大学物理学试卷5及答案
大学物理试题及答案
大学物理试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光速在真空中是恒定的，其数值为：A. 299792458 m/sB. 299792458 km/sC. 299792458 cm/sD. 299792458 mm/s2. 根据牛顿第二定律，一个物体的质量为2kg，受到的力为10N，其加速度为：A. 5 m/s²B. 10 m/s²C. 15 m/s²D. 20 m/s²3. 以下哪个不是电磁波的类型？A. 无线电波B. 可见光C. 紫外线D. 声波4. 波长为λ的波在介质中传播速度为v，频率为f，以下哪个关系式是正确的？A. v = λfB. v = λ/fC. v = f/λD. f = v/λ5. 根据热力学第一定律，能量守恒，以下哪个说法是正确的？A. 能量可以被创造或消灭B. 能量不能被创造或消灭，但可以转换形式C. 能量可以被创造，但不能被消灭D. 能量可以被消灭，但不能被创造6. 一个物体在水平面上以恒定速度v运动，摩擦力为f，以下哪个公式正确描述了物体的动力学？A. f = mvB. f = maC. f = mv²D. f = 07. 根据相对论，当一个物体接近光速运动时，以下哪个现象会发生？A. 质量增加B. 时间变慢C. 长度缩短D. 所有选项都正确8. 以下哪个量不是标量？A. 温度B. 速度C. 力D. 质量9. 一个理想气体在等温过程中，其压强和体积的关系是：A. 正比B. 反比C. 不变D. 无法确定10. 以下哪个是量子力学的基本原理？A. 能量守恒B. 波粒二象性C. 牛顿运动定律D. 电磁感应二、简答题（每题10分，共30分）1. 请简述牛顿第三定律的内容及其物理意义。
2. 解释什么是电磁感应，并给出一个实际应用的例子。
3. 什么是黑体辐射？并简述普朗克黑体辐射定律。
三、计算题（每题25分，共50分）1. 一个质量为5kg的物体在水平面上，受到一个大小为20N的水平拉力。
《大学物理》试题及答案
《 大学物理学 》课程试题一、选择题（单选题，每小题3分，共30分）1、质点的运动方程为：)()28()63(22SI j t t i t t r，则t=0时，质点的速度大小是[ ]。
（A ）5m.s -1 （B ）10 m.s -1 (C) 15 m.s -1 (D) 20m.s -1 2、一质点在半径为0.1m 的圆周上运动，其角位置为3t 42 (SI ）。
当切向加速度和法向加速度大小相等时，θ为[ ]。
(A) 2rad (B) 2/3rad (C) 8rad (D) 8/3rad 3、有些矢量是对于一定点（或轴）而确定的，有些矢量是与定点（或轴）的选择无关的。
在下述物理量中，与参考点（或轴）的选择无关的是[ ]。
（A ）力矩 （B ）动量 （C ）角动量 （D ）转动惯量 4、半径为R 的均匀带电球面的静电场中，各点的电势V 与距球心的距离r 的关系曲线为［ ］。
5、在真空中，有两块无限大均匀带电的平行板，电荷面密度分别为+σ和-σ的，则两板之间场强的大小为［ ］。
（A ）0E （Ｂ） 02 E （Ｃ） 02E （D ）Ｅ＝０6、关于静电场的高斯定理有下面几种说法，其中正确的是［ ］。
（A ）如果高斯面上电场强度处处为零，则高斯面内必无电荷；（B ）如果高斯面内有净电荷，则穿过高斯面的电场强度通量必不为零； （C ）高斯面上各点的电场强度仅由面内的电荷产生；（D ）如果穿过高斯面的电通量为零，则高斯面上电场强度处处为零。
7、静电场的环路定理说明静电场的性质是[ ]。
（A ）电场线不是闭合曲线； （B ）电场力不是保守力；（C ）静电场是有源场； （D ）静电场是保守场。
8、均匀磁场的磁感强度B垂直于半径为r 的圆面．今以该圆周为边线，作一半球面S ，则通过S 面的磁通量的大小为［ ］。
(A) B r 22 (B) B r 2 (C) 0 (D) 无法确定9、关于真空中电流元I 1dl 1与电流元I 2dl 2之间的相互作用，正确的是[ ]。
大学物理试题及答案
⼤学物理试题及答案《⼤学物理》试题及答案⼀、填空题（每空1分，共22分）1．基本的⾃然⼒分为四种：即强⼒、、、。
2．有⼀只电容器，其电容C＝50微法，当给它加上200V电压时，这个电容储存的能量是______焦⽿。
3．⼀个⼈沿半径为R 的圆形轨道跑了半圈，他的位移⼤⼩为，路程为。
4．静电场的环路定理公式为：。
5．避雷针是利⽤的原理来防⽌雷击对建筑物的破坏。
6．⽆限⼤平⾯附近任⼀点的电场强度E为7．电⼒线稀疏的地⽅，电场强度。
稠密的地⽅，电场强度。
8．⽆限长均匀带电直导线，带电线密度+λ。
距离导线为d处的⼀点的电场强度为。
9．均匀带电细圆环在圆⼼处的场强为。
10．⼀质量为M＝10Kg的物体静⽌地放在光滑的⽔平⾯上，今有⼀质量为m=10g的⼦弹沿⽔平⽅向以速度v=1000m/s射⼊并停留在其中。
求其后它们的运动速度为________m/s。
11．⼀质量M＝10Kg的物体，正在以速度v＝10m/s运动，其具有的动能是_____________焦⽿12．⼀细杆的质量为m=1Kg，其长度为3ｍ，当它绕通过⼀端且垂直于细杆的转轴转动时，它的转动惯量为_____Kgｍ2。
13．⼀电偶极⼦，带电量为q=2×105-库仑，间距L＝0.5cm，则它的电距为________库仑⽶。
14．⼀个均匀带电球⾯，半径为10厘⽶，带电量为2×109-库仑。
在距球⼼6厘⽶处的电势为____________V。
15．⼀载流线圈在稳恒磁场中处于稳定平衡时，线圈平⾯的法线⽅向与磁场强度B的夹⾓等于。
此时线圈所受的磁⼒矩最。
16．⼀圆形载流导线圆⼼处的磁感应强度为1B ，若保持导线中的电流强度不变，⽽将导线变成正⽅形，此时回路中⼼处的磁感应强度为2B ，则12/B B = 。
17．半径为R 的导线圆环中载有电流I ，置于磁感应强度为B 的均匀磁场中，若磁场⽅向与环⾯垂直，则圆环所受的合⼒为。
⼆、选择题（每题2分，共14分）1．电量为q 的粒⼦在均匀磁场中运动，下列说法正确的是（）。
大连理工大学大学物理作业5(静电场五)及答案详解
2．一平行板电容器中充满相对介电常数为r ε的各向同性均匀电介质。
已知介质表面极化电荷面密度为σ'±，则极化电荷在电容器中产生的电场强度的大小为[ ]。
.A0σε' .B 02σε' .C 0r σεε' .D rσε' 答案：【A 】解：极化电荷也是一种电荷分布，除不能自由移动和依赖于外电场而存在外，与自由电荷没有区别。
在产生静电场方面，它们的性质是一样的。
在电容器中，正是极化电荷的存在，产生的静电场与自由电荷产生的静电场方向相反，使得电容器中总的电场强度减弱，提高了电容器储存自由电荷的能力，电容器的电容增大。
或者说，储存等量的自由电荷，添加电介质后，电场强度减弱，电容器两极的电势差减小，电容器的电容增大。
正负极化电荷产生的电场强度的大小都是0/2εσ，方向相同，所以，极化电荷产生的电场的电场强度为0/εσ。
3．在一点电荷产生的静电场中，一块电介质如图5-1放置，以点电荷q 所在处为球心作一球形闭合面，则对此球形闭合面[ ]。
.A 高斯定理成立，且可用它求出闭合面上各点的场强 .B 高斯定理成立，但不能用它求出闭合面上各点的场强 .C 由于电介质不对称分布，高斯定理不成立 .D 即使电介质对称分布，高斯定理也不成立答案：【B 】解：静电场的高斯定理，是静电场的基本规律。
无论电场分布（电荷分布）如何，无论有无电介质，也无论电介质的分布如何，都成立。
但是，只有在电场分布（电荷分布和电介质分布），在高斯面上（内）具有高度对称时，才能应用高斯定理计算高斯面上的电场强度。
否则，只能计算出穿过高斯面的电通量。
图示的高斯面上，电场强度分布不具有高度对称性，不能应用高斯定理计算高斯面上的电场强度。
4．半径为1R 和2R 的两个同轴金属圆筒，其间充满着相对介电常数为r ε的均匀介质。
设两圆筒上单位长度带电量分别为λ+和λ-，则介质中的电位移矢量的大小D = ，电场强度的大小E = 。
大学物理 习 题 5答案
P习 题 55-2．如习题5-2图所示的直角三角形ABC 的A 点上有电荷q 1=1.8×10-9 C ，B点上有电荷q 2=-4.8×10-9 C ，试求C 点的电场强度（设BC=0.04m ，AC=0.03m ）。
解：设CB 为x 轴，AC 为y 轴，则C N E x/107.204.04108.44209⨯=⨯⨯=-πε，C N E /108.103.04108.14209y ⨯=⨯⨯=-πε，C N E E E y x /102.3422⨯=+=，电场方向和CB 的夹角为︒==7.33arctanxy E E ϕ5-3．用绝缘细线弯成的半圆环，半径为R ，其上均匀地带有正电荷Q ，试求圆心处的电场强度。
[解] 将半圆环分成无穷多小段，取一小段dl ，带电量l RQ q d d π=dq 在O 点的电场强度20204d 4d d R lR Q R q E πεππε== 从对称性分析，y 方向的电场强度相互抵消，只存在x l R Q E E d sin 4sin d d 302x ⋅=⋅=θεπθ θd d R l =θεπθd 4sin d 202x RQ E =2020202x x 2d 4sin d R QR Q E E E επθεπθπ====⎰⎰ 方向沿x 轴正方向5-4．如习题5-4图所示，真空中一长为L 的均匀带电细直杆，总电量为q ，试求在直杆延长线上到杆的一端距离为d 的点P 的电场强度。
[解] 建立如图所示坐标系ox ，在带电直导线上距O 点为x 处取电荷元x Lqq d d =，它在P 点产生的电电场强度度为 ()x x d L Lq x d L qE d 41d 41d 2020-+=-+=πεπε则整个带电直导线在P 点产生的电电场强度度为()d L d qx x d L Lq E L+=-+=⎰002041d 41πεπε故()iE d L d q+=04πε5-5．一厚度为d 的“无限大”均匀带电平板，电荷体密度为ρ。
大学物理考试试题及答案
大学物理考试试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光的波长与频率的关系是（）。
A. 波长与频率成正比B. 波长与频率成反比C. 波长与频率无关D. 波长与频率成正比或反比2. 根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。
以下说法正确的是（）。
A. 物体的质量越大，加速度越小B. 物体的质量越大，加速度越大C. 物体的质量越小，加速度越大D. 物体的质量与加速度无关3. 电磁波谱中，波长最长的是（）。
A. 无线电波B. 微波C. 红外线D. 可见光4. 根据热力学第一定律，能量守恒，以下说法错误的是（）。
A. 能量可以被创造B. 能量可以被转化C. 能量可以被转移D. 能量的总量保持不变5. 以下哪种物质不是绝缘体（）。
A. 橡胶B. 玻璃C. 金属D. 陶瓷6. 根据欧姆定律，电阻R、电流I和电压V之间的关系是（）。
A. I = V/RB. I = R/VC. V = I/RD. V = R * I7. 光的折射现象中，当光从空气斜射入水中时，折射角（）入射角。
A. 大于B. 小于C. 等于D. 无法确定8. 根据开普勒第三定律，行星绕太阳公转的周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比。
以下说法正确的是（）。
A. 轨道半长轴越长，公转周期越短B. 轨道半长轴越长，公转周期越长C. 公转周期与轨道半长轴无关D. 公转周期与轨道半长轴成反比9. 以下哪种现象不是由于光的干涉造成的（）。
A. 牛顿环B. 双缝干涉C. 单缝衍射D. 光的反射10. 根据麦克斯韦方程组，以下说法错误的是（）。
A. 变化的磁场可以产生电场B. 变化的电场可以产生磁场C. 静止的电荷可以产生磁场D. 静止的磁场可以产生电场二、填空题（每题2分，共20分）1. 光速在真空中的速度是_______米/秒。
2. 牛顿第三定律表明，作用力和反作用力大小相等，方向_______。
3. 根据库仑定律，两个点电荷之间的力与它们电荷量的乘积成正比，与它们距离的平方成_______。
(完整版)大学物理(力学)试卷附答案
大 学 物 理（力学）试 卷一、选择题（共27分） 1．（本题3分）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F ，而且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 (A) βA ＝βB ． (B) βA ＞βB ．(C) βA ＜βB ． (D) 开始时βA ＝βB ，以后βA ＜βB ． ［ ］ 2．（本题3分）几个力同时作用在一个具有光滑固定转轴的刚体上，如果这几个力的矢量和为零，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． ［ ］ 3．（本题3分）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． ［ ］ 4．（本题3分）一轻绳跨过一具有水平光滑轴、质量为M 的定滑轮，绳的两端分别悬有质量为m 1和m 2的物体(m 1＜m 2)，如图所示．绳与轮之间无相对滑动．若某时刻滑轮沿逆时针方向转动，则绳中的张力 (A) 处处相等． (B) 左边大于右边．(C) 右边大于左边． (D) 哪边大无法判断． ［ ］5．（本题3分）将细绳绕在一个具有水平光滑轴的飞轮边缘上，现在在绳端挂一质量为m 的重物，飞轮的角加速度为β．如果以拉力2mg 代替重物拉绳时，飞轮的角加速度将 (A) 小于β． (B) 大于β，小于2 β．(C) 大于2 β． (D) 等于2 β． ［ ］ 6．（本题3分）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． ［ ］7．（本题3分）关于力矩有以下几种说法：(1) 对某个定轴而言，内力矩不会改变刚体的角动量． (2) 作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零．(3) 质量相等，形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩的作用下，它们的角加速度一定相等．在上述说法中，(A) 只有(2) 是正确的．(B) (1) 、(2) 是正确的． (C) (2) 、(3) 是正确的．(D) (1) 、(2) 、(3)都是正确的． ［ ］ 8．（本题3分）一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O 转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并且留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度ω (A) 增大． (B) 不变．(C) 减小． (D) 不能确定． ［ ］ 9．（本题3分）质量为m 的小孩站在半径为R 的水平平台边缘上．平台可以绕通过其中心的竖直光滑固定轴自由转动，转动惯量为J ．平台和小孩开始时均静止．当小孩突然以相对于地面为v的速率在台边缘沿逆时针转向走动时，则此平台相对地面旋转的角速度和旋转方向分别为(A) ⎪⎭⎫⎝⎛=R JmR v 2ω，顺时针． (B) ⎪⎭⎫ ⎝⎛=R J mR v 2ω，逆时针． (C) ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=R mR J mR v 22ω，顺时针． (D) ⎪⎭⎫⎝⎛+=R mR J mR v 22ω，逆时针． ［ ］二、填空题（共25分）10．（本题3分）半径为20 cm 的主动轮，通过皮带拖动半径为50 cm 的被动轮转动，皮带与轮之间无相对滑动．主动轮从静止开始作匀角加速转动．在4 s 内被动轮的角速度达到8πrad ·s -1，则主动轮在这段时间内转过了________圈． 11．（本题5分）绕定轴转动的飞轮均匀地减速，t ＝0时角速度为ω 0＝5 rad / s ，t ＝20 s 时角速度为ω = 0.8ω 0，则飞轮的角加速度β ＝______________，t ＝0到 t ＝100 s 时间内飞轮所转过的角度θ ＝___________________． 12．（本题4分）半径为30 cm 的飞轮，从静止开始以0.50 rad ·s -2的匀角加速度转动，则飞轮边缘上一点在飞轮转过240°时的切向加速度a t ＝________，法向加速度a n ＝_______________． 13．（本题3分）一个作定轴转动的物体，对转轴的转动惯量为J ．正以角速度ω0＝10 rad ·s -1匀速转动．现对物体加一恒定制动力矩 M ＝－0.5 N ·m ，经过时间t ＝5.0 s 后，物体停止了转动．物体的转动惯量J ＝__________． 14．（本题3分）一飞轮以600 rev/min 的转速旋转，转动惯量为2.5 kg ·m 2，现加一恒定的制动力矩使飞轮在1 s 内停止转动，则该恒定制动力矩的大小M ＝_________． 15．（本题3分）质量为m 、长为l 的棒，可绕通过棒中心且与棒垂直的竖直光滑固定轴O 在水平面内自由转动(转动惯量J ＝m l 2 / 12)．开始时棒静止，现有一子弹，质量也是m ，在水平面内以速度v 0垂直射入棒端并嵌在其中．则子弹嵌入后棒的角速度ω ＝_____________________． 16．（本题4分）在一水平放置的质量为m 、长度为l 的均匀细杆上，套着一质量也为m 的套管B (可看作质点)，套管用细线拉住，它到竖直的光滑固定轴OO ＇的距离为l 21，杆和套管所组成的系统以角速度ω0绕OO ＇轴转动，如图所示．若在转动过程中细线被拉断，套管将沿着杆滑动．在套管滑动过程中，该系统转动的角速度ωmm m0v 俯视图与套管离轴的距离x 的函数关系为_______________．(已知杆本身对OO ＇轴的转动惯量为231ml )三、计算题（共38分） 17．（本题5分）如图所示，一圆盘绕通过其中心且垂直于盘面的转轴，以角速度ω作定轴转动，A 、B 、C 三点与中心的距离均为r ．试求图示A 点和B 点以及A 点和C 点的速度之差B A v v ϖϖ-和C A v v ϖϖ-．如果该圆盘只是单纯地平动，则上述的速度之差应该如何？ 18．（本题5分）一转动惯量为J 的圆盘绕一固定轴转动，起初角速度为ω0．设它所受阻力矩与转动角速度成正比，即M ＝－k ω (k 为正的常数)，求圆盘的角速度从ω0变为021ω时所需的时间．19．（本题10分）一轻绳跨过两个质量均为m 、半径均为r 的均匀圆盘状定滑轮，绳的两端分别挂着质量为m 和2m 的重物，如图所示．绳与滑轮间无相对滑动，滑轮轴光滑．两个定滑轮的转动惯量均为221mr ．将由两个定滑轮以及质量为m 和2m 的重物组成的系统从静止释放，求两滑轮之间绳内的张力．20．（本题8分）如图所示，A 和B 两飞轮的轴杆在同一中心线上，设两轮的转动惯量分别为 J ＝10 kg ·m 2 和 J ＝20 kg ·m 2．开始时，A 轮转速为600 rev/min ，B 轮静止．C 为摩擦啮合器，其转动惯量可忽略不计．A 、B 分别与C 的左、右两个组件相连，当C 的左右组件啮合时，B 轮得到加速而A 轮减速，直到两轮的转速相等为止．设轴光滑，求：(1) 两轮啮合后的转速n ；(2) 两轮各自所受的冲量矩．21．（本题10分）空心圆环可绕光滑的竖直固定轴AC 自由转动，转动惯量为J 0，环的半径为R ，初始时环的角速度为ω0．质量为m 的小球静止在环内最高处A 点，由于某种微小干扰，小球沿环向下滑动，问小球滑到与环心O 在同一高度的B 点和环的最低处的C 点时，环的角速度及小球相对于环的速度各为多大?(设环的内壁和小球都是光滑的，小球可视为质点，环截面半径r <<R .) 回答问题（共10分） 22．（本题5分）绕固定轴作匀变速转动的刚体，其上各点都绕转轴作圆周运动．试问刚体上任意一点是否有切向加速度？是否有法向加速度？切向加速度和法向加速度的大小是否变化？理由如何？ 23．（本题5分）一个有竖直光滑固定轴的水平转台．人站立在转台上，身体的中心轴线与转台竖直轴线重合，两臂伸开各举着一个哑铃．当转台转动时，此人把两哑铃水平地收缩到胸前．在这一收缩过程中，(1) 转台、人与哑铃以及地球组成的系统机械能守恒否？为什么？ (2) 转台、人与哑铃组成的系统角动量守恒否？为什么？(3) 每个哑铃的动量与动能守恒否？为什么？大 学 物 理（力学） 试 卷 解 答一、选择题（共27分）C D C C C D B C A 二、填空题（共25分） 10．（本题3分）20 参考解： r 1ω1＝r 2ω2 , β1 = ω1 / t 1 ,θ1＝21121t β 21211412ωθr r n π=π=4825411⨯π⨯⨯π=t =20 rev11．（本题5分）－0.05 rad ·s -2 （3分）250 rad （2分）12．（本题4分）0.15 m ·s -2（2分）1.26 m ·s -2（2分）参考解： a t =R ·β =0.15 m/s 2 a n =R ω 2=R ·2βθ =1.26 m/s 2 13．（本题3分）0.25 kg ·m 2（3分） 14．（本题3分）157N·m （3分） 15．（本题3分）3v 0/(2l )16．（本题4分）()2202347xl l +ω三、计算题（共38分） 17．（本题5分）解：由线速度r ϖϖϖ⨯=ωv 得A 、B 、C 三点的线速度ωr C B A ===v v v ϖϖϖ 1分各自的方向见图．那么，在该瞬时 ωr A B A 22==-v v v ϖϖϖθ＝45° 2分同时 ωr A C A 22==-v v v ϖϖϖ方向同A v ϖ． 1分平动时刚体上各点的速度的数值、方向均相同，故0=-=-C A B A v v v v ϖϖϖϖ 1分 ［注］此题可不要求叉积公式，能分别求出 A v ϖ、B v ϖ的大小，画出其方向即可． 18．（本题5分）解：根据转动定律： J d ω / d t = -k ω∴t Jkd d -=ωω2分 两边积分：⎰⎰-=t t Jk 02/d d 100ωωωω得 ln2 = kt / J∴ t ＝(J ln2) / k 3分19．(本题10分)θ BC AωB v ϖC v ϖA v ϖB v ϖ－A v ϖB v v A ϖϖ－ -C v ϖ A v ϖ解：受力分析如图所示． 2分 2mg －T 1＝2ma 1分 T 2－mg ＝ma 1分T 1 r －T r ＝β221mr 1分T r －T 2 r ＝β221mr 1分a ＝r β2分解上述5个联立方程得： T ＝11mg / 8 2分20．（本题8分）解：(1) 选择A 、B 两轮为系统，啮合过程中只有内力矩作用，故系统角动量守恒1分 J A ωA ＋J B ωB = (J A ＋J B )ω， 2分 又ωB ＝0得 ω ≈ J A ωA / (J A ＋J B ) = 20.9 rad / s 转速 ≈n 200 rev/min 1分(2) A 轮受的冲量矩⎰t MAd = J A (ω -ωA ) = -4.19×10 2 N ·m ·s 2分负号表示与A ωϖ方向相反． B 轮受的冲量矩⎰t MBd = J B (ω - 0) = 4.19×102 N ·m ·s 2分方向与A ωϖ相同．21．（本题10分）解：选小球和环为系统．运动过程中所受合外力矩为零，角动量守恒．对地球、小球和环系统机械能守恒．取过环心的水平面为势能零点．两个守恒及势能零点各1分，共3分小球到B 点时： J 0ω0＝(J 0＋mR 2)ω ① 1分()22220200212121BR m J mgR J v ++=+ωωω ② 2分 式中v B 表示小球在B 点时相对于地面的竖直分速度，也等于它相对于环的速度．由式①得：ω＝J 0ω 0 / (J 0 + mR 2) 1分代入式②得222002J mR RJ gR B ++=ωv 1分 当小球滑到C 点时，由角动量守恒定律，系统的角速度又回复至ω0，又由机械能守恒定律知，小球在C 的动能完全由重力势能转换而来．即：()R mg m C 2212=v , gR C 4=v 2分四、问答题（共10分） 22．（本题5分）答：设刚体上任一点到转轴的距离为r ，刚体转动的角速度为ω，角加速度为β，则由运动学关系有：切向加速度a t ＝r β 1分 法向加速度a n ＝r ω2 1分对匀变速转动的刚体来说β＝d ω / d t ＝常量≠0，因此d ω＝βd t ≠0，ω 随时间变化，即ω＝ω (t )． 1分所以，刚体上的任意一点，只要它不在转轴上（r ≠0），就一定具有切向加速度和法向加速度．前者大小不变，后者大小随时间改变． 2分（未指出r ≠0的条件可不扣分）m 2m βT 2 2P ϖ1P ϖTa T 1a23．（本题5分）答：(1) 转台、人、哑铃、地球系统的机械能不守恒． 1分因人收回二臂时要作功，即非保守内力的功不为零，不满足守恒条件． 1分 (2) 转台、人、哑铃系统的角动量守恒．因系统受的对竖直轴的外力矩为零． 1分(3) 哑铃的动量不守恒，因为有外力作用． 1分 哑铃的动能不守恒，因外力对它做功． 1分 刚体题一 选择题 1．（本题3分，答案：C ；09B ）一轻绳跨过一具有水平光滑轴、质量为M 的定滑轮，绳的两端分别悬有质量为m 1和m 2的物体(m 1＜m 2)，如图所示．绳与轮之间无相对滑动．若某时刻滑轮沿逆时针方向转动，则绳中的张力 (A) 处处相等． (B) 左边大于右边．(C) 右边大于左边． (D) 哪边大无法判断． 2．（本题3分，答案：D ；09A ） 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 ω0．3.( 本题3分，答案：A ，08A ）1.均匀细棒OA 可绕通过其一端O 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，在棒摆动到竖立位置的过程中，下述说法哪一种是正确的？(A) 角速度从小到大，角加速度从大到小. (B) 角速度从小到大，角加速度从小到大. (C) 角速度从大到小，角加速度从大到小.(D) 角速度从大到小，角加速度从小到大. 二、填空题1（本题4分，08A, 09B ）一飞轮作匀减速运动，在5s 内角速度由40πrad/s 减少到10π rad/s ，则飞轮在这5s 内总共转过了 圈，飞轮再经 的时间才能停止转动。
大学物理考题及答案
一、简答题：（每小题6分，共5题，合计30分） 1、简谐运动的概念是什么？
参考答案：如果做机械振动的质点，其位移与时间的关系遵从正弦（或余弦）函数规律，这样
的振动叫做简谐运动，又名简谐振动。
因此，简谐运动常用sin()x A t ωϕ=+作为其运动学定义。
其中振幅A ，角频率ω，周期T ，和频率f 的关
系分别为： 2T
π
ω=
、2f ωπ= 。
2、相干光的概念是什么？相干的条件是什么？
参考答案：频率相同，且振动方向相同的光称为相干光。
或满足相干条件的光也可称为相干光。
相干条件如下
这两束光在相遇区域；振动方向相同；振动频率相同；相位相同或相位差保持恒定； 那么在两束光相遇的区域内就会产生干涉现象。
3、高斯定理的定义是什么？写出其数学公式
通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的所有电荷量的代数和。
1
01
n
e i
i E dS q ε=Φ=
⋅=∑⎰
4、什么叫薄膜干涉？什么叫半波损失？
参考答案：由薄膜两表面反射光或透射光产生的干涉现象叫做薄膜干涉；
波从波疏介质射向波密介质时反射过程中，反射波在离开反射点时的振动方向相对于入射波到达入射点时的振动相差半个周期，这种现象叫做半波损失。
5、元芳，此题你怎么看？
2L
B dl B r π⋅=⎰
0 (r 2I
B r
μπ=
≥即圆柱面外一点的磁场与全部电流都集中在轴线上的一根无限长线电流产生的磁场相同的。
2L
B dl B r π⋅=⎰
0 (r<R)B = 即圆柱面内无磁场。
11。
大学物理考试题目及答案5
题8.6图8.6如题8.6图所示，两根导线沿半径方向引向铁环上的A ，B 两点，并在很远处与电源相连．已知圆环的粗细均匀，求环中心O 的磁感应强度．解： 如题图所示，圆心O 点磁场由直电流∞A 和∞B 及两段圆弧上电流1I 与2I 所产生，但∞A 和∞B 在O 点产生的磁场为零。
且θ-πθ==21221R R I I 电阻电阻. 1I 产生1B 方向⊥纸面向外 πθπμ2)2(2101-=R I B ，2I 产生2B 方向⊥纸面向里 πθμ22202R I B =∴1)2(2121=-=θθπI I B B 有 0210=+=B B B8-9 一根很长的同轴电缆，由一导体圆柱(半径为a )和一同轴的导体圆管(内、外半径分别为b ,c )构成，如题8.9图所示．使用时，电流I 从一导体流去，从另一导体流回．设电流都是均匀地分布在导体的横截面上，求：(1)导体圆柱内(r ＜a ),(2)两导体之间(a ＜r ＜b )，（3）导体圆筒内(b ＜r ＜c )以及(4)电缆外(r ＞c )各点处磁感应强度的大小解： ⎰∑μ=⋅LI l B 0d(1)a r < 2202R Ir r B μπ= 202RIr B πμ=(2) b r a << I r B 02μπ= rIB πμ20=(3)c r b << I bc b r I r B 0222202μμπ+---=)(2)(22220b c r r c I B --=πμ (4)c r > 02=r B π 0=B8-11 如题8.11图所示，在长直导线AB 内通以电流1I =20A ，在矩形线圈CDEF 中通有电流2I =10 A ，AB 与线圈共面，且CD ，EF 都与AB 平行．已知a =9.0cm,b =20.0cm,d =1.0 cm(1)导线AB(2)解：(1)CD F 方向垂直CD 向左，大小 4102100.82-⨯==dIb I F CD πμ N同理FE F方向垂直FE 向右，大小 5102100.8)(2-⨯=+=a d I bI F FE πμ NCF F 方向垂直CF 向上，大小为⎰+-⨯=+πμ=πμ=a d d CF da d I I r r I I F 5210210102.9ln 2d 2NED F方向垂直ED 向下，大小为 5102.9-⨯==CF ED F F N(2)合力ED CF FE CD F F F F F+++=方向向左，大小为4102.7-⨯=F N合力矩B P M m⨯=∵ 线圈与导线共面∴ B P m//0=M．。
大学物理习题5
=
1.0×10−3 × 9.8 4.9 ×10−2
=
0.2
N ⋅ m−1
而 t = 0 时， x0 = −1.0 ×10−2 m,v0 = 5.0 ×10−2 m ⋅ s-1 ( 设向上为正)
又
ω=
k= m
0.2 8 ×10−3
= 5,即T
=
2π ω
= 1.26s
∴
A=
x
2 0
+
( v0 ω
)2
= (1.0 ×10−2 )2 + (5.0 ×10−2 )2 5
当 sin(ωt + ϕ0 )与cos(ωt + ϕ0 ) 同号时，即位相在第 1 或第 3 象限时，速度和加速度同
号；当 sin(ωt + ϕ0 )与cos(ωt + ϕ0 ) 异号时，即位相在第 2 或第 4 象限时，速度和加速
度异号。 加速度为正值时，振动质点的速率不一定增大。
5.7 质量为10×10−3 kg 的小球与轻弹簧组成的系统，按 x = 0.1cos(8π t + 2π ) 3
l 1.0
∴
A=
x02
+ (v0 )2 ω
(2)由题知， t = 0 时，φ0 = 0 ，
t =t时
x0
=
+
A ,且v 2
<
0, 故φ t
=
π 3
∴
t
=
∆φ
=
π
π /
=
2s
ω 32 3
(3)由于谐振动中能量守恒，故在任一位置处或任一时刻的系统的总能量均为
E = 1 kA2 = 1 mω 2 A2
2
大连理工大学大学物理作业5(静电场五)及答案详解
作业5 静电场五2．一平行板电容器中充满相对介电常数为r ε的各向同性均匀电介质。
已知介质表面极化电荷面密度为σ'±，则极化电荷在电容器中产生的电场强度的大小为[ ]。
.A0σε' .B 02σε' .C 0r σεε' .D rσε' 答案：【A 】解：极化电荷也是一种电荷分布，除不能自由移动和依赖于外电场而存在外，与自由电荷没有区别。
在产生静电场方面，它们的性质是一样的。
在电容器中，正是极化电荷的存在，产生的静电场与自由电荷产生的静电场方向相反，使得电容器中总的电场强度减弱，提高了电容器储存自由电荷的能力，电容器的电容增大。
或者说，储存等量的自由电荷，添加电介质后，电场强度减弱，电容器两极的电势差减小，电容器的电容增大。
正负极化电荷产生的电场强度的大小都是0/2εσ，方向相同，所以，极化电荷产生的电场的电场强度为0/εσ。
3．在一点电荷产生的静电场中，一块电介质如图5-1放置，以点电荷q 所在处为球心作一球形闭合面，则对此球形闭合面[ ]。
.A 高斯定理成立，且可用它求出闭合面上各点的场强 .B 高斯定理成立，但不能用它求出闭合面上各点的场强 .C 由于电介质不对称分布，高斯定理不成立 .D 即使电介质对称分布，高斯定理也不成立答案：【B 】解：静电场的高斯定理，是静电场的基本规律。
无论电场分布（电荷分布）如何，无论有无电介质，也无论电介质的分布如何，都成立。
但是，只有在电场分布（电荷分布和电介质分布），在高斯面上（内）具有高度对称时，才能应用高斯定理计算高斯面上的电场强度。
否则，只能计算出穿过高斯面的电通量。
图示的高斯面上，电场强度分布不具有高度对称性，不能应用高斯定理计算高斯面上的电场强度。
4．半径为1R 和2R 的两个同轴金属圆筒，其间充满着相对介电常数为r ε的均匀介质。
设两圆筒上单位长度带电量分别为λ+和λ-，则介质中的电位移矢量的大小D = ，电场强度的大小E = 。
华南理工大学大学物理习题五及答案(2012)
d E dl
整个金属棒两端的电动势
r dB cos dl 2 dt
R o l a b R o E r a l b
方向由 a 指向 b.
E dl
l
r dB cos dl 2 dt 0
l
2
cos t
5．真空中两只长直螺线管 1 和 2，长度相等，单层密绕匝数相同，直径之比 d1 / d2 =1/4．当它们通以相同 电流时，两螺线管贮存的磁能之比为 W1 / W2=___________．1∶16 6.四根辐条的金属轮子在均匀磁场 B 中转动，转轴与 B 平行，轮子和辐条都是导体， 辐条长为 R，轮子转速为 n，则轮子中心 O 与轮边缘 b 之间的感应电动势为_______ BnR2 ，电势最高点是在_______O 处． 7.有一根无限长直导线绝缘地紧贴在矩形线圈的中心轴 OO′上， 则直导线与矩形线圈 间的互感系数为__________．0
习题五 电磁感应 院系： 一 选择题 1.在一自感线圈中通过的电流 I 随时间 t 的变化规律如图(a)所 示，若以 I 的正流向作为 的正方向，则代表线圈内自感电动 势 随时间 t 变化规律的曲线应为图(b)中(A)、(B)、(C)、(D)
(b) 0 t 0 (C) t (D) t (A) (a)
班 级:_____________ 姓 名:___________ 学 号:_____________
I 0 t
(B)
中的哪一个？[D]
0
t 0
2. 在圆柱形空间内有一磁感强度为 B 的均匀磁场，如图所示， B 的大小以速率 dB/dt 变 化．有一长度为 l0 的金属棒先后放在磁场的两个不同位置 1(ab)和 2(a＇b＇)，则金属棒在 这两个位置时棒内的感应电动势的大小关系为 (A) ε2＝ε1≠0． ［B］
大学物理学考试真题试卷
大学物理学考试真题试卷第一部分：选择题（共30题，每题2分，共60分）在每题的括号内写出你认为正确答案的字母。
1. 在物理学中，力常用哪个字母表示？（）A. FB. PC. ED. M2. 车辆在匀速行驶时，哪个物理量为零？（）A. 加速度B. 速度C. 位移D. 质量3. 以下哪个物理量是标量？（）A. 加速度B. 力C. 速度D. 位移4. 哪个物理量可以通过测量长度和时间得到？（）A. 加速度B. 力C. 速度D. 位移5. 哪个物理量可以通过测力计得到？（）A. 加速度B. 力C. 速度D. 位移6. 物体的重力加速度在地球上的近似取值是多少？（）A. 10 m/s^2B. 5 m/s^2C. 20 m/s^2D. 9.8 m/s^27. 惯性是指物体的哪个性质？（）A. 质量B. 速度C. 加速度D. 长度8. 根据牛顿第一定律，当作用在物体上的合外力为零时，物体的运动状态将保持不变。
这个定律也被称为什么定律？（）A. 质量守恒定律B. 动量守恒定律C. 运动定律D. 能量守恒定律9. 牛顿第二定律可以表示为哪个等式？（）A. F = maB. m = FaC. a = F/mD. Fm = a10. 力的单位是什么？（）A. 千克B. 米C. 秒D. 牛顿11. 一个物体质量为3 kg，在重力作用下所受的重力为多少牛顿？（）A. 9.8 NB. 29.4 NC. 0.3 ND. 30 N12. 如图，一质量为2 kg的物体以3 m/s^2的加速度受到一个力F的作用。
求力的大小。
（）13. 如图，一个物体受到一个10 N的力和一个5 N的力作用于同一方向，请计算物体的合力大小。
（）14. 如图，一个物体受到一个10 N的力和一个5 N的力作用于相反方向，请计算物体的合力大小。
（）15. 一个物体质量为2 kg，在重力作用下所受的重力为多少牛顿？（）A. 9.8 NB. 29.4 NC. 0.3 ND. 30 N16. 当一个物体受到的合外力增大时，其加速度会如何变化？（）A. 加速度增大B. 加速度减小C. 加速度不变D. 无法确定17. 在恒力作用下，质点的位移与哪个物理量成正比？（）A. 加速度B. 速度C. 力D. 时间18. 哪个定律描述了两个物体之间互相作用的力相等、方向相反的性质？（）A. 牛顿第一定律B. 牛顿第二定律C. 牛顿第三定律D. 费马定律19. 一个物体的质量为3 kg，所受的加速度为2 m/s^2，则作用在该物体上的合力大小为多少牛顿？（）20. 一个质量为5 kg的物体所受的合力为20 N，则该物体的加速度大小为多少 m/s^2？（）21. 一个物体的质量为5 kg，所受的合力为20 N，则该物体的加速度大小为多少 m/s^2？（）22. 力和加速度的关系可以由哪个等式表示？（）A. F = maB. m = FaC. a = F/mD. Fm = a23. 在等速圆周运动中，物体的加速度指向何方向？（）A. 向心方向B. 切线方向C. 与速度方向相反D. 与加速度无关24. 矢量的乘法有哪两种？（）A. 叉乘和点乘B. 双乘和单乘C. 外乘和内乘D. 向量和标量乘25. 已知一个物体的加速度为2 m/s^2，速度为3 m/s，请计算该物体的位移。
大学物理期末考试试卷(含答案)
大学物理期末考试试卷(含答案)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1大学物理一、单选题（本大题共8小题，每小题5分，共40分） 1．下面表述正确的是[ ](A)质点作圆周运动,加速度一定与速度垂直 (B) 物体作直线运动,法向加速度必为零 (C)轨道最弯处法向加速度最大 (D)某时刻的速率为零,切向加速度必为零。
2．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 [ ](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 3．地球绕太阳公转，从近日点向远日点运动的过程中，下面叙述中正确的是 [ ] (A)太阳的引力做正功 (B)地球的动能在增加 (C)系统的引力势能在增加 (D) 系统的机械能在减少4.如图所示：一均匀细棒竖直放置，其下端与一固定铰链O 连接，并可绕其转动，当细棒受到扰动，在重力作用下由静止向水平位置绕O 转动，在转动过程中， 下述说法哪一种是正确的[ ](A) 角速度从小到大，角加速度从小到大； (B) 角速度从小到大，角加速度从大到小； (C) 角速度从大到小，角加速度从大到小； (D) 角速度从大到小，角加速度从小到大. 5．已知一高斯面所包围的体积内电量代数和iq =0，则可肯定：[ ]（A ）高斯面上各点场强均为零。
（B ）穿过高斯面上每一面元的电通量均为零。
（C ）穿过整个高斯面的电通量为零。
（D ）以上说法都不对。
6 有一半径为R 的单匝圆线圈，通以电流I ，若将该导线弯成匝数N=2的平面圆线圈，导线长度不变，并通以同样的电流，则该线圈中心的磁感强度是原来的［ ］ （A ）4倍 （B ）2倍 （C ） 1/2 （D ）1/47. 如图，匀强磁场中有一矩形通电线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下，线圈发生转动，其方向是[ ](A) ad 边转入纸内，bc 边转出纸外 (B) ad 边转出纸外，bc 边转入纸内 (C) ab 边转出纸外，cd 边转入纸内(D) ab 边转入纸内，cd 边转出纸外8．两根无限长的平行直导线有相等的电流 ， 但电流的流向相反，如右图，而电流的变化率dtdI均小于零，有一矩形线圈与两导线共面，则[ ] （A ）线圈中无感应电流；a bcd（B ）线圈中感应电流不确定。
大学物理试题卷子及答案
大学物理试题卷子及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光在真空中传播的速度是（）。
A. 300,000 km/sB. 299,792,458 m/sC. 3.0×10^8 m/sD. 2.998×10^8 m/s2. 根据牛顿第二定律，力的大小与物体质量和加速度的关系是（）。
A. 力 = 质量× 加速度B. 力 = 质量÷ 加速度C. 力 = 加速度× 质量D. 力 = 加速度÷ 质量3. 以下哪个选项不是电磁波的一种（）。
A. 无线电波B. 微波C. 可见光D. 声波4. 根据热力学第一定律，能量守恒的表达式是（）。
A. ΔU = Q - WB. ΔU = Q + WC. ΔU = Q - WD. ΔU = Q + W5. 一个物体从静止开始做匀加速直线运动，其加速度为2 m/s²，那么在第3秒末的速度是（）。
A. 4 m/sB. 6 m/sC. 8 m/sD. 10 m/s6. 一个理想气体在等压过程中，其体积和温度的关系是（）。
A. 成正比B. 成反比C. 不变D. 先减小后增大7. 以下哪个选项是描述电流的单位（）。
A. 伏特B. 欧姆C. 安培D. 瓦特8. 根据麦克斯韦方程组，变化的磁场会产生（）。
A. 电场B. 磁场C. 引力场D. 温度场9. 以下哪个公式是描述波速、波长和频率之间的关系（）。
A. v = fλB. v = f / λC. v = λ / fD. v = λ × f10. 一个物体的动能与其速度的关系是（）。
A. 动能与速度成正比B. 动能与速度成反比C. 动能与速度的平方成正比D. 动能与速度的平方成反比二、填空题（每空1分，共20分）1. 根据库仑定律，两个点电荷之间的力与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的______成反比。
2. 一个物体的转动惯量与其质量分布的______有关。
大学物理试卷带答案
一、填空题（每题3分, 共3分）1、一质点运动的速度与路程关系为, 则切向加速度与路程的关系为(12+9s) 。
2.一个质点作半径为R的圆周运动, 角运动方程为,则质点运动的切向加速度为10R 。
3.一个轻质弹簧,弹性系数为k,原长为l0,现被拉长了x,则此时弹簧的弹性势能为。
4.一理想气体的压强为p, 质量密度为ρ, 则其平均速率为。
5.热力学第二定律的表明一切与热现象相关的实际过程都是不可逆（填写可逆或不可逆）。
6.一个电量为q的点电荷处于一个立方体的中心处, 则通过立方体任意一个表面的电场强度通量为。
7、在一个半径为R, 带电为q的导体球内, 距球心r处的场强大小为0 。
8、一个空气平行板电容器, 电容为C, 使用电压为v的电源充电后与电源断开, 然后将电容器两个极板之间的距离扩大一倍, 外力做功为。
9、一个半径为R,载流为I的圆弧,所对应的圆心角为π/2。
则它在圆心产生的磁场的磁感应强度大小为。
10、在如图所示的均匀磁场B中有一个载流为I, 半径为R的半圆线圈。
则半圆线圈所受到的磁力矩为。
11.在如图所示的匀强磁场中（磁感应强度为B）, 有一个长为l的导体细棒绕过O点的平行于磁场的轴以角速度ω在垂直于磁场的平面内转动, 则导体细棒上的动生电动势大小为。
12.两质点沿水平轴线作相同频率和相同振幅的简谐振动。
它们每次沿相反方向经过同一个坐标为x的点时, 它们的位移x的绝对值均为振幅的一半, 则它们之间的相位差为。
13.竖直悬挂的弹簧振子, 自然平衡时的伸长量为x0, 此振子的自由振动周期T ＝。
14.一平面简谐机械波在媒质中传播时, 若一质元在t时刻的波的能量是10J, 则在(t+T)（T为波的周期）时刻该质元的振动动能是5J 。
15、一束波长为λ=600nm的平行单色光垂直入射到折射率为n＝1.33的透明薄膜上, 该薄膜是放在空气中的。
要使反射光得到最大限度的加强, 薄膜最小厚度应为112.5nm 。
《大学物理》章节试题及答案(五)
《大学物理》章节试题及答案第五章 静 电 场5 －1 电荷面密度均为＋σ的两块“无限大”均匀带电的平行平板如图(A)放置，其周围空间各点电场强度E (设电场强度方向向右为正、向左为负)随位置坐标x 变化的关系曲线为图(B)中的( )分析与解 “无限大”均匀带电平板激发的电场强度为02εσ，方向沿带电平板法向向外，依照电场叠加原理可以求得各区域电场强度的大小和方向.因而正确答案为(B).5 －2 下列说法正确的是( )(A)闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内一定没有电荷(B)闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零(C)闭合曲面的电通量为零时，曲面上各点的电场强度必定为零(D)闭合曲面的电通量不为零时，曲面上任意一点的电场强度都不可能为零 分析与解 依照静电场中的高斯定理，闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零，但不能肯定曲面内一定没有电荷；闭合曲面的电通量为零时，表示穿入闭合曲面的电场线数等于穿出闭合曲面的电场线数或没有电场线穿过闭合曲面，不能确定曲面上各点的电场强度必定为零；同理闭合曲面的电通量不为零，也不能推断曲面上任意一点的电场强度都不可能为零，因而正确答案为(B).5 －3 下列说法正确的是( )(A) 电场强度为零的点，电势也一定为零(B) 电场强度不为零的点，电势也一定不为零(C) 电势为零的点，电场强度也一定为零(D) 电势在某一区域内为常量，则电场强度在该区域内必定为零分析与解 电场强度与电势是描述电场的两个不同物理量，电场强度为零表示试验电荷在该点受到的电场力为零，电势为零表示将试验电荷从该点移到参考零电势点时，电场力作功为零.电场中一点的电势等于单位正电荷从该点沿任意路径到参考零电势点电场力所作的功；电场强度等于负电势梯度.因而正确答案为(D).*5 －4 在一个带负电的带电棒附近有一个电偶极子，其电偶极矩p 的方向如图所示.当电偶极子被释放后，该电偶极子将( )(A) 沿逆时针方向旋转直到电偶极矩p 水平指向棒尖端而停止(B) 沿逆时针方向旋转至电偶极矩p 水平指向棒尖端，同时沿电场线方向朝着棒尖端移动(C) 沿逆时针方向旋转至电偶极矩p 水平指向棒尖端，同时逆电场线方向朝远离棒尖端移动(D) 沿顺时针方向旋转至电偶极矩p 水平方向沿棒尖端朝外，同时沿电场线方向朝着棒尖端移动分析与解 电偶极子在非均匀外电场中，除了受到力矩作用使得电偶极子指向电场方向外，还将受到一个指向电场强度增强方向的合力作用，因而正确答案为(B).5 －5 精密实验表明，电子与质子电量差值的最大范围不会超过±10－21 e ，而中子电量与零差值的最大范围也不会超过±10－21e ，由最极端的情况考虑，一个有8 个电子，8 个质子和8 个中子构成的氧原子所带的最大可能净电荷是多少？ 若将原子视作质点，试比较两个氧原子间的库仑力和万有引力的大小.分析 考虑到极限情况， 假设电子与质子电量差值的最大范围为2×10－21 e ，中子电量为10－21 e ，则由一个氧原子所包含的8 个电子、8 个质子和8个中子可求原子所带的最大可能净电荷.由库仑定律可以估算两个带电氧原子间的库仑力，并与万有引力作比较.解 一个氧原子所带的最大可能净电荷为()e q 21max 10821-⨯⨯+=二个氧原子间的库仑力与万有引力之比为1108.2π46202max <<⨯==-Gmεq F F g e 显然即使电子、质子、中子等微观粒子带电量存在差异，其差异在±10－21e范围内时，对于像天体一类电中性物体的运动，起主要作用的还是万有引力.5 －6 1964年，盖尔曼等人提出基本粒子是由更基本的夸克构成，中子就是由一个带e 32 的上夸克和两个带e 31-的下夸克构成.若将夸克作为经典粒子处理(夸克线度约为10－20 m)，中子内的两个下夸克之间相距2.60×10－15 m .求它们之间的相互作用力.解 由于夸克可视为经典点电荷，由库仑定律()r r r re εr q q εe e e F N 78.3π41π412202210=== F 与径向单位矢量e r 方向相同表明它们之间为斥力.5 －7 质量为m ，电荷为－e 的电子以圆轨道绕氢核旋转，其动能为E ｋ .证明电子的旋转频率满足4320232me E εk =v 其中ε0 是真空电容率，电子的运动可视为遵守经典力学规律.分析 根据题意将电子作为经典粒子处理.电子、氢核的大小约为10－15 m ，轨道半径约为10－10 m ，故电子、氢核都可视作点电荷.点电荷间的库仑引力是维持电子沿圆轨道运动的向心力，故有2202π41r e εr m =v 由此出发命题可证.证 由上述分析可得电子的动能为re εm E K 202π8121==v 电子旋转角速度为3022π4mr εe ω= 由上述两式消去r ，得432022232π4me E εωK ==v 5 －8 在氯化铯晶体中，一价氯离子Cl －与其最邻近的八个一价铯离子Cs +构成如图所示的立方晶格结构.(1) 求氯离子所受的库仑力；(2) 假设图中箭头所指处缺少一个铯离子(称作晶格缺陷)，求此时氯离子所受的库仑力.分析 铯离子和氯离子均可视作点电荷，可直接将晶格顶角铯离子与氯离子之间的库仑力进行矢量叠加.为方便计算可以利用晶格的对称性求氯离子所受的合力.解 (1) 由对称性，每条对角线上的一对铯离子与氯离子间的作用合力为零，故F 1 ＝0.(2) 除了有缺陷的那条对角线外，其它铯离子与氯离子的作用合力为零，所以氯离子所受的合力F 2 的值为N 1092.1π3π4920220212⨯===aεe r εq q F F 2 方向如图所示.5 －9 若电荷Q 均匀地分布在长为L 的细棒上.求证：(1) 在棒的延长线，且离棒中心为r 处的电场强度为 2204π1Lr Q εE -= (2) 在棒的垂直平分线上，离棒为r 处的电场强度为2204π21L r r Q εE += 若棒为无限长(即L →∞)，试将结果与无限长均匀带电直线的电场强度相比较.分析 这是计算连续分布电荷的电场强度.此时棒的长度不能忽略，因而不能将棒当作点电荷处理.但带电细棒上的电荷可看作均匀分布在一维的长直线上.如图所示，在长直线上任意取一线元d x ，其电荷为d q ＝Q d x /L ，它在点P 的电场强度为r rq εe E 20d π41d '= 整个带电体在点P 的电场强度⎰=E E d接着针对具体问题来处理这个矢量积分.(1) 若点P 在棒的延长线上，带电棒上各电荷元在点P 的电场强度方向相同，⎰=LE i E d (2) 若点P 在棒的垂直平分线上，如图(A)所示，则电场强度E 沿x 轴方向的分量因对称性叠加为零，因此，点P 的电场强度就是⎰⎰==Ly E αE j j E d sin d 证 (1) 延长线上一点P 的电场强度⎰'=L r πεq E 202d ，利用几何关系 r ′＝r －x 统一积分变量，则()220022204π12/12/1π4d π41L r Q εL r L r L εQ x r L x Q εE L/-L/P -=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--=-=⎰电场强度的方向沿x 轴.(2) 根据以上分析，中垂线上一点P 的电场强度E 的方向沿y 轴，大小为E r εq αE L d π4d sin 2⎰'= 利用几何关系 sin α＝r /r ′，22x r r +=' 统一积分变量，则()2203/22222041π2d π41L r r εQ r x L xrQ εE L/-L/+=+=⎰当棒长L →∞时，若棒单位长度所带电荷λ为常量，则P 点电场强度r ελL r L Q r εE l 0220π2 /41/π21lim =+=∞→此结果与无限长带电直线周围的电场强度分布相同［图(B)］.这说明只要满足r 2/L 2 ＜＜1，带电长直细棒可视为无限长带电直线.5 －10 一半径为R 的半球壳，均匀地带有电荷，电荷面密度为σ，求球心处电场强度的大小.分析 这仍是一个连续带电体问题，求解的关键在于如何取电荷元.现将半球壳分割为一组平行的细圆环，如图所示，从教材第5 －3 节的例1 可以看出，所有平行圆环在轴线上P 处的电场强度方向都相同，将所有带电圆环的电场强度积分，即可求得球心O 处的电场强度.解 将半球壳分割为一组平行细圆环，任一个圆环所带电荷元θθR δS δq d sin π2d d 2⋅==，在点O 激发的电场强度为()i E 3/2220d π41d r x qx ε+=由于平行细圆环在点O 激发的电场强度方向相同，利用几何关系θR x cos =，θR r sin =统一积分变量，有()θθθεδθθR πδR θR πεr x q x πεE d cos sin 2 d sin 2cos 41d 41d 02303/2220=⋅=+=积分得 02/004d cos sin 2εδθθθεδE π⎰== 5 －11 水分子H 2O 中氧原子和氢原子的等效电荷中心如图所示，假设氧原子和氢原子等效电荷中心间距为r 0 .试计算在分子的对称轴线上，距分子较远处的电场强度.分析 水分子的电荷模型等效于两个电偶极子，它们的电偶极矩大小均为00er P =，而夹角为2θ.叠加后水分子的电偶极矩大小为θer P cos 20=，方向沿对称轴线，如图所示.由于点O 到场点A 的距离x ＞＞r 0 ，利用教材第5 －3 节中电偶极子在延长线上的电场强度302π41x p εE = 可求得电场的分布.也可由点电荷的电场强度叠加，求电场分布.解1 水分子的电偶极矩θer θP P cos 2cos 200==在电偶极矩延长线上30030030cos π1cos 4π412π41x θer εx θer εx p εE === 解2 在对称轴线上任取一点A ，则该点的电场强度+-+=E E E2020π42π4cos 2cos 2x εe r εθer E βE E -=-=+ 由于 θxr r x r cos 202022-+=rθr x βcos cos 0-= 代入得()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--+-=23/20202001cos 2cos π42x θxr r x θr x εe E测量分子的电场时， 总有x ＞＞r 0 ， 因此， 式中()⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-≈⎪⎭⎫ ⎝⎛-≈-+x θr x x θr x θxr r x cos 2231cos 21cos 2033/2033/20202，将上式化简并略去微小量后，得300cos π1xθe r εE = 5 －12 两条无限长平行直导线相距为r 0 ，均匀带有等量异号电荷，电荷线密度为λ.(1) 求两导线构成的平面上任一点的电场强度( 设该点到其中一线的垂直距离为x )；(2) 求每一根导线上单位长度导线受到另一根导线上电荷作用的电场力.分析 (1) 在两导线构成的平面上任一点的电场强度为两导线单独在此所激发的电场的叠加.(2) 由F ＝q E ，单位长度导线所受的电场力等于另一根导线在该导线处的电场强度乘以单位长度导线所带电量，即：F ＝λE .应该注意：式中的电场强度E 是另一根带电导线激发的电场强度，电荷自身建立的电场不会对自身电荷产生作用力.解 (1) 设点P 在导线构成的平面上，E ＋、E －分别表示正、负带电导线在P 点的电场强度，则有()i i E E E x r x r ελx r x ελ-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=+=+-00000π211π2(2) 设F ＋、F －分别表示正、负带电导线单位长度所受的电场力，则有i E F 00π2r ελλ==-+ i E F 002π2r ελλ-=-=+- 显然有F ＋＝F －，相互作用力大小相等，方向相反，两导线相互吸引.5 －13 如图为电四极子，电四极子是由两个大小相等、方向相反的电偶极子组成.试求在两个电偶极子延长线上距中心为z 的一点P 的电场强度(假设z ＞＞d ).分析 根据点电荷电场的叠加求P 点的电场强度.解 由点电荷电场公式，得()()k k k E 202020π41π412π41d z q εd z q εz q ε++-+= 考虑到z ＞＞d ，简化上式得()()k k k E 42022220222206π4...321...32112π4/11/1112π4z qd εq z d z d z d z d z z εq z d z d z z εq =⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-+++++-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+-= 通常将Q ＝2qd 2 称作电四极矩，代入得P 点的电场强度k E 403π41zQ ε= 5 －14 设匀强电场的电场强度E 与半径为R 的半球面的对称轴平行，试计算通过此半球面的电场强度通量.分析 方法1：由电场强度通量的定义，对半球面S 求积分，即⎰⋅=SS d s E Φ 方法2：作半径为R 的平面S ′与半球面S 一起可构成闭合曲面，由于闭合面内无电荷，由高斯定理∑⎰==⋅01d 0q εS S E 这表明穿过闭合曲面的净通量为零，穿入平面S ′的电场强度通量在数值上等于穿出半球面S 的电场强度通量.因而⎰⎰'⋅-=⋅=S S S E S E Φd d 解1 由于闭合曲面内无电荷分布，根据高斯定理，有⎰⎰'⋅-=⋅=S S S E S E Φd d 依照约定取闭合曲面的外法线方向为面元d S 的方向，E R πR E 22πcos π=⋅⋅-=Φ解2 取球坐标系，电场强度矢量和面元在球坐标系中可表示为①()r θθθE e e e E sin sin cos sin cos ++=r θθR e S d d sin d 2=ER θθER θθER SS 2π0π02222πd sin d sin d d sin sin d ===⋅=⎰⎰⎰⎰S E Φ5 －15 边长为a 的立方体如图所示，其表面分别平行于Oxy 、Oyz 和Ozx 平面，立方体的一个顶点为坐标原点.现将立方体置于电场强度()12E kx E +E =i +j (k ，E 1 ，E 2 为常数)的非均匀电场中，求电场对立方体各表面及整个立方体表面的电场强度通量.解 如图所示，由题意E 与Oxy 面平行，所以任何相对Oxy 面平行的立方体表面，电场强度的通量为零，即0==DEFG OABC ΦΦ.而()[]()2221ABGF d a E dS E kx E =⋅++=⋅=⎰⎰j j i S E Φ考虑到面CDEO 与面ABGF 的外法线方向相反，且该两面的电场分布相同，故有22a E ABGF CDEO -=-=ΦΦ 同理 ()[]()2121AOEF d a E dS E E -=-⋅+=⋅=⎰⎰i j i S E Φ()[]()()2121BCDG d a ka E dS E ka E Φ+=⋅++=⋅=⎰⎰i j i S E因此，整个立方体表面的电场强度通量3ka ==∑ΦΦ5 －16 地球周围的大气犹如一部大电机，由于雷雨云和大气气流的作用，在晴天区域，大气电离层总是带有大量的正电荷，云层下地球表面必然带有负电荷.晴天大气电场平均电场强度约为1m V 120-⋅，方向指向地面.试求地球表面单位面积所带的电荷(以每平方厘米的电子数表示). 分析 考虑到地球表面的电场强度指向地球球心，在大气层中取与地球同心的球面为高斯面，利用高斯定理可求得高斯面内的净电荷.解 在大气层临近地球表面处取与地球表面同心的球面为高斯面，其半径E R R ≈(E R 为地球平均半径).由高斯定理∑⎰=-=⋅q εR E E 021π4d S E 地球表面电荷面密度∑--⨯-=-≈=2902cm 1006.1π4/E εR q σE单位面积额外电子数25cm 1063.6/-⨯=-=e σn5 －17 设在半径为R 的球体内，其电荷为球对称分布，电荷体密度为()()R r ρkr ρ>=≤≤= 0R r 0k 为一常量.试分别用高斯定理和电场叠加原理求电场强度E 与r 的函数关系.分析 通常有两种处理方法：(1) 利用高斯定理求球内外的电场分布.由题意知电荷呈球对称分布，因而电场分布也是球对称，选择与带电球体同心的球面为高斯面，在球面上电场强度大小为常量，且方向垂直于球面，因而有2Sπ4d r E ⋅=⋅⎰S E 根据高斯定理⎰⎰=⋅V ρεd 1d 0S E ，可解得电场强度的分布. (2) 利用带电球壳电场叠加的方法求球内外的电场分布.将带电球分割成无数个同心带电球壳，球壳带电荷为r r ρq ''⋅=d π4d 2，每个带电球壳在壳内激发的电场0d =E ，而在球壳外激发的电场rrεqe E 20π4d d =由电场叠加可解得带电球体内外的电场分布()()()()R r r r Rr>=≤≤=⎰⎰d R r 0d 0E E E E解1 因电荷分布和电场分布均为球对称，球面上各点电场强度的大小为常量，由高斯定理⎰⎰=⋅V ρεd 1d 0S E 得球体内(0≤r ≤R ) ()4202πd π41π4r εk r r kr εr r E r==⎰()r εr e E 04=球体外(r ＞R )()4202πd π41π4r εk r r kr εr r E R==⎰()r εkR r e E 024=解2 将带电球分割成球壳，球壳带电r r r k V ρq '''==d π4d d 2 由上述分析，球体内(0≤r ≤R )()r r rεkr r r r r k εr e e E 0222004d π4π41=''⋅'=⎰ 球体外(r ＞R )()rr RrεkR r r r πr k πεr e e E 20222004d 441=''⋅'=⎰5 －18 一无限大均匀带电薄平板，电荷面密度为σ，在平板中部有一半径为r的小圆孔.求圆孔中心轴线上与平板相距为x 的一点P 的电场强度.分析 用补偿法求解利用高斯定理求解电场强度只适用于几种非常特殊的对称性电场.本题的电场分布虽然不具有这样的对称性，但可以利用具有对称性的无限大带电平面和带电圆盘的电场叠加，求出电场的分布.若把小圆孔看作由等量的正、负电荷重叠而成，挖去圆孔的带电平板等效于一个完整的带电平板和一个带相反电荷(电荷面密度σ′＝－σ)的小圆盘.这样中心轴线上的电场强度等效于平板和小圆盘各自独立在该处激发电场的矢量和.解 由教材中第5 －4 节例4 可知，在无限大带电平面附近n εe E 012=n e 为沿平面外法线的单位矢量；圆盘激发的电场n r x x εσe E ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=220212 它们的合电场强度为n rx xεσe E E E 220212+=+=在圆孔中心处x ＝0，则E ＝0在距离圆孔较远时x ＞＞r ，则nnεσx r εσe e E 02202/112≈+=上述结果表明，在x ＞＞r 时，带电平板上小圆孔对电场分布的影响可以忽略不计.5 －19 在电荷体密度为ρ 的均匀带电球体中，存在一个球形空腔，若将带电体球心O 指向球形空腔球心O ′的矢量用a 表示(如图所示).试证明球形空腔中任一点的电场强度为a E 03ερ=分析 本题带电体的电荷分布不满足球对称，其电场分布也不是球对称分布，因此无法直接利用高斯定理求电场的分布，但可用补偿法求解.挖去球形空腔的带电球体在电学上等效于一个完整的、电荷体密度为ρ的均匀带电球和一个电荷体密度为－ρ、球心在O ′的带电小球体(半径等于空腔球体的半径).大小球体在空腔内P 点产生的电场强度分别为E 1 、E 2 ，则P 点的电场强度 E ＝E 1 ＋E 2 . 证 带电球体内部一点的电场强度为r E 03ερ=所以 r E 013ερ=，2023r E ερ-= ()210213r r E E E -=+=ερ根据几何关系a r r =-21，上式可改写为a E 03ερ=5 －20 一个内外半径分别为R 1 和R 2 的均匀带电球壳，总电荷为Q 1 ，球壳外同心罩一个半径为R 3 的均匀带电球面，球面带电荷为Q 2 .求电场分布.电场强度是否为离球心距离r 的连续函数？ 试分析.分析 以球心O 为原点，球心至场点的距离r 为半径，作同心球面为高斯面.由于电荷呈球对称分布，电场强度也为球对称分布，高斯面上电场强度沿径矢方向，且大小相等.因而24d r πE ⋅=⎰S E .在确定高斯面内的电荷∑q 后，利用高斯定理∑⎰=0/d εq S E 即可求出电场强度的分布. 解 取半径为r 的同心球面为高斯面，由上述分析∑=⋅02/π4εq r Er ＜R 1 ，该高斯面内无电荷，0=∑q ，故01=ER 1 ＜r ＜R 2 ，高斯面内电荷()31323131R R R r Q q --=∑故 ()()23132031312π4rR R εR r Q E --= R 2 ＜r ＜R 3 ，高斯面内电荷为Q 1 ，故2013π4rεQ E =r ＞R 3 ，高斯面内电荷为Q 1 ＋Q 2 ，故20214π4r εQ Q E +=电场强度的方向均沿径矢方向，各区域的电场强度分布曲线如图(B)所示.在带电球面的两侧，电场强度的左右极限不同，电场强度不连续，而在紧贴r ＝R 3 的带电球面两侧，电场强度的跃变量230234π4ΔεσR εQ E E E ==-= 这一跃变是将带电球面的厚度抽象为零的必然结果，且具有普遍性.实际带电球面应是有一定厚度的球壳，壳层内外的电场强度也是连续变化的，本题中带电球壳内外的电场，在球壳的厚度变小时，E 的变化就变陡，最后当厚度趋于零时，E 的变化成为一跃变.5 －21 两个带有等量异号电荷的无限长同轴圆柱面，半径分别为R 1 和R 2 ＞R 1 )，单位长度上的电荷为λ.求离轴线为r 处的电场强度：(1) r ＜R 1 ，(2) R 1 ＜r ＜R 2 ，(3) r ＞R 2 .分析 电荷分布在无限长同轴圆柱面上，电场强度也必定沿轴对称分布，取同轴圆柱面为高斯面，只有侧面的电场强度通量不为零，且⎰⋅=rL E d π2S E ，求出不同半径高斯面内的电荷∑q .即可解得各区域电场的分布. 解 作同轴圆柱面为高斯面，根据高斯定理∑=⋅0/π2εq rL Er ＜R 1 ，0=∑q01=E在带电面附近，电场强度大小不连续，电场强度有一跃变 R 1 ＜r ＜R 2 ，L λq =∑rελE 02π2=r ＞R 2， 0=∑q03=E在带电面附近，电场强度大小不连续，电场强度有一跃变00π2π2ΔεσrL εL λr ελE ===这与5 －20 题分析讨论的结果一致.5 －22 如图所示，有三个点电荷Q 1 、Q 2 、Q 3 沿一条直线等间距分布且Q 1 ＝Q 3 ＝Q .已知其中任一点电荷所受合力均为零，求在固定Q 1 、Q 3 的情况下，将Q 2从点O 移到无穷远处外力所作的功.分析 由库仑力的定义，根据Q 1 、Q 3 所受合力为零可求得Q 2 .外力作功W ′应等于电场力作功W 的负值，即W ′＝－W .求电场力作功的方法有两种：(1)根据功的定义，电场力作的功为l E d 02⎰∞=Q W其中E 是点电荷Q 1 、Q 3 产生的合电场强度. (2) 根据电场力作功与电势能差的关系，有()0202V Q V V Q W =-=∞其中V 0 是Q 1 、Q 3 在点O 产生的电势(取无穷远处为零电势). 解1 由题意Q 1 所受的合力为零()02π4π420312021=+d εQ Q d εQ Q 解得 Q Q Q 414132-=-=由点电荷电场的叠加，Q 1 、Q 3 激发的电场在y 轴上任意一点的电场强度为()2/322031π2yd εQ E E E yy y +=+=将Q 2 从点O 沿y 轴移到无穷远处，(沿其他路径所作的功相同，请想一想为什么？)外力所作的功为()dεQ y y d εQ Q Q W y 022/322002π8d π241d =+⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⋅-='⎰⎰∞∞l E 解2 与解1相同，在任一点电荷所受合力均为零时Q Q 412-=，并由电势的叠加得Q 1 、Q 3 在点O 的电势dεQd εQ d εQ V 003010π2π4π4=+=将Q 2 从点O 推到无穷远处的过程中，外力作功dεQ V Q W 0202π8=-=' 比较上述两种方法，显然用功与电势能变化的关系来求解较为简洁.这是因为在许多实际问题中直接求电场分布困难较大，而求电势分布要简单得多. 5 －23 已知均匀带电长直线附近的电场强度近似为r rελe E 0π2=为电荷线密度.(1)求在r ＝r 1 和r ＝r 2 两点间的电势差；(2)在点电荷的电场中，我们曾取r →∞处的电势为零，求均匀带电长直线附近的电势时，能否这样取？ 试说明.解 (1) 由于电场力作功与路径无关，若沿径向积分，则有12012ln π2d 21r r ελU r r =⋅=⎰r E (2) 不能.严格地讲，电场强度r e rελE 0π2=只适用于无限长的均匀带电直线，而此时电荷分布在无限空间，r →∞处的电势应与直线上的电势相等. 5 －24 水分子的电偶极矩p 的大小为6.20 ×10－30 C · m.求在下述情况下，距离分子为r ＝5.00 ×10－9 m 处的电势.(1) 0θ=︒；(2) 45θ=︒；(3) 90θ=︒，θ 为r 与p 之间的夹角. 解 由点电荷电势的叠加2000P π4cos π4π4r εθp r εq r εq V V V =-+=+=-+-+ (1) 若o 0=θ V 1023.2π4320P -⨯==rεp V (2) 若o45=θ V 1058.1π445cos 320o P -⨯==rεp V (3) 若o90=θ 0π490cos 20oP ==r εp V5 －25 一个球形雨滴半径为0.40 mm ，带有电量1.6 pC ，它表面的电势有多大？ 两个这样的雨滴相遇后合并为一个较大的雨滴，这个雨滴表面的电势又是多大？ 分析 取无穷远处为零电势参考点，半径为R 带电量为q 的带电球形雨滴表面电势为RqεV 0π41=当两个球形雨滴合并为一个较大雨滴后，半径增大为R 32，代入上式后可以求出两雨滴相遇合并后，雨滴表面的电势. 解 根据已知条件球形雨滴半径R 1 ＝0.40 mm ，带有电量q 1 ＝1.6 pC ，可以求得带电球形雨滴表面电势V 36π411101==R q εV当两个球形雨滴合并为一个较大雨滴后，雨滴半径1322R R =，带有电量q 2 ＝2q 1 ，雨滴表面电势V 5722π4113102==R q εV5 －26 电荷面密度分别为＋σ和－σ的两块“无限大”均匀带电的平行平板，如图(a)放置，取坐标原点为零电势点，求空间各点的电势分布并画出电势随位置坐标x 变化的关系曲线.分析 由于“无限大”均匀带电的平行平板电荷分布在“无限”空间，不能采用点电荷电势叠加的方法求电势分布：应该首先由“无限大”均匀带电平板的电场强度叠加求电场强度的分布，然后依照电势的定义式求电势分布. 解 由“无限大” 均匀带电平板的电场强度i 02εσ±，叠加求得电场强度的分布， ()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧><<--<=a x a x a εσa x2 00i E 电势等于移动单位正电荷到零电势点电场力所作的功()a x a x εσV x <<--=⋅=⎰ d 0l E ()a x a εσV -<=⋅+⋅=⎰⎰- d d 0a-axl E l E ()a x a εσV >-=⋅+⋅=⎰⎰ d d 0a-axl E l E 电势变化曲线如图(b)所示.5 －27 两个同心球面的半径分别为R 1 和R 2 ，各自带有电荷Q 1 和Q 2 .求：(1) 各区域电势分布，并画出分布曲线；(2) 两球面间的电势差为多少？分析 通常可采用两种方法(1) 由于电荷均匀分布在球面上，电场分布也具有球对称性，因此，可根据电势与电场强度的积分关系求电势.取同心球面为高斯面，借助高斯定理可求得各区域的电场强度分布，再由⎰∞⋅=p p V l E d 可求得电势分布.(2) 利用电势叠加原理求电势.一个均匀带电的球面，在球面外产生的电势为rεQV 0π4=在球面内电场强度为零，电势处处相等，等于球面的电势RεQV 0π4=其中R 是球面的半径.根据上述分析，利用电势叠加原理，将两个球面在各区域产生的电势叠加，可求得电势的分布. 解1 (1) 由高斯定理可求得电场分布()()()22021321201211π4 π40R r r εQ Q R r R rεQ R r r r>+=<<=<=e E e E E 由电势⎰∞⋅=rV l E d 可求得各区域的电势分布.当r ≤R 1 时，有20210120212113211π4π4π411π40d d d 2211R εQ R εQ R εQ Q R R εQ V R R R R r+=++⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=⋅+⋅+⋅=⎰⎰⎰∞lE l E l E当R 1 ≤r ≤R 2 时，有202012021201322π4π4π411π4d d 22R εQ r εQ R εQ Q R r εQ V R R r+=++⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⋅+⋅=⎰⎰∞lE l E当r ≥R 2 时，有rεQ Q V r 02133π4d +=⋅=⎰∞l E (2) 两个球面间的电势差⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⋅=⎰210121211π4d 21R R εQ U R R l E 解2 (1) 由各球面电势的叠加计算电势分布.若该点位于两个球面内，即r ≤R 1 ，则2021011π4π4R εQ R εQ V +=若该点位于两个球面之间，即R 1 ≤r ≤R 2 ，则202012π4π4R εQ r εQ V +=若该点位于两个球面之外，即r ≥R 2 ，则rεQ Q V 0213π4+=(2) 两个球面间的电势差()2011012112π4π42R εQ R εQ V V U R r -=-== 5 －28 一半径为R 的无限长带电细棒，其内部的电荷均匀分布，电荷的体密度为ρ.现取棒表面为零电势，求空间电势分布并画出分布曲线.分析 无限长均匀带电细棒电荷分布呈轴对称，其电场和电势的分布也呈轴对称.选取同轴柱面为高斯面，利用高斯定理⎰⎰=⋅V V εd 1d 0S E 可求得电场分布E (r )，再根据电势差的定义()l E d ⋅=-⎰bab a r V V并取棒表面为零电势(V b ＝0)，即可得空间任意点a 的电势.解 取高度为l 、半径为r 且与带电棒同轴的圆柱面为高斯面，由高斯定理 当r ≤R 时02/ππ2ερl r rl E =⋅得 ()02εr ρr E = 当r ≥R 时02/ππ2ερl R rl E =⋅得 ()r εR ρr E 022=取棒表面为零电势，空间电势的分布有 当r ≤R 时()()22004d 2r R ερr εr ρr V Rr-==⎰ 当r ≥R 时()rRεR ρr r εR ρr V Rrln 2d 20202==⎰如图所示是电势V 随空间位置r 的分布曲线.5 －29 一圆盘半径R ＝3.00 ×10－2 m.圆盘均匀带电，电荷面密度σ＝2.00×10－5 C ·m －2 .(1) 求轴线上的电势分布；(2) 根据电场强度与电势梯度的关系求电场分布；(3) 计算离盘心30.0 cm 处的电势和电场强度.分析 将圆盘分割为一组不同半径的同心带电细圆环，利用带电细环轴线上一点的电势公式，将不同半径的带电圆环在轴线上一点的电势积分相加，即可求得带电圆盘在轴线上的电势分布，再根据电场强度与电势之间的微分关系式可求得电场强度的分布.解 (1) 带电圆环激发的电势220d π2π41d xr rr σεV +=由电势叠加，轴线上任一点P 的电势的()x x Rεσxr r r εσV R-+=+=⎰22222d 2 (1)(2) 轴线上任一点的电场强度为i i E ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=-=22012d d x R xεσx V (2) 电场强度方向沿x 轴方向.(3) 将场点至盘心的距离x ＝30.0 cm 分别代入式(1)和式(2)，得V 1691=V-1m V 5607⋅=E当x ＞＞R 时，圆盘也可以视为点电荷，其电荷为C 1065.5π82-⨯==σR q .依照点电荷电场中电势和电场强度的计算公式，有V 1695π40==xεqV 1-20m V 5649π4⋅==xεq E 由此可见，当x ＞＞R 时，可以忽略圆盘的几何形状，而将带电的圆盘当作点电荷来处理.在本题中作这样的近似处理，E 和V 的误差分别不超过0.3％和0.8％，这已足以满足一般的测量精度.5 －30 两个很长的共轴圆柱面(R 1 ＝3.0×10－2 m ，R 2 ＝0.10 m)，带有等量异号的电荷，两者的电势差为450 Ｖ.求：(1) 圆柱面单位长度上带有多少电荷？(2) r ＝0.05 m 处的电场强度.解 (1) 由习题5 －21 的结果，可得两圆柱面之间的电场强度为rελE 0π2=根据电势差的定义有120212ln π2d 21R R ελU R R =⋅=⎰l E 解得 1812120m C 101.2ln/π2--⋅⨯==R R U ελ (2) 解得两圆柱面之间r ＝0.05m 处的电场强度10m V 7475π2-⋅==rελE 5 －31 轻原子核(如氢及其同位素氘、氚的原子核)结合成为较重原子核的过程，叫做核聚变.在此过程中可以释放出巨大的能量.例如四个氢原子核(质子)结合成一个氦原子核(α粒子)时，可释放出25.9MeV 的能量.即MeV 25.9e 2He H 4014211++→这类聚变反应提供了太阳发光、发热的能源.如果我们能在地球上实现核聚变，就能获得丰富廉价的能源.但是要实现核聚变难度相当大，只有在极高的温度下，使原子热运动的速度非常大，才能使原子核相碰而结合，故核聚变反应又称作热核反应.试估算：(1)一个质子(H 11)以多大的动能(以电子伏特表示)运动，才能从很远处到达与另一个质子相接触的距离？ (2)平均热运动动能达到此值时，温度有多高？ (质子的半径约为1.0 ×10－15 m) 分析 作为估算，可以将质子上的电荷分布看作球对称分布，因此质子周围的电势分布为rεeV 0π4=将质子作为经典粒子处理，当另一质子从无穷远处以动能E k 飞向该质子时，势能增加，动能减少，如能克服库仑斥力而使两质子相碰，则质子的初始动能Re r εeV E 2π41202RK0=≥ 假设该氢原子核的初始动能就是氢分子热运动的平均动能，根据分子动理论知：。
大学物理试题及答案
《大学物理》试卷（一）（标准卷）（考试时间：120分钟）使用班级： 学生数： 任课教师： 考试类型 闭卷一、填空题（共30分）1、（4分）一质点沿y 轴作直线运动，速度j t v)43(+=，t ＝0时，00=y ，采用SI 单位制，则质点的运动方程为y 223t t +m ；加速度y a ＝4m/s 2。
2、（3分）一质点沿半径为R 的圆周运动，其运动方程为22t +=θ。
质点的速度大小为2t R ，切向加速度大小为2R ，加速度为n R t R242+τ。
3、（2分）一个质量为10kg 的物体以4m/s 的速度落到砂地后经0.1s 停下来，则在这一过程中物体对砂地的平均作用力大小为 400N 。
4、（2分）在一带电量为Q 的导体空腔内部，有一带电量为-q 的带电导体，那么导体空腔的内表面所带电量为 +q ，导体空腔外表面所带电量为 Q-q 。
5、（2分）一质量为10kg 的物体，在t=0时，物体静止于原点，在作用力i x F)43(+=作用下，无摩擦地运动，则物体运动到3米处，在这段路程中力F所做的功为J ds F mv W 272132=⋅=∆=⎰。
6、（2分）带等量异号电荷的两个无限大平板之间的电场为σ/ε0 ，板外电场为 0 。
7、（2分）一无铁芯的长直螺线管，在保持器半径和总匝数不变的情况下，把螺线管拉长一些，则它的自感系数将 减小 。
8、（3分）一长载流导线弯成如右图所示形状，则O 点处磁感应强度B 的大小为R I R I 83400μπμ+，方向为⊗ 。
9、（4分）在均匀磁场B 中, 一个半径为R 的圆线圈,其匝数为N,通有电流I 2π=，它在磁场中受到的磁力矩的最大值为NIB R M 2π=。
10、（3分）一电子以v 垂直射入磁感应强度B 的磁场中，则作用在该电子上的磁场力的大小为F ＝B qv 0。
电子作圆周运动，回旋半径为qB mv R =。
11、（3分）判断下图中，处于匀强磁场中载流导体所受的电磁力的方向；（a ）向下；（b ） 向左 ；（c ） 向右 。
大学物理考试试卷(附答案)
……… 评卷密封线…………… 密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理…………… 评卷密封………线 ……… 大学物理考试试卷（附答案） 学年二学期 大学物理 C 课程 时间100分钟 72学时，4.5学分，闭卷，总分100分，占总评成绩 70 %一、选择题（共24分，每小题3分） 1．设质点沿X 轴作简谐运动，用余弦函数表示，振幅为A ，当t =0时，质点过0x A =-处且向X 轴正向运动，则其初相位为 （A ）4/π； （B ）4/3π； （C ） 4/5π； （D ）4/7π。
[ ] 2．一平面简谐波在弹性媒质中传播时，某一时刻在传播方向上媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是 （A ）动能为零，势能最大； （B ）动能为零，势能最零； （C ）动能最大，势能最大； （D ）动能最大，势能为零。
[ ] 3．以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上的自然光，反射光是 （A ）在入射面内振动的完全偏振光； （B ）平行于入射面的振动占优势的部分偏振光； （C ）垂直于入射面振动的完全偏振光； （D ）垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光。
[ ] 4．质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加一倍，那么气体对外所做的功在 （A ）绝热过程最大，等压过程最小；（B ）绝热过程最大，等温过程最小； （C ）绝热过程最小，等压过程最大；（D ）等压过程最大，等温过程最小。
[ ]5．高斯定理⎰⎰∑=S q S E 01d .ε ，说明了静电场的哪些性质(1) 电场线不是闭合曲线 (2) 库仑力是保守力(3) 静电场是有源场 (4) 静电场是保守场(A) (1)(3) (B) (2)(3) (C) (1)(2) (D) (1)(4) [ ]6．如图所示，半圆形线圈半径为R ，通有电流I ，在磁场B 的作用下从图示位置转过30︒时，它所受的磁力矩的大小和方向分别为：（A ）4/2IB R π，沿图面竖直向下；（B ）4/2IB R π，沿图面竖直向上；（C ）4/32IB R π，沿图面竖直向下；（D ）4/32IB R π，沿图面竖直向上。
大学物理考试题目及答案
大学物理考试题目及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 光在真空中的传播速度是多少？A. 3×10^8 m/sB. 3×10^4 m/sC. 3×10^5 m/sD. 3×10^6 m/s答案：A2. 根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。
这一定律的数学表达式是什么？A. F = maB. F = m/aC. a = F/mD. a = mF答案：A3. 一个物体从静止开始自由下落，其下落的高度h与时间t之间的关系是什么？A. h = gt^2B. h = 1/2 gt^2C. h = 2gtD. h = gt答案：B4. 电场强度的定义式是：A. E = F/qB. E = qFD. E = F/g答案：A5. 一个理想的气体经历等压变化时，其体积与温度的关系遵循什么定律？A. 查理定律B. 盖-吕萨克定律C. 阿伏加德罗定律D. 波义耳定律答案：B6. 根据能量守恒定律，一个封闭系统的总能量是：A. 增加的B. 减少的C. 不变的D. 无法确定的答案：C7. 波长为λ的光波在介质中的折射率为n，当光波从真空进入该介质时，其波速会：A. 增加B. 减少C. 不变D. 先增加后减少答案：B8. 一个电路中的电流I与电阻R之间的关系由欧姆定律描述，该定律的数学表达式是什么？A. I = V/RB. I = VRD. I = V + R答案：A9. 根据热力学第一定律，一个系统的内能变化等于它与外界交换的热量和它对外做的功之和。
如果一个系统吸收了热量并且对外做功，那么它的内能将会：A. 增加B. 减少C. 不变D. 无法确定答案：A10. 两个点电荷之间的相互作用力遵循：A. 库仑定律B. 牛顿定律C. 高斯定律D. 毕奥-萨伐尔定律答案：A二、填空题（每题4分，共20分）11. 一个物体的质量为2kg，受到的力为10N，根据牛顿第二定律，它的加速度是 _______ m/s²。
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一选择题(共18分)1．(本题3分)(4098)质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加一倍．那么气体温度的改变(绝对值)在(A)绝热过程中最大，等压过程中最小．(B)绝热过程中最大，等温过程中最小．(C)等压过程中最大，绝热过程中最小．(D)等压过程中最大，等温过程中最小． [ ]2．(本题3分)(4100)一定量的理想气体经历acb 过程时吸热500J ．则经历acbda 过程时；吸热为(A)-1200J ． (B)-700J(C)-400J ． (D)700J ．[ ]3。
(本题3分)(4116)一定量理想气体经历的循环过程用V-T 曲线表示如图．在此循环过程中，气体从外界吸热的过程是(A)A 一B 。
(B)B-C(C)C 一A ． (D)：B-C 和C-A[ ]4．(本题3分)(5183)一弹簧振子作简谐振动，当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1／4时，其动能为振动总能量的(A) 7／16． (B) 9／16． (C) 11／16．(D) 13／16． (E) 15／16． [ ]5．(本题3分)(3345)如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上．当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹(A)向右平移． (B)向中心收缩(C)向外扩张 (D)静止不动．(E)向左平移． [ ]6.(本题3分)(4428) ．已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为： ,23cos 1)(a x a x πψ= （--a ≤x ≤a ）那么粒子在x=5a ／6处出现的概率密度为(A) 1/(2a)． (B) 1／a ．(C) 1／a 2· ．(D) 1／a 。
[ ]二填空题(共24分)7．(本题3分)(0404)地球的质量为m ，太阳的质量为M,地心与日心的距离为R ，引力常量为G ，则地球绕太阳作圆周运动的角动量为L=______________.8。
(本题4分)(1320)一平行板电容器，两板间充满各向同性均匀电介质，已知相对介电常量为εr ．若极板上的自由电荷面密度为σ，则介质中电位移的大小D=__________，电场强度的大小E=_______________.9。
(本题5分)(2208)图中A 1，A 2的距离为0.1m ，A l 端有一电子，其初速度v=1.0Xl07m ·s —1，若它所处的空间为均匀磁场，它在磁场力作用下 沿圆形轨道运动到A 2端，则磁场各点的磁感强度B 的大小．B=____________，方向为___________.电子通过这段路程所需时间t=_____________.(电子质量m e =9.11Xl0-31kg ，基本电荷e=1.6X10-19C)10．(本题3分)(2383)有一根质量为m ，长为l 的直导线，放在磁感强度为B 的均，匀磁场中B 的方向在水平面内，导线中电流方向如图所示，当导线所受磁力与重力平衡时，导线中电流I=_____________．11．(本题3分)(5134)图示为三种不同的磁介质的B-H 关系曲线，其中虚线表示的是B=μ0H 的关系．说明a 、b 、c 各代表哪一类磁介质的B-H 关系．曲线：a 代表____________________的B-H 关系曲线．b 代表____________________的B~H关系曲线．c 代表____________________的B-H 关系曲线．12．(本题3分)(5615)一门宽为a ．今有一固有长度为l 0(l 0>a)的水平细杆，在门外贴近门的平面内沿其长度方向匀速运动．若站在门外的观察者认为此杆的两端可同时被拉进此门，则该杆相对于门的运动速率u 至少为______________________．13。
(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0.71V ．当，入射光的波长为________________ Å 时，其遏止电压变为1．43V ．(e=1.60X10—19c ，h=6.63Xl0-34J ·S)二 计算题(共58分)14.(本题8分)(0171)水平小车的B 端固定一轻弹簧，弹簧为自然长度时，靠在弹簧上的滑块距小车A 端为l=1.lm ．已知小车质量M=10kg ，滑块质量m=1kg ，弹簧的劲度系数k=110N ／m ．现推动滑块将弹簧压缩Δl=0.05m ．并维持滑块与小车静止，然后同时释放滑块与小车．忽略一切摩擦．求：(1)滑块与弹簧刚刚分离时，小车及滑块相对地的速度各为多少?(2)滑块与弹簧分离后，又经多少时间滑块从小车上掉下来?15．(本题10分)(0562)质量m=1.1kg 的匀质圆盘，可以绕通过其中心且垂直盘面的水平光滑固定轴转动,对轴的转动惯量J=21mr 2(r 为盘的半径)．圆盘边缘绕有绳子，绳子下端挂一质量m 1=1.0kg的物体，如图所示。
起初在圆盘上加一恒力矩使物体以速率v o=0.6m／s匀速上升，如撤去所加力矩，问经历多少时间圆盘开始作反方向转动． 16．(本题l0分)(1501)在盖革计数器中有一直径为2.00cm的金属圆筒，在圆筒轴线上有一条直径为0.134mm的导线．如果在导线与圆筒之间加上850V的电压，试分别求： (1)导线表面处(2)金属圆筒内表面处的电场强度的大小．17。
(本题l0分)(2150)如图所示，两条平行长直导线和一个矩形导线框共面．且导线框的一个边与长直导线平行，他到两长直导线的距离分别为r1、r2,已知两导线中电流都为I=I0sinωt，其中I o和w为常数，t为时间．导线框长为a宽为b，求导线框中的感应电动势．18。
(本题10分)(3079)一列平面简谐波在媒质中以波速u=5m／s沿x轴正向传播，原点O处质元的振动曲线如图所示：(1)求解并画出x=25m处质元的振动曲线．(2)求解并画出t=3s时的波形曲线．19。
(本题10分)(3211)(1)在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长，λ1=400nm，λ2=760nm (1m=10-9m)。
已知单缝宽度a=1.0Xl0-2cm，透镜焦距f=50cm．求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离．(2)若用光栅常数d=1.0Xl0-3cm的光栅替换单缝，其他条件和上一问相同，求两种光第一级主极大之间的距离。
一选择题(共18分)1．(本题3分)(4098)[ D ]2．(本题3分)(4100)[ B ]3。
(本题3分)(4116)[ A ]4．(本题3分)(5183)[ E ]5．(本题3分)(3345)[ B ]6.(本题3分)(4428)[ A ]二填空题(共24分)7．(本题3分)(0404)m GMR 3分8。
(本题4分)(1320)σ 2分σ/ε0εr 2分9。
(本题5分)(2208)m e v/(eR)=1.14 X 10-3 T 2分 (垂直纸面向里) 1分/R v π=1。
57 X 108s 2分10．(本题3分)(2383)mg/(lB) 3分11．(本题3分)(5134)铁磁质 1分顺磁质 1分抗磁质 1分 12．(本题3分)(5615) 201(/)c a l - 3分参考解：根据收缩杆长度收缩公式 201(/)l l u c =-则 20(/)a l l u c ≥- ，201(/)u c a l ≥-13。
(本题3分)(0475)3.82X103 3分二 计算题(共58分)14.(本题8分)(0171)解： (1)以小车、滑块、弹簧为系统，忽略一切摩擦，在弹簧恢复原长的过程中，系统的机械能守恒，水平方向动量守恒。
设滑块与弹簧刚分离时，车与滑块对地的速度分别为V和v,则 222111()222k l mv MV ∆=+ 2分mv MV = 1分解出 20.05//k V l m s M M m =∆=+ 向左 1分0.5/2/k v l m s m m M =∆=+ 向右 1分(2)滑块相对小车的速度为 v ’=v+V=0.55m/s, 向右 2分∆t=L/v ’=2s 1分15．(本题10分)(0562)解：撤去外加力矩后受力分析如图所示。
2分M 1g-T=m 1a 1分Tr=J β 1分a=r β 1分a=m 1gr/(m 1r+J/r) 代入 J=21mr 2 ，a=1112m g m m +=6.32ms -22分 因为 v 0-at=0 2分所以 t=v 0/a=0.095s 1分16．(本题l0分)(1501)解：设导线上的电荷线密度为λ，与导线同轴作单位长度的，半径为r 的（导线半径R 1<r<圆筒半径R 2）高斯圆柱面，则按高斯定理有02/rE πλε=得到 0/(2)E r λπε= (R 1<r<R 2) 2分方向沿半径指向圆筒。
导线与圆筒之间的电势差 2211212001ln 22R R R R R dr U E dr r R λλπεπε=⋅==⎰⎰ 2分则 1221ln(/)U E r R R =2分 代入数值，则：（1）导线表面处 6121121 2.5410/ln(/)U E V mR R R ==⨯ 2分 （2）圆筒内表面处 4122221 1.7010/ln(/)U E V mR R R ==⨯ 2分 17。
(本题l0分)(2150)解：两个载同向电流的长直导线在如图所是坐标x 处所产生的磁场为1211()2B x x r r μπ=+-+ 2分 选顺时针方向为线框回路正方向，则：1111012(2r br br r Ia dx dx BdS x x r r μφπ++==+-+⎰⎰⎰ 3分 01212ln(2Ia r b r br r μπ++=⋅）2分 01212()()ln[]2ar b r b d dIdt r r dt μφεπ++=-=-001212()()ln[]cos 2I a r b r b tr r μωωπ++=- 3分18。
(本题10分)(3079)解：（1）原点o 处质元的振动方程为211210cos()22y t ππ-=⨯- （SI ） 2分 波的表达式为 211210cos((/5))22y t x ππ-=⨯-- （SI ） 2分 x=25m 处质元的振动方程为21210cos(3)2y t ππ-=⨯- （SI ） 2分 振动曲线见图（a ）(2)t=3s 时的波形曲线方程21210cos(/10)2y t x ππ-=⨯- （SI ） 2分 波形曲线见图 2分19。
(本题10分)(3211)解：(1)由单缝衍射明纹公式知11113sin (21)22a k ϕλλ=+= (取k=1) 1分22213sin (21)22a k ϕλλ=+= 1分 由于 11/tg x f ϕ= ， 22/tg x f ϕ=11sin tg ϕϕ≈ ，22sin tg ϕϕ≈所以 113/2x f a λ= 1分 223/2x f a λ= 1分 则两个第一级明纹之间距为 213/0.272x x x f a cm λ∆=-=∆= 2分 (2)由光栅衍射主极大的公式111222sin sin d k l d k l ϕλλϕλλ==== 2分 且有 sin /tg x f ϕϕ≈=所以 21/ 1.8x x x f d cm λ∆=-=∆= 2分。