推荐学习 精品-清华大学《大学物理》专项练习及解析 质点力学综合练习1

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推荐学习 精品-清华大学《大学物理》分类经典练习题及解析 波动光学偏振下

推荐学习 精品-清华大学《大学物理》分类经典练习题及解析 波动光学偏振下

一 计算题 (共299分)1. (本题 8分)(3231) 将三个偏振片叠放在一起,第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成45°和90°角.(1) 强度为I 0的自然光垂直入射到这一堆偏振片上,试求经每一偏振片后的光强和偏振状态.(2) 如果将第二个偏振片抽走,情况又如何?2. (本题 5分)(3645) 两个偏振片叠在一起,在它们的偏振化方向成α1=30°时,观测一束单色自然光.又在α2=45°时,观测另一束单色自然光.若两次所测得的透射光强度相等,求两次入射自然光的强度之比.3. (本题 8分)(3764) 有三个偏振片叠在一起.已知第一个偏振片与第三个偏振片的偏振化方向相互垂直.一束光强为I 0的自然光垂直入射在偏振片上,已知通过三个偏振片后的光强为I 0 / 16.求第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向之间的夹角.4. (本题 8分)(3766) 将两个偏振片叠放在一起,此两偏振片的偏振化方向之间的夹角为o 60,一束光强为I 0的线偏振光垂直入射到偏振片上,该光束的光矢量振动方向与二偏振片的偏振化方向皆成30°角.(1) 求透过每个偏振片后的光束强度;(2) 若将原入射光束换为强度相同的自然光,求透过每个偏振片后的光束强度.5. (本题10分)(3767) 一束光强为I 0的自然光垂直入射在三个叠在一起的偏振片P 1、P 2、P 3上,已知P 1与P 3的偏振化方相互垂直.(1) 求P 2与P 3的偏振化方向之间夹角为多大时,穿过第三个偏振片的透射光强为I 0 / 8;(2) 若以入射光方向为轴转动P 2,当P 2转过多大角度时,穿过第三个偏振片的透射光强由原来的I 0 / 8单调减小到I 0 /16?此时P 2、P 1的偏振化方向之间的夹角多大?6. (本题 5分)(3768) 强度为I 0的一束光,垂直入射到两个叠在一起的偏振片上,这两个偏振片的偏振化方向之间的夹角为60°.若这束入射光是强度相等的线偏振光和自然光混合而成的,且线偏振光的光矢量振动方向与此二偏振片的偏振化方向皆成30°角,求透过每个偏振片后的光束强度.7. (本题10分)(3770) 两个偏振片P 1,P 2叠在一起,一束强度为I 0的光垂直入射到偏振片上.已知该入射光由强度相同的自然光和线偏振光混合而成,且入射光穿过第一个偏振片P 1后的光强为0.716 I 0;当将P 1抽出去后,入射光穿过P 2后的光强为0.375I 0.求P 1、P 2的偏振化方向之间的夹角.有三个偏振片叠在一起,已知第一个与第三个的偏振化方向相互垂直.一束光强为I 0的自然光垂直入射在偏振片上,求第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向之间的夹角为多大时,该入射光连续通过三个偏振片之后的光强为最大.9. (本题 8分)(3772) 有两个偏振片叠在一起,其偏振化方向之间的夹角为45°.一束强度为I 0的光垂直入射到偏振片上,该入射光由强度相同的自然光和线偏振光混合而成.此入射光中线偏振光矢量沿什么方向才能使连续透过两个偏振片后的光束强度最大?在此情况下,透过第一个偏振片的和透过两个偏振片后的光束强度各是多大?10. (本题 8分)(3773) 两个偏振片P 1、P 2叠在一起,其偏振化方向之间的夹角为30°.一束强度为I 0的光垂直入射到偏振片上,已知该入射光由强度相同的自然光和线偏振光混合而成,现测得连续透过两个偏振片后的出射光强与I 0之比为9 /16,试求入射光中线偏振光的光矢量方向.11. (本题10分)(3774) 一光束由强度相同的自然光和线偏振光混合而成.此光束垂直入射到几个叠在一起的偏振片上.(1) 欲使最后出射光振动方向垂直于原来入射光中线偏振光的振动方向,并且入射光中两种成分的光的出射光强相等,至少需要几个偏振片?它们的偏振化方向应如何放置?(2) 这种情况下最后出射光强与入射光强的比值是多少?12. (本题 5分)(3775) 由强度为I a 的自然光和强度为I b 的线偏振光混合而成的一束入射光,垂直入射在一偏振片上,当以入射光方向为转轴旋转偏振片时,出射光将出现最大值和最小值.其比值为n .试求出I a / I b 与n 的关系.13. (本题 8分)(3776) 由两个偏振片(其偏振化方向分别为P 1和P 2)叠在一起,P 1与P 2的夹角为α.一束线偏振光垂直入射在偏振片上.已知入射光的光矢量振动方向与P 2的夹角为A (取锐角),A 角保持不变,如图.现转动P 1,但保持P 1与E K 、P 2的夹角都不超过A (即P 1夹在E K 和P 2之间,见图).求α等于何值时出射光强为极值;此极值是极大还是极小?P 1P 2A αE K 14. (本题 8分)(3778) 两个偏振片叠在一起,欲使一束垂直入射的线偏振光经过这两个偏振片之后振动方向转过了90°,且使出射光强尽可能大,那么入射光振动方向和两偏振片的偏振化方向之间的夹角应如何选择?这种情况下的最大出射光强与入射光强的比值是多少?垂直入射在偏振片上.测得穿过P1后的透射光强为入射光强的1 / 2;相继穿过P1、P2之后透射光强为入射光强的1 / 4.若忽略P1、P2对各自可透过的分量的反射和吸收,将它们看作理想的偏振片.试问:(1) 入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P1的偏振化方向间夹角θ为多大?(2) P1、P2的偏振化方向之间的夹角a为多大?(3) 测量结果仍如前,但考虑到每个偏振片实际上对可透分量的光有10%的吸收率,试再求夹角θ、α.16. (本题12分)(3780)两个偏振片P1、P2堆叠在一起,由自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上.进行了两次观测,P1、P2的偏振化方向夹角两次分别为30°和45°;入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P1的偏振化方向夹角两次分别为45°和60°.若测得这两种安排下连续穿透P1、P2后的透射光强之比为9/5 (忽略偏振片对透射光的反射和可透分量的吸收),求:(1) 入射光中线偏振光强度与自然光强度之比;(2) 每次穿过P1后的透射光强与入射光强之比;(3) 每次连续穿过P1、P2后的透射光强与入射光强之比.17. (本题 5分)(3781)两个偏振片P1、P2叠在一起,一束单色线偏振光垂直入射到P1上,其光矢量振动方向与P1的偏振化方向之间的夹角固定为30°.当连续穿过P1、P2后的出射光强为最大出射光强的1 / 4时,P1、P2的偏振化方向夹角α是多大?18. (本题 5分)(3782)两个偏振片P1、P2叠在一起,其偏振化方向之间的夹角为30°.由强度相同的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上.已知穿过P1后的透射光强为入射光强的2 / 3,求(1) 入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P1的偏振化方向的夹角θ为多大?(2) 连续穿过P1、P2后的透射光强与入射光强之比.19. (本题 5分)(3783)三个偏振片P1、P2、P3顺序叠在一起,P1、P3的偏振化方向保持相互垂直,P 1与P2的偏振化方向的夹角为α,P2可以入射光线为轴转动.今以强度为I的单色自然光垂直入射在偏振片上.不考虑偏振片对可透射分量的反射和吸收.(1) 求穿过三个偏振片后的透射光强度I与α角的函数关系式;(2) 试定性画出在P2转动一周的过程中透射光强I随α角变化的函数曲线.光束垂直入射在偏振片上,进行了两次测量.第一次和第二次P1和P2偏振化方向的夹角分别为30°和未知的θ,且入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P1的偏振化方向夹角分别为45°和30°.不考虑偏振片对可透射分量的反射和吸收.已知第一次透射光强为第二次的3 / 4,求(1) θ角的数值;(2) 每次穿过P1的透射光强与入射光强之比;(3) 每次连续穿过P1,P2的透射光强与入射光强之比.21. (本题10分)(3797)两偏振片叠在一起,其偏振化方向夹角为45°.由强度相同的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上,入射光中线偏振光的光矢量振动方向与第一个偏振片的偏振化方向间的夹角为30°.(1) 若忽略偏振片对可透射分量的反射和吸收,求穿过每个偏振片后的光强与入射光强之比;(2) 若考虑每个偏振片对透射光的吸收率为10%,穿过每个偏振片后的透射光强与入射光强之比又是多少?22. (本题10分)(3798)两块偏振片叠在一起,其偏振化方向成30°.由强度相同的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上.已知两种成分的入射光透射后强度相等.(1) 若不计偏振片对可透射分量的反射和吸收,求入射光中线偏振光的光矢量振动方向与第一个偏振片偏振化方向之间的夹角;(2) 仍如上一问,求透射光与入射光的强度之比;(3) 若每个偏振片对透射光的吸收率为5%,再求透射光与入射光的强度之比.23. (本题10分)(3799)两偏振片P1、P2叠在一起,P1和P2的偏振化方向间的夹角为α,由强度相同的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上.入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P1的偏振化方向间的夹角为45°.已知穿过P1、P2后的透射光强为最大透射光强(对应着α=0)的2 / 3.(1) 若不考虑偏振片对可透射分量的反射和吸收,P1、P2的偏振化方向间的夹角α为多大?(2) 若考虑每个偏振片对透射光的吸收率为10%,且使穿过两个偏振片后的透射光强与(1)中吸收率为零时相同,此时α 应为多大?光束垂直入射在偏振片上.已知穿过P 1后的透射光强为入射光强的1 / 2;连续穿过P 1、P 2后的透射光强为入射光强的1 / 4.求(1) 若不考虑P 1、P 2对可透射分量的反射和吸收,入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 1的偏振化方向夹角θ 为多大?P 1、P 2的偏振化方向间的夹角α为多大?(2) 若考虑每个偏振光对透射光的吸收率为 5%,且透射光强与入射光强之比仍不变,此时θ 和α 应为多大?25. (本题10分)(3801) 两个偏振片P 1、P 2叠在一起,由自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上.进行了两次测量:P 1、P 2偏振化方向分别为60°和45°;入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 1偏振化方向夹角分别为60°和θ.忽略偏振片对可透射分量的反射和吸收.若两次测量中连续穿过P 1、P 2后的透射光强之比为1 / 2;第二次测量中穿过P 1的透射光强与入射光强之比为5 / 12. 求:(1) 入射光中线偏振光与自然光的强度之比;(2) 角度θ.26. (本题10分)(3802) 两个偏振片P 1、P 2叠在一起,其偏振化方向之间的夹角记为α.由强度相同的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上.线偏振光的光矢量振动方向与P 1偏振化方向之间的夹角记为θ.(1) 若不计偏振片对可透射分量的反射和吸收.且α=30°, θ=60°,求穿过P 1后的透射光强与入射光强之比;再求连续穿过P 1、P 2后的透射光强与入射光强之比.(2) 若每个偏振片使可透射分量的强度减弱10%,并且要使穿过P 1后的透射光强及连续穿过P 1、P 2后的透射光强与入射光强之比都和(1)中算出的相同.这时θ 和α 各应是多大?27. (本题 8分)(3809) 两个偏振片叠在一起,一束单色自然光垂直入射.(1) 若认为偏振片是理想的(对透射部分没有反射和吸收),当连续穿过两个偏振片后的透射光强为最大透射光强的31时,两偏振片偏振化方向间的夹角α为多大?(2)若考虑到每个偏振片因吸收和反射而使透射光部分的光强减弱5% ,要使透射光强仍如(1)中得到的透射光强,则此时α应为多大?28. (本题 5分)(3810) 两个偏振片P 1,P 2叠在一起,由强度相同的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上.进行了两次测量,第一次和第二次测量时P 1,P 2的偏振化方向夹角分别为30°和未知的θ,且入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 1的偏振化方向夹角分别为45°和30°.若连续穿过P 1、P 2后的透射光强的两次测量值相等,求θ.如图,P 1、P 2为偏振化方向相互平行的两个偏振片.光强为I 0的平行自然光垂直入射在P 1上. (1) 求通过P 2后的光强I . (2) 如果在P 1、P 2之间插入第三个偏振片P 3,(如图中虚线所示)并测得最后光强I =I 0 / 32,求:P 3的偏振化方向与P 1的偏振化方向之间的夹角α (设α为锐角).30. (本题10分)(3241) 有一平面玻璃板放在水中,板面与水面夹角为θ (见图).设水和玻璃的折射率分别为1.333和1.517.已知图中水面的反射光是完全偏振光,欲使玻璃板面的反射光也是完全偏振光,θ 角应是多大?31. (本题 5分)(3784) 一束自然光自空气入射到水面上,若水相对空气的折射率为1.33,求布儒斯特角.32. (本题 5分)(3785) 一束自然光自水中入射到空气界面上,若水的折射率为1.33,空气的折射率为1.00,求布儒斯特角.33. (本题 5分)(3786) 一束自然光自水(折射率为1.33)中入射到玻璃表面上(如图).当入射角为49.5°时,反射光为线偏振光,求玻璃的折射率.水玻璃34. (本题 5分)(3787) 一束自然光自空气入射到水(折射率为1.33)表面上,若反射光是线偏振光,(1) 此入射光的入射角为多大?(2) 折射角为多大?35. (本题 5分)(3788) 一束自然光以起偏角i 0=48.09°自某透明液体入射到玻璃表面上,若玻璃的折射率为1.56 ,求:(1) 该液体的折射率.(2) 折射角.36. (本题 5分)(3789) 一束自然光由空气入射到某种不透明介质的表面上.今测得此不透明介质的起偏角为56°,求这种介质的折射率.若把此种介质片放入水(折射率为1.33)中,使自然光束自水中入射到该介质片表面上,求此时的起偏角.在水(折射率n 1=1.33)和一种玻璃(折射率n 2=1.56的交界面上,自然光从水中射向玻璃,求起偏角i 0.若自然光从玻璃中射向水,再求此时的起偏角0i ′.38. (本题10分)(3793) 如图安排的三种透光媒质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其折射率分别为n 1=1.33,n 2=1.50,n 3=1.两个交界面相互平行.一束自然光自媒质Ⅰ中入射 到Ⅰ与Ⅱ的交界面上,若反射光为线偏振光,(1) 求入射角i .(2) 媒质Ⅱ、Ⅲ界面上的反射光是不是线偏振光?为什么?Ⅲn 3 39. (本题 5分)(3794) 如图所示,媒质Ⅰ为空气(n 1=1.00),Ⅱ为玻璃(n 2=1.60),两个交界面相互平行.一束自然光由媒质Ⅰ中以i角入射.若使Ⅰ、Ⅱ交界面上的反射光为线偏振光,(1) 入射角i 是多大? (2) 图中玻璃上表面处折射角是多大?(3)在图中玻璃板下表面处的反射光是否也是线偏振光?40. (本题 5分)(3795) 如图安排的三种透明介质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其折射率分别为n 1=1.00 、n 2=1.43和n 3,Ⅰ、Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ的界面相互平行.一束自然光由介质Ⅰ中入射,若在两个交界面上的反射光都是线偏振光,则(1) 入射角i 是多大?(2) 折射率n 3是多大?Ⅲn 3 二 理论推导与证明题 (共23分)41. (本题 5分)(3232) 有三个偏振片堆叠在一起,第一块与第三块的偏振化方向相互垂直,第二块和第一块的偏振化方向相互平行,然后第二块偏振片以恒定角速度ω绕光传播的方向旋转,如图所示.设入射自然光的光强为I 0.试证明:此自然光通过这一系统后,出射光的光强为I =I 0 (1-cos4ω t ) / 16.123如图所示,一束自然光入射在平板玻璃上,已知其上表面的反射光线1为完全偏振光.设玻璃板两侧都是空气,试证明其下表面的反射光线2也是完全偏振光.43. (本题 8分)(3811)透明介质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅰ如图安排,三个交界面相互平行.一束自然光由Ⅰ中入射.试证明:若Ⅰ、Ⅱ交界面和Ⅲ、Ⅰ交界面上的反射光都是线偏振光,则必有n2=n3.44. (本题 5分)(3812)透光介质Ⅰ、Ⅱ、Ⅰ如图安排,两个交界面相互平行.一束自然光由Ⅰ中入射.试证明:若i为起偏角,则Ⅱ、Ⅰ下界面上的反射光为线偏振光.三回答问题 (共38分)45. (本题 5分)(3644)试写出马吕斯定律的数学表示式,并说明式中各符号代表什么.46. (本题 5分)(5225)让入射的平面偏振光依次通过偏振片P1和P2.P1和P2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是α和β.欲使最后透射光振动方向与原入射光振动方向互相垂直,并且透射光有最大的光强,问α和β各应满足什么条件?47. (本题 5分)(3228)试述关于光的偏振的布儒斯特定律.48. (本题 5分)(3647)试写出布儒斯特定律的数学表达式,并指出式中诸量的名称.49. (本题 8分)(3790)请指出一种测量不透明介质折射率的方法,并简明叙述测量原理和步骤.50. (本题 5分)(3792)如图所示,三种透明介质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的折射率分别为n1、n2、n3它们之间的两个交界面互相平行.一束自然光以起偏角i由介质Ⅰ射向介质Ⅱ,欲使在介质Ⅱ和介质Ⅲ的交界面上的反射光也是线偏振光,三个折射率n1、n2和n3之间应满足什么关系?Ⅲn3如图所示,A是一块有小圆孔S的金属挡板,Array B是一块方解石,其光轴方向在纸面内,P是一块偏振片,C是屏幕.一束平行的自然光穿过小孔S后,垂直入射到方解石的端面上.当以入射光线为轴,转动方解石时,在屏幕C上能看到什么现象?。

清华大学《大学物理》习题库试题及答案

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清华大学《大学物理》习题库试题及答案一、选择题1.3165:在相同的时间内,一束波长为?的单色光在空气中和在玻璃中(A) 传播的路程相等,走过的光程相等(B) 传播的路程相等,走过的光程不相等(C) 传播的路程不相等,走过的光程相等(D) 传播的路程不相等,走过的光程不相等2.3611:如图,S1、S2是两个相干光源,它们到P点的距离分别为r1和r2。

路径S1P垂直穿过一块厚度为t1,折射率为n1的介质板,路径S2P垂直穿过厚度为t2,折射率为n2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于t1 r1 (r?nt)?(r?nt)22111 (A) 2P S1 t2 n1 r2 (B) [r2?(n2?1)t2]?[r1?(n1?1)t2] (C) (r2?n2t2)?(r1?n1t1)S2 n2(D) n2t2?n1t13.3664:如图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两表面反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为e,并且n1<n2>n3,?1为入射光在折射率为n1 n1 ???的媒质中的波长,则两束反射光在相遇点的相位差为(A) 2?n2e / ( n1 ?1) (B)[4?n1e / ( n2 ?1)] + ?? e n2 (C) [4?n2e / ( n1 ?1) ]+???(D) 4?n2e / ( n1 ?1)n3 4.3169:用白光光源进行双缝实验,若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝,用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝,则:(A) 干涉条纹的宽度将发生改变(B) 产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹(C) 干涉条纹的亮度将发生改变(D) 不产生干涉条纹5.3171:在双缝干涉实验中,两条缝的宽度原来是相等的。

若其中一缝的宽度略变窄(缝中心位置不变),则(A) 干涉条纹的间距变宽(B) 干涉条纹的间距变窄(C) 干涉条纹的间距不变,但原极小处的强度不再为零(D) 不再发生干涉现象6.3172:在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是(A) 使屏靠近双缝(B) 使两缝的间距变小(C) 把两个缝的宽度稍微调窄(D) 改用波长较小的单色光源7.3498:在双缝干涉实验中,入射光的波长为?,用玻璃纸遮住双缝中的一个缝,若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大?,则屏上原来的明纹处(A) 仍为明条纹(B) 变为暗条纹(C) 既非明纹也非暗纹;S1 (D) 无法确定是明纹,还是暗纹O 8.3612:在双缝干涉实验中,若单色光源S到两缝S1、S2距离S 相等,则观察屏上中央明条纹位于图中O处。

《大学物理学》质点运动学练习题

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《大学物理学》质点运动学练习题一、选择题1.质点沿轨道AB 作曲线运动,速率逐渐减小,图中哪一种情况正确地表示了质点在C 处的加速度? ( )(A ) (B ) (C ) (D )【提示:由于质点作曲线运动,所以,加速度的方向指向曲线的内侧,又速率逐渐减小,所以加速度的切向分量与运动方向相反】2. 一质点沿x 轴运动的规律是542+-=t t x (SI 制)。

则前三秒内它的 ( ) (A )位移和路程都是3m ;(B )位移和路程都是-3m ; (C )位移是-3m ,路程是3m ; (D )位移是-3m ,路程是5m 。

【提示:将t =3代入公式,得到的是t=3时的位置,位移为t =3时的位置减去t =0时的位置;显然运动规律是一个抛物线方程,可利用求导找出极值点:24d xt dt=-,当t =2时,速度0d xv dt==,所以前两秒退了4米,后一秒进了1米,路程为5米】 3.一质点的运动方程是cos sin r R t i R t j ωω=+,R 、ω为正常数。

从t =ωπ/到t =ωπ/2时间内(1)该质点的位移是 ( ) (A ) -2R i ; (B ) 2R i ; (C ) -2j; (D ) 0。

(2)该质点经过的路程是 ( ) (A ) 2R ; (B ) R π; (C ) 0; (D ) R πω。

【提示:轨道方程是一个圆周方程(由运动方程平方相加可得圆方程),t =π/ω到t =2π/ω时间内质点沿圆周跑了半圈,位移为直径,路程半周长】4. 一细直杆AB ,竖直靠在墙壁上,B 端沿水平方向以速度v滑离墙壁,则当细杆运动到图示位置时,细杆中点C 的速度( )(A )大小为2v,方向与B 端运动方向相同; (B )大小为2v,方向与A 端运动方向相同;(C )大小为2v, 方向沿杆身方向; (D )大小为θcos 2v,方向与水平方向成 θ 角。

【提示:C 点的坐标为sin 2cos 2C C l x l y θθ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,则cos 2sin 2cx cy l d v dt l d v dt θθθθ⎧=⋅⎪⎪⎨⎪=⋅⎪⎩,有中点C 的速度大小:2C l d v dt θ=⋅。

推荐学习 精品-清华大学《大学物理》专项练习及解析 02牛顿力学

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牛顿力学1、(0030A10)在升降机天花板上拴有轻绳,其下端系一重物,当升降机以加速度a 1上升时,绳中的张力正好等于绳子所能承受的最大张力的一半,问升降机以多大加速度上升时,绳子刚好被拉断?(A) 2a 1. (B) 2(a 1+g ).(C) 2a 1+g . (D) a 1+g . [ ]2、(0038B25)质量为m 的小球,放在光滑的木板和光滑的墙壁之间,并保持平衡,如图所示.设木板和墙壁之间的夹角为α,当α逐渐增大时,小球对木板的压力将(A) 增加.(B) 减少.(C) 不变.(D) 先是增加,后又减小.压力增减的分界角为α=45°.[ ]3、(0042B40) 两个质量相等的小球由一轻弹簧相连接,再用一细绳悬挂于天花板上,处于静止状态,如图所示.将绳子剪断的瞬间,球1和球2的加速度分别为(A) a 1=g ,a 2=g . (B) a 1=0,a 2=g .(C) a 1=g ,a 2=0. (D) a 1=2g ,a 2=0.[ ]4、(0048B25)水平地面上放一物体A ,它与地面间的滑动摩擦系数为μ.现加一恒力F ϖ如图所示.欲使物体A 有最大加速度,则恒力F ϖ与水平方向夹角θ 应满足 (A) sin θ =μ. (B) cos θ =μ.(C) tg θ =μ. (D) ctg θ =μ. [ ]5、(0051A20) 一只质量为m 的猴,原来抓住一根用绳吊在天花板上的质量为M 的直杆,悬线突然断开,小猴则沿杆子竖直向上爬以保持它离地面的高度不变,此时直杆下落的加速度为(A) g . (B) g Mm . (C) g M m M +. (D) g mM m M -+ . (E) g M m M -. [ ] 6、(0326A15) 如图所示,质量为m 的物体A 用平行于斜面的细线连结置于光滑的斜面上,若斜面向左方作加速运动,当物体开始脱离斜面时,它的加速度的大小为(A) g sin θ. (B) g cos θ.(C) g ctg θ. (D) g tg θ. [ ] a 17、(0331A15)如图所示,一轻绳跨过一个定滑轮,两端各系一质量分别为m 1和m 2的重物,且m 1>m 2.滑轮质量及轴上摩擦均不计,此时重物的加速度的大小为a .今用一竖直向下的恒力g m F 1=代替质量为m 1的物体,可得质量为m 2的重物的加速度为的大小a ′,则(A) a ′= a (B) a ′> a (C) a ′< a (D) 不能确定.[ ]8、(0335B25) 质量分别为m 1和m 2的两滑块A 和B 通过一轻弹簧水平连结后置于水平桌面上,滑块与桌面间的摩擦系数均为μ,系统在水平拉力F 作用下匀速运动,如图所示.如突然撤消拉力,则刚撤消后瞬间,二者的加速度a A 和a B 分别为(A) a A =0 , a B =0. (B) a A >0 , a B <0.(C) a A <0 , a B >0. (D) a A <0 , a B =0. [ ]9、(0338B30)质量为m 的物体自空中落下,它除受重力外,还受到一个与速度平方成正比的阻力的作用,比例系数为k ,k 为正值常量.该下落物体的收尾速度(即最后物体作匀速运动时的速度)将是(A)k mg . (B) kg 2 . (C) gk . (D) gk . [ ] 10、(0341B30)质量分别为m 和M 的滑块A 和B ,叠放在光滑水平桌面上,如图所示.A 、B 间静摩擦系数为μs ,滑动摩擦系数为μk ,系统原处于静止.今有一水平力作用于A 上,要使A 、B 不发生相对滑动,则应有(A) F ≤μs mg . (B) F ≤μs (1+m /M )mg . (C) F ≤μs (m +M )mg . (D) F ≤Mm M mg k +μ. [ ] 11、(0342B30)质量分别为m 和M 的滑块A 和B ,叠放在光滑水平面上,如图.A 、B 间的静摩擦系数为μ s ,滑动摩擦系数为μk ,系统原先处于静止状态.今将水平力F 作用于B 上,要使A 、B 间不发生相对滑动,应有 (A) F ≤μs mg . (B) F ≤μs (1+m /M ) mg . (C) F ≤μs (m +M ) g .(D) F ≤Mm M mg k +μ. [ ]12、(0343C45)如图所示,用一斜向上的力F ϖ(与水平成30°角),将一重为G 的木块压靠在竖直壁面上,如果不论用怎样大的力F ,都不能使木块向上滑动,则说明木块与壁面间的静摩擦系数μ的大小为 (A) .21≥μ (B) 31≥μ. (C) 3≥μ. (D) 32≥μ. [ ] 13、(0607A15)一辆汽车从静止出发,在平直公路上加速前进的过程中,如果发动机的功率一定,阻力大小不变,那么,下面哪一个说法是正确的?(A) 汽车的加速度是不变的.(B) 汽车的加速度不断减小.ϖ ϖ(C) 汽车的加速度与它的速度成正比.(D) 汽车的加速度与它的速度成反比. [ ]14、(0610B30)升降机内地板上放有物体A ,其上再放另一物体B ,二者的质量分别为M A 、M B .当升降机以加速度a 向下加速运动时(a <g ),物体A 对升降机地板的压力在数值上等于(A) M A g. (B) (M A +M B )g.(C) (M A +M B )(g +a ). (D) (M A +M B )(g -a ). [ ]15、(0617A15)如图,物体A 、B 质量相同,B 在光滑水平桌面上.滑轮与绳的质量以及空气阻力均不计,滑轮与其轴之间的摩擦也不计.系统无初速地释放,则物体A 下落的加速度是(A) g. (B) 4g /5 .(C) g /2 .(D) g /3 . [ ] 16、(0617A15)如图,滑轮、绳子质量及运动中的摩擦阻力都忽略不计,物体A 的质量m 1大于物体B 的质量m 2.在A 、B 运动过程中弹簧秤S 的读数是(A) .)(21g mm + (B) .)(21g m m -(C).22121g m m m m + (D) .42121g m m m m + [ ] 17、(5255A10) 如图所示,质量为m 的物体用细绳水平拉住,静止在倾角为θ的固定的光滑斜面上,则斜面给物体的支持力为 (A) θcos mg . (B) θsin mg .(C) θcos mg . (D) θsin mg . [ ] 18、(5387A15) 光滑的水平桌面上放有两块相互接触的滑块,质量分别为m 1和m 2,且m 1<m 2.今对两滑块施加相同的水平作用力,如图所示.设在运动过程中,两滑块不离开,则两滑块之间的相互作用力N 应有 (A) N =0. (B) 0 < N < F .(C) F < N <2F . (D) N > 2F . [ ]19、(5388A15) 用水平压力F ϖ把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止.当F ϖ逐渐增大时,物体所受的静摩擦力f(A) 恒为零.(B) 不为零,但保持不变.(C) 随F 成正比地增大.(D) 开始随F 增大,达到某一最大值后,就保持不变 [ ]20、(0024B25)一光滑的内表面半径为10 cm 的半球形碗,以匀角速度ω绕其对称OC 旋转.已知放在碗内表面上的一个小球P 相对于碗静止,其位置高于碗底4 cm ,则由此可推知碗旋转的角速度约为 (A) 10 rad/s . (B) 13 rad/s . (C) 17 rad/s (D) 18 rad/s . [ ] 21、(0029A10) 竖立的圆筒形转笼,半径为R ,绕中心轴OO '转动,物块A 紧靠在圆筒的内壁上,物块与圆筒间的摩擦系数为μ,要使物块A 不下落,圆筒转动的角速度ω至少应为ϖ(A) R g μ (B)g μ (C) Rg μ (D)R g [ ] 22、(0054A10)已知水星的半径是地球半径的 0.4倍,质量为地球的0.04倍.设在地球上的重力加速度为g ,则水星表面上的重力加速度为:(A) 0.1 g (B) 0.25 g(C) 2.5 g (D) 4 g [ ]23、(0094B25) 如图所示,假设物体沿着竖直面上圆弧形轨道下滑,轨道是光滑的,在从A 至C 的下滑过程中,下面哪个说法是正确的?(A) 它的加速度大小不变,方向永远指向圆心.(B) 它的速率均匀增加.(C) 它的合外力大小变化,方向永远指向圆心. (D) 它的合外力大小不变.(E) 轨道支持力的大小不断增加. [ ]24、(0334A10) 一个圆锥摆的摆线长为l ,摆线与竖直方向的夹角恒为θ,如图所示.则摆锤转动的周期为 (A) g l . (B) g l θcos . (C) g l π2. (D) g l θπcos 2 . [ ] 25、(0609A20)一公路的水平弯道半径为R ,路面的外侧高出内侧,并与水平面夹角为θ.要使汽车通过该段路面时不引起侧向摩擦力,则汽车的速率为(A)Rg . (B) θtg Rg . (C) θθ2sin cos Rg . (D) θctg Rg [ ]26、(0612A15)一段路面水平的公路,转弯处轨道半径为R ,汽车轮胎与路面间的摩擦系数为μ,要使汽车不致于发生侧向打滑,汽车在该处的行驶速率(A) 不得小于gR μ. (B) 不得大于gR μ.(C) 必须等于gR 2. (D) 还应由汽车的质量M 决定. [ ]27、(0616C50)一小珠可在半径为R 竖直的圆环上无摩擦地滑动,且圆环能以其竖直直径为轴转动.当圆环以一适当的恒定角速度ω 转动,小珠偏离圆环转轴而且相对圆环静止时,小珠所在处圆环半径偏离竖直方向的角度为(A) π21=θ. (B) ).arccos(2ωθR g = (C) )arctg(2g R ωθ=. (D) 需由小珠的质量m 决定. [ ] 28、(5010A10)在作匀速转动的水平转台上,与转轴相距R 处有一体积很小的工件A ,如图所示.设工件与转台间静摩擦系数为μs ,若使工件在转台上无滑动,则转台的角速度ω应满足A R(A) R gs μω≤.(B) R g s 23μω≤. (C) R g s μω3≤. (D) R g s μω2≤. [ ]二、填空题:1、(0039B40)质量相等的两物体A 和B ,分别固定在弹簧的两端,竖直放在光滑水平面C 上,如图所示.弹簧的质量与物体A 、B 的质量相比,可以忽略不计.若把支持面C 迅速移走,则在移开的一瞬间,A 的加速度大小a A =_______,B 的加速度的大小a B =_______. 2、(0043A10)沿水平方向的外力F 将物体A 压在竖直墙上,由于物体与墙之间有摩擦力,此时物体保持静止,并设其所受静摩擦力为f 0,若外力增至2F ,则此时物体所受静摩擦力为_____________. 3、(0046B30) 分别画出下面二种情况下,物体A 的受力图.(1) 物体A 放在木板B 上,被一起抛出作斜上抛运动,A 始终位于B 的上面,不计空气阻力; (2) 物体A 的形状是一楔形棱柱体,横截面为直角三角形,放在桌面C 上.把物体B 轻轻地放在A 的斜面上,设A 、B 间和A 与桌面C 间的摩擦系数皆不为零,A 、B 系统静止. 4、(0050B40)质量分别为m 1、m 2、m 3的三个物体A 、B 、C ,用一根细绳和两根轻弹簧连接并悬于固定点O ,如图.取向下为x 轴正向,开始时系统处于平衡状态,后将细绳剪断,则在刚剪断瞬时,物 体B 的加速度B a ϖ=_______________;物体A 的加速度A a ϖ=______________.5、(0282A10)如果一个箱子与货车底板之间的静摩擦系数为μ,当这货车爬一与水平方向成θ角的平缓山坡时,要不使箱子在车底板上滑动,车的最大加速度a max =_____________. 6、(0352B25)质量m =40 kg 的箱子放在卡车的车厢底板上,已知箱子与底板之间的静摩擦系数为μs =0.40,滑动摩擦系数为μk =0.25,试分别写出在下列情况下,作用在箱子上的摩擦力的大小和方向.(1)卡车以a = 2 m/s 2的加速度行驶,f =____________,方向__________.(2)卡车以a = -5 m/s 2的加速度急刹车,f =____________,方向__________. 7、(0355B25)假如地球半径缩短 1%,而它的质量保持不变,则地球表面的重力加速度g 增大的百分比是______________.8、(0523A15)在如图所示的装置中,两个定滑轮与绳的质量以及滑轮与其轴之间的摩擦都可忽略不计,绳子不可伸长,m 1与平面之间的摩擦也可不计,在水平外力F 的作用下,物体m 1与m 2的加速度a =______________,绳中的张力T =_________________. 9、(0524A15) B 2在如图所示装置中,若两个滑轮与绳子的质量以及滑轮与其轴之间的摩擦都忽略不计,绳子不可伸长,则在外力F 的作用下,物体m 1和m 2的加速度为 a =______________________,m 1与m 2间绳子的张力T =________________________.10、(0526B25)倾角为30的物体沿斜面下滑,下滑的加速度为 3.0 m/s 2桌面上不动,则斜面体与桌面间的静摩擦力f =11、(0619A10) 一物体质量为M ,置于光滑水平地板上.今用一水平力F ϖ通过一质量为m 的绳拉动物体前进,则物体的加速度a =______________,绳作用于物体上的力T =_________________.12、(0623A10) 如图,在光滑水平桌面上,有两个物体A 和B 紧靠在一起.它们的质量分别为m A =2 kg ,m B =1 kg .今用一水平力F=3 N 推物体B ,则B 推A 的力等于______________.如用同样大小的水平力 从右边推A ,则A 推B 的力等于___________________. 13、(0624B25)分别画出物体A 、B 、C 、D 的受力图:(1) 被水平力F 压在墙上保持静止的两个木块A 和B ;(2) 被水平力F 拉着在水平桌面上一起做匀速运动的木块C 和D . (各接触面均粗糙) 14、(0626B30)在粗糙的水平桌面上放着质量为M 的物体A ,在A 上放有一表面粗糙的小物体B ,其质量为m .试分别画出:当用水平恒力F ϖ推A 使它作加速运动时,B 和A 的受力图. 15、(5011A10)在粗糙的水平面上,放有一质量为M 的物体,其前表面是一竖直平面.当用水平恒力推它时,可使另一质量为m 的物体刚好附在它的前表面上不落下,如图.试分别画出两物体的受力图. 16、(5256A10)有两个弹簧,质量忽略不计,原长都是10 cm ,第一个弹簧上端固定,下挂一个质量为m 的物体后,长11 cm ,而第二个弹簧上端固定,下挂一质量为m 的物体后,长13 cm ,现将两弹簧串联,上端固定,下面仍挂一质量为m 的物体,则两弹簧的总长为____________. 17、(5390A20) 如图所示,一个小物体A 靠在一辆小车的竖直前壁上,A 和车壁间静摩擦系数是μs ,若要使物体A 不致掉下来,小车的加速度的最小值应为a =_______________. 18、(0031B30) 质量为m 的小球,用轻绳AB 、BC 连接,如图,其中AB 断绳AB 前后的瞬间,绳BC 中的张力比T : T ′=19、(0351A10) 一圆锥摆摆长为l 、摆锤质量为m 线与铅直线夹角θ,则(1) 摆线的张力T =_____________________; (2) 摆锤的速率v =_____________________.20、(0527C50)一小珠可以在半径为R 的竖直圆环上作无摩擦滑动.今使 (1) ϖ m圆环以角速度ω绕圆环竖直直径转动.要使小珠离开环的底部而停在环上某一点,则角速度ω最小应大于_____________.21、(0622A20)一块水平木板上放一砝码,砝码的质量m =0.2 kg ,手扶木板保持水平,托着砝码使之在竖直平面内做半径R =0.5 m 的匀速率圆周运动,速率v =1 m/s .当砝码与木板一起运动到图示位置时,砝码受到木板的摩擦力为_____________,砝码受到木板的支持力为________________.22、(0625B25) 画出物体A 、B 的受力图:(1) 在水平圆桌面上与桌面一起做匀速转动的物体A ;(2) 和物体C 叠放在一起自由下落的物体B .三、计算题:1、(0032B35)一人在平地上拉一个质量为M 的木箱匀速前进,如图. 木箱与地面间的摩擦系数μ=0.6.设此人前进时,肩上绳的支撑点距地面高度为h =1.5 m ,不计箱高,问绳长l 为多长时最省力? 2、(0035B25) 质量m =2.0 kg 的均匀绳,长L =1.0 m ,两端分别连接重物A和B ,m A =8.0 kg ,m B =5.0 kg ,今在B 端施以大小为F =180 N 的竖直拉力,使绳和物体向上运动,求距离绳的下端为x 处绳中的张力T (x )3、(0037D75) 质量为m 的子弹以速度v 0水平射入沙土中,反向,大小与速度成正比,比例系数为K,忽略子弹的重力,求: (1) 子弹射入沙土后,速度随时间变化的函数式;(2) 子弹进入沙土的最大深度.4、(0041D75) 竖直而立的细U 形管里面装有密度均匀的某种液体.U 形管的横截面粗细均匀,两根竖直细管相距为l ,底下的连通管水平.当U 形管在如图所示的水平的方向上以加速度a 运动时,两竖直管内的液面将产生高度差h .若假定竖直管内各自的液面仍然可以认为是水平的,试求两液面的高度差h .5、(0049C60) 水平面上有一质量M =51 kg 的小车D ,其上有一定滑轮C. 通过绳在滑轮两侧分别连有质量为m 1=5 kg 和m 2=4 kg 的物体A 和B, 其中物体A 在小车的水平台面上,物体B 被绳悬挂.各接触面和滑轮轴均光滑.系统处于静止时,各物体关系如图所示.现在让系统运动,求以多大的水平力F ϖ作用于小车上,才能使物体A 与小车D 之间无相对滑动.(滑轮和绳的质量均不计,绳与滑轮间无相对滑动)6、(0284B25)一名宇航员将去月球.他带有一个弹簧秤和一个质量为1.0 kg 的物体A .到达月球上某处时,他拾起一块石头B ,挂在弹簧秤上,其读数与地面上挂A 时相同.然后,他把A 和B 分别挂在跨过轻滑轮的轻绳的两端,如图所示.若月球表面的重力加速度为1.67 m/s 2,问石块B 将如何运动? B (2)如图所示,质量为m 的摆球A 悬挂在车架上.求在下述各种情况下,摆线与竖直方向的夹角α和线中的张力T.(1)小车沿水平方向作匀速运动;(2)小车沿水平方向作加速度为a 的运动.8、(0354B30)质量为m 的雨滴下降时,因受空气阻力,在落地前已是匀速运动,其速率为v = 5.0 m/s .设空气阻力大小与雨滴速率的平方成正比,问:当雨滴下降速率为v = 4.0 m/s 时,其加速度a 多大?9、(0356B25)有一物体放在地面上,重量为P ,它与地面间的摩擦系数为μ.今用力使物体在地面上匀速前进,问此力F ϖ与水平面夹角θ为多大时最省力.10、(0358B30)一质量为M ,角度为θ 的劈形斜面A ,放在粗糙的水平面上,斜面上有一质量为m 的物体B 沿斜面下滑,如图.若A ,B 之间的滑动摩擦系数为μ,且B 下滑时A 保持不动,求斜面A 对地面的压力和摩擦力各多大? (画受力图,列出方程,文字运算)11、(0359A20) 如图所示,质量为m =2 kg 的物体A 放在倾角α =30°的固定斜面上,斜面与物体A 之间的摩擦系数μ = 0.2.今以水平力F =19.6 N 的力作用在A 上,求物体A 的加速度的大小. 12、(0528B25)两个人分别在水平地面上推、拉相同的木箱,木箱与地面间的摩擦系数为μ,一个人以力F 1向前下方斜推,作用力方向与水平面的夹角为θ,另一人以力F 2向前上方斜拉,作用力方向与水平面的夹角也是θ,若使木箱获得相同的加速度,则两力的比值F 2/ F 1是多大?13、(0530B30)一质量为60 kg 的人,站在质量为30 kg 的底板上,用绳和滑轮连接如图.设滑轮、绳的质量及轴处的摩擦可以忽略不计,绳子不可伸长.欲使人和底板能以1 m/s 2的加速度上升,人对绳子的拉力T 2多大?人对底板的压力多大? (取g =10 m/s 2) 14、(0531B30) 一条轻绳跨过一轻滑轮(滑轮与轴间摩擦可忽略),在绳的一端挂一质量为m 1的物体,在另一侧有一质量为m 2的环,求当环相对于绳以恒定的加速度a 2沿绳向下滑动时,物体和环相对地面的加速度各是多少?环与绳间的摩擦力多大? 15、(0533B40)已知一质量为m 的质点在x 轴上运动,质点只受到指向原点的引力的作用,引力大小与质点离原点的距离x 的平方成反比,即2/x k f -=,k 是比例常数.设质点在 x =A 时的速度为零,求质点在x =A /4处的速度的大小.16、(0534D80)飞机降落时的着地速度大小v =90 km/h ,方向与地面平行,飞机与地面间的摩擦系数μ =0.10,迎面空气阻力为C x v 2,升力为C y v 2(v 是飞机在跑道上的滑行速度,C x 和C y 为某两常量).已知飞机的升阻比K =C y /C x =5,求飞机从着地到停止这段时间所滑行的距离.(设飞机刚着地时对地面无压力)17、(0627A15) 在水平桌面上有两个物体A 和B ,它们的质量分别为m 1=1.0 kg ,m 2=2.0 kg ,它们与桌面间的滑动摩擦系数μ=0.5,现在A 上施加一个与水平成36.9°角的指向斜下方的力F ϖ,恰好使A 和B 作匀速直线运动,求所施力的大小和物体A 与B 间的相互作用力的大小. ( cos 36.9°=0.8 )α m A F ϖϖ如图,绳CO 与竖直方向成30°角,O 为一定滑轮,物体A 与B 用跨过定滑轮的细绳相连,处于平衡状态.已知B 的质量为10 kg ,地面对B 的支持力为80 N .若不考虑滑轮的大小求:(1) 物体A 的质量. (2) 物体B 与地面的摩擦力.(3) 绳CO的拉力.(取g =10 m/s 2)19、(0027B25)水平转台上放置一质量M =2 kg的小物块,物块与转台间的静摩擦系数μs =0.2,一条光滑的绳子一端系在物块上,另一端则由转台中心处的小孔穿下并悬一质量m =0.8 kg 的物块.转台以角速度ω=4π rad/s 绕竖直中心轴转动,求:转台上面的物块与转台相对静止时,物块转动半径的最大值r max 和最小值r min .20、(0028B30)一水平放置的飞轮可绕通过中心的竖直轴转动,飞轮的辐条上装有一个小滑块,它可在辐条上无摩擦地滑动.一轻弹簧一端固定在飞轮转轴上,另一端与滑块联接.当飞轮以角速度ω旋转时,弹簧的长度为原长的f 倍,已知ω=ω0时,f =f 0,求ω与f 的函数关系.21、(0036D75) 一条质量分布均匀的绳子,质量为M 、长度为L ,一端拴在竖直转轴OO ′上,并以恒定角速度ω在水平面上旋转.设转动过程中绳子始终伸直不打弯,且忽略重力,求距转轴为r 处绳中的张力T ( r ).22、(0044B25) 质量为m 的物体系于长度为R 的绳子的一个端点上,在竖直平面内绕绳子另一端点(固定)作圆周运动.设t时刻物体瞬时速度的大小为v ,绳子与竖直向上的方向成θ角,如图所示. (1) 求t时刻绳中的张力T 和物体的切向加速度a t ;(2) 说明在物体运动过程中a t 的大小和方向如何变化? 23、(0283B30)公路的转弯处是一半径为 200 m 的圆形弧线,其内外坡度是按车速60 km/h 设计的,此时轮胎不受路面左右方向的力.雪后公路上结冰,若汽车以40 km/h 的速度行驶,问车胎与路面间的摩擦系数至少多大,才能保证汽车在转弯时不至滑出公路?24、(0285B40)(1) 试求赤道正上方的地球同步卫星距地面的高度.(2) 若10年内允许这个卫星从初位置向东或向西漂移10°,求它的轨道半径的误差限度是多少?已知地球半径R =6.37×106 m ,地面上重力加速度g =9.8 m/s 2.25、(0628B30) 表面光滑的直圆锥体,顶角为2θ,底面固定在水平面上,如图所示.质量为m 的小球系在绳的一端,绳的另一端系在圆锥的顶点.绳长为l ,且不能伸长,质量不计.今使小球在圆锥面上以角速度ω 绕OH 轴匀速转动,求 (1) 锥面对小球的支持力N 和细绳的张力T ; (2) 当ω增大到某一值ωc 时小球将离开锥面,这时ωc 及T 又各是多少?26、(0696A10)月球质量是地球质量的1/81,直径为地球直径的3/11,计算一个质量为65 kg 的人在月球上所受的月球引力大小.27、(0697A30) 如图,质量分别为m 1和m 2的两只球,用弹簧连在一起,且以长为L 1的线拴在轴O 上,m 1与m 2均以角速度ω绕轴在光滑水平面上作匀速圆周运动.当两球之间的距离为L 2时,将线烧断.试求线被烧断的瞬间两球的加速度a 1和a 2.(弹簧和线O ω的质量忽略不计)28、(5012C45)在倾角为θ 的圆锥体的侧面放一质量为m 的小物体,圆锥体以角速度ω绕竖直轴匀速转动,轴与物体间的距离为R ,为了使物体能在锥体该处保持静止不动,物体与锥面间的静摩擦系数至少为多少?简单讨论所得到的结果. 29、(5391A20) 如图所示,质量为m 的钢球A 沿着中心在O 、半径为R 的光滑半圆形槽下滑.当A 滑到图示的位置时,其速率为v ,钢球中心与O 的连线OA 和竖直方向成θ角,求这时钢球对槽的压力和钢球的切向加速度.四、证明题:1、(0364C45)质量为m 的小球,在水中受的浮力为常力F ,当它从静止开始沉降时,受到水的粘滞阻力大小为f =k v (k 为常数).证明小球在水中竖直沉降的速度v 与时间t 的关系为 ),e 1(/m kt kF mg ---=v 式中t 为从沉降开始计算的时间.2、(0535B25)两个圆锥摆,悬挂点在同一高度,具有不同的悬线长度,若使它们运动时两个摆球离开地板的高度相同,试证这两个摆的周期相等.。

质点力学综合练习1

质点力学综合练习1

质点力学综合练习1一、单选题:1、(0020B30)一质点在力F = 5m (5 - 2t ) (SI)的作用下,t =0时从静止开始作直线运动,式中m 为质点的质量,t 为时间,则当t = 5 s 时,质点的速率为(A) 50 m ·s -1.. (B) 25 m ·s -1.(C) 0. (D) -50 m ·s -1. [ ]2、(0099B30)如图所示,在光滑平面上有一个运动物体P ,在P 的正前方有一个连有弹簧和挡板M 的静止物体Q ,弹簧和挡板M 的质量均不计,P 与Q 的质量相同.物体P 与Q碰撞后P 停止,Q 以碰前P 的速度运动.在此碰撞过程中,弹簧压缩量最大的时刻是(A) P 的速度正好变为零时.(B) P 与Q 速度相等时. (C) Q 正好开始运动时. (D) Q 正好达到原来P 的速度时. [ ]3、(0344A20)站在电梯内的一个人,看到用细线连结的质量不同的两个物体跨过电梯内的一个无摩擦的定滑轮而处于“平衡”状态.由此,他断定电梯作加速运动,其加速度为(A) 大小为g ,方向向上. (B) 大小为g ,方向向下.(C) 大小为g 21,方向向上. (D) 大小为g 21,方向向下. [ ] 4、(0654B40)图示系统置于以g a 21=的加速度上升的升降机内,A 、B 两物体质量相同均为m ,A 所在的桌面是水平的,绳子和定滑轮质量均不计,若忽略滑轮 轴上和桌面上的摩擦并不计空气阻力,则绳中张力为(A) mg . (B) m g 21. (C) 2mg . (D) 3mg / 4.[ ] 5、(0655C60) 一根细绳跨过一光滑的定滑轮,一端挂一质量为M 的物体,另一端被人用双手拉着,人的质量M m 21=.若人相对于绳以加速度a 0向上爬,则人相对于地面的加速度(以竖直向上为正)是(A) 3/)2(0g a +. (B) )3(0a g --.(C) 3/)2(0g a +-. (D) 0a [ ]6、(0664B25)设物体沿固定圆弧形光滑轨道由静止下滑,在下滑过程中,(A) 它的加速度方向永远指向圆心.(B) 它受到的轨道的作用力的大小不断增加.(C) 它受到的合外力大小变化,方向永远指向圆心.(D) 它受到的合外力大小不变. [ ]a7、(0754A20)质量相等的两个物体甲和乙,并排静止在光滑水平面上(如图所示).现用一水平恒力F 作用在物体甲上,同时给物体乙一个与F 同方向的瞬时冲量量I ,使两物体沿同一方向运动,则两物体再次达到并排的位置所经过的时间为: (A) I / F . (B) 2I / F . (C) 2 F/ I . (D) F/ I . [ ]8、(5407B30)竖直上抛一小球.若空气阻力的大小不变,则球上升到最高点所需用的时间,与从最高点下降到原位置所需用的时间相比(A) 前者长. (B) 前者短.(C) 两者相等. (D) 无法判断其长短. [ ]9、(0225B25)质点的质量为m ,置于光滑球面的顶点A 处(球面固定不动),如图所示.当它由静止开始下滑到球面上B 点时,它的加速度的大小为(A) )cos 1(2θ-=g a . (B) θsin g a =. (C) g a =.(D) θθ2222sin )cos 1(4g g a +-=. [ ] 10、(0480B35)一质量为m 的质点,自半径为R 的光滑半球形碗口由静止下滑,质点在碗内某处的速率为v ,则质点对该处的压力数值为(A) R m 2v . (B) Rm 232v . (C) R m 22v . (D) Rm 252v . [ ] 11、(0481B25)如图示.一质量为m 的小球.由高H处沿光滑轨道由静止开始滑入环形轨道.若H 足够高,则小球在环最低点时环对它的作用力与小球在环最高点时环对它的作用力之差,恰为小球重量的(A) 2倍. (B) 4倍.(C) 6倍. (D) 8倍. [ ]12、(0670C45)在以加速度a 向上运动的电梯内,挂着一根劲度系数为k 、质量不计的弹簧.弹簧下面挂着一质量为M 的物体,物体相对于电梯的速度为零.当电梯的加速度突然变为零后,电梯内的观测者看到物体的最大速度为(A) k M a /. (B) M k a /.(C) k M a /2. (D) k M a /21. [ ] 13、(0179B25)空中有一气球,下连一绳梯,它们的质量共为M .在梯上站一质量为m 的人,起始时气球与人均相对于地面静止.当人相对于绳梯以速度v 向上爬时,气球的速度为(以向上为正)俯视图F I(A) M m m +-v . (B) Mm M +-v . (C) M m v -. (D) m M m v )(+-. (E) MM m v )(+-. [ ] 14、(0190B30)两条船质量都为M ,首尾相靠且都静止在平静的湖面上,如图所示.A 、B 两船上各有一质量均为m 的人,A 船上的人以相对于A 船的速率u 跳到B 船上,B 船上的人再以相对于B船的相同速率u 跳到A 船上. 取如图所示x 坐标,设A 、B 船所获得的速度分别为v A 、v B ,下述结论中哪一个是正确的?(A) v A = 0,v B = 0. (B) v A = 0,v B > 0.(C) v A < 0,v B > 0. (D) v A < 0,v B = 0.(E) v A > 0,v B > 0. [ ]15、(0390B25)一质量为60 kg 的人起初站在一条质量为300 kg ,且正以2 m/s 的速率向湖岸驶近的小木船上,湖水是静止的,其阻力不计.现在人相对于船以一水平速率v 沿船的前进方向向河岸跳去,该人起跳后,船速减为原来的一半,v 应为(A) 2 m/s . (B) 3 m/s .(C) 5 m/s . (D) 6 m/s . [ ]16、(0454B30)一质量为60 kg 的人起初站在一条质量为300 kg ,且正以2 m/s 的速率向湖岸驶近的小木船上,湖水是静止的,其阻力不计.现在人相对于船以一水平速率v 沿船的前进方向向河岸跳去,该人起跳后,船速减为原来的一半,v 应为(A) 2 m/s . (B) 3 m/s .(C) 5 m/s . (D) 6 m/s . [ ]17、(5014B30)一烟火总质量为M + 2m ,从离地面高h 处自由下落到h 21时炸开成为三块, 一块质量为M ,两块质量均为m .两块m 相对于M 的速度大小相等,方向为一上一下.爆炸后M 从h 21处落到地面的时间为t 1,若烟火体在自由下落到h 21处不爆炸,它从h 21处落到地面的时间为t 2,则(A) t 1 > t 2. (B) t 1 < t 2.(C) t 1 = t 2. (D) 无法确定t 1与t 2间关系. [ ]18、(0176B30)质量分别为m 1、m 2的两个物体用一劲度系数为k 的轻弹簧相联,放在水平光滑桌面上,如图所示.当两物体相距x 时,系统由静止释放.已知弹簧的自然长度为x 0,则当物体相距x 0时,m 1的速度大小为 (A) 120)(m x x k -. (B) 220)(m x x k -.x(C)2120)(m m x x k +-. (D) )()(211202m m m x x km +-. (E) )()(212201m m m x x km +-. [ ] 19、(0178B30)一质量为m 的滑块,由静止开始沿着1/4圆弧形光滑的木槽滑下.设木槽的质量也是m .槽的圆半径为R ,放在光滑水平地面上,如图所示.则滑块离开槽时的速度是(A)Rg 2. (B) Rg 2.(C) Rg .(D) Rg 21. (E) Rg 221. [ ] 20、(0198A20)一轻弹簧竖直固定于水平桌面上.如图所示,小球从距离桌面高为h 处以初速度v 0落下,撞击弹簧后跳回到高为h 处时速度仍为v 0,以小球为系统,则在这一整个过程中小球的(A) 动能不守恒,动量不守恒. (B) 动能守恒,动量不守恒. (C) 机械能不守恒,动量守恒. (D) 机械能守恒,动量守恒. [ ]21、(0206B25)两质量分别为m 1、m 2的小球,用一劲度系数为k 的轻弹簧相连,放在水平光滑桌面上,如图所示.今以等值反向的力分别作用于两小球,则两小球和弹簧这系统的(A) 动量守恒,机械能守恒. (B) 动量守恒,机械能不守恒. (C) 动量不守恒,机械能守恒. (D) 动量不守恒,机械能不守恒. [ ]22、(0207B35)静止在光滑水平面上的一质量为M 的车上悬挂一单摆,摆球质量为m ,摆线长为l .开始时,摆线水平,摆球静止于A 点.突然放手,当摆球运动到摆线呈竖直位置的瞬间,摆球相对于地面的速度为(A) 0. (B) gl 2. (C) M m gl /12+. (D) mM gl /12+. [ ]23、(0221B25) 如图所示,质量分别为m 1和m 2的物体A 和B ,置于光滑桌面上,A 和B 之间连有一轻弹簧.另有质量为m 1和m 2的物体C 和D 分别置于物体A与B 之上,且物体A 和C 、B 和D 之间的摩擦系数均不为零.首先用外力沿水平方向相向推压A 和B ,使弹簧被压缩.然后撤掉外力,则在A 和B 弹开的过程中,对A 、B 、C 、D 弹簧组成的系统m m(A) 动量守恒,机械能守恒.(B) 动量不守恒,机械能守恒. (C) 动量不守恒,机械能不守恒. (D) 动量守恒,机械能不一定守恒. [ ]24、(0366B40)质量为m 的平板A ,用竖立的弹簧支持而处在水平位置,如图.从平台上投掷一个质量也是m 的球B ,球的初速为v ,沿水平方向.球由于重力作用下落,与平板发生完全弹性碰撞。

大学物理---力学部分练习题及答案解析

大学物理---力学部分练习题及答案解析

大学物理---力学部分练习题及答案解析一、选择题1、某质点作直线运动的运动学方程为x =3t -5t 3+ 6 (SI),则该质点作(A) 匀加速直线运动,加速度沿x 轴正方向.(B) 匀加速直线运动,加速度沿x 轴负方向.(C) 变加速直线运动,加速度沿x 轴正方向.(D) 变加速直线运动,加速度沿x 轴负方向. [ D ]2、一质点沿x 轴作直线运动,其v t 曲线如图所示,如t =0时,质点位于坐标原点,则t = 4.5 s 时,质点在x 轴上的位置为(A) 5m . (B) 2m .(C) 0. (D)2 m . (E) 5 m.[ B ]3、 一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为 j bt i at r 22+=(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. [ B ]4、一质点在x 轴上运动,其坐标与时间的变化关系为x =4t-2t 2,式中x 、t 分别以m 、s为单位,则4秒末质点的速度和加速度为 ( B )(A )12m/s 、4m/s 2; (B )-12 m/s 、-4 m/s 2 ;(C )20 m/s 、4 m/s 2 ; (D )-20 m/s 、-4 m/s 2;5. 下列哪一种说法是正确的 ( C )(A )运动物体加速度越大,速度越快(B )作直线运动的物体,加速度越来越小,速度也越来越小(C )切向加速度为正值时,质点运动加快(D )法向加速度越大,质点运动的法向速度变化越快6、一运动质点在某瞬时位于矢径()y x r , 的端点处, 其速度大小为(A) t r d d (B) tr d d(C) t r d d (D) 22d d d d ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x [ D ] 1 4.5432.52-112t v (m/s)7.用水平压力F 把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止.当F逐渐增大时,物体所受的静摩擦力f ( B )(A) 恒为零.(B) 不为零,但保持不变.(C) 随F 成正比地增大.(D) 开始随F 增大,达到某一最大值后,就保持不变11、某物体的运动规律为t k t 2d /d v v -=,式中的k 为大于零的常量.当0=t 时,初速为v 0,则速度v 与时间t 的函数关系是 (A) 0221v v +=kt , (B) 0221v v +-=kt , (C) 02121v v +=kt , (D) 02121v v +-=kt [ C ] 12、质量为20 g 的子弹沿X 轴正向以 500 m/s 的速率射入一木块后,与木块一起仍沿X 轴正向以50 m/s 的速率前进,在此过程中木块所受冲量的大小为(A) 9 N·s . (B) -9 N·s .(C)10 N·s . (D) -10 N·s . [ A ]13、在水平冰面上以一定速度向东行驶的炮车,向东南(斜向上)方向发射一炮弹,对于炮车和炮弹这一系统,在此过程中(忽略冰面摩擦力及空气阻力)(A) 总动量守恒.(B) 总动量在炮身前进的方向上的分量守恒,其它方向动量不守恒.(C) 总动量在水平面上任意方向的分量守恒,竖直方向分量不守恒.(D) 总动量在任何方向的分量均不守恒. [ C ]14、质量为m 的小球,沿水平方向以速率v 与固定的竖直壁作弹性碰撞,设指向壁内的方向为正方向,则由于此碰撞,小球的动量增量为(A) mv . (B) 0.(C) 2mv . (D) –2mv . [ D ]15、对于一个物体系来说,在下列的哪种情况下系统的机械能守恒?(A) 合外力为0.(B) 合外力不作功.(C) 外力和非保守内力都不作功.(D) 外力和保守内力都不作功. [ C ]16、下列叙述中正确的是(A)物体的动量不变,动能也不变.(B)物体的动能不变,动量也不变.(C)物体的动量变化,动能也一定变化.(D)物体的动能变化,动量却不一定变化.[ A ]17.考虑下列四个实例.你认为哪一个实例中物体和地球构成的系统的机械能不守恒?(A)物体作圆锥摆运动.(B)抛出的铁饼作斜抛运动(不计空气阻力).(C)物体在拉力作用下沿光滑斜面匀速上升.(D)物体在光滑斜面上自由滑下.[ C ]18.一子弹以水平速度v0射入一静止于光滑水平面上的木块后,随木块一起运动.对于这一过程正确的分析是(A) 子弹、木块组成的系统机械能守恒.(B) 子弹、木块组成的系统水平方向的动量守恒.(C) 子弹所受的冲量等于木块所受的冲量.(D) 子弹动能的减少等于木块动能的增加.[ B ]19、一光滑的圆弧形槽M置于光滑水平面上,一滑块m自槽的顶部由静止释放后沿槽滑下,不计空气阻力.对于这一过程,以下哪种分析是对的?(A) 由m和M组成的系统动量守恒.(B) 由m和M组成的系统机械能守恒.(C) 由m、M和地球组成的系统机械能守恒.(D) M对m的正压力恒不作功.[ C ]20.关于刚体对轴的转动惯量,下列说法中正确的是(A)只取决于刚体的质量,与质量的空间分布和轴的位置无关.(B)取决于刚体的质量和质量的空间分布,与轴的位置无关.(C)取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置.(D)只取决于转轴的位置,与刚体的质量和质量的空间分布无关.[ C ]21.刚体角动量守恒的充分而必要的条件是(A) 刚体不受外力矩的作用.(B) 刚体所受合外力矩为零.(C) 刚体所受的合外力和合外力矩均为零.(D) 刚体的转动惯量和角速度均保持不变. [ B ]22. 对一个作简谐振动的物体,下面哪种说法是正确的?(A) 物体处在运动正方向的端点时,速度和加速度都达到最大值;(B) 物体位于平衡位置且向负方向运动时,速度和加速度都为零;(C) 物体位于平衡位置且向正方向运动时,速度最大,加速度为零;(D) 物体处在负方向的端点时,速度最大,加速度为零。

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一 计算题 (共211分)1. (本题 5分)(3210) 解:(1) 由单缝衍射暗纹公式得111sin λθ=a 222sin λθ=a 由题意可知 21θθ= , 21sin sin θθ=代入上式可得 212λλ= 3分 (2) 211112sin λλθk k a == (k 1 = 1, 2, ……) ak /2sin 211λθ= 222sin λθk a = (k 2 = 1, 2, ……) ak /sin 222λθ=若k 2 = 2k 1,则θ1 = θ2,即λ1的任一k 1级极小都有λ2的2k 1级极小与之重合. 2分2. (本题 5分)(3359) 解:(1) 对于第一级暗纹,有a sin ϕ 1≈λ因ϕ 1很小,故 tg ϕ 1≈sin ϕ 1 = λ / a故中央明纹宽度 Δx 0 = 2f tg ϕ 1=2f λ / a = 1.2 cm 3分(2) 对于第二级暗纹,有 a sin ϕ 2≈2λx 2 = f tg ϕ 2≈f sin ϕ 2 =2f λ / a = 1.2 cm 2分3. (本题 5分)(3714) 解: a sin ϕ = λ 2分a f f f x /sin tg 1λφφ=≈== 0.825 mm 2分Δx =2x 1=1.65 mm 1分4. (本题 5分)(3724) 解: a sin ϕ = k λ , k =1. 2分 a = λ / sin ϕ =7.26×10-3 mm 3分5. (本题 5分)(3725) 解:设第三级暗纹在ϕ3方向上,则有a sin ϕ3 = 3λ此暗纹到中心的距离为 x 3 = f tg ϕ3 2分因为ϕ3很小,可认为tg ϕ3≈sin ϕ3,所以x 3≈3f λ / a .两侧第三级暗纹的距离是 2 x 3 = 6f λ / a = 8.0mm∴ λ = (2x 3) a / 6f 2分 = 500 nm 1分6. (本题 5分)(3726) 解:中央明纹宽度 Δx ≈2f λ / a =2×5.46×10-4×500/ 0.10mm 4分=5.46 mm 1分7. (本题 5分)(3727) 解:第二级与第三级暗纹之间的距离Δx = x 3 –x 2≈f λ / a . 2分∴ f ≈a Δx / λ=400 mm 3分解:(1) a =λ,sin ϕ =λ/ λ=1 , ϕ =90° 1分 (2) a =10λ,sin ϕ =λ/10 λ=0.1 ϕ =5°44′ 2分 (3) a =100λ,sin ϕ =λ/100 λ=0.01 ϕ =34′ 2分 这说明,比值λ /a 变小的时候,所求的衍射角变小,中央明纹变窄(其它明纹也相应地变为更靠近中心点),衍射效应越来越不明显. 2分 (λ /a )→0的极限情形即几何光学的情形: 光线沿直传播,无衍射效应. 1分9. (本题 5分)(3730) 解:中央明纹宽度 ˝x = 2 x ≈2 f λ/ a2分单缝的宽度 a = 2 f λ/˝x = 2×400×6328×10-9/ 3.4 m 2分 = 0.15 mm 1分10. (本题 5分)(3743) 解:1、2两光线的光程差,在如图情况下为ϕθδsin sin a a BD CA −=−= 2分由单缝衍射极小值条件a (sin θ-sin ϕ ) = ± k λ k = 1,2,…… 2分 (未排除k = 0 的扣1分)得 ϕ = sin —1( ± k λ / a+sin θ) k = 1,2,……(k ≠ 0) 1分11. (本题 5分)(5654) 解:单缝衍射第1个暗纹条件和位置坐标x 1为:a sin θ1 = λa f f f x /sin tg 111λθθ≈≈= (∵θ1很小) 2分 单缝衍射第2个暗纹条件和位置坐标x 2为:a sin θ2 = 2λa f f f x /2sin tg 222λθθ≈≈= (∵θ2很小) 2分 单缝衍射中央亮纹旁第一个亮纹的宽度 ()a a f x x x //2121λλ−≈−=Δ= f λ / a=1.00×5.00×10-7 / (1.00×10-4) m 2分 =5.00 mmx解: ∵ a +b = (1 / 300) mm = 3.33 μm 1分 (1)(a + b ) sin ψ =k λ ∴k λ= (a + b ) sin24.46°= 1.38 μm∵ λR =0.63─0.76 μm ;λB =0.43─0.49 μm对于红光,取k =2 , 则 λR =0.69 μm 2分对于蓝光,取k =3, 则 λB =0.46 μm 1分红光最大级次 k max = (a + b ) / λR =4.8, 1分取k max =4则红光的第4级与蓝光的第6级还会重合.设重合处的衍射角为ψ′ , 则()828.0/4sin =+=′b a R λψ ∴ ψ′=55.9° 2分 (2) 红光的第二、四级与蓝光重合,且最多只能看到四级,所以纯红光谱的第一、三级将出现.()207.0/sin 1=+=b a R λψ ψ1 = 11.9° 2分 ()621.0/3sin 3=+=b a R λψ ψ3 = 38.4° 1分13. (本题10分)(3211) 解:(1) 由单缝衍射明纹公式可知()111231221sin λλϕ=+=k a (取k =1 ) 1分()222231221sin λλϕ=+=k a 1分f x /tg 11=ϕ , f x /tg 22=ϕ 由于 11tg sin ϕϕ≈ , 22tg sin ϕϕ≈所以 a f x /2311λ= 1分a f x /2322λ= 1分则两个第一级明纹之间距为a f x x x /2312λΔ=−=Δ=0.27 cm 2分(2) 由光栅衍射主极大的公式1111sin λλϕ==k d2221sin λλϕ==k d 2分且有 f x /tg sin =≈ϕϕ 所以 d f x x x /12λΔ=−=Δ=1.8 cm 2分解:(1) 由光栅衍射主极大公式得a +b =ϕλsin k =2.4×10-4 cm 3分(2) 若第三级不缺级,则由光栅公式得()λϕ3sin =′+b a由于第三级缺级,则对应于最小可能的a ,ϕ′方向应是单缝衍射第一级暗纹:两式比较,得 λϕ=′sin aa = (a +b )/3=0.8×10-4 cm 3分(3)()λϕk b a =+sin ,(主极大) λϕk a ′=sin ,(单缝衍射极小) (k '=1,2,3,......) 因此 k =3,6,9,........缺级. 2分又因为k max =(a +b ) / λ=4, 所以实际呈现k=0,±1,±2级明纹.(k=±4 在π / 2处看不到.) 2分15. (本题10分)(3221) 解:由光栅衍射主极大公式得 111sin λϕk d = 222sin λϕk d =212122112132660440sin sin k k k k k k =××==λλϕϕ 4分当两谱线重合时有 ϕ1= ϕ21分即 69462321===k k ....... 1分两谱线第二次重合即是4621=k k , k 1=6, k 2=4 2分由光栅公式可知d sin60°=6λ1 D60sin 61λ=d =3.05×10-3mm 2分16. (本题 5分)(3222) 解:(1) 由光栅衍射主极大公式得 ()1330sin λ=+D b a cm 1036.330sin 341−×==+Dλb a 3分 (2) ()2430sin λ=+D b a ()4204/30sin 2=+=D b a λnm 2分解:(1) 由题意,λ1的k 级与λ2的(k +1)级谱线相重合所以d sin ϕ1=k λ1,d sin ϕ1= (k+1) λ2 ,或 k λ1 = (k +1) λ2 3分 2212=−=λλλk 1分(2) 因x / f 很小, tg ϕ1≈sin ϕ1≈x / f 2分∴ d = k λ1 f / x=1.2 ×10-3 cm 2分18. (本题 5分)(3365) 解:对于第一级谱线,有:x 1 = f tg ϕ 1, sin ϕ 1= λ / d 1分∵ sin ϕ ≈tg ϕ ∴ x 1 = f tg ϕ 1≈f λ / d 2分λ和λ'两种波长光的第一级谱线之间的距离 Δx = x 1 –x 1'= f (tg ϕ 1 – tg ϕ 1')= f (λ-λ') / d =1 cm 2分19. (本题 5分)(3529) 解:令第三级光谱中λ=400 nm 的光与第二级光谱中波长为λ′ 的光对应的衍射角都为θ, 则 d sin θ =3λ,d sin θ =2λ′λ′= (d sin θ / )2==λ23600nm 4分∴第二级光谱被重叠的波长范围是 600nm----760 nm 1分20. (本题 8分)(3530) 解:(1) a sin ϕ = k λ tg ϕ = x / f 2分当x << f 时,ϕϕϕ≈≈sin tg , a x / f = k λ , 取k = 1有x = f l / a = 0.03 m 1分∴中央明纹宽度为 Δx = 2x = 0.06 m 1分(2)( a + b ) sin ϕλk ′= =′k ( a +b ) x / (f λ)= 2.5 2分取k ′= 2,共有k ′= 0,±1,±2 等5个主极大 2分21. (本题 8分)(3736) 解:由光栅公式得sin ϕ= k 1 λ 1 / (a +b ) = k 2 λ 2 / (a +b )k 1 λ 1 = k 2 λ 2k 2 / k 1 = λ 1/ λ 2=0.668/ 0.447 3分将k 2 / k 1约化为整数比k 2 / k 1=3 / 2=6 / 4=12 / 8 ......取最小的k 1和k 2 , k 1=2,k 2 =3,3分则对应的光栅常数(a + b ) = k 1 λ 1 / sin ϕ =3.92 μm2分解:(a +b ) sin ϕ = k λ 在ϕ =41°处, k 1λ1= k 2λ2k 2 / k 1 =λ1 / λ2 =656.2 / 410.1=8 / 5=16 / 10=24 / 15= ........ 3分取k 1=5,k 2=8,即让λ1的第5级与λ2的第8级相重合 3分∴ a +b = k 1λ1/sin ϕ =5×10-4 cm 2分23. (本题10分)(3738) 解:(1)(a + b ) sin ϕ = 3λ a + b =3λ / sin ϕ , ϕ=60° 2分 a + b =2λ'/sin ϕ′ ϕ′=30° 1分 3λ / sin ϕ =2λ'/sin ϕ′ 1分 λ'=510.3 nm 1分 (2) (a + b ) =3λ / sin ϕ =2041.4 nm 2分2ϕ′=sin -1(2×400 / 2041.4) (λ=400nm) 1分 2ϕ′′=sin -1(2×760 / 2041.4) (λ=760nm) 1分白光第二级光谱的张角 Δϕ = 22ϕϕ′−′′= 25° 1分24. (本题 8分)(3754) 解:由光栅公式 (a +b )sin ϕ = k λ 1分sin ϕ = k λ/(a +b ) =0.2357k 2分k =0ϕ =0 1分k =±1 ϕ1 =±sin -10.2357=±13.6° 1分k =±2 ϕ2 =±sin -10.4714=±28.1° 1分k =±3 ϕ3 =±sin -10.7071=±45.0° 1分k =±4 ϕ4 =±sin -10.9428=±70.5° 1分25. (本题 5分)(3757) 解:由光栅公式 (a +b )sin ϕ =k λ k =1, φ =30°,sin ϕ1=1 / 2∴ λ=(a +b )sin ϕ1/ k =625 nm 3分若k =2, 则 sin ϕ2=2λ / (a + b ) = 1,ϕ2=90° 实际观察不到第二级谱线 2分26. (本题 5分)(5216) 解: d =1 / 500 mm ,λ=589.3 nm ,第一级衍射主极大: d sin θ = λ 2分∴ sin θ =λ / d =0.295 θ =sin -10.295=17.1°3分27. (本题 5分)(5217) 解:光栅公式, d sin θ =k λ.现 d=1 / 500 mm =2×10-3 mm ,λ1=589.6 nm ,λ2=589.0 nm ,k=2. ∴ sin θ1=k λ1 / d=0.5896, θ1=36.129° 2分sin θ2=k λ2 / d=0.5890, θ2=36.086° 2分 δθ=θ1-θ2=0.043° 1分解:光栅常数 d = 1m / (5×105) = 2 ×10−5m . 2分设 λ1 = 450nm , λ2 = 650nm, 则据光栅方程,λ1和λ2的第2级谱线有d sin θ 1 =2λ1; dsin θ 2=2λ2据上式得: θ 1 =sin −12λ1/d =26.74°θ 2 = sin −12λ2 /d =40.54° 3分第2级光谱的宽度 x 2 − x 1 = f (tg θ 2−tg θ 1) ∴ 透镜的焦距 f = (x 1 − x 2) / (tg θ 2 − tg θ 1) =100 cm . 3分29. (本题10分)(5536) 解:光栅常数d=2×10-6 m 1分 (1) 垂直入射时,设能看到的光谱线的最高级次为k m ,则据光栅方程有d sin θ = k m λ∵ sin θ ≤1 ∴ k m λ / d ≤1 , ∴ k m ≤d / λ=3.39∵ k m 为整数,有 k m =3 4分(2) 斜入射时,设能看到的光谱线的最高级次为mk ′,则据斜入射时的光栅方程有 ()λθmk d ′=′+sin 30sin D d k m/sin 21λθ′=′+ ∵ sin θ'≤1 ∴ 5.1/≤′d k mλ ∴ λ/5.1d k m ≤′=5.09∵ m k ′为整数,有 mk ′=5 5分30. (本题 5分)(5662) 解:光栅常数 d = (1/600) mm = (106/600) nm=1667 nm 1分据光栅公式,λ1 的第2级谱线d sin θ1 =2λ1sin θ1 =2λ1/d = 2×589/1667 = 0.70666 θ1 = 44.96° 1分λ2 的第2级谱线 d sin θ2 =λ2sin θ2 =2λ2 /d = 2×589.6 /1667 = 0.70738θ2 = 45.02° 1分两谱线间隔 Δ l = f (tg θ2 -tg θ1 )=1.00×103( tg 45.02°-tg 44.96°) = 2.04 mm 2分l λ解:双缝干涉条纹:(1) 第k 级亮纹条件: d sin θ =k λ第k 级亮条纹位置:x k = f tg θ ≈f sin θ ≈kf λ / d相邻两亮纹的间距:Δx = x k +1-x k =(k +1)f λ / d -kf λ / d =f λ / d=2.4×10-3 m=2.4 mm 5分 (2) 单缝衍射第一暗纹: a sin θ1 = λ单缝衍射中央亮纹半宽度: Δx 0 = f tg θ1≈f sin θ1 ≈f λ / a =12 mmΔx 0 / Δx =5 ∴ 双缝干涉第±5极主级大缺级. 3分∴ 在单缝衍射中央亮纹范围内,双缝干涉亮纹数目N = 9 1分分别为 k = 0,±1,±2,±3,±4级亮纹 1分或根据d / a = 5指出双缝干涉缺第±5级主大,同样得该结论的3分.二 理论推导与证明题 (共 5分)32. (本题 5分)(5329) 证:据光栅方程有λθk d =sin ①()()λλθθΔ+=Δ+k d sin ② 1分∵()()θθθθθθθθΔ⋅=Δ⋅≈−Δ+cos sin d dsin sin 2分②-①,得 λθθΔ≈Δ⋅⋅k d cos ∴ θλθcos /d k Δ≈Δ θλ2sin 1−Δ=d k θλθ222sin d d k −Δ≈Δ()22/λλ−Δ=k d 2分三 回答问题 (共45分)33. (本题 5分)(3745) 答:会聚在P 点的光线不只是1,2,3,4四条光线,而是从1到4之间的无数条衍射的光线,它们的相干叠加结果才决定P 点的光强.现用半波带法分析P 点的光强.由于缝被分成三个半波带,其中相邻两个半波带上对应点发的光线的光程差为λ / 2 ,在P 点均发生相消干涉,对总光强无贡献,但剩下的一个半波带上各点发出的衍射光线聚于P 点,叠加后结果是光矢量合振幅(差不多)为极大值(与P 点附近的点相比),使P 点光强为极大.5分34. (本题 5分)(3746) 答:主要是因为声波(空气中)波长数量级为0.1米到10米的范围,而可见光波长数量级为1微米,日常生活中遇到的孔或屏的线度接近或小于声波波长,又远大于光波波长,所以声波衍射现象很明显,而光波衍射现象不容易观察到. 5分答:远处光源发出的光射到狭缝上,可认为是平行光入射.2分同时,眼睛直接观察光源,就是调焦到远处,视网膜正好是在眼球(相当于凸透镜)的焦平面上,所以观察到的是平行光衍射.2分由以上两点,观察到的是夫琅禾费衍射图样.1分36. (本题 5分)(3749)答:由单缝衍射暗纹条件sinθ = kλ / a,(k =±1,±2...)可知,当λ / a很小的时候,k不太大的那些暗纹都密集在狭窄的中央明纹附近,以致不能分辨出条纹.4分而且k很大的暗纹之间的明纹本来就弱到看不见了,不必加以考虑.这样,就观察不到衍射条纹.1分37. (本题 5分)(3750)答:除中央明纹(零级)外,其他明纹的衍射方向对应着奇数个半波带(一级对应三个,二级对应五个,......),级数越大,则单缝处的波阵面可以分成的半波带数目越多.其中偶数个半波带的作用两两相消之后,剩下的光振动未相消的一个半波带的面积就越小,由它决定的该明条纹的亮度也就越小.5分38. (本题 5分)(3758)答:因k =±4的主极大出现在θ =±90°的方向上,实际观察不到.2分所以,可观察到的有k =0,±1,±2,±3共7条明条纹.3分39. (本题 5分)(3759)答:光栅常数(a+b)=2×10-4 cm, 按光栅公式1分(a + b)sinθ = kλθ 最大为90°,所以k max≤(a+b)sin90°/ λk max≤2×10-4 / 5000×10-8 =4 2分实际上θ =90°的第四级观察不到,所以可观察到最高级次是k =3 2分40. (本题 5分)(3762)答:在棱镜光谱中,各谱线间的距离决定于棱镜材料和顶角的大小,谱线分布规律比较复杂(不是按波长大小均匀排列的).在光栅光谱中,不同波长的谱线按公式(a+b)sinϕ=±kλ的简单规律排列(在小角度范围近似是均匀排列的).4分另外,棱镜光谱只有一级,而光栅光谱可能不止一级.1分41. (本题 5分)(3763)答:衍射光栅是因它对入射光的衍射而起分光作用的.由光栅公式(a+b)sinφ =kλ,k =0,±1,±2,.....可知,(a+b)和k给定后(k≠0时),波长λ较大的光,衍射角φ 也较大.因此,在除零级光谱以外的各级光谱中,不同波长的光衍射后,主极大(谱线)出现在不同方向上,这就是光栅的分光作用.5分。

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一 选择题 (共75分)1. (本题 3分)(4181) 用频率为ν1的单色光照射某一种金属时,测得光电子的最大动能为E K 1;用频率为ν2的单色光照射另一种金属时,测得光电子的最大动能为E K 2.如果E K 1>E K 2,那么(A)ν1一定大于ν2. (B) ν1一定小于ν2. (C) ν1一定等于ν2. (D)ν1可能大于也可能小于ν2. [ ]2. (本题 3分)(4182) 用频率为ν1的单色光照射某种金属时,测得饱和电流为I 1,以频率为ν2的单色光照射该金属时,测得饱和电流为I 2,若I 1> I 2,则 (A) ν1 >ν2. (B) ν1 <ν2.(C) ν1 =ν2. (D) ν1与ν2的关系还不能确定. [ ]3. (本题 3分)(4183) 已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应,若此金属的逸出电势是U 0(使电子从金属逸出需作功eU 0),则此单色光的波长λ 必须满足: (A) λ ≤)/(0eU hc . (B) λ ≥)/(0eU hc .(C) λ ≤)/(0hc eU . (D) λ ≥)/(0hc eU . [ ]4. (本题 3分)(4181) 用频率为ν1的单色光照射某一种金属时,测得光电子的最大动能为E K 1;用频率为ν2的单色光照射另一种金属时,测得光电子的最大动能为E K 2.如果E K 1>E K 2,那么(A)ν1一定大于ν2. (B) ν1一定小于ν2. (C) ν1一定等于ν2. (D)ν1可能大于也可能小于ν2. [ ]5. (本题 3分)(4182) 用频率为ν1的单色光照射某种金属时,测得饱和电流为I 1,以频率为ν2的单色光照射该金属时,测得饱和电流为I 2,若I 1> I 2,则(A) ν1 >ν2. (B) ν1 <ν2.(C) ν1 =ν2. (D) ν1与ν2的关系还不能确定. [ ]6. (本题 3分)(4183) 已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应,若此金属的逸出电势是U 0(使电子从金属逸出需作功eU 0),则此单色光的波长λ 必须满足: (A) λ ≤)/(0eU hc . (B) λ ≥)/(0eU hc .(C) λ ≤)/(0hc eU . (D) λ ≥)/(0hc eU . [ ]7. (本题 3分)(4185) 已知一单色光照射在钠表面上,测得光电子的最大动能是 1.2 eV ,而钠的红限波长是5400 Å ,那么入射光的波长是 (A) 5350 Å. (B) 5000 Å. (C) 4350 Å. (D) 3550 Å. [ ]在均匀磁场B 内放置一极薄的金属片,其红限波长为λ0.今用单色光照射,发现有电子放出,有些放出的电子(质量为m ,电荷的绝对值为e )在垂直于磁场的平面内作半径为R 的圆周运动,那末此照射光光子的能量是:(A) 0λhc . (B) 0λhc m eRB 2)(2+. (C) 0λhc m eRB +. (D) 0λhceRB 2+. [ ]9. (本题 3分)(4382) 一定频率的单色光照射在某种金属上,测出其光电流的曲线如图中实线所示.然后在光强度不变的条件下增大照射光的频率,测出其光电流的曲线如图中虚线所示.满足题意的图是:[ ]10. (本题 3分)(4383) 用频率为ν 的单色光照射某种金属时,逸出光电子的最大动能为E K ;若改用频率为2ν 的单色光照射此种金属时,则逸出光电子的最大动能为: (A) 2 E K . . (B) 2h ν - E K .(C) h ν - E K . (D) h ν + E K . [ ]11. (本题 3分)(4384) 关于光电效应有下列说法:(1) 任何波长的可见光照射到任何金属表面都能产生光电效应;(2) 若入射光的频率均大于一给定金属的红限,则该金属分别受到不同频率的光照射时,释出的光电子的最大初动能也不同;(3) 若入射光的频率均大于一给定金属的红限,则该金属分别受到不同频率、强度相等的光照射时,单位时间释出的光电子数一定相等;(4) 若入射光的频率均大于一给定金属的红限,则当入射光频率不变而强度增大一倍时,该金属的饱和光电流也增大一倍. 其中正确的是(A) (1),(2),(3). (B) (2),(3),(4). (C) (2),(3).(D) (2),(4). [ ]设用频率为ν1和ν2的两种单色光,先后照射同一种金属均能产生光电效应.已知金属的红限频率为ν0,测得两次照射时的遏止电压|U a 2| = 2|U a 1|,则这两种单色光的频率有如下关系:(A) ν2 = ν1 - ν0. (B) ν2 = ν1 + ν0.(C) ν2 = 2ν1 - ν0. (D) ν2 = ν1 - 2ν0. [ ]13. (本题 3分)(4386) 以一定频率的单色光照射在某种金属上,测出其光电流曲线在图中用实线表示,然后保持光的频率不变,增大照射光的强度,测出其光电流曲线在图中用虚线表示.满足题意的图是 [ ]14. (本题 3分)(4387) 光电效应中发射的光电子最大初动能随入射光频率ν 的变化关系如图所示.由图中的(A) OQ (B) OP (C) OP /OQ (D) QS /OS 可以直接求出普朗克常量. [ ]15. (本题 3分)(4503) 在康普顿散射中,如果设反冲电子的速度为光速的60%,则因散射使电子获得的能量是其静止能量的(A) 2倍. (B) 1.5倍. (C) 0.5倍. (D) 0.25倍. [ ]16. (本题 3分)(4607) 当照射光的波长从4000 Å变到3000 Å时,对同一金属,在光电效应实验中测得的遏止电压将:(A) 减小0.56 V . (B) 减小0.34 V .(C) 增大0.165 V . (D) 增大1.035 V . [ ](普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ,基本电荷e =1.60×10-19C)17. (本题 3分)(4736) 保持光电管上电势差不变,若入射的单色光光强增大,则从阴极逸出的光电子的最大初动能E 0和飞到阳极的电子的最大动能E K 的变化分别是 (A) E 0增大,E K 增大. (B) E 0不变,E K 变小.(C) E 0增大,E K 不变. (D) E 0不变,E K 不变. [ ]在康普顿效应实验中,若散射光波长是入射光波长的 1.2倍,则散射光光子能量ε与反冲电子动能E K 之比ε / E K 为(A) 2. (B) 3. (C) 4. (D) 5. [ ]19. (本题 3分)(4739) 光子能量为 0.5 MeV 的X 射线,入射到某种物质上而发生康普顿散射.若反冲电子的能量为 0.1 MeV ,则散射光波长的改变量Δλ与入射光波长λ0之比值为 (A) 0.20. (B) 0.25. (C) 0.30. (D) 0.35. [ ]20. (本题 3分)(5232) 用强度为I ,波长为λ 的X 射线(伦琴射线)分别照射锂(Z = 3)和铁(Z = 26).若在同一散射角下测得康普顿散射的X 射线波长分别为λLi 和λFe (λLi ,λFe >λ),它们对应的强度分别为I Li 和I Fe ,则(A) λLi >λFe ,I Li < I Fe (B) λLi =λFe ,I Li = I Fe(C) λLi =λFe ,I Li .>I Fe (D) λLi <λFe ,I Li .>I Fe [ ]21. (本题 3分)(5363) 以下一些材料的逸出功为铍 3.9 eV 钯 5.0eV 铯 1.9 eV 钨 4.5 eV今要制造能在可见光(频率范围为3.9×1014 Hz —7.5×1014Hz)下工作的光电管,在这些材料中应选(A) 钨. (B) 钯. (C) 铯. (D) 铍. [ ]22. (本题 3分)(5364) 某金属产生光电效应的红限波长为λ0,今以波长为λ (λ <λ0)的单色光照射该金属,金属释放出的电子(质量为m e )的动量大小为(A) λ/h . (B) 0/λh . (C)λλλλ00)(2+hc m e (D)2λhcm e (E)λλλλ00)(2−hc m e [ ]23. (本题 3分)(5365) 康普顿效应的主要特点是(A) 散射光的波长均比入射光的波长短,且随散射角增大而减小,但与散射体的性质无关.(B) 散射光的波长均与入射光的波长相同,与散射角、散射体性质无关. (C) 散射光中既有与入射光波长相同的,也有比入射光波长长的和比入射光波长短的.这与散射体性质有关.(D) 散射光中有些波长比入射光的波长长,且随散射角增大而增大,有些散射光波长与入射光波长相同.这都与散射体的性质无关. [ ]光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程.对此,在以下几种理解中,正确的是(A) 两种效应中电子与光子两者组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律.(B) 两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程.(C) 两种效应都属于电子吸收光子的过程.(D) 光电效应是吸收光子的过程,而康普顿效应则相当于光子和电子的弹性碰撞过程.(E) 康普顿效应是吸收光子的过程,而光电效应则相当于光子和电子的弹性碰撞过程.[]25. (本题 3分)(5617)用X射线照射物质时,可以观察到康普顿效应,即在偏离入射光的各个方向上观察到散射光,这种散射光中(A) 只包含有与入射光波长相同的成分.(B) 既有与入射光波长相同的成分,也有波长变长的成分,波长的变化只与散射方向有关,与散射物质无关.(C) 既有与入射光相同的成分,也有波长变长的成分和波长变短的成分,波长的变化既与散射方向有关,也与散射物质有关.(D) 只包含着波长变长的成分,其波长的变化只与散射物质有关与散射方向无关.[]二填空题 (共76分)26. (本题 3分)(0475)某光电管阴极, 对于λ= 4910 Å的入射光,其发射光电子的遏止电压为0.71 V.当入射光的波长为__________________Å时,其遏止电压变为1.43 V.( e =1.60×10-19 C,h =6.63×10-34 J·s )27. (本题 5分)(4179)光子波长为λ,则其能量=____________;动量的大小 =_____________;质量=_________________ .28. (本题 4分)(4180)当波长为3000 Å的光照射在某金属表面时,光电子的能量范围从0到 4.0| =____________V;此金属的×10-19 J.在作上述光电效应实验时遏止电压为|Ua红限频率ν0 =__________________Hz.(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s;基本电荷e =1.60×10-19 C)光子波长为λ,则其能量=____________;动量的大小 =_____________;质量=_________________ .30. (本题 4分)(4180)当波长为3000 Å的光照射在某金属表面时,光电子的能量范围从0到 4.0×10-19 J.在作上述光电效应实验时遏止电压为|Ua| =____________V;此金属的红限频率ν0 =__________________Hz.(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s;基本电荷e =1.60×10-19 C)31. (本题 4分)(4184)已知钾的逸出功为 2.0 eV,如果用波长为3.60×10-7 m的光照射在钾上,则光电效应的遏止电压的绝对值|Ua| =___________________.从钾表面发射出电子的最大速度v max =_______________________.(h =6.63×10-34 J·s,1eV =1.60×10-19 J,me=9.11×10-31 kg)32. (本题 4分)(4187)康普顿散射中,当散射光子与入射光子方向成夹角φ = _____________时,散射光子的频率小得最多;当φ = ______________ 时,散射光子的频率与入射光子相同.33. (本题 3分)(4250)波长为λ =1 Å的X光光子的质量为_____________kg.(h =6.63×10-34 J·s)34. (本题 3分)(4388)以波长为λ= 0.207 μm的紫外光照射金属钯表面产生光电效应,已知钯的红限频率ν0=1.21×1015赫兹,则其遏止电压|Ua| =_______________________V.(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s,基本电荷e =1.60×10-19 C)在光电效应实验中,测得某金属的遏止电压|Ua|与入射光频率ν的关系曲线如图所示,由此可知该金属的红限频率ν=___________Hz;逸出功A =____________eV.|1014 Hz) -36. (本题 4分)(4390)已知某金属的逸出功为A,用频率为ν1的光照射该金属能产生光电效应,则该金属的红限频率ν0 =_____________________________,ν1> ν,且遏止电势差|Ua| =______________________________.37. (本题 4分)(4391)当波长为300 nm (1 nm = 10-9 m)的光照射在某金属表面时,光电子的动能范围为0~ 4.0×10-19 J.此时遏止电压为|Ua| =__________________V;红限频率ν=_______________________ Hz.(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s,基本电荷e =1.60×10-19 C)38. (本题 3分)(4546)若一无线电接收机接收到频率为108 Hz的电磁波的功率为1微瓦,则每秒接收到的光子数为__________________________.(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s)39. (本题 3分)(4608)钨的红限波长是230 nm (1 nm = 10-9 m),用波长为180 nm的紫外光照射时,从表面逸出的电子的最大动能为___________________eV.(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s,基本电荷e =1.60×10-19 C)40. (本题 4分)(4609)频率为 100 MHz的一个光子的能量是_______________________,动量的大小是______________________.(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s)41. (本题 3分)(4611)某一波长的X光经物质散射后,其散射光中包含波长________和波长__________的两种成分,其中___________的散射成分称为康普顿散射.如图所示,一频率为ν 的入射光子与起始静止的自由电子发生碰撞和散射.如果散射光子的频率为ν′,反冲电子的动量为p,则在与入射光子平行的方向上的动量守恒定律的分量形式为___________________.43. (本题 3分)(4740)在X射线散射实验中,散射角为φ1= 45°和φ2=60°的散射光波长改变量之比Δλ1:Δλ2=_________________.44. (本题 4分)(4741)分别以频率为ν1和ν2的单色光照射某一光电管.若ν1 >ν2 (均大于红限频率ν0),则当两种频率的入射光的光强相同时,所产生的光电子的最大初动能E1____E2;所产生的饱和光电流I s1____ I s2.(用>或=或<填入)45. (本题 3分)(4742)某金属产生光电效应的红限为ν0,当用频率为ν (ν >ν)的单色光照射该金属时,从金属中逸出的光电子(质量为m)的德布罗意波长为________________.46. (本题 3分)(5618)在康普顿散射中,若入射光子与散射光子的波长分别为λ和λ′,则反冲电子获得的动能EK=______________________________.三计算题 (共114分)47. (本题10分)(0640)频率为ν的一束光以入射角i照射在平面镜上并完全反射,设光束单位体积中的光子数为n,求:(1) 每一光子的能量、动量和质量.(2) 光束对平面镜的光压(压强).48. (本题10分)(0640)频率为ν的一束光以入射角i照射在平面镜上并完全反射,设光束单位体积中的光子数为n,求:(1) 每一光子的能量、动量和质量.(2) 光束对平面镜的光压(压强).图中所示为在一次光电效应实验中得出的曲线(1) 求证:对不同材料的金属,AB 线的斜率相同. (2) 由图上数据求出普朗克恒量h . (基本电荷e =1.60×10-19 C) |14Hz)50. (本题 8分)(4246) 波长为λ的单色光照射某金属M 表面发生光电效应,发射的光电子(电荷绝对值为e ,质量为m )经狭缝S 后垂直进入磁感应强度为B K的均匀磁场(如图示),今已测出电子在该磁场中作圆运动的最大半径为R .求(1) 金属材料的逸出功A ; (2) 遏止电势差U a .B K× × × × ×51. (本题 5分)(4392) 用单色光照射某一金属产生光电效应,如果入射光的波长从λ1 = 400 nm 减到λ2 = 360 nm (1 nm = 10-9m),遏止电压改变多少?数值加大还是减小?(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ,基本电荷e =1.60×10-19C)52. (本题 5分)(4393) 以波长λ = 410 nm (1 nm = 10-9m)的单色光照射某一金属,产生的光电子的最大动能E K = 1.0 eV ,求能使该金属产生光电效应的单色光的最大波长是多少?(普朗克常量h =6.63×10-34J ·s)53. (本题 5分)(4502) 功率为P 的点光源,发出波长为λ的单色光,在距光源为d 处,每秒钟落在垂直于光线的单位面积上的光子数为多少?若λ =6630 Å,则光子的质量为多少?(普朗克常量h =6.63×10-34J ·s)54. (本题 5分)(4502) 功率为P 的点光源,发出波长为λ的单色光,在距光源为d 处,每秒钟落在垂直于光线的单位面积上的光子数为多少?若λ =6630 Å,则光子的质量为多少? (普朗克常量h =6.63×10-34J ·s)55. (本题 5分)(4504) 已知X 射线光子的能量为0.60 MeV ,若在康普顿散射中散射光子的波长为入射光子的1.2倍,试求反冲电子的动能.56. (本题 8分)(4505) 用波长λ0 =1 Å的光子做康普顿实验.(1) 散射角φ=90°的康普顿散射波长是多少? (2) 反冲电子获得的动能有多大?(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ,电子静止质量m e =9.11×10-31kg)红限波长为λ=0.15 Å的金属箔片置于B =30×10-4 T的均匀磁场中.今用单色γ射线照射而释放出电子,且电子在垂直于磁场的平面内作R = 0.1 m的圆周运动.求γ射线的波长.(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s,基本电荷e =1.60×10-19 C,电子质量me=9.11×10-31 kg)58. (本题 5分)(4743)光电管的阴极用逸出功为A = 2.2 eV的金属制成,今用一单色光照射此光电管,阴极发射出光电子,测得遏止电势差为| Ua| = 5.0 V,试求:(1) 光电管阴极金属的光电效应红限波长;(2) 入射光波长.(普朗克常量h = 6.63×10-34 J·s,基本电荷e = 1.6×10-19 C)59. (本题 5分)(4744)以波长为λ = 0.200 μm的单色光照射一铜球,铜球能放出电子.现将此铜球充电,试求铜球的电势达到多高时不再放出电子?(铜的逸出功为A = 4.10 eV,普朗克常量h =6.63×10-34 J·s,1 eV =1.60×10-19 J)60. (本题 5分)(4745)波长为λ0 = 0.500 Å的X射线被静止的自由电子所散射,若散射线的波长变为λ = 0.522 Å,试求反冲电子的动能EK.(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s)61. (本题10分)(5233)设康普顿效应中入射X射线(伦琴射线)的波长λ =0.700 Å,散射的X射线与入射的X射线垂直,求:(1) 反冲电子的动能EK.(2) 反冲电子运动的方向与入射的X射线之间的夹角θ.(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s,电子静止质量me=9.11×10-31 kg)62. (本题 5分)(5366)假定在康普顿散射实验中,入射光的波长λ= 0.0030 nm,反冲电子的速度v = 0.6 c,求散射光的波长λ.(电子的静止质量me=9.11×10-31 kg ,普朗克常量h =6.63×10-34 J·s,1 nm = 10-9 m,c表示真空中的光速)63. (本题 8分)(5380)如图所示,某金属M的红限波长λ= 260 nm (1 nm =10-9 m)今用单色紫外线照射该金属,发现有光电子放出,其中速度最大的光电子可以匀速直线地穿过互相垂直的均匀电场(场强E = 5×103 V/m)和均匀磁场(磁感应强度为B = 0.005 T)区域,求:(1) 光电子的最大速度v.(2) 单色紫外线的波长λ.(电子静止质量me =9.11×10-31 kg,普朗克常量h =6.63×10-34 J·s)四 理论推导与证明题 (共49分)64. (本题 5分)(0486) 证明在康普顿散射实验中,反冲电子的动能K 和入射光子的能量E 之间的关系为: λλλ0−=E K .65. (本题12分)(0504) 证明在康普顿散射实验中,波长为λ0的一个光子与质量为m 0的静止电子碰撞后,电子的反冲角θ与光子散射角φ之间的关系为:100)]2tg()1[(tg −+=φλθc m h66. (本题 5分)(0486) 证明在康普顿散射实验中,反冲电子的动能K 和入射光子的能量E 之间的关系为: λλλ0−=E K .67. (本题12分)(0504) 证明在康普顿散射实验中,波长为λ0的一个光子与质量为m 0的静止电子碰撞后,电子的反冲角θ与光子散射角φ之间的关系为:100)]2tg()1[(tg −+=φλθc m h68. (本题 5分)(4394) 在光电效应实验中,测得光电子最大初动能E K 与入射光频率ν 的关系曲线如图所示.试证:普朗克常量)/(QS RS h =.(即直线的斜率)69. (本题10分)(4443) 如图示,能量为h ν0的光子流与静止质量为m e 的静止自由电子作弹性碰撞,若散射的光子的能量为h ν,试证明散射角φ 满足下式ννννφ00222)(2sin h c m e −=.五 回答问题 (共25分)70. (本题 5分)(4395) 已知从铝金属逸出一个电子至少需要A = 4.2 eV 的能量,若用可见光投射到铝的表面,能否产生光电效应?为什么?(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ,基本电荷e =1.60×10-19 C)71. (本题 5分)(4396) 已知铂的逸出电势为8 V ,今用波长为 300 nm (1 nm = 10-9m)的紫外光照射,问能否产生光电效应?为什么?(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ,基本电荷e =1.60×10-19 C)72. (本题 5分)(4398)红外线是否适宜于用来观察康普顿效应,为什么?=9.11×10-31 kg,(红外线波长的数量级为105 Å,电子静止质量me普朗克常量h =6.63×10-34 J·s)73. (本题10分)(4402)处于静止状态的自由电子是否能吸收光子,并把全部能量用来增加自己的动能?为什么?。

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质点力学综合练习1一、单选题:1、(0020B30)一质点在力F = 5m (5 - 2t ) (SI)的作用下,t =0时从静止开始作直线运动,式中m 为质点的质量,t 为时间,则当t = 5 s 时,质点的速率为(A) 50 m ·s -1. . (B) 25 m ·s -1.(C) 0. (D) -50 m ·s -1. [ ]2、(0099B30)如图所示,在光滑平面上有一个运动物体P ,在P 的正前方有一个连有弹簧和挡板M 的静止物体Q ,弹簧和挡板M 的质量均不计,P 与Q 的质量相同.物体P 与Q 碰撞后P 停止,Q 以碰前P 的速度运动.在此碰撞过程中,弹簧压缩量最大的时刻是(A) P 的速度正好变为零时.(B) P 与Q 速度相等时.(C) Q 正好开始运动时. (D) Q 正好达到原来P 的速度时. [ ]3、(0344A20)站在电梯内的一个人,看到用细线连结的质量不同的两个物体跨过电梯内的一个无摩擦的定滑轮而处于“平衡”状态.由此,他断定电梯作加速运动,其加速度为(A) 大小为g ,方向向上. (B) 大小为g ,方向向下.(C) 大小为g 21,方向向上. (D) 大小为g 21,方向向下. [ ] 4、(0654B40) 图示系统置于以g a 21=的加速度上升的升降机内,A 、B 两物体质量相同均为m ,A 所在的桌面是水平的,绳子和定滑轮质量均不计,若忽略滑轮 轴上和桌面上的摩擦并不计空气阻力,则绳中张力为(A) mg . (B) mg 21. (C) 2mg . (D) 3mg / 4. [ ] 5、(0655C60)一根细绳跨过一光滑的定滑轮,一端挂一质量为M 的物体,另一端被人用双手拉着,人的质量M m 21=.若人相对于绳以加速度a 0向上爬,则人相对于地面的加速度(以竖直向上为正)是(A) 3/)2(0g a +. (B) )3(0a g --.(C) 3/)2(0g a +-. (D) 0a [ ]6、(0664B25)设物体沿固定圆弧形光滑轨道由静止下滑,在下滑过程中,(A) 它的加速度方向永远指向圆心.(B) 它受到的轨道的作用力的大小不断增加.(C) 它受到的合外力大小变化,方向永远指向圆心.(D) 它受到的合外力大小不变. [ ]7、(0754A20)质量相等的两个物体甲和乙,并排静止在光滑水平面上(如图所示).现用一水平恒力F ϖ作用在物体甲上,同时给物体乙一个与F ϖ同方向的瞬时冲量量I ϖ,使两物体沿同一方向运动,则两物体再次达到并排的位置所经过的时间为: (A) I / F . (B) 2I / F .a俯视图F I(C) 2 F/ I . (D) F/ I . [ ]8、(5407B30)竖直上抛一小球.若空气阻力的大小不变,则球上升到最高点所需用的时间,与从最高点下降到原位置所需用的时间相比(A) 前者长. (B) 前者短.(C) 两者相等. (D) 无法判断其长短. [ ]9、(0225B25)质点的质量为m ,置于光滑球面的顶点A 处(球面固定不动),如图所示.当它由静止开始下滑到球面上B 点时,它的加速度的大小为(A) )cos 1(2θ-=g a .(B) θsin g a =.(C) g a =.(D) θθ2222sin )cos 1(4g g a +-=. [ ] 10、(0480B35)一质量为m 的质点,自半径为R 的光滑半球形碗口由静止下滑,质点在碗内某处的速率为v ,则质点对该处的压力数值为(A) Rm 2v . (B) R m 232v . (C) R m 22v . (D) Rm 252v . [ ] 11、(0481B25)如图示.一质量为m 的小球.由高H处沿光滑轨道由静止开始滑入环形轨道.若H 足够高,则小球在环最低点时环对它的作用力与小球在环最高点时环对它的作用力之差,恰为小球重量的 (A) 2倍. (B) 4倍.(C) 6倍. (D) 8倍. [ ]12、(0670C45)在以加速度a 向上运动的电梯内,挂着一根劲度系数为k 、质量不计的弹簧.弹簧下面挂着一质量为M 的物体,物体相对于电梯的速度为零.当电梯的加速度突然变为零后,电梯内的观测者看到物体的最大速度为(A) k M a /. (B) M k a /.(C) k M a /2. (D) k M a /21. [ ] 13、(0179B25)空中有一气球,下连一绳梯,它们的质量共为M .在梯上站一质量为m 的人,起始时气球与人均相对于地面静止.当人相对于绳梯以速度v(A) Mm m +-v . (B) Mm M +-v . (C) M m v -. (D) mM m v )(+-. (E) M M m v )(+-. [ ] 14、(0190B30)两条船质量都为M ,首尾相靠且都静止在平静的湖面上,如图所示.A 、B 两船上各有一质量均为m 的人,A 船上的人以相对于A 船的速率u 跳到B 船上,B 船上的人再以相对于B 船的相同速率u 跳到A 船上. 取如图所示x 坐标,设A 、B 船所获得的速度分别为v A 、v B ,下述结论中哪一个是正确的?(A) v A = 0,v B = 0. (B) v A = 0,v B > 0.x(C) v A < 0,v B > 0. (D) v A < 0,v B = 0.(E) v A > 0,v B > 0. [ ]15、(0390B25)一质量为60 kg 的人起初站在一条质量为300 kg ,且正以2 m/s 的速率向湖岸驶近的小木船上,湖水是静止的,其阻力不计.现在人相对于船以一水平速率v 沿船的前进方向向河岸跳去,该人起跳后,船速减为原来的一半,v 应为(A) 2 m/s . (B) 3 m/s .(C) 5 m/s . (D) 6 m/s . [ ]16、(0454B30)一质量为60 kg 的人起初站在一条质量为300 kg ,且正以2 m/s 的速率向湖岸驶近的小木船上,湖水是静止的,其阻力不计.现在人相对于船以一水平速率v 沿船的前进方向向河岸跳去,该人起跳后,船速减为原来的一半,v 应为(A) 2 m/s . (B) 3 m/s .(C) 5 m/s . (D) 6 m/s . [ ]17、(5014B30)一烟火总质量为M + 2m ,从离地面高h 处自由下落到h 21时炸开成为三块, 一块质量为M ,两块质量均为m .两块m 相对于M 的速度大小相等,方向为一上一下.爆炸后M 从h 21处落到地面的时间为t 1,若烟火体在自由下落到h 21处不爆炸,它从h 21处落到地面的时间为t 2,则 (A) t 1 > t 2. (B) t 1 < t 2.(C) t 1 = t 2. (D) 无法确定t 1与t 2间关系. [ ]18、(0176B30)质量分别为m 1、m 2的两个物体用一劲度系数为k 的轻弹簧相联,放在水平光滑桌面上,如图所示.当两物体相距x 时,系统由静止释放.已知弹簧的自然长度为x 0,则当物体相距x 0时,m 1的速度大小为(A) 120)(m x x k -. (B) 220)(m x x k -. (C)2120)(m m x x k +-. (D) )()(211202m m m x x km +-. (E) )()(212201m m m x x km +-. [ ] 19、(0178B30) 一质量为m 的滑块,由静止开始沿着1/4圆弧形光滑的木槽滑下.设木槽的质量也是m .槽的圆半径为R ,放在光滑水平地面上,如图所示.则滑块离开槽时的速度是(A) Rg 2. (B) Rg 2. (C) Rg . (D) Rg 21. (E) Rg 221. [ ]20、(0198A20)一轻弹簧竖直固定于水平桌面上.如图所示,小球从距离桌面高为h 处以初速度v 0落下,撞击弹簧后跳回到高为h 处时速度仍为v 0,以小球为系统,则在这一整个过程中小球的(A) 动能不守恒,动量不守恒.(B) 动能守恒,动量不守恒.(C) 机械能不守恒,动量守恒.(D) 机械能守恒,动量守恒. []21、(0206B25) 两质量分别为m 1、m 2的小球,用一劲度系数为k 的轻弹簧相连,放在水平光滑桌面上,如图所示.今以等值反向的力分别作用于两小球,则两小球和弹簧这系统的 (A) 动量守恒,机械能守恒.(B) 动量守恒,机械能不守恒.(C) 动量不守恒,机械能守恒. (D) 动量不守恒,机械能不守恒. [ ]22、(0207B35)静止在光滑水平面上的一质量为M 的车上悬挂一单摆,摆球质量为m ,摆线长为l .开始时,摆线水平,摆球静止于A 点.突然放手,当摆球运动到摆线呈竖直位置的瞬间,摆球相对于地面的速度为(A) 0. (B)gl 2. (C) Mm gl /12+. (D) m M gl /12+. [ ] 23、(0221B25)如图所示,质量分别为m 1和m 2的物体A 和B ,置于光滑桌面上,A 和B 之间连有一轻弹簧.另有质量为m 1和m 2的物体C 和D 分别置于物体A 与B 之上,且物体A 和C 、B 和D 之间的摩擦系数均不为零.首先用外力沿水平方向相向推压A 和B ,使弹簧被压缩.然后撤掉外力,则在A 和B 弹开的过程中,对A 、B 、C 、D 弹簧组成的系统(A) 动量守恒,机械能守恒. (B) 动量不守恒,机械能守恒. (C) 动量不守恒,机械能不守恒. (D) 动量守恒,机械能不一定守恒. [ ]24、(0366B40)质量为m 的平板A ,用竖立的弹簧支持而处在水平位置,如图.从平台上投掷一个质量也是m 的球B ,球的初速为v ,沿水平方向.球由于重力作用下落,与平板发生完全弹性碰撞。

假定平板是光滑的.则与平板碰撞后球的运动方向应为 (A) A 0方向. (B) A 1方向. (C) A 2方向. (D) A 3方向. [ ]25、(0380A10) 如图所示,置于水平光滑桌面上质量分别为m 1和m 2的物体A 和B 之间夹有一轻弹簧.首先用双手挤压A 和B 使弹簧处于压缩状态,然后撤掉外力,则在A 和B 被弹开的过程中 (A) 系统的动量守恒,机械能不守恒.(B) 系统的动量守恒,机械能守恒.(C) 系统的动量不守恒,机械能守恒.(D) 系统的动量与机械能都不守恒.26、(0382A10)在由两个物体组成的系统不受外力作用而发生非弹性碰撞的过程中,系统的1A 23(A) 动能和动量都守恒. (B) 动能和动量都不守恒.(C) 动能不守恒,动量守恒. (D) 动能守恒,动量不守恒. [ ]27、(0430B25)一质量为M 的弹簧振子,水平放置且静止在平衡位置,如图所示.一质量为m 的子弹以水平速度v ϖ射入振子中,并随之一起运动.如果水平面光滑,此后弹簧的最大势能为 (A) 221v m . (B) )(222m M m +v . (C) 2222)(v M m m M +. (D) 222v M m . [ ] 28、(0453A20)两木块A 、B 的质量分别为m 1和m 2,用一个质量不计、劲度系数为k 的弹簧连接起来.把弹簧压缩x 0并用线扎住,放在光滑水平面上,A 紧靠墙壁,如图所示,然后烧断扎线.判断下列说法哪个正确.(A) 弹簧由初态恢复为原长的过程中,以A 、B 、弹簧为系统,动量守恒.(B) 在上述过程中,系统机械能守恒.(C) 当A 离开墙后,整个系统动量守恒,机械能不守恒.(D) A 离开墙后,整个系统的总机械能为2021kx ,总动量为零. [ ] 29、(0458B30)如图,两木块质量为m 1和m 2,由一轻弹簧连接,放在光滑水平桌面上,先使两木块靠近而将弹簧压紧,然后由静止释放.若在弹簧伸长到原长时,m 1的速率为v 1,则弹簧原来在压缩状态时所具有的势能是(A) 21121v m . (B) 21121221v m m m m +. (C) 2121)(21v m m +. (D) 21221121v m m m m +. [ ] 30、(0477A20)一光滑的圆弧形槽M 置于光滑水平面上,一滑块m 自槽的顶部由静止释放后沿槽滑下,不计空气阻力.对于这一过程,以下哪种分析是对的?(A) 由m 和M 组成的系统动量守恒.(B) 由m 和M 组成的系统机械能守恒.(C) 由m 、M 和地球组成的系统机械能守恒. (D) M 对m 的正压力恒不作功. [ ]31、(0478A20)一子弹以水平速度v 0射入一静止于光滑水平面上的木块后,随木块一起运动.对于这一过程正确的分析是(A) 子弹、木块组成的系统机械能守恒.(B) 子弹、木块组成的系统水平方向的动量守恒.(C) 子弹所受的冲量等于木块所受的冲量.(D) 子弹动能的减少等于木块动能的增加. [ ]32、(0657A15)两个质量相等、速率也相等的粘土球相向碰撞后粘在一起而停止运动. 在此过程中,由这两个粘土球组成的系统,(A) 动量守恒,动能也守恒.(B) 动量守恒,动能不守恒.(C) 动量不守恒,动能守恒.(D) 动量不守恒,动能也不守恒. [ ]33、(0660A15)物体在恒力F 作用下作直线运动,在时间∆t 1内速度由0增加到v ,在时间∆t 2内速度由v 增加到2 v ,设F 在∆t 1内作的功是W 1,冲量是I 1,在∆t 2内作的功是W 2,冲量是I 2.那么,(A) W 1 = W 2,I 2 > I 1. (B) W 1 = W 2,I 2 < I 1.(C) W 1 < W 2,I 2 = I 1. (D) W 1 > W 2,I 2 = I 1. [ ]34、(0663B30)两个质量为m 1和m 2的小球,在一直线上作完全弹性碰撞,碰撞前两小球的速度分别为v 1和v 2(同向),在碰撞过程中两球的最大形变能是(A)22121)(21v v -m m . (B) )(21222121v v -m m . (C) )(2)(2122121m m m m +-v v . (D) )(2212121m m m m +v v . [ ] 35、(0665A20)一质子轰击一α 粒子时因未对准而发生轨迹偏转.假设附近没有其它带电粒子,则在这一过程中,由此质子和α 粒子组成的系统,(A) 动量守恒,能量不守恒. (B) 能量守恒,动量不守恒.(C) 动量和能量都不守恒. (D) 动量和能量都守恒. [ ]36、(0666B30)小球A 和B 的质量相同,B 球原来静止,A 以速度u 与B 作对心碰撞.这两球碰撞后的速度v 1和v 2的各种可能值中有(A) -u ,2 u . (B) u/4,3 u/4.(C) -u/4,5 u/4. (D) u 21,2/3u -. [ ] 37、(0668B25)有两个倾角不同、高度相同、质量一样的斜面放在光滑的水平面上,斜面是光滑的,有两个一样的小球分别从这两个斜面的顶点,由静止开始滑下,则(A) 小球到达斜面底端时的动量相等.(B) 小球到达斜面底端时动能相等.(C) 小球和斜面(以及地球)组成的系统,机械能不守恒.(D) 小球和斜面组成的系统水平方向上动量守恒. [ ]38、(5037B30)对质点组有以下几种说法:(1) 质点组总动量的改变与内力无关.(2) 质点组总动能的改变与内力无关.(3) 质点组机械能的改变与保守内力无关.在上述说法中:(A) 只有(1)是正确的. (B) (1)、(3)是正确的.(C) (1)、(2)是正确的. (D) (2)、(3)是正确的. [ ]39、(5408B35)关于机械能守恒条件和动量守恒条件有以下几种说法,其中正确的是(A) 不受外力作用的系统,其动量和机械能必然同时守恒.(B) 所受合外力为零,内力都是保守力的系统,其机械能必然守恒.(C) 不受外力,而内力都是保守力的系统,其动量和机械能必然同时守恒.(D) 外力对一个系统做的功为零,则该系统的机械能和动量必然同时守恒.[ ]40、(5409B35)在两个质点组成的系统中,若质点之间只有万有引力作用,且此系统所受外力的矢量和为零,则此系统(A) 动量与机械能一定都守恒.(B) 动量与机械能一定都不守恒.(C) 动量不一定守恒,机械能一定守恒.(D) 动量一定守恒,机械能不一定守恒. [ ]41、(0128B30)如图所示,一个小物体,位于光滑的水平桌面上,与一绳的一端相连结,绳的另一端穿过桌面中心的小孔O . 该物体原以角速度ω 在半径为R 的圆周上绕O 旋转,今将绳从小孔缓慢往下拉.则物体(A) 动能不变,动量改变. (B) 动量不变,动能改变.(C) 角动量不变,动量不变.(D) 角动量改变,动量改变.(E) 角动量不变,动能、动量都改变. [ ]42、(0193A20)一人造地球卫星到地球中心O 的最大距离和最小距离分别是R A 和R B .设卫星对应的角动量分别是L A 、L B ,动能分别是E KA 、E KB ,则应有(A) L B > L A ,E KA > E KB . (B) L B > L A ,E KA = E KB . (C) L B = L A ,E KA = E KB . (D) L B < L A ,E KA = E KB .(E) L B = L A ,E KA < E KB . [ ]43、(5036B25)假设卫星环绕地球中心作圆周运动,则在运动过程中,卫星对地球中心的(A) 角动量守恒,动能也守恒.(B) 角动量守恒,动能不守恒.(C) 角动量不守恒,动能守恒.(D) 角动量不守恒,动量也不守恒.(E) 角动量守恒,动量也守恒. [ ]44、(0126B40)花样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 0,角速度为ω0.然后她将两臂收回,使转动惯量减少为31J 0.这时她转动的角速度变为 (A) 31ω0. (B) ()3/1 ω0. (C) 3 ω0. (D) 3 ω0. [ ]二、填空题1、(0166B35)一质量为M 的质点沿x 轴正向运动,假设该质点通过坐标为x 的位置时速度的大小为kx (k 为正值常量),则此时作用于该质点上的力F =_____ _____,该质点从x = x 0点出发运动到x = x 1处所经历的时间∆t =________.2、(0181A20)一个质量为m 的质点,沿x 轴作直线运动,受到的作用力为i t F F ϖϖ cos 0ω= (SI)t = 0时刻,质点的位置坐标为0x ,初速度00=v ϖ.则质点的位置坐标和时间的关系式是x =______________________________________3、(0449C50) 质量为0.25 kg 的质点,受力i t F ϖϖ= (SI)的作用,式中t 为时间.t j ϖϖ2 (SI)的速度通过坐标原点,则该质点任意时刻的位置矢量是______________.4、(0544A20) 2在如图所示的装置中,忽略滑轮和绳的质量及轴上摩擦,假设绳子不可伸长,则m 2的加速度a 2 =___________________.5、(0545A20)图中所示的装置中,略去轴上摩擦以及滑轮和绳的质量,且假设绳不可伸长,则质量为m 1的物体的加速度a 1 =_______________________.6、(0652A20)在半径为R 的定滑轮上跨一细绳,绳的两端分别挂着质量为m 1和m 2的物体,且m 1 > m 2.若滑轮的角加速度为β,则两侧绳中的张力分别为T 1 =_______________________,T 2 =_____________________________.7、(0653A20)一冰块由静止开始沿与水平方向成30°倾角的光滑斜屋顶下滑10 m 后到达屋缘.若屋缘高出地面10 m .则冰块从脱离屋缘到落地过程中越过的水平距离为________________.(忽略空气阻力,g 值取10 m ·s -2) 8、(0348A15)如图所示,小球沿固定的光滑的1/4圆弧从A 点由静止开始下滑,圆弧半径为R ,则小球在A 点处的切向加速度 a t =______________________,小球在B 点处的法向加速度a n =_______________________.9、(0069A20) 在一以匀速v ϖ行驶、质量为M 的(不含船上抛出的质量)船上,分别向前和向后同时水平抛出两个质量相等(均为m )物体,抛出时两物体相对于船的速率相同(均为u ).试写出该过程中船与物这个系统动量守恒定律的表达式(不必化简,以地为参考系)________________________________.10、(0173B40)湖面上有一小船静止不动,船上有一打渔人质量为60 kg .如果他在船上向船头走了 4.0米,但相对于湖底只移动了 3.0米,(水对船的阻力略去不计),则小船的质量为____________________.11、(0539B25)一块木料质量为45 kg ,以 8 km/h 的恒速向下游漂动,一只10 kg 的天鹅以 8 km/h 的速率向上游飞动,它企图降落在这块木料上面.但在立足尚未稳时,它就又以相对于木料为2 km/h 的速率离开木料,向上游飞去.忽略水的摩擦,木料的末速度为________________________.12、(0755B25)质量为M 的车沿光滑的水平轨道以速度v 0前进,车上的人质量为m ,开始时人相对于车静止,后来人以相对于车的速度v 向前走,此时车速变成V ,则车与人系统沿轨道方向动量守恒的方程应写为______________________________.13、(0971B30)一个人站在平板车上掷铅球,人和车总质量为M ,铅球的质量为m ,平板车可沿水平、光滑的直轨道移动.设铅直平面为xy 平面,x 轴与轨道平行,y 轴正方向竖直向上.已知未掷球时,人、车、球皆静止.球出手时沿斜上方,它相对于车的初速度在xy 平面内,其大小为v 0,方向与x 轴正向的夹角为θ ,人在掷球过程中对车无滑动,则球被抛出之后,车对地的速度 =V ϖ______________________________________________,球对地的速度 =v ϖ_______________________________________________.14、(0175B35)如图所示,一光滑的滑道,质量为M 高度为h ,放在一光滑水平面上,滑道底部与水平面相切.质量为m 的小物块自滑道顶部由静止下滑,则 (1) 物块滑到地面时,滑道的速度为____________________;(2) 物块下滑的整个过程中,滑道对物块所作的功为___________________.15、(0185B20)光滑一个力F 作用在质量为 1.0 kg 的质点上,使之沿x 轴运动.已知在此力作用下质点的运动学方程为3243t t t x +-= (SI).在0到4 s 的时间间隔内,(1) 力F 的冲量大小I =__________________.(2) 力F 对质点所作的功W =________________.16、(0373B35)质量为m 的物体,初速极小,在外力作用下从原点起沿x 轴正向运动.所受外力方向沿x 轴正向,大小为F = kx .物体从原点运动到坐标为x 0的点的过程中所受外力冲量的大小为__________________.17、(0465C50) 如图,两个用轻弹簧连着的滑块A 和B ,滑块A 的质量为m 21,B 的质量为m ,弹簧的劲度系数为k ,A 、B 静止在光滑的水平面上(弹簧为原长).若滑块A 被水平方向射来的质量为m 21、速度为v 的子弹射中,则在射中后,滑块A 及嵌在其中的子弹共同运动的速度v A =________________,此时刻滑块B 的速度v B =__________,在以后的运动过程中,滑块B 的最大速度v max =__________.18、(0466C50)如图所示,劲度系数为k 的弹簧,一端固定在墙上,另一端连接一质量为M 的容器,容器可在光滑的水平面上运动,当弹簧未变形时,容器位于O 点处.今使容器自O 点左边l 0处从静止开始运动,每经过O 点一次,就从上方滴管中滴入一质量为m 的油滴.则在容器第一次到达O 点油滴滴入前的瞬时,容器的速率v =____________________;当容器中刚滴入了n 滴油后的瞬时,容器的速率 u =__________________________. 19、(0756B25)质量m 的小球,以水平速度v 0与光滑桌面上质量为M 的静止斜劈作完全弹性碰撞后竖直弹起,则碰后斜劈的运动速度值v =________________________;小球上升的高度 h =____________________________________. 20、(0757A15)质量为m 1和m 2的两个物体,具有相同的动量.欲使它们停下来,外力对它们做的功之比W 1∶W 2 =__________;若它们具有相同的动能,欲使它们停下来,外力的冲量之比I 1∶I 2 =__________.21、(0777B40) 有一宇宙飞船,欲考察某一质量为M 、半径为R 的星球,当飞船距这一星球中心5R 处时与星球相对静止.飞船发射出一质量为m (m <<M ) 的仪器舱,其相对星球的速度为v 0,要使这一仪器舱恰好掠过星球表面 (与表面相切),发射倾角应为θ(见图).为确定θ 角,需设定仪器舱掠过星球表面时的速度v ,并列出两个方程.它们是_______________________________与________________________________________________________________.22、(0778A10)若作用于一力学系统上外力的合力为零,则外力的合力矩____________(填一定或不一定)为零;这种情况下力学系统的动量、角动量、机械能三个量中一定守恒的量是________________.23、(0972B40)一根长为l 的细绳的一端固定于光滑水平面上的O 点,另一端系一质量为m 的小球,开始时绳子是松弛的,小球与O 点的距离为h .使小球以某个初速率沿该光滑水平面上一直线运动,该直线垂直于小球初始位置与O 点的连线.当小球与O 点的距离达到l 时,绳子绷紧从而使小球沿一个以O 点为圆心的圆形轨迹运动,则小球作圆周运动时的动能E K 与初动能E K 0的比值E K / E K 0 =______________________________.ϖϖ。

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