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中国大学MOOC大学物理Ⅰ（1）-（本班主讲老师：李庆芳）作业答案

大学物理Ⅰ（1）-（本班主讲老师：李庆芳）

学校: 无

平台: 超星学习通

题目如下：

1. 刚体绕定轴作匀变速转动时,刚体上距轴为的任一点的( )

A. 切向、法向加速度的大小均随时间变化;

B. 切向、法向加速度的大小均保持恒定;

C. 切向加速度的大小恒定,法向加速度的大小变化;

D. 法向加速度的大小恒定,切向加速度的大小变化。

答案: 切向加速度的大小恒定,法向加速度的大小变化;

2. 刚体作定轴转动时( )

A. 其上各点的轨迹必定为一圆;

B. 某瞬时其上任意两点的法向加速度大小与它们到转轴的垂直距离成反比;

C. 某瞬时其上任意两点的加速度方向互相平行;

D. 某瞬时在与转轴垂直的直线上的各点的加速度方向互相平行。

答案: 某瞬时在与转轴垂直的直线上的各点的加速度方向互相平行。

3. 某瞬时定轴转动刚体的角速度和角加速度都是一代数量,则( )

A. 当时,刚体作加速转动;

B. 只要,则刚体必作减速运动;

C. 当且时,则刚体作减速运动;

D. 当且时,则刚体作减速运动。

答案: 当且时,则刚体作减速运动。

4. 刚体绕定轴转动时,以下四种说法,哪一个是正确的?( )

A. 当转角时,角速度为正;

B. 当角速度时,角加速度为正;

C. 当与同号时为加速转动,当与反号时为减速转动;

D. 当时为加速转动,当时为减速转动。

答案: 当与同号时为加速转动,当与反号时为减速转动;

5. 刚体绕定轴转动时,以下四图所示的运动状态,哪些是可能的?( )

A. 图(A)中

B. 图(B)中A、

C. 图(C)中与共线;

D. 图中A、B、C三点为等边三角形三条边的中点,且、。

答案: 图(A)中

6. 关于刚体对轴的转动惯量,下列说法正确的是( )

A. 只取决于刚体质量,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. 只取决于轴的位置,与刚体的质量和质量的空间分布无关。

答案: 取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置。

7. 两个匀质圆盘和相对于过盘心且垂直于盘面的轴的转动惯量分别为和 ,且,但两圆盘的的质量和厚度相同。设两盘的密度各为和,下列说法正确的是( )

A. ;

B. ;

C. ;

D. 无法判断。

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8. 有两个半径相同、质量相等的细圆环,环的质量分布均匀,环的质量分布不均匀,它们对通过圆心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为和,则( )

A. ;

B. ;

C. ;

D. 无法判断。

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9. 质量为、半径为的均质细圆环,去掉2/3,剩余部分圆环对过圆心且与环面垂直的轴的转动惯量为( )

A. ;

B. ;

C. ;

D. 。

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10. 长为质量为的均匀细棒,绕一端点在水平面内作匀速率转动,已知棒中心点的线速率为,则细棒的转动动能为( )

A. ;

B. ;

C. ;

D. 。

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11. 均匀细棒的质量为,长为,可以绕通过其一端而与棒垂直的水平固定光滑轴转动,如图所示。今使棒从水平位置由静止开始自由下落,在棒摆到竖直位置的过程中,下述说法那一种是正确的( )

A. 合外力矩从大到小,角速度从小到大,角加速度从大到小;

B. 合外力矩从大到小,角速度从小到大,角加速度从小到大;

C. 合外力矩从大到小,角速度从大到小,角加速度从大到小;

D. 合外力矩从大到小,角速度从大到小,角加速度从小到大。

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12. 如图所示,、为两个相同的绕着轻绳的定滑轮, 滑轮挂一个质量为的物体, 滑轮受拉力为,而且 ,设、两滑轮的角加速度分别为和,不计滑轮轴的摩擦,则有( )

A. ;

B. ;

C. ;

D. 无法判断。

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13. 如图所示,轻绳跨过一具有水平光滑轴、转动惯量的定滑轮,绳的两端分别悬有质量为和的物体(),且绳与轮之间无相对滑动。若某时刻滑轮沿逆时针方向转动,设滑轮左、右两侧绳子张力大小分别为 、 ,则( )

A. ;

B. ;

C. ;

D. 无法判断。

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14. 几个力同时作用在一个具有固定转轴的刚体上,如果这几个力的矢量和为0,则此刚体( )

A. 必然不会转动;

B. 转速必然不变;

C. 转速必然改变;

D. 转速可能不变,也可能改变。

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15. 刚体做定轴转动,当它的角加速度很大时,下列说法正确的是( )

A. 作用在刚体上的力一定很大;

B. 作用在刚体上的合外力矩一定很大;

C. 作用在刚体上的合外力矩可以为0;

D. 以上说法都不对。

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16. 下列说法中哪些是正确的( ) (1)作用在定轴转动刚体上的外力越大,刚体转动的角加速度应越大。 (2)作用在定轴转动刚体上的合外力矩越大,刚体转动的角速度越大 。 (3)作用在定轴转动刚体上的合外力矩为零,刚体转动的角速度为零。 (4)作用在定轴转动刚体上合外力矩越大,刚体转动的角加速度越大 。 (5) 作用在定轴转动刚体上的合外力矩为零,刚体转动的角加速度为零。

A. (1)和(2);

B. (2)和(3);

C. (3)和(4);

D. (4)和(5)。

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17. 匀质圆盘的质量为m,半径为R,绕过盘边缘一点且垂直于盘面的轴作定轴转动,设某瞬时,其转动角速度为ω,则系统的动能为:( )

A.

B.

C.

D.

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18. 匀质细棒的质量为m,长度为l,绕过细棒中心O、且垂直于细棒的轴作定轴转动,设某瞬时,其转动角速度为ω,则细棒的动能为( )

A.

B.

C.

D.

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19. 匀质圆环的质量为m,半径为R,绕过环心O且垂直于圆环面的轴作定轴转动,设某瞬时,其转动角速度为ω,则系统的动能为:( )

A.

B.

C.

D.

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20. 一均匀圆盘状飞轮质量为20kg,其半径为30cm,当它以每分钟60转的角速度旋转时,其动能为( )

A. 16.2

B. 8.1

C. 8.1

D. 1.8

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21. 质量为32 kg、半径为0.25m的均质飞轮,其外观为圆盘形状。当飞轮作角速度为12 rad·s-1的匀速率转动时,它的转动动能为( )

A. 6 J

B. 12 J

C. 72 J

D. 144 J

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22. 如图所示,一均匀细杆可绕通过其一端的水平轴在竖直平面内自由转动,杆长。今使杆与竖直方向成角由静止释放(取10m/),则杆的最大角速度为( )

A. 3

B.

C.

D.

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23. 如图所示,一悬绳长为,质量为的单摆和一长度为、质量为能绕水平轴自由转动的匀质细棒(细棒绕此轴转动惯量是),现将摆球和细棒同时从与竖直方向成角的位置由静止释放,当它们运动到竖直位置时,摆球和细棒的角速度之间的关系为( )

A.

B.

C.

D. 无法判断

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24. 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,角速度为。然后她将两臂收拢,使转动惯量减少为,这时她的转动角速度变为( )

A. ;

B. ;

C. ;

D. 。

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25. 一质量为M的均匀细杆,可绕光滑水平轴转动,一质量为m的小球以速度v0水平飞来,与杆端做完全非弹性碰撞,则小球与杆组成的系统(如图所示)满足:( )

A. 动量守恒,对O点角动量守恒;

B. 动量不守恒,对O点角动量守恒;

C. 动量不守恒,对O点角动量不守恒;

D. 动量守恒,对O点角动量不守恒。

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26. 一人站在有光滑固定转轴的转动平台上,双臂水平地举二哑铃。在该人把此二哑铃水平收缩到胸前的过程中,人、哑铃与转动平台组成的系统的( )

A. 机械能守恒,角动量守恒

B. 机械能守恒,角动量不守恒

C. 机械能不守恒,角动量守恒

D. 机械能不守恒,角动量也不守恒

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27. 如图所示的圆锥摆,摆球在水平面上作匀速圆周运动。摆球的动能、动量和角动量是否守恒正确的说法是( ) (1) 动能不变 (2) 动量守恒 (3) 关于点的角动量守恒 (4) 关于轴的角动量守恒

A. (1)(4)

B. (3)(4)

C. (2)(3)

D. (1)(2)

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28. 一水平转台可绕固定的铅直中心轴转动,转台上站着一个人,初始时转台和人都处于静止状态。当此人在转台上随意走动时,该系统的动量、角动量和机械能是否守恒正确的说法是( )

A. 动量守恒

B. 对铅直中心轴的角动量守恒

C. 机械能守恒

D. 动量、机械能和对铅直中心轴的角动量都守恒。

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29. 一人张开双臂手握哑铃坐在转椅上,让转椅转动起来,若此后无外力矩作用,则当此人收回双臂时,人和转椅这一系统的( ) (1) 转速加大,转动动能不变 (2) 角动量加大 (3) 转速和转动动能都加大 (4) 角动量保持不变

A. (1)(4)

B. (2)(3)

C. (3)(4)

D. (1)(2)

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30. 质量分别为m和2m的两质点用一长为l的轻质细杆相连,系统绕过质心且与杆垂直的轴转动,其中质量为m的质点的线速率为,则该系统对质心的角动量为( )

A.

B.

C.

D. 上述答案都不对

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31. 如图所示,一静止的均匀细棒,长为,质量为,可绕通过棒的中点﹑且垂直于棒长的水平轴在竖直面内自由转动,转动惯量为。一质量为、速度为的子弹在竖直方向射入棒的右端,击穿棒后子弹的速度为,则此棒的角速度为( )

A.

B.

C.

D.

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32. 光滑的水平桌面上,有一长为、质量为的匀质细杆,可绕通过其中点,且与杆垂直的竖直轴自由转动,其转动惯量为。开始时,细杆静止,有一个质量为的小球沿桌面正对着杆的一端,在垂直于杆长的方向上以速度运动,并与杆的端碰撞后与杆粘在一起转动,则这一系统碰撞后的转动角速度为( )

A.

B.

C.

D.

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33. 一个弹簧振子,在平衡位置且向正方向运动时开始计时,如果振动方程用余弦函数表示。此时刻它的位相是( )。

A. 0;

B. ;

C. ;

D. 。

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34. 将一劲度系数k = 7.0N/m的弹簧(不计质量)切成两等分,并排悬挂,并吊着一个质量为M的物体,若系统的振动频率为3.0 Hz,物体质量M为( )

A. 7.9×10 ̶ 2kg;

B. 3.94×10 ̶ 2kg;

C. ;

D.

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35. 质量为m,劲度系数为k的弹簧振子放在倾角为的光滑斜面上,弹簧一端固定,起振后,该弹簧振子的频率为( )。

A.

B.

C.

D.

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36. 一轻弹簧,上端固定,下端挂有质量为的重物,其自由振动的周期为.今已知振子离开平衡位置为时,其振动速度为,加速度为。则下列计算该振子劲度系数的公式中,错误的是( )

A.

B.

C.

D.

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37. 轻弹簧上端固定,下系一质量为的物体,稳定后在下边又系一质量为的物体,于是弹簧又伸长了.若将移去,并令其振动,则振动周期为( )

A.

B.

C.

D.

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38. 劲度系数分别为和的两个轻弹簧串联在一起,下面挂着质量为的物体,构成一个竖挂的弹簧振子,则该系统的振动周期为( )

A.

B.

C.

D.

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39. 一劲度系数为的轻弹簧截成三等份,取出其中的两根,将它们并联,下面挂一质量为的物体,如图所示。则振动系统的频率为( )

A.

B.

C.

D.

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40. 如图所示,质量为的物体由劲度系数为和的两个轻弹簧连接在水平光滑导轨上作微小振动,则该系统的振动频率为( )

A.

B.

C.

D.

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41. 如图所示,质量为的物体,由劲度系数为和的两个轻弹簧连接到固定端,在水平光滑导轨上作微小振动,其振动频率为( )

A.

B.

C.

D.

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42. 图中三条曲线分别表示简谐运动中的位移,速度,和加速度.下列说法中哪一个是正确的?( )

A. 曲线3、1、2分别表示、、曲线

B. 曲线2、1、3分别表示、、曲线

C. 曲线1、3、2分别表示、、曲线

D. 曲线1、2、3分别表示、、曲线

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43. 一个质点作简谐振动,振幅为A,在起始时刻质点的位移为,且向x轴负方向运动,代表此简谐振动的旋转矢量为____

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44. 已知一质点沿轴作简谐运动.其振动方程为.与之对应的振动曲线是____

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45. 有一谐振子沿轴运动,平衡位置在处,周期为,振幅为。时刻振子过处向轴负向运动,则其运动方程可表示为:( )

A.

B.

C.

D.

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46. 水平弹簧振子作简谐振动(用余弦函数表示),振幅为,当时,物体在 处,且向轴负方向运动,则振子的初位相为:( )

A. ;

B. ;

C. ;

D.

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47. 一弹簧振子,重物的质量为,弹簧的劲度系数为,该振子作振幅为的简谐运动.当重物通过平衡位置且向正方向运动时开始计时.则其振动方程为( )

A.

B.

C.

D.

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48. 一质点作简谐运动,周期为。当它由平衡位置向轴正方向运动时,从二分之一最大位移处到最大位移处这段路程所需要的时间为( )

A.

B.

C.

D.

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49. 一质点作简谐运动,周期为。质点由平衡位置向轴正方向运动时,由平衡位置到二分之一最大位移这段路程所需要的时间为( )

A.

B.

C.

D.

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50. 用余弦函数描述一简谐振子的振动.若其速度-时间()关系曲线如图所示,则振动的初相位为( )

A.

B.

C.

D.

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51. 一弹簧振子作简谐振动,当振子位移为振幅的一半时,其势能与动能之比为( )

A. ;

B. ;

C. ;

D. 。

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52. 两弹性系数为k1、k2的轻弹簧串联后,一端固定,另一端用一力F将其拉至某位置,此时两弹簧弹性势能之比Ep1/Ep2为:( )

A. k1/ k2

B. k2/ k1

C. k1 k2

D. k1/ ( k2 + k1)

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53. 一弹簧振子作简谐运动,总能量为,如果简谐运动振幅增加为原来的两倍,重物的质量增为原来的四倍,则它的总能量变为( )

A.

B.

C.

D.

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54. 弹簧振子在光滑水平面上作简谐运动时,弹性力在半个周期内所作的功为( )

A.

B.

C.

D. 0

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55. 一弹簧振子作简谐运动,当位移为振幅的一半时,其动能为总能量的( )

A.

B.

C.

D.

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56. 一弹簧振子作简谐运动,当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的时,其动能为振动总能量的( )

A.

B.

C.

D.

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57. 一物体作简谐运动,振动方程为,则该物体在时刻的动能与(为振动周期)时刻的动能之比为( )

A. 1:4

B. 1:2

C. 4:1

D. 2:1

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58. 一质点作简谐运动,其振动方程为.在求质点的振动动能时,得出下面5个表达式: (1) ; (2) ; (3) ; (4) ; (5) 。 其中是质点的质量,是弹簧的劲度系数,是振动的周期.这些表达式中( )

A. (1)、(4)是对的

B. (2)、(4)是对的

C. (1)、(5)是对的

D. (3)、(5)是对的

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59. 两个简谐振动的图如图所示,将这两个谐振动叠加后,合成的余弦振动的初相为( )

A. 0

B.

C.

D.

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60. 图为两个互相垂直的简谐振动合成的运动轨道,已知方向的振动方程为,方向的振动方程为:( )

A.

B.

C.

D.

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61. 两个同方向的简谐运动曲线如图所示.合振动的振幅为( )

A.

B.

C.

D.

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62. 两个同方向同频率的简谐运动,其振动表达式分别为: (SI) 、 (SI), 它们的合振动的振辐和初相分别为( )

A.

B.

C.

D.

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63. 图中所示为两个简谐运动的振动曲线.若以余弦函数表示这两个振动的合成结果,则合振动的方程为为( )

A.

B.

C.

D.

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64. 一个弹簧振子放在光滑的水平桌面上，第一次把它从平衡位置拉开d，释放后，它作简谐振动，振动的频率是f1，第二次把它从平衡位置拉开3d，释放后，它仍作简谐振动，振动频率是f2，这两次振动频率的比值是（ ）

A. 1:3

B. 3:1

C. 1:1

D.

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65. 一质点作简谐振动，其位移x与时间的关系曲线如图所示，由图可知，在t = 4秒时，质点的（ ）

A. 速度为正的最大值，加速度为零

B. 速度为负的最大值，加速度为零

C. 速度为零，加速度为正的最大值

D. 速度为零，加速度为负的最大值

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66. 一个弹簧振子，在平衡位置且向正方向运动时开始计时，如果振动方程用余弦函数表示。此时刻它的位相是（ ）

A. 0

B.

C.

D.

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67. 一质点作简谐振动，某时刻它在处且向负x方向运动，它要重新回到该位置所要经历的时间最短为：（ ）

A.

B.

C.

D.

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68. 一弹簧振子作简谐振动，当振子位移为振幅的一半时，其势能与动能之比为（ ）

A.

B.

C.

D.

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69. 一弹簧振子作简谐振动，已知振动系统的总能量为100 J，则当振子位移为振幅的一半时，其动能为（ ）

A. 25 J

B. 50 J

C. 75 J

D. 100 J

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70. 质量为m的小球可视为质点，与两劲度系数为K的轻质弹簧连接如图所示，当小球沿左右水平方向做微小振动时，其振动周期为：（ ）

A.

B.

C.

D.

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71. 两个简谐振动的图如图所示，将这两个谐振动叠加后，合成的余弦振动的初相为（ ）

A. 0

B.

C.

D.

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72. 一机械波在弹性介质中传播时，某介质元位移达到负最大值时，它的能量为（ ）。

A. Ek = 0，Ep最大

B. Ek = 0，Ep最小

C. Ek = 0，Ep = 0

D. Ek 最大，Ep = 0

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73. 机械波在弹性媒质中传播时，若媒质中某质元刚好经过平衡位置，则它的能量为：（ ）

A. 动能最大，势能也最大

B. 动能最小，势能也最小

C. 动能最大，势能最小

D. 动能最小，势能最大

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74. 若一平面简谐波的波函数为(国际单位制)，式中A、B、C为正值恒量，则（ ）。

A. 波速为C

B. 周期为

C. 波长为

D. 角频率为

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75. 如图所示，在坐标原点 O 处有一波源，其振动表达式为，由波源发出的平面简谐波沿坐标轴 x 正方向传播。在距离波源 d 处有一平面将波全反射回来（反射时无半波损失），则反射波的表达式为：（ ）

A.

B.

C.

D.

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76. 下列结论中，哪个是正确的？（ ）

A. 波动方程中的坐标原点一定要放在波源位置

B. 机械振动一定能产生机械波

C. 振动的速度与波的传播速度大小相等

D. 波列中质元的振动周期与波的周期数值相等

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77. 有两列频率相同、振动方向相同、波长相同、相位差恒定，但振幅不同的波，在同一直线上沿相反方向进行，则它们（ ）

A. 不是相干波，但可以形成驻波

B. 是相干波，但不能形成驻波

C. 不是相干波，也不能形成驻波

D. 是相干波，也能形成驻波

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78. 已知驻波的方程为 （SI制），则波节的位置是（ ）

A.

B.

C.

D.

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79. 下列说法正确的是：（ ）

A. 驻波是同向传播且波幅相等的两列相干波的叠加

B. 驻波是相向传播且波幅相等的两列相干波的叠加

C. 驻波是同向传播且波幅相等的两列非相干波的叠加

D. 驻波是相向传播且波幅相等的两列非相干波的叠加

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80. S1和S2是波长均为 λ 的两个相干波的波源，相距为，S1的位相比S2 超前（即）。若两列波单独传播时，在过 S1 和 S2 的直线上各点的强度相同，不随距离变化，且两波的强度都是。则在 S1、S2 连线上 S1 外侧的 P1 点和 S2 外侧的 P2 点（如图所示），合成波的强度分别是（ ）

A.

B. 0,0

C.

D.

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81. 火车汽笛的频率为，当火车以匀速率 驶向站台时，静止于站台上的观测者接收到笛声的频率为（设空气中的声速为u）（ ）

A.

B.

C.

D.

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82. 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

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83. 如图质量为m1和m2的质点由一轻棒相连接，相距为r0，设，则两质点对垂直于棒并通过质心的轴的转动惯量为（ ）

A.

B.

C.

D.

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84. 两个细棒质量均为m，长度均为l，制成T型（如图所示），且可绕O轴（垂直纸面，O点为水平棒的中心）自由转动，则该T型系统对O轴的转动惯量为：（ ）

A.

B.

C.

D.

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85. 一半径为的飞轮以每分钟1500转绕垂直于盘面且过盘心的定轴转动，受到制动后均匀的减速，经过50 s后静止，则飞轮的角加速度为：（ ）

A.

B.

C.

D.

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86. 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JA和JB，则：（ ）

A.

B.

C.

D. 不能确定JA 、JB哪个大

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87. 如图所示，A、B为两个相同的绕着轻绳的定滑轮。A滑轮挂一质量为M的物体，B滑轮受拉力，而且F = mg。设A、B两滑轮的角加速度大小分别为αA、αB，不计滑轮轴的摩擦，则有（ ）

A. αA = αB

B. αA > αB

C. αA < αB

D. 开始时αA = αB，以后αA < αB

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88. 一质量为M的均匀细杆，可绕光滑水平轴转动，一质量为m的小球以速度v0水平飞来，与杆端做完全非弹性碰撞，则小球与杆组成的系统(如图所示)满足：( )

A. 动量守恒，对O点角动量守恒

B. 动量不守恒，对O点角动量守恒

C. 动量不守恒，对O点角动量不守恒

D. 动量守恒，对O点角动量不守恒

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89. 一花样滑冰者，开始自转时，其角速度为ω0，然后她将手臂收回，转动惯量减少至原来的，此时她的角速度变为ω，忽略冰面的摩擦阻力矩，则有关系（ ）

A.

B.

C.

D.

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90. 匀质圆盘的质量为m，半径为R，绕过盘边缘一点且垂直于盘面的轴作定轴转动，设某瞬时，其转动角速度为ω，则系统的动能为：（ ）

A.

B.

C.

D.

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91. 定轴转动刚体的自由度是（ ）个

A. 1

B. 3

C. 6

D. 5

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