程守洙《普通物理学》（第5版）（上册）配套题库【名校考研真题＋课后习题＋章节题

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第一部分　名校考研真题
　　说明：本部分从指定程守洙主编的《普通物理学》（第5版）为考研参考书目的名校历年考研真题中挑选最具代表性的部分，并对其进行了详细的解答。所选考研真题既注重对基础知识的掌握，让学员具有扎实的专业基础；又对一些重难点部分（包括教材中未涉及到的知识点）进行详细阐释，以使学员不遗漏任何一个重要知识点。为方便题库上线和读者阅读，本题库分为上下册。
　第1章　力和运动
　第2章　运动的守恒量和守恒定律
　第3章　刚体和流体的运动
　第4章　相对论基础
　第5章　气体动理论
　第6章　热力学基础
　第7章　静止电荷的电场
　第8章　恒定电流的磁场
　第9章　电磁感应　电磁场理论
第二部分　课后习题
　　说明：本部分对程守洙主编的《普通物理学》（第5版）教材每一章的课后习题进行了详细的分析和解答，并对个别知识点进行了扩展。课后习题答案经过多次修改，质量上乘，非常标准，特别适合应试作答和临考冲刺。
　第1章　力和运动
　第2章　运动的守恒量和守恒定律
　第3章　刚体和流体的运动
　第4章　相对论基础
　第5章　气体动理论
　第6章　热力学基础
　第7章　静止电荷的电场
　第8章　恒定电流的磁场
　第9章　电磁感应　电磁场理论
第三部分　章节题库
　　说明：本部分严格按照程守洙主编的《普通物理学》（第5版）教材内容进行编写，每一章都精心挑选经典常见考题，并予以详细解答。熟练掌握本书考题的解答，有助于学员理解和掌握有关概念、原理，并提高解题能力。
　第1章　力和运动
　第2章　运动的守恒量和守恒定律
　第3章　刚体和流体的运动
　第4章　相对论基础
　第5章　气体动理论
　第6章　热力学基础
　第7章　静止电荷的电场
　第8章　恒定电流的磁场
　第9章　电磁感应　电磁场理论
第四部分　模拟试题
　　说明：参照程守洙主编的《普通物理学》（第5版）教材，根据各高校历年考研真题的命题规律及热门考点精心编写了1套考前模拟试题，并提供详尽、标准解答。通过模拟试题的练习，学员既可以用来检测学习该考试科目的效果，又可以用来评估对自己的应试能力。
　程守洙《普通物理学》（第5版）配套模拟试题及详解
                                                                                                                                                                                                    内容简介                                                                                            
　　程守洙主编的《普通物理学》（第5版）是我国高校物理类专业广泛采用的权威教材之一，也被众多高校（包括科研机构）指定为考研考博专业课参考书目。
　　为了帮助参加研究生入学考试指定考研参考书目为程守洙主编的《普通物理学》（第5版）的考生复习专业课，我们根据教材和名校考研真题的命题规律精心编写了程守洙《普通物理学》（第5版）辅导用书（均提供免费下载，免费升级）：
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　　第一部分为名校考研真题及详解。本部分从指定程守洙主编的《普通物理学》（第5版）为考研参考书目的名校历年考研真题中挑选最具代表性的部分，并对其进行了详细的解答。所选考研真题既注重对基础知识的掌握，让学员具有扎实的专业基础；又对一些重难点部分（包括教材中未涉及到的知识点）进行详细阐释，以使学员不遗漏任何一个重要知识点。
　　第二部分为课后习题及详解。本部分对程守洙主编的《普通物理学》（第5版）教材每一章的课后习题进行了详细的分析和解答，并对个别知识点进行了扩展。课后习题答案经过多次修改，质量上乘，非常标准，特别适合应试作答和临考冲刺。
　　第三部分为章节题库及详解。本部分严格按照程守洙主编的《普通物理学》（第5版）教材内容进行编写。每一章都精心挑选经典常见考题，并予以详细解答。熟练掌握本书考题的解答，有助于学员理解和掌握有关概念、原理，并提高解题能力。
　　第四部分为模拟试题及详解。参照程守洙主编的《普通物理学》（第5版）教材，根据各高校历年考研真题的命题规律及热门考点精心编写了一套考前模拟试题，并提供详尽、标准解答。通过模拟试题的练习，学员既可以用来检测学习该考试科目的效果，又可以用来评估对自己的应试能力。
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内容预览
第一部分　名校考研真题
说明：本部分从指定程守洙主编的《普通物理学》（第5版）为考研参考书目的名校历年考研真题中挑选最具代表性的部分，并对其进行了详细的解答。所选考研真题既注重对基础知识的掌握，让学员具有扎实的专业基础；又对一些重难点部分（包括教材中未涉及到的知识点）进行详细阐释，以使学员不遗漏任何一个重要知识点。为方便题库上线和读者阅读，本题库分为上下册。
第1章　力和运动
一、选择题
1．质点作半径为R的变速率圆周运动，以υ表示其某一时刻的速率，则质点加速度的大小为（　　）。[北京邮电大学2010研]
A．

　
B．

　
C．

　
D．

【答案】D查看答案
【解析】质点切向加速度为

，法向加速度为

，故质点加速度为：

2．以下五种运动形式中，加速度保持不变的运动是（　　）。[华南理工大学2009研]
A．单摆的运动
B．匀速率圆周运动
C．行星的椭圆轨道运动
D．抛体运动
E．圆锥摆运动
【答案】D查看答案
【解析】抛体运动可将其分解为竖直方向的匀加速直线运动和水平方向的匀速直线运动，故其加速度

始终为

,且方向竖直向下。
3．一质点在xoy平面上运动。其速度的两个分量是

，其中A、

为常量。已知质点的轨道通过坐标原点，则该质点的轨道方程为（　　）。[电子科技大学2008研]
A．

　
B．

　
C．


D．

【答案】A查看答案

4．一质点受力

的作用，沿x轴正方向运动．从x＝0到x＝2m过程中，力

的功为（　　）。[电子科技大学2008研]
A．8J
B．12J
C．16J
D．24J
【答案】A查看答案
【解析】

；所以此力做功为8J。
5．一质点在xoy平面上运动，其速度的两个分量是vx＝Ay，vy＝vo，其中A、

为常量，则质点在点（x，y）处的切向加速度为（　）。[电子科技大学2009研]
A．

B．

C．

D．

【答案】A查看答案


6．如图所示，A、B为两个质量都为M的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F，且F＝mg。设A、B两滑轮的角加速度分别为βA和βB，不计滑轮轴的摩擦，则有（　　）。[电子科技大学2009研]
A．βA＝βB
B．βA＜βB
C．βA＞βB
D．开始时βA＜βB，以后βA＝βB
【答案】B查看答案
【解析】对于B滑轮，由牛顿第二定律得：

故

对于A滑轮，设绳中的拉力为T由牛顿第二定律得：

故

比较得

。
7．一质量为m的质点沿半径R的圆周运动，其法向加速度an＝at2，式中a为常量，则作用在质点上的合外力的功率为（　　）。[电子科技大学2010研]
A．

　
B．

C．

　
D．

【答案】A查看答案
【解析】圆周运动满足

，得到质点动能为：

由能量守恒，合外力做功转化为动能，则某时刻的瞬时功率为：


二、填空题
1．有一旅客站在沿水平轨道匀速开行的列车最后一节车厢后的平台上，
（1）手拿石块，松手释放；
（2）沿水平方向向车后掷出石块，使石块相对车的速度等于火车相对于地的速度。
则站在铁路路基旁的观察者所见石块的运动是：
（1）（　）。
（2）（　）。[华南理工大学2011研]
【答案】（1）平抛运动；（2）自由落体运动查看答案
【解析】（1）旅客站在列车的最后车厢的平台上，当松手将石头释放时，石块具有惯性速度，方向为列车的方向，大小等于列车速度值，同时在垂直方向做自由落体运动，所以在地面上观察，石块做平抛运动；
（2）当旅客以和列车速度大小相等，方向相反的速度向后扔石块时，在地面地面观察者看来，石块的水平速度为零，只有垂直方向的运动，故为自由落体运动。
2．倾角为30°的一个斜面体放置在水平桌面上。一个质量为2kg的物体沿斜面下滑，下滑的加速度为3.0m／s2。若此时斜面体静止在桌面上不动，则斜面体与桌面间的静摩擦力f＝（　　）。[华南理工大学2011研]

图1-1
【解答】

N
【解析】对此物体做受力分析，它受重力，斜面支持力和摩擦力，可得：



可得：

由牛顿第三定律，斜面除地面摩擦力外，在水平方向还受物体的压力和摩擦力，

可得地面摩擦力为

N。
3．质量为m的小球，用轻绳AB、BC连接，如图1-2，其中AB水平。剪断绳AB前后的瞬间，绳BC中的张力比T:T′＝（　　）。[华南理工大学2011研]

图1-2
【答案】

【解析】剪断AB前时受力情况为如图1-3所示，设受的力分别为

,

和mg，且三者的关系为：

图1-3
小球保持静止，分析垂直方向的受力情况可知：

；
当AB绳子剪断以后，AB瞬间不受力。此时，小球仅受BC绳子的拉力和重力。受力情况如,1-4：

图1-4
此时，重力mg分解为沿绳方向和垂直绳子方向。沿绳方向为

，所以

。
4．一个质量为m的质点，沿x轴作直线运动，受到的作用力为F＝F0cosωt，若t＝0时刻，质点的位置坐标为x0，初速度V0＝0。则质点的速度随时间变化的关系式是v＝______；质点的位置坐标随时间变化的关系式是x＝______。（题中各量均为国际单位制）[南京航空航天大学2008研]
【答案】（1）

；
（2）

【解析】（1）运动牛顿第二定律，然后积分：

简化后得到：

积分得：

。
（2）由速度的定义可得：

积分得：

。
5．半径为R＝2m飞轮作加速转动时，轮边缘上一点的运动学方程为S＝0.1t3（国际单位制）则当此点的速率v＝30m／s时，其切向加速度为（　　），法向加速度为（　）。[南京航空航天大学2008研]
【答案】（1）6m／s2；（2）450m／s2
【解析】（1）边缘点的速度方程为：

。已知

，则可得

。切向加速度为：

，当t＝10时，

。
（2）法向加速度为：

。
6．质量m＝2kg的物体，在坐标原点处从静止出发在水平面内沿x轴运动，其所受合力方向与运动方向相同，合力大小为F＝6＋4x（国际单位制），那么，物体在开始运动的3m内，合力所作的功＝（　）；且x＝3m时，物体的速率＝（　　）。[南京航空航天大学2008研]
【答案】36J；6m／s查看答案
【解析】（1）设做功为W，则有

；
（2）由牛顿第二定律得

；化简得

，积分并考虑到初始时刻，位移和速度均为零，可解得

。
7．台风形成时，气流向低压中心汇聚过程中，因受到（　　）力的影响，使气流偏转而形成气旋。在卫星上观察，北半球台风绕中心旋转沿着（　　）时针方向。[厦门大学2011研]
【答案】科里奥利力；逆查看答案
【解析】（1）台风的形成条件之一是需要有足够的地球自转偏向力即科里奥利力，地球自转的作用使赤道周围空气很难进入低气压区。
（2）在北半球，通过判断科里奥利力的方向可知台风围绕其中心逆时针方向旋转。
8．一物体质量M＝2kg，在合外力F＝（3＋2t）i（S1）作用下，从静止出发沿水平X轴作直线运动，则当t＝1S时物体的运动速度

＝（　）；合外力所作的功W＝（　　）。[南京航空航天大学2007研]
【答案】

；4J
【解析】（1）经分析得到，物体做的是变加速度的加速运动，则加速度大小为：

；
同时，由加速度的定义有：

；
所以两边同时积分：

；
可解得：

。
（2）设做的功为W，则由功的定义可得：

；
积分得：

。
三、计算题
1．如图1-5所示，质量为M的滑块正沿着光滑水平地面向右滑动．一质量为m的小球水平向右飞行，以速度

（对地）与滑块斜面相碰，碰后竖直向上弹起，速率为v2（对地）。若碰撞时间为△t，试计算此过程中滑块对地的平均作用力和滑块速度增量的大小。[华南理工大学2011研]

图1-5
解：受力分析如图1-6所示

图1-6
（1）一整个系统为研究对象，竖直方向由动量定理得：

所以地面对滑块支持力为：

由牛顿第三定律滑块对地面力为：

（2）水平方向由动量守恒有：

所以，滑块速度变化为：


2．有一宽为

的大江，江水由北向南流去．设江中心流速为

，靠两岸的流速为零。江中任一点的流速与江中心流速之差是和江心至该点距离的平方成正比，今有相对于水的速度为

的汽船由西岸出发，向东偏北45°方向航行，试求其航线的轨迹方程以及到达东岸的地点。[华南理工大学2009研]
解：以出发点为坐标原点，向东取为

轴，向北取为

轴，因流速

方向，由题意可得

，

令

处

处

，
代入上式定出

、

，而得

，
船相对于岸的速度

明显可知是

，

将上二式的第一式进行积分，有

。
对第二式写成微分形式，并将上式代入，有

可得

因此，积分之后可求得如下的轨迹（航线）方程

到达东岸的地点

为

解得

。
3．如图1-7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

的运动。[华南理工大学2009研]

图1-7
解：（1）小车沿水平方向作匀速运动，则小球处于平衡状态，此时摆球A在水平方向与竖直方向受的和外力均为0，此时有



（2）小车沿水平方向作加速度为

的运动，则由牛顿第二定律知

联立上式解得

，

。
4．一质量为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）[华南理工大学2010研]

图1-8
解：首先分析B受到A的作用力。在垂直斜面方向，B受到A的支持力，

，方向垂直斜面向上。
在平行斜面方向，B受到A的摩擦力，

，方向沿斜面向上。
根据牛顿第三定律，A受到B的压力为

，方向垂直斜面向下。
A受到B的摩擦力，

，方向沿斜面向下。
由于A处于平衡态，A受到地面的支持力

，方向向上。
A受到地面的摩擦力

，方向向右。
根据牛顿第三定律，A对地面的压力

，方向向下。
A对地面的摩擦力

，方向向左。
5．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。[华南理工大学2009研]

图1-9
解：（1）物体A受三个力，分别为重力、桌面对其的支持力和桌面的摩擦力。
（2）由于物体组合B与C做自由落体运动，因此物体B与C只受重力，加速度为此处的重力加速度g，B与C之间没有作用力。
物体A与B的受力图如图1-10所示:

图1-10
6．如图1-11所示，质量为m的小钢球从A处由静止开始在铅直面内沿圆心在D点、半径为R的光滑半圆形槽下滑。求当钢球滑列图示位置时（此时钢球和o的连线与竖直方向成θ角），钢球对糟的压力和钢球的切向加速度。[电子科技大学2008研]

图1-11
解：分析题意可知小钢球在光滑圆形槽内滑动，可以看成圆周运动。分别分析切向和法向方向上的受力情况可得：



解得


7．一长为5m的梯子，顶端斜靠在竖直的墙上，设t＝0时顶端离地4m，当顶端以2m／s的速度沿墙面匀速下滑时，求：（1）梯子底端的运动方程和速度；（2）在t＝0.5s时，梯子底端的速度。[厦门大学2011研]
解：（1）建立一个坐标系， 设任意时刻梯子上端A的坐标设为（0，y），梯子低端的坐标为（x，0），由梯子的长度为5，则：

　①
上端点A的速度为－2米每秒：

②
初始时刻有

　③
联立②③两式可解得：

④
再联立①④两式可得：

　⑤
速度为：

　⑥
联立④⑤⑥可得：

　⑦
⑤和⑦即为所求的梯子低端B点的运动方程和速度。
（2）当

时，代入到⑦得


8、如图1-12所示，一小球自离地面高度为H的A点自由落下，当它下落了距离h时，与一斜面发生碰撞，并以碰撞前速率水平弹出，求h为多大时小球弹得最远。[厦门大学2011研]

图1-12
解：小球的运动可以分为两个过程。
第一个过程是自由落体运动，在碰撞之前的速度为自由下落h的速度，即：

（1）
第二个过程是以速度v做平抛运动，在设空中运动的时间为t，则有：

　（2）
平抛运动的水平方向的位移为：

（3）
联立（1）~（3）可得：

当

时，S有最大值。
9．一条质量为m长度为

的匀质链条放在一光滑水平桌面上，链子的一端有极小的一段长度伸出桌子边缘并在重力作用下从静止开始下落。求在下列两种情况下，整条链条刚离开桌面时的速度：
（1）在刚开始下落时，链条以直线形式展开置于桌面；
（2）刚开始下落时，链条盘在桌子的边缘，并假定链条未脱离桌面的那一部分的速度一直为零。[厦门大学2007研]
解：
（1）链条运动过程中各部分速度及加速度相同，有

将上式分离变量得：

对上式两边积分得：


（2）此种情况下只有落下部分链条具有加速度，故有

将

两边同乘

∵

∴

改写为

对上式两边积分：


。
10．跳伞运动员初张伞时（设此初始时刻t0＝0）的速度为ν0。已知下降过程中阻力大小与速度平方成正比，比例系数为a。若人伞总质量为m，求跳伞运动员的速度随时间变化的函数。[厦门大学2011研]
解：由题意可知：

由牛顿第二定律

可以解得


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