩跨過一光滑的定滑輪，一端掛一質(zhì)量為一根細(xì)繩跨過一光滑的定滑輪，一端掛一質(zhì)量為M 的物體，另一端被人用雙手拉著，人的質(zhì)量的物體，另一端被人用雙手拉著，人的質(zhì)量m=M/2。 若人相對于繩以加速度若人相對于繩以

11、加速度a0向上爬，則人相對于地面的向上爬，則人相對于地面的 加速度（以豎直向上為正）是：加速度（以豎直向上為正）是： (A) ; (B) ； (C) ; (D) 。 0 2/3ag 0 3ga 0 2/3ag 0 a Mm Mg T MgTMa 0 Tmgm aa 0 3 ga a 0 0 2 3 ag aaa A mg T 13. 空中有一氣球，下連一繩梯，它們的質(zhì)量共為空中有一氣球，下連一繩梯，它們的質(zhì)量共為M。 在梯上站一質(zhì)量為在梯上站一質(zhì)量為m的人，起始時氣球與人均相對于的人，起始時氣球與人均相對于 地面靜止。當(dāng)人相對于繩梯以速度地面靜止。當(dāng)人相對于繩梯以速度v向上爬時，氣球向上爬時，

12、氣球 的速度為（以向上為正）的速度為（以向上為正） (A) ; (B) ； (C) ; (D) ； (E) 。 mv mM Mv mM mv M mM v m mM v M v 和外力為零，動量守恒，設(shè)氣球相對地面的速度為和外力為零，動量守恒，設(shè)氣球相對地面的速度為V ： 0m vVMV mv V mM A 14. 物體在恒力物體在恒力F作用下作直線運動，在時間作用下作直線運動，在時間t1內(nèi)速度內(nèi)速度 由由0 增加到增加到v，在時間，在時間t2內(nèi)速度由內(nèi)速度由v 增加到增加到 2v，設(shè)，設(shè)F 在在 t1內(nèi)作的功是內(nèi)作的功是W1，沖量是，沖量是 I1，在，在t2內(nèi)作的功是內(nèi)作的功是W2， 沖量是

13、沖量是 I2，那么，那么 (A) ; (B) ； (C) ; (D) 。 1221 , WWII 1221 , WWII 1221 , WWII 1221 , WWII IF tmvmv 22 11 22 k WEmvmv C 15.在恒定不變的壓強下，氣體分子的平均碰撞頻率在恒定不變的壓強下，氣體分子的平均碰撞頻率 與氣體的熱力學(xué)溫度與氣體的熱力學(xué)溫度T的關(guān)系為的關(guān)系為 Z (A) 與與T無關(guān)無關(guān); (B) 與與 成正比；成正比； (C) 與與 成反比；成反比； (D) 與與T成正比。成正比。 ZZT ZTZ 2 2Zd vn 8kT v m 2 8 2 kTp d m kT pnkT 2

14、2 p d v kT 2 16 d p mkT C 16. 一定量的理想氣體，從一定量的理想氣體，從p-V圖上初態(tài)圖上初態(tài)a經(jīng)歷經(jīng)歷(1)或或(2) 過程到達(dá)末態(tài)過程到達(dá)末態(tài)b，已知，已知a、b兩態(tài)處于同一條絕熱線上兩態(tài)處于同一條絕熱線上 (圖中虛線是絕熱線圖中虛線是絕熱線)，則氣體在，則氣體在 a b 1 2 V p (A) (1)過程中吸熱，過程中吸熱，(2)過程中放熱；過程中放熱； (B) (1)過程中放熱，過程中放熱，(2)過程中吸熱；過程中吸熱； (C) 兩過程中都吸熱；兩過程中都吸熱； (D) 兩過程中都放熱。兩過程中都放熱。 0W B 0W 借助絕熱線構(gòu)成循環(huán)借助絕熱線構(gòu)成循環(huán)

15、17. 有人設(shè)計一臺卡諾熱機有人設(shè)計一臺卡諾熱機(可逆的可逆的)。每循環(huán)一次可從。每循環(huán)一次可從 400K的高溫?zé)嵩次鼰岬母邷責(zé)嵩次鼰?800J，向，向300K的低溫?zé)嵩捶艧岬牡蜏責(zé)嵩捶艧?800J。同時對外作功。同時對外作功1000J，這樣的設(shè)計是，這樣的設(shè)計是 (A) 可以的，符合熱力學(xué)第一定律可以的，符合熱力學(xué)第一定律; (B) 可以的，符合熱力學(xué)第二定律可以的，符合熱力學(xué)第二定律; (C) 不行的，卡諾循環(huán)所作的功不能大于向低溫?zé)嵩床恍械?，卡諾循環(huán)所作的功不能大于向低溫?zé)嵩?放出的能量放出的能量; (D) 不行的，這個熱機的效率超過理論值。不行的，這個熱機的效率超過理論值。 卡諾熱機效

16、率卡諾熱機效率 1222 1111 300 11125% 400 QQQTW QQQT 1 1000 25% 1800 W Q D 18. 某理想氣體狀態(tài)變化時，內(nèi)能隨體積的變化關(guān)系如某理想氣體狀態(tài)變化時，內(nèi)能隨體積的變化關(guān)系如 圖圖AB直線所示。直線所示。AB表示的過程是表示的過程是 (A) 等壓過程等壓過程; (B) 等體過程等體過程; (C) 等溫過程等溫過程; (D) 絕熱過程。絕熱過程。 A B V E O 等壓過程：等壓過程： m m21m21 () V VV pC p ECTTCVVV vRR , , 等體過程：等體過程： m m21m21 () V VV VC V ECTTCp

17、pp vRR , , 等溫過程：等溫過程：( )EE T 絕熱過程：絕熱過程： m m21221 1 () V V C ECTTp VpV vR , , A 19. 圖示為一具有球?qū)ΨQ性分布的靜電場的圖示為一具有球?qū)ΨQ性分布的靜電場的E-r關(guān)系曲關(guān)系曲 線。請指出該靜電場是由下列哪種帶電體產(chǎn)生的。線。請指出該靜電場是由下列哪種帶電體產(chǎn)生的。 (A) 半徑為半徑為R的均勻帶電球面的均勻帶電球面; (B) 半徑為半徑為R的均勻帶電球體的均勻帶電球體; (C) 半徑為半徑為R、電荷密度、電荷密度=Ar (A為常數(shù)為常數(shù))的非均勻帶電球體的非均勻帶電球體; (D) 半徑為半徑為R、電荷密度、電荷密度=

18、A/r (A為常數(shù)為常數(shù))的非均勻帶電球體。的非均勻帶電球體。 2 1/Er R r E O 22 0 0 1 44 r S E dSErr dr D 20. 半徑為半徑為r的均勻帶電球面的均勻帶電球面1，帶有電荷，帶有電荷q，其外有一，其外有一 同心的半徑為同心的半徑為R的均勻帶電球面的均勻帶電球面2，帶有電荷，帶有電荷Q，則此，則此 兩球面之間的電勢差兩球面之間的電勢差U1-U2為為 (A) ; (B) ； (C) ; (D) 。 0 11 4 q rR 0 11 4 Q Rr 0 1 4 qQ rR 0 4 q r 2 00 11 44 RR rr qq UE drdr rRr A 21

19、. 一個帶正電荷的質(zhì)點，在電場一個帶正電荷的質(zhì)點，在電場 力作用下從力作用下從A點出發(fā)經(jīng)點出發(fā)經(jīng)C點運動到點運動到B 點，其運動軌跡如圖所示。已知質(zhì)點，其運動軌跡如圖所示。已知質(zhì) 點運動的速率是遞減的，下面關(guān)于點運動的速率是遞減的，下面關(guān)于 C點場強方向的四個圖中正確的是：點場強方向的四個圖中正確的是： (A) ; (B) ; (C) ; (D) 。 A B C E A B C E A B C E A B C E 逆電場線運動逆電場線運動 有法向分力軌跡有法向分力軌跡 才能是曲線運動才能是曲線運動 D 22. 一個未帶電的空腔導(dǎo)體球殼，內(nèi)半徑為一個未帶電的空腔導(dǎo)體球殼，內(nèi)半徑為R。在腔內(nèi)。在腔

20、內(nèi) 離球心的距離為離球心的距離為d處處(d100 m/s的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比的表達(dá)式的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比的表達(dá)式 為為 ， (2) 速率速率v 100 m/s的分子數(shù)的表達(dá)式為的分子數(shù)的表達(dá)式為 。 100100 100 ( ) ( ) dNNf v dv f v dv NN 100100100 ( )( )dNNf v dvNf v dv 19. 某理想氣體等溫壓縮到給定體積時外界對氣體作功某理想氣體等溫壓縮到給定體積時外界對氣體作功 ， 又經(jīng)絕熱膨脹返回原來體積時氣體對外作功又經(jīng)絕熱膨脹返回原來體積時氣體對外作功 ，則整個，則整個 過程中氣體過程中氣體 (1) 從外界吸收的熱量

21、從外界吸收的熱量Q = (2) 內(nèi)能增加了內(nèi)能增加了E = 1 W 2 W QEW 熱力學(xué)第一定律：熱力學(xué)第一定律： 11 QWW等溫壓縮過程等溫壓縮過程 2 0Q 絕熱膨脹過程絕熱膨脹過程 121 QQQW 整個過程吸熱整個過程吸熱 1 0E等溫壓縮過程等溫壓縮過程 22 EW 絕熱膨脹過程絕熱膨脹過程 122 EEEW 整個過程內(nèi)能增加整個過程內(nèi)能增加 20. 如圖所示，一電荷線密度為如圖所示，一電荷線密度為的無限長帶電直線垂直通的無限長帶電直線垂直通 過圖面上的過圖面上的A點，一帶有電荷點，一帶有電荷Q的均勻帶電球體，其球心處的均勻帶電球體，其球心處 于于O點。點。AOP是邊長為是邊長為

22、a的等邊三角形，為了使的等邊三角形，為了使P點處場點處場 強方向垂直于強方向垂直于OP，則，則和和Q的數(shù)量之間應(yīng)滿足的數(shù)量之間應(yīng)滿足 關(guān)關(guān) 系，且與系，且與Q為為 號電荷。號電荷。 A PO Q aa a 異異 1 E 2 E o 12 cos60EE 1 2 0 o 2 0 4 1 cos60 22 Q E a E a Q a E 21. 電荷均為電荷均為+q的兩個點電荷分別位于的兩個點電荷分別位于x軸上的軸上的+a 和和-a 位位 置，如圖所示，則置，如圖所示，則y軸上各點電場強度的表示式為軸上各點電場強度的表示式為 ， 場強最大值的位置在場強最大值的位置在y = 。 E y x aa qq O 1 E 2 E P y 0 2cos y EE 120 EEE 2 0 2 4 qy rr 33/2 22 0 0 2 2 qyqy r ay 3/ 2 22 0 2 qy Ej ay 0 dE dy 2 2 ya 22. 靜電場的環(huán)路定理的數(shù)學(xué)表示式為：靜電場的環(huán)路定理的數(shù)學(xué)表示式為： 。 該式的物理意義是：該式的物理意義是： 。 該定理表明，靜電場是該定理表明，靜電場是 。 24. AB兩個導(dǎo)體球，相距甚遠(yuǎn)，因此均可看成是孤立的，兩個導(dǎo)體球，相距甚遠(yuǎn)，因此均可看成是孤立的， 其中其中A球原來帶電，球