大学基础物理学第2版习题答案(供参考)
大学基础物理学课后习题答案_含思考题(1)
大学基础物理课后答案
主编：习岗高等教育出版社
第一章 思考题：
<1-4> 解：在上液面下取A 点，设该点压强为A p ，在下液面内取B 点，设该点压强为B p 。对上液面应用拉普拉斯公式，得 A A R p p γ20=
- 对下液面使用拉普拉斯公式，得 B
B 02R p p γ=
- 又因为 gh p p ρ+=A B 将三式联立求解可得 ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=
B A 112R R g h ργ
<1-5> 答：根据对毛细现象的物理分析可知，由于水的表面张力系数与温度有关，毛细水上升的高度会随着温度的变化而变化，温度越低，毛细水上升的高度越高。在白天，由于日照的原因，土壤表面的温度较高，土壤表面的水分一方面蒸发加快，另一方面土壤颗粒之间的毛细水会因温度升高而下降，这两方面的原因使土壤表层变得干燥。相反，在夜间，土壤表面的温度较低，而土壤深层的温度变化不大，使得土壤颗粒间的毛细水上升；另一方面，空气中的水汽也会因为温度下降而凝结，从而使得清晨时土壤表层变得较为湿润。
<1-6> 答：连续性原理是根据质量守恒原理推出的，连续性原理要求流体的流动是定常流动，并且不可压缩。伯努利方程是根据功能原理推出的，它的使用条件是不考虑流体的黏滞性和可压缩性，同时，还要求流动是定常流动。如果流体具有黏滞性，伯努利方程不能使用，需要加以修正。
<1-8> 答：泊肃叶公式适用于圆形管道中的定常流动，并且流体具有黏滞性。斯托克斯公式适用于球形物体在黏滞流体中运动速度不太大的情况。
练习题：
<1-6> 解：设以水坝底部作为高度起点，水坝任一点至底部的距离为h 。在h 基础上取微元d h ，与之对应的水坝侧面面积元d S （图中阴影面积）应为坡长d m 与坝长l 的乘积。
新编基础物理学第二版第七章习题解答
习题七
7-1 氧气瓶的容积为32L ，瓶内充满氧气时的压强为130atm 。若每小时需用1atm 氧气体积为400L 。设使用过程中保持温度不变，问当瓶内压强降到10atm 时，使用了几个小时?
解 已知123130atm,10atm,1atm;p p p === 1232L,V V V ===3400L V =。 质量分别为1m ，2m ，3m ,由题意可得:
1
1
m pV RT M = 22m
p V RT M =
233m
p V RT M
=
所以一瓶氧气能用小时数为: ()12123331301032
9.6(1.0400
m m pV p V n m p V -⨯--=
===⨯h) 7-2 一氦氖气体激光管，工作时管内温度是 27C ︒。压强是2.4mmHg ，氦气与氖气的压强比是7:1.求管内氦气和氖气的分子数密度.
解:依题意, n n n =+氦氖， 52.4
1.01310Pa 760
p p p =+=
⨯⨯氦氖；:7:1p p =氦氖 所以
552.1
0.3
1.01310Pa, 1.01310Pa 760
760
p p =
⨯⨯=
⨯⨯氦氖, 根据 p nkT =，得
()5223
232.1760 1.01310 6.7610(m )1.3810300
p n kT --⨯⨯===⨯⨯⨯氦氦 2139.6610(m )P n kT
-=
=⨯氖氖
7-3 氢分子的质量为24
3.310
-⨯g 。如果每秒有23
10个氢分子沿着与墙面的法线成︒45角的方
向以5
1
10cm s -⋅的速率撞击在面积为2
2.0cm 的墙面上,如果撞击是完全弹性的,试求这些氢分子作用在墙面上的压强.
大学基础物理学答案(习岗)第10章
129
第十章 量子物理基础
本章提要
1． 光的量子性
· 物体由于自身具有一定温度而以电磁波的形式向周围发射能量的现象称热辐射。
· 在任何温度下都能全部吸收照射到其表面上的各种波长的光（电磁波），的物体称为绝对黑体，简称黑体。
· 单位时间内从物体单位表面积发出的、波长在λ附近单位波长间隔内电磁波的能量称单色辐射本领（又称单色辐出度），用)(T M λ表示
· 单位时间内物体单位表面积发出的包括所有波长在内的电磁波的辐射功率称为辐射出射度，用则M 表示，M 与)(T M λ的关系为
0()d M M T λλ∞
=⎰
2． 维恩位移定律
在不同的热力学温度T 下，单色辐射本领的实验曲线存在一个峰值波长λm ， T 和λm 满足如下关系：
λm T b =
其中，b 是维恩常量。该式称维恩位移定律。
3． 斯忒藩—玻尔兹曼定律
· 黑体的辐射出射度M 与温度T 的关系为
4T M σ=
其中，σ为斯忒藩—玻尔兹曼常量。该结果称斯忒藩—玻尔兹曼定律。
· 对于一般的物体
4T M εσ=
ε称发射率。
4． 黑体辐射
· 能量子假说：黑体辐射不是连续地辐射能量，而是一份份地辐射能量，并且每一份能量与电磁波的频率ν成正比，满足条件E nhv =，其中n ＝1，2，3，…，等正整数，h 为普朗克常数。这种能量分立的概念被称为能量量子化，
130
每一份最小的能量E hv =称为一个能量子。
· 普朗克黑体辐射公式（简称普朗克公式）为
11
2)(/52-=kT hc e hc T M λλλπ
其中，h 是普朗克常量。由普朗克公式可以很好地解释黑体辐射现象。
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基础物理学第二版习题解答
习题二
2-1．两质量分别为m 和M ()M m ≠的物体并排放在光滑的水平桌面上，现有一水平力F 作用在物体m 上，使两物体一起向右运动，如题图2-1所示，
求两物体间的相互作用力。 若水平力F 作用在M 上，使两物体一起向左运
动，则两物体间相互作用力的大小是否发生变化？ 解：以m 、M 整体为研究对象， 有
()F m M a =+…①
以m 为研究对象，如解图2-1（a ），有
Mm F F ma -=…②
由①、②两式，得相互作用力大小
若F 作用在M 上，以m 为研究对象，如题图2-1（b ）有
Mm F ma =…………③ 由①、③两式，得相互作用力大小
Mm mF
F m M
=
+ 发生变化。
2-2. 在一条跨过轻滑轮的细绳的两端各系一物体，两物体的质量分别为M 1和M 2 ，在M 2上再放一质量为m 的小物体，如题图2-2所示，若M 1=M 2= 4m ，求m 和M 2之
间的相互作用力，若M 1=5m ，M 2=3m ，则m 与M 2之间的作用力是否发生变化？ 解： 受力图如解图2-2，分别以M 1、M 2和m 为研究对象，有 111T M g M a -= 又 12T T =，则
2M m
F
=
1122M mg
M M m
++
当124M M m ==时 当125,3M m M m ==时
2
109
M m mg
F =
，发生变化。 2-3.质量为M 的气球以加速度a 匀加速上升，突然一只质量为m 的小鸟飞到气球上，并停留在气球上。若气球仍能向上加速，求气球的加速度减少了多少？ 解：设f 为空气对气球的浮力，取向上为正。 分别由解图2-3（a ）、(b)可得 由此解得
大学基础物理学(韩可芳)习题参考-第3章(刚体力学基础)-0425
第三章 刚体力学基础
思考题
3-1 一个绕定轴转动着的刚体有非零的角速度和角加速度。刚体中的质点A 离转轴的距离是质点B 的两倍，对质点A 和质点B ，以下各量的比值是多少？（1）角速率；（2）线速率；（3）角加速度的大小；（4）加速度的切向分量；（5）加速度的法向分量；（6）加速度的大小。
3-2 以下说法是否正确？并加以分析： （1）一个确定的刚体有确定的转动惯量。
（2）定轴转动的刚体，当角速度大时，作用的力矩也大。
（3）使一根均匀的铁棍保持水平，如握住棍子的中点要比握住它的一端容易。
（4）一个有固定轴的刚体，受到两个力的作用。当这两个力的合力为零时，它们对轴的合力矩也一定为零；当这两个力对轴的合力矩为零时，它们的合力也一定为零。
3-3 指出下弄表达式哪些是正确的，哪些是错误的，并说明理由。
,,
,
,2
122
c c c
c p c K v M r L Mr J Mgh E v M E ⨯====
E K 、E P 、J 、L 分别表示绕定轴转动刚体的动能、重力势能、转动惯量、角动量。式中：M 为刚体的质量，c v
为质心速度，h c 为质心距零势能面的高度，r c 为质心到转轴的距离。
3-4 已知银河系中有一天体是均匀球体，现在半径为R ，绕对称轴自转的周期为T ，由于引力凝聚，它的体积不断收缩。假定一万年后它的半径缩小为r ，试问一万年后此天体绕对称轴自转的周期比现在大还是小？它的动能是增加还是减少？
3-5 一圆形平台，可绕中心轴无摩擦地转动，有一辆玩具汽车相对台面由静止启动，绕轴做圆周运动，问平台如何运动？当小车突然刹车，平台又如何运动？运动过程中小车—平台系统的机械能、动量和角动量是否守恒？
大学物理-第九章（热力学基础）习题标准答案
大学物理-第九章（热力学基础）习题标准答案
大学物理2-1第九章(热力学基础)习题答案
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
习题九
9-1 一系统由图示的状态a 经acd 到达状态b ，系统吸收了320J 热量，系统对外作功126J 。 (1)若adb 过程系统对外作功 42J ，问有多少热量传入系统? (2)当系统由b 沿曲线ba 返回状态a ，外界对系统作功84 J ，试问系统是吸热还是放热? 热量是多少?
[解] 由热力学第一定律A E Q +?= 得 A Q E -=?
在a
在ba 过程中 J A E A E E Q b a 27884194333-=--=+?-=+-= 本过程中系统放热。
9-2 2mol 氮气由温度为300K ，压强为510013.1?Pa (1atm)的初态等温地压缩到 510026.2?Pa(2atm)。求气体放出的热量。
[解] 在等温过程中气体吸收的热量等于气体对外做的功，所以
J P P RT M m A Q mol T 3211046.32
1
ln 30031.82ln ?-===
= 即气体放热为J 31046.3?。
9-3 一定质量的理想气体的内能E 随体积的变化关系为E - V 图上的一条过原点的直线，如图所示。试证此直线表示等压过程。
[证明] 设此直线斜率为k ，则此直线方程为kv E =
又E 随温度的关系变化式为T k T C M M
E v mol
大学物理2-1第九章(热力学基础)习题答案
习 题 九
一系统由图示的状态a 经acd 到达状态b ，系统吸收了热量，系统对外作功。 ()若过程系统对外作功 ，问有多少热量传入系统? ()当系统由沿曲线返回状态，外界对系统作功 ，试问系统是吸热还是放热? 热量是多少?
[解] 由热力学第一定律A E Q +∆= 得 A Q E -=∆
在<过程中，E E E a b ∆=-J A Q 19412632011=-=-= 在过程中 J A E Q 236421942=+=+∆=
在过程中 J A E A E E Q b a 27884194333-=--=+∆-=+-= 本过程中系统放热。
氮气由温度为 ，压强为510013.1⨯ ()的初态等温地压缩到 510026.2⨯()。求气体放出的热量。
[解] 在等温过程中气体吸收的热量等于气体对外做的功，所以
J P P RT M m A Q mol T 3211046.32
1
ln 30031.82ln ⨯-=⨯⨯⨯==
= 即气体放热为J 31046.3⨯。
一定质量的理想气体的内能随体积的变化关系为 图上的一条过原点的直线，如图所示。试证此直线表示等压过程。
[证明] 设此直线斜率为，则此直线方程为kv E =
又随温度的关系变化式为T k T C M M
E v mol
'=⋅= 所以T k kV '= 因此
C k
k T V ='
=(C 为恒量) 又由理想气体的状态方程知，
C T
pV
'= (C '为恒量) 所以 为恒量
即此过程为等压过程。
氧气由状态变化到状态所经历的过程如图所示：()沿→→路径。()→直线。试分别求出两过程中氧气对外作的功、吸收的热量及内能的变化。
大学基础物理学答案(习岗)第2章
第二章 气体动理论
本章提要
1. 气体的微观图像与宏观性质
·气体是由大量分子组成的，1mol 气体所包含的分子数为2310023.6⨯。分子之间存在相互作用力。分子在做永不停息的无规则的运动，其运动程度与温度有关。
·在分子层次上，理想气体满足如下条件：
（1）分子本身的大小与分子之间平均距离相比可以忽略不计，分子可看作质点。
（2）除碰撞的瞬间以外，分子之间的相互作用力可以忽略不计，分子所受的重力也忽略不计。
（3）气体分子间的碰撞以及分子与器壁之间的碰撞为完全弹性碰撞。
2. 理想气体压强与温度
·理想气体的压强公式
εn v nm p 3
2
312==
其中， 22
1
v m =ε，称分子平均平动动能，它表征了分子运动的剧烈程度。。
·理想气体的温度公式
32
kT ε=
温度公式表明，温度是大量分子热运动剧烈程度的标志。
3. 阿伏伽德罗定律
在相同的温度和压强下，各种气体在相同体积内所包含的分子数相同。
4. 道尔顿分压定律
混合气体的压强等于各种气体的分压强之和。
5. 麦克斯韦速率分布
·在平衡态下，气体分子服从如下麦克斯韦速率分布规律
2
322d 4d 2mv kT
N m e
v v N kT ππ-
⎛⎫
= ⎪⎝⎭
·麦克斯韦速率分布函数
2
32
22d ()4d 2mv kT
N m f v e v N v kT ππ-
⎛⎫
=
= ⎪⎝⎭
其表征了处于起点速率为v 的单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比。
6. 分子速率的三种统计值
从麦克斯韦速率分布规律可以导出分子速率的三种统计值 ·最概然速率
P v =
P v 表明气体分子速率并非从小到大平均分配，
大学物理习题册及答案
1
6. 路灯离地面高度为 H ，一个身高为 h 的人，在灯下水平路面上非匀速步行，如图 1-6 所示。当人与灯的水平距离为 s 时，人的步行速度大小为 v0 ，方向向右，求此时他的头顶在 地面上的影子移动的速度。
H
v0
h s 图 1-6
2
练习二 运动的描述(二)
班级
学号
姓名
1. 如图 2-1 所示，质点沿路径 s 运动，在 P 点的速度为 v 、
x 、 y 以 m 计。
(1) 写出质点 t 时刻的位置矢量表达式； (2) 计算前 4 秒内质点的位移； (3) 计算前 4 秒内质点的平均速度； (4) 写出 t 时刻质点速度的矢量表达式，并计算 t = 4s 时质点的速度； (5) 计算前 4 秒内的平均加速度； (6) 写出 t 时刻质点加速度的矢量表达式，并计算 t = 4s 时质点的加速度。
3
6. 质点沿半径为 R = 3m 的圆周运动，见图 2-6，已知切向加速度 aτ = 6t m/s2， t = 0
时质点在 O′点，其速度 v0 = 0， s0 = 0，试求： (1) t = 1s 时质点速度和加速度的大小； (2) 第 2 秒内质点所通过的路程。
s R
О′
图 2-6
4
练习三 运动的描述(三)
量值相等的是：
A. ∆r = ∆s ； B. d r = ∆s ； C. d r = d s ； D. d r = ∆r ； E. ∆r = d s 。
大学基础物理学(韩可芳)习题参考-1-2(力学-守恒)-0425
《基础物理学》习题解答
配套教材：
《基础物理学》（韩可芳主编，韩德培 熊水兵 马世豪编委），湖北教育出版社（1999）
第一章 质点力学
思考题
1-1 试比较以下各对物理量的区别：
（1）r ∆ 和 r ∆ ； （2）dt
r d
和
dt dr
（3）2
2dt
r d 和22dt r d 答：（1）r ∆表示矢量r
∆的模，位移的大小，而r ∆表示位矢大小之差r ∆的绝对值；（2）dt
r d
表示速度
的大小，而dt dr
表示位矢的长短随时间的变化率；（3）2
2dt
r d
表示加速度的大小，22dt r d 位矢的长短对时间的二阶导数。
1-2 质点沿直线运动，其位置矢量是否一定方向不变？质点位置矢量方向不变，质点是否一定做直线运动？
答：质点沿直线运动，质点位置矢量方向不一定不变。质点位置矢量方向不变，质点沿直线运动。
1-3 设质点的运动学方程为 )(t x x =，)(t y y =，在计算质点的速度和加速度时，有人先求出
2
2
y x r +=，然后根据dt dr
v =和22dt
r d a =求得结果。又有人先计算速度和加速度的分量，再合成而求得结果，即2
2⎪⎭
⎫
⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=dt dy dt dx v 和2
22222⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=
dt y d dt x d a 。你认为哪一种方法正确？为什么？ 答：后一种方法正确。位矢、速度、加速度均为矢量，在本题中
先求出分量，再由分量合成得出矢量的大小是正确的，而前一种方法先出位矢 大小 ，
再求出的 只是位矢大小的时间变化率，而不是速度的大小， 也不是加速度的大小。
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大学基础物理学答案(习岗)第6章
第六章 稳恒磁场
本章提要
1. 磁感应强度
描述磁场力的属性的物理量是磁感应强度，常用B 来表示。其定义式为 qv
F B max
=
在SI 制中，B 的单位为特斯拉（T ）。B 另一个单位为高斯(G)，两者的换算关系为
1T=104G
2. 毕奥—萨伐尔定律
（1） 毕奥—萨伐尔定律
∙ 毕奥—萨伐尔定律的微分形式
电流元I d l 在真空中任一点P 所产生的磁感应强度d B 的大小与电流元的大小成正比，与电流元I d l 和r 的夹角的正弦成正比，与电流元到P 点的距离的平方 成反比。d B 的方向垂直于I d l 和r 所组成的平面，指向与矢积I d l ×0r 的方向相同，即
00
2d d 4I r l r B m p ´=
其中， 7-20410N A m p -=醋，称真空磁导率。
∙ 毕奥—萨伐尔定律的积分形式
00
2
d d 4l
l
I r μπ⨯==⎰⎰
l r B B
（2）几种典型的磁场分布 ∙ 无限长直电流的磁场分布
02I
B r
m p =
∙ 载流长直螺线管内的磁场分布
0B nI m =
∙ 运动电荷的磁场分布
00
2
4q r v r B m p ´=
3. 磁高斯定理
∙ 磁通量
穿过磁场中某一面积S 的磁通量定义为
d B S m s
Φ=
蝌
∙ 磁高斯定理
通过空间中任意封闭曲面的磁通量必为零，即
d 0S
B S =蝌
g Ò
4. 安培环路定理
在真空中的稳恒磁场内，磁感应强度B 的环流等于穿过积分回路的所有传导电流强度代数和的0μ倍，即
0in d L
I B r m ?åò
Ñ
5. 安培力与洛仑兹力
（1）安培力
载流导线在磁场中受到的宏观力称安培力。安培力服从安培定律。 ∙ 安培定律的微分形式
大学基础物理学答案(习岗)第8章
105
第八章 振动与波动
本章提要
1. 简谐振动的描述
● 物体在一定位置附近所作的无阻尼的等幅振动称简谐振动。
简谐振动的运动方程为
cos()x A t ωϕ=+
其中，A 为振幅、ω 为角频率、（ωt+ϕ）为简谐振动的相位， ϕ 为初相位。
● 简谐振动的速度方程
d sin()d x v A t t
ωωϕ=
=-+ ● 简谐振动的加速度方程 222d cos()d x a A t t
ωωϕ==-+ ● 简谐振动可用旋转矢量法表示。
2. 简谐振动的能量
● 若弹簧振子劲度系数为k ，振动物体的质量为m ，在某一时刻物体的位移为x ，振动速度为v ，则振动物体的动能为
212
k E mv =
● 弹簧振子的势能为 212
p E kx =
● 弹簧振子的总能量为 222222P 111sin ()+cos ()=222
k E E E m A t kA t kA ωωϕωϕ=+=++ 该结果表明，在简谐振动中，动能和势能不断转换（转换频率是位移变化频率的二倍），但总能量保持不变。
3. 阻尼振动
如果一个振动质点，除了受弹性力之外，还受到一个与速度成正比的阻尼作
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用，那么它将作振幅逐渐衰减的振动，这种振动称阻尼振动。
阻尼振动的动力学方程为
222d d 20d d x x x t t
βω++= 其中，γ是阻尼系数，2m γβ=
。 ● 当22ωβ>时，振子的运动是一个振幅随时间衰减的振动，称阻尼振 动。
● 当2
2ωβ=时，振动物体不再出现振荡，而是以负指数方式直接趋向
平衡点，并静止下来，这种情况称临界阻尼。
● 当22ωβ
大学基础物理学(第四版)课后题答案
面向21世纪课程教材学习辅导书普通高等教育“十一五”国家级规划教材配套参考书
大学基础物理学
第四版
习题解答
陈建军主编
后德家王贤锋副主编
高等教育出版社
内容简介
本书是与“面向21世纪课程教材”和“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”《大学基础物理学》(第四版)配套的学习辅导书.全书的内容按照主教材的章节顺序编排，习题解答过程规范、详细.本书可为学生学习课程内容，复习和巩固知识以指导与帮助.
本书适合于选用“面向21世纪课程教材”和“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”《大学基础物理学》(第四版)的学校选作教学辅导书，也可供其他大学物理学习者使用.
前言 (1)
第1章流体力学 (1)
第2章气体动理论 (7)
第3章热力学基础 (12)
第4章静电场恒定电场 (20)
第5章恒定磁场 (28)
第6章交变电磁场 (36)
第7章光的波动性 (41)
第8章光的量子性 (46)
第9章量子力学初步 (49)
第10章光谱分析原理及应用 (51)
第11章放射性核物理及其应用 (52)
测试练习（一） (55)
测试练习（一）参考答案 (59)
测试练习（二） (62)
测试练习（二）参考答案 (65)
《大学基础物理学》（第四版）是专为高等农林院校农、林类专业编写的大学物理课程教学的教材，本书是与之配套的教学参考书.
大学物理课程学习中，做习题是一个不可缺的教学环节，不仅可以检查学生对课程知识点掌握的程度，还能巩固所学的知识，而且有利于提高分析问题和解决问题的能力.为了帮助学生掌握正确的解题方法，我们修订了《大学基础物理学》（第三版）《习题解答》教学参考书.全书的内容按照主教材的章编排，习题解答规范，过程详细.本书将给农林院校农、林类专业学生学习大学物理课程以极大的帮助.