东北大学大学物理上附加题4和14参考答案
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实用标准文案第 4章刚体的转动作业一、教材:选择填空题 1~4;计算题: 13, 27,31二、附加题(一)、选择题1、有两个半径相同,质量相等的细圆环 A 和 B . A 环的质量分布均匀, B 环的质量分布不均匀.它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为J A和J B,则J A和J B的关系为[C]A、J A J BB、J A J BC、J A J BD、无法确定2、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 ]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3、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 J0,角速度为0 .然后她将两臂收回,使转动惯量减少为 1 J 0 .此时她转动的角速度变为[ D ]3A、1B 、1C、3 0 D、3 03 0 3 04、如图所示,一静止的均匀细棒,长为L 、质量为 M ,可绕通过棒的端点且垂直于棒长的光滑固定轴 O 在水平面内转动,转动惯量为 1 ML2.一质量为 m 、速率为3 的子弹在水平面内沿与棒垂直的方向射出并穿出棒的自由端,设穿过棒后子弹的速率为1v, O2 俯视图则此时棒的角速度为[ B ]A、mvB 、 3mv C、5mv D、7mvML 2ML 3ML 4ML(二)、计算题1、质量分别为 m和 2m,半径分别为 r 和 2r 的两个均质圆盘,同轴地粘在一起,可绕通过盘心且垂直于盘面的水平1v 2v实用标准文案光滑轴转动,在大小盘边缘都绕有细绳,绳下端都挂一质量为 m 的重物,盘绳无相对滑动,如图所示,求: 1) 圆盘对水平光滑轴的转动惯量;2) 圆盘的角加速度。
解:( 1) J 1 mr 2 1 2m 2r 29mr22 22(2)T 2 mg ma 2mg T 1 ma 1T 2 2r T 2 r Ja 1 a 2 2g2rr19r2、一根长为 l ,质量为 M 的均质细杆,其一端挂在一个光滑的水平轴上,静止在竖直位置。
2020春东北大学大学物理IX作业1一、单选题1、静电场的环路定理的数学表达式和它所说明的静电场的特点是:( A )(A )数学表达式为∮L E ?·dl =0,它说明静电场是保守场。
(B )数学表达式为∮L E ? ·dl =0,它说明静电场是非保守场。
(C )数学表达式为∮L E ?·dl =1ε0∑qi i ,它说明静电场是非保守场(D )数学表达式为∮L E ? ·dl =1ε∑qi i ,它说明静电场是保守场———————————————————————————————————————2、在下列说法:(1)可逆过程一定是准静态过程。
(2)准静态过程一定是可逆的。
(3)不可逆过程一定是非准静态过程。
(3)非准静态过程一定是不可逆的。
正确的是:( A )(A )(1)、(4)(B )(2)、(3)(C )(1)、(2)、(3)、(4)(D )(1)、(3) 3、计算热机效率的两个公式:①η=1-|Q|2Q 1和②η=1- T2T 1,下述说法正确的是( D )(A )两个公式对任何循环都可使用(B )公式①对任何循环过程都可使用,而公式②只能对卡诺循环使用。
(C )公式①对任何循环过程都可使用,而公式②只能对理想气体的卡诺循环使用。
(D )公式①对任何循环过程都可使用,而公式②只能对可逆卡诺循环可以使用。
——————————————————————————————————————— 4、使4mol 的理想气体,在T=400K 的等温状态下,体积从V 膨胀到2V ,则此过程中气体的熵增加为ΔS 1;若此气体的膨胀在绝热状态下进行的气体的熵增加为ΔS 2则有:( D )(A )ΔS 1=4Rln2J ·K -1ΔS 2﹥0(B )ΔS 1=4Rln2J ·K -1ΔS 2≠0(C )ΔS 1=4Rln2J ·K -1ΔS 2﹤0(D )ΔS 1=4Rln2J ·K -1ΔS 2=0———————————————————————————————————————5、某导体圆环在匀强磁场之中发生了热膨胀,若该导体圆环在平面与纸面平行,且已知导体圆环中产生的感应电流是顺时针的,则该圆环所在处的磁感强度的方向为:(C )(A )平行纸面向左(B )平行纸面向右(C )垂直纸面向外(D )垂直纸面向里———————————————————————————————————————6、在重力场中,分子质量m 的气体温度T 恒定,取z 轴竖直向上,z=0处的分子数密度为n 0,任意高度z 处的分子数密度为n ;在z=0处的压强这p 0。
2024年辽宁省普通高等学校招生考试物 理注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。
在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 长征五号遥八运载火箭托举嫦娥六号探测器进入地月转移轨道,火箭升空过程中,以下描述的物理量属于矢量的是( )A. 质量B. 速率C. 动量D. 动能2. 当篮球在指尖上绕轴转动时,球面上P 、Q 两点做圆周运动的( )A. 半径相等B. 线速度大小相等C. 向心加速度大小相等D. 角速度大小相等3. 利用砚台将墨条磨成墨汁,墨条速度方向水平向左时,( )A. 砚台对墨条的摩擦力方向水平向左B. 桌面对砚台摩擦力方向水平向左C. 桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力D. 桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力4. 某同学自制双缝干涉实验装置,在纸板上割出一条窄缝,于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝,将该纸板与墙面平行放置,如图所示,用绿色激光照双缝,能在墙面上观察到干涉条纹,下列说的法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是( )A. 换用更粗头发丝B. 换用红色激光照双缝C. 增大纸板与墙面的距离D. 减小光源与纸杯的距离5. 某种不导电溶液的相对介电常数ε,与浓度m C 的关系曲线如图(a )所示,将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中,并与恒压电源,电流表等构成如图(b )所示的电路,闭合开关S 后,若降低溶液浓度,则( )A. 电容器电容减小B. 电容器所带的电荷量增大C. 电容器两极板之间的电势差增大D. 溶液浓度降低过程中电流方向为M →N6. 在水平匀强电场中,一带电小球仅在重力和电场力作用下于竖直纸面内运动,如图,若小球的初速度方向沿虚线,则其运动轨迹为直线,若小球的初速度方向垂直于虚线,则其从O 点出发运动到O 点等高处的过程中( )A. 动能减小,电势能增大B. 动能增大,电势能增大C. 动能减小,电势能减小D. 动能增大,电势能减小7. 如图(a ),若将小球从弹簧原长处由静止释放,其在地球与某球体天体表面做简谐运动的图像如(b ),设地球,该天体的平均密度分别为1ρ和2ρ。
第一章 质点的运动1-1 已知质点的运动方程为:23010t t x +-=,22015t t y -=。
式中x 、y 的单位为m ,t 的单位为s。
试求:(1) 初速度的大小和方向;(2) 加速度的大小和方向。
分析 由运动方程的分量式可分别求出速度、加速度的分量,再由运动合成算出速度和加速度的大小和方向.解 (1) 速度的分量式为t t xx 6010d d +-==v t tyy 4015d d -==v当t =0 时, v o x =-10 m·s-1 , v o y =15 m·s-1 ,则初速度大小为120200s m 0.18-⋅=+=y x v v v设v o 与x 轴的夹角为α,则23tan 00-==xy αv vα=123°41′(2) 加速度的分量式为2s m 60d d -⋅==t a xx v , 2s m 40d d -⋅-==ta y y v则加速度的大小为222s m 1.72-⋅=+=y x a a a设a 与x 轴的夹角为β,则32tan -==x ya a β β=-33°41′(或326°19′)1-2 一石子从空中由静止下落,由于空气阻力,石子并非作自由落体运动。
现测得其加速度a =A-B v ,式中A 、B 为正恒量,求石子下落的速度和运动方程。
分析 本题亦属于运动学第二类问题,与上题不同之处在于加速度是速度v 的函数,因此,需将式d v =a (v )d t 分离变量为t a d )(d =v v后再两边积分. 解选取石子下落方向为y 轴正向,下落起点为坐标原点.(1) 由题 v vB A ta -==d d (1) 用分离变量法把式(1)改写为t B A d d =-vv(2)将式(2)两边积分并考虑初始条件,有⎰⎰=-t t B A 0d d d 0v v v vv 得石子速度 )1(Bte B A --=v由此可知当,t →∞时,BA→v 为一常量,通常称为极限速度或收尾速度.(2) 再由)1(d d Bt e BAt y --==v 并考虑初始条件有 t e BAy tBt yd )1(d 00⎰⎰--= 得石子运动方程)1(2-+=-Bte B A t B A y1-3 一个正在沿直线行驶的汽船,关闭发动机后,由于阻力得到一个与速度反向、大小与船速平方成正比例的加速度,即a = - k v 2,k 为常数。
一、单选题1、玻尔兹曼分布律表时:在某一温度的平衡态: B(1)分布在某一区间(坐标区间和速度区间)的分子数,与该区间粒的能量成正比。
(2)在同样大小的各区间(坐标区间和速度区间)中,能量较大的分子数较少;能量较小的分子数较多。
(3)大小相等的各区间(坐标区和速度区间)中比较,分子总是处于低能态的几率大些。
(4)分布在某一坐标区间内、具有各种速度的分子总数只与坐标区间的间隔成正比,与粒子能量无关。
以上四种说法中:(A)只有(1)、(2)是正确的(B)只有(2)、(3)是正确的(C)只有(1)、(2)、(3)是正确的(D)全部都是正确的———————————————————————————————————————2、将一带负电物体M靠近一不带电的导体N,在N的左端感应出正电荷,右端感应出负电荷。
若将导体N的左端接地(如选择3题图所示),则: A(A)N上的负电荷入地(B)N上的正电荷入地(C)N上的所有电荷入地(D)N上的所有感应电荷入地———————————————————————————————————————3、一张气泡室照片表明,质子的运动轨迹是一半径为10cm的圆弧,运动轨迹平面与磁感应强度大小为0.3Wb· m-2的磁场垂直,已知质子的质量mp=1.67×10-27kg,电量e=1.6×1019C,该质子的动能的数量级为(1eV=1.6×10-19J): A(A)0.01MeV (B)0.1MeV (C)1MeV (D)10MeV ———————————————————————————————————————4、一定量的空气,压强为1.0×105Pa。
经历等压膨胀过程,体积从1.0×10-2m3增加到1.5×10-2m3,同时吸收了1.71×103J的热量。
在该过程中空气对外所做的功为A;其内能的改变为ΔU则有: B(A)A=15.0×102J;ΔU=1.21×103J(B)A=5.0×102J;ΔU=1.21×103J(C)A=5.0×102J;ΔU=0.21×103J(D)A=15.0×102J;ΔU=0.21×103J ———————————————————————————————————————5、题目为图片某理想气体分别进行了如选择20题图所示的两个卡诺循环:分别为Ⅰ(abcda)和Ⅱ(a’b’c’d’a’),且两个循环所包围的面积相等。
题4.1:一汽车发动机曲轴的转速在s 12内由13min r 102.1-⋅⨯均匀的增加到13min r 107.2-⋅⨯。
(1)求曲轴转动的角加速度;(2)在此时间内,曲轴转了多少转?题4.1解:(1)由于角速度ω =2πn (n 为单位时间内的转数),根据角加速度的定义td d ωα=,在匀变速转动中角加速度为()200s rad 1.132-⋅=-=-=tn n t πωωα(2)发动机曲轴转过的角度为()t n n t t t 0020221+=+=+=πωωαωθ在12 s 内曲轴转过的圈数为 圈390220=+==t n n N πθ 题4.2:某种电动机启动后转速随时间变化的关系为)1(0τωωte --=,式中10s rad 0.9-⋅=ω,s 0.2=τ。
求:(1)s 0.6=t 时的转速;(2)角加速度随时间变化的规律;(3)启动后s 0.6内转过的圈数。
题4.2解:(1)根据题意中转速随时间的变化关系,将t = 6.0 s 代入,即得100s 6.895.01--==⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=ωωωτte(2)角加速度随时间变化的规律为220s 5.4d d ---===tte e t ττωωα(3)t = 6.0 s 时转过的角度为 rad 9.36d 1d 60060=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-==⎰⎰-s tst e t τωωθ 则t = 6.0 s 时电动机转过的圈数圈87.52==πθN 题4.3:如图所示,一通风机的转动部分以初角速度0ω绕其轴转动,空气的阻力矩与角速度成正比,比例系数C 为一常量。
若转动部分对其轴的转动惯量为J ,问:(1)经过多少时间后其转动角速度减少为初角速度的一半?(2)在此时间内共转过多少转?题4.3解:(1)通风机叶片所受的阻力矩为ωM C -=,由转动定律αM J =,可得叶片的角加速度为JC t ωωα-==d d (1) 根据初始条件对式(1)积分,有⎰⎰-=ωωω00d d d t t J C t由于C 和J 均为常量,得t JC e-=0ωω当角速度由0021ωω→时,转动所需的时间为2ln CJt = (2)根据初始条件对式(2)积分,有⎰⎰-=tt JC t e00d d ωθθ即CJ 20ωθ=在时间t 内所转过的圈数为 CJ N πωπθ420==题4.4:一燃气轮机在试车时,燃气作用在涡轮上的力矩为m N 1003.23⋅⨯,涡轮的转动惯量为2m kg 0.25⋅。
A. 1、2、3、4。
4.答案:C满分:5 分6. 一杯热水放在空气中,它总是要冷却到与周围环境相同的温度。
在这一自发的过程中,水和环境的熵的变化情况为A. 水的熵减小了。
环境的熵也减小了B. 水的熵增加了。
环境的熵也增加了。
C. 水的熵减小了。
环境的熵增加了D. 水的熵增加了。
环境的熵减小了答案:C满分:5 分7.A. 等容过程B. 等压过程C. 等温过程D. 绝热过程答案:A满分:5 分8.把电荷由A点移到B点时下述说法正确的是:A. 若把正电荷由A点移到B点外力克服电场力作正功,则A点比B点的电势低;若把负电荷由A点移到B点时,电场力作正功,则A点也比B点的电势低B. 若把正电荷由A点移到B点外力克服电场力作负功,则A点比B点的电势低;若把负电荷由A点移到B点时,电场力作负功,则A点也比B点的电势低C. 若把正电荷由A点移到B点外力克服电场力作正功,则A点比B点的电势高;若把负电荷由A点移到B点时,电场力作正功,则A点也比B点的电势高D. 若把正电荷由A点移到B点外力克服电场力作负功,则A点比B点的电势低;若把负电荷由A点移到B点时,电场力作正功,则A点也比B点的电势高答案:A满分:5 分9.A答案:D满分:5 分10. 两种不同的理想气体,若它们的最可几速率相等,则它们的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,方均根速率也不相等答案:A满分:5 分11.答案:D满分:5 分12.现有10g 氧气盛在容积为2 L 的容器内,压强为90.659 kPa ,则该氧气的温度为T ;单位体积的分子数为n 。
它们的值分别为:A. T = 69.8 K ;n = 9.4 × 10 25 m – 3B. T = 698 K ;n = 9.4 × 10 25 m – 3C. T = 69.8 K ;n = 94 × 10 25 m – 3D. T = 698 K ;n = 94 × 10 25 m – 3答案:A满分:5 分13.一台工作在温度分别为327°C和27°C的高温热源与低温热源之间的卡诺热机其效率为η。
第四章习题4-1 求下列各梁指定截面上的剪力Q和弯矩M。
各截面无限趋近于梁上A、B、C等各点。
4-2 试列出下列各梁的剪力方程和弯矩方程,作剪力图和弯矩图,并求和。
4-3 用叠加法作以下各梁的弯矩图。
并求出。
4-4 用剪力、弯矩和分布载荷集度之间的微分关系校核前面已画的剪力图和弯矩图是否正确。
4-5 不列剪力方程和弯矩方程,作以下各梁的剪力图和弯矩图,并求出和。
4-6 用合适的方法作下列各梁的剪力图和弯矩图。
4-7 试根据载荷、剪力图和弯矩图之间的关系,检查下列各梁的剪力图和弯矩图是否正确,并对错误之处加以改正。
4-8 作下列构件的内力图。
4-9 在梁上行走的小车二轮的轮压均为P ,如图所示。
问小车行至何位置时梁内的弯矩最大?最大弯矩值是多少?设小车的轮距为c,大梁的跨度为。
参考答案4-1 解:题(b)(1)求支反力(见图)由,l-P l=0 =由,(2)剪力按计算剪力的规则(3)弯矩按计算弯矩的规则其它各题的答案:(a)(c)(d)(e)(f)4-2 解:题c(1)剪力和弯矩方程以左端A为原点,任一截面距左端的距离为x(图)\剪力方程:弯矩方程:(2 )剪力图与弯矩图按上述剪力方程和弯矩方程绘剪力图和弯矩图(3)与值由及得=200N =950题(f)(1)求支反力(见图)由,600-1004040=0=由,q4020-60=0=校核:+=2667+1333=4000N=q40=10040 所以支反力计算正确(2)剪力和弯矩方程以左端为原点,任一截面距左端的距离为x,则得剪力方程:弯矩方程(2)剪力图和弯矩图按上述剪力及弯矩方程绘出图及所示的剪力图和弯矩图所示剪力图和弯矩图.图中最大弯矩的截面位置可由,即剪力的条件求得Q(x)=3333-100x=0x=33.3cm(4)及由及得=2667N ,=355其他各题的答案:(a)=ql =(b)(d)(e)(g)(h)(i)(j)4-3 解:题c分别作、q单独作用时的弯矩图(图、),然后将此二图叠加得总的弯矩图。
东北大学力学基础实验思考题答案1、在足球比赛中,下列说法正确的是()[单选题]A.飞行过程中,足球不受力的作用B.头顶足球时头会感到疼,说明力的作用是相互的(正确答案)C.下落过程中,足球的惯性变大D.足球在地面上越滚越慢,说明物体的运动需要力来维持2、人耳听不到次声波,是因为响度太小[判断题] *对错(正确答案)答案解析:次声波和超声波的频率超过了人耳的听觉范围3、24.雪天为了使积雪尽快熔化,环卫工人在路面上撒盐,这是因为()[单选题] * A.盐使积雪的熔点降低(正确答案)B.盐使积雪的温度升高到0℃而熔化C.盐使积雪的熔点升高D.撒盐后的雪不再属于晶体,不需要达到熔点就可以熔化4、3.对匀减速直线运动,公式v2-v02=2ax中的a必须取负值.[判断题] *对错(正确答案)5、21.关于声现象,下列说法正确的是()[单选题] *A.人听到声音是否响亮只跟发声体发声时的振幅有关B.人们可以用声学仪器接收到超声波判断地震的方位和强度C.倒车雷达是利用回声定位探测车后的障碍物(正确答案)D.用大小不同的力敲击同一音叉是为了探究音调与频率的关系6、下列实例中,用做功的方式来改变物体内能的是()[单选题]A.用沸水煮饺子,饺子变熟B. 将冻柿子放在厨房,柿子解冻C.饮料中放入冰块,饮料降温D. 用锯条锯木头,锯条发热(正确答案)7、导体中的自由电子做定向移动时,它的周围就产生磁场[判断题] *对(正确答案)错答案解析:自由电子做定向移动时产生电流,电流周围存在磁场8、57.为了揭示大自然的奥秘,无数科学家进行了不懈的探索。
下列说法错误的是()[单选题] *A.汤姆逊发现了电子,从而揭晓了原子是可以再分的B.卢瑟福建立了原子结构的核式模型C.组成大自然的天体和微观粒子都在不停地运动,其中太阳是宇宙的中心(正确答案) D.近代科学家提出质子和中子都是由被称为夸克的更小粒子组成的9、19.学校楼道内贴有“请勿大声喧哗”的标语,这是提醒同学们要控制声音的([单选题] *A.响度(正确答案)B.音调C.音色D.频率10、78.有体积和质量都相同的铁球、铜球和铅球各一个,已知ρ铁=8×103kg/m3,ρ铜=9×103kg/m3,ρ铅=3×103kg/m3。