普通物理学第五版普通物理学第五版 光学课后习题答案共144页
程守洙《普通物理学》(第5版)(上册)课后习题-气体动理论(圣才出品)
平均平动动能.
解：由理想气体的压强与分子的平均平动动能关系式
，可得理想气体分
子的平均平动动能：
.
又氧气分子数密度为：
故
有
：
.
5-7 容器内贮有 1 mol 的某种气体，今从外界输入 2.09×102 J 的热量，测得其温度 升高 10 K，求该气体分子的自由度.
解：设气体分子的自由度为 i ，由题意可知，外界输入的热量 Q 全部转化为理想气体分
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此 1 mol 温度 T=27℃=300 K 的氢气的分子平动动能为：
转动动能为： .
5-10 已知某理想气体分子的方均根速率为 400 m/s.当其压强为 1.013×105 Pa 时，
求气体的密度.
解：由方均根速率
，得
.
将上式代入理想气体的物态方程：
可得该理想气体的密度：
压强为 1.013×105 Pa.）
解：设管内氦气的压强为 p ，管的截面为 S ，水银的密度为 .已知大气压强 p0 1.013105 Pa ， l1 0.76m 和 l2 0.6m 分别为氦气混入前、后的水银柱高度.
当氦气混入前，由水银柱受力平衡，有：
可得水银的密度为：
当氦气混入后，由水银柱受力平衡，有：
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物理学（第五版）课后习题解答
第十章波动
1 . 一横波沿绳子传播时的波动表达式为
)π4π10cos(05.0x t y -=，x ，y
的单位为米，
t 的单位为秒。（1）求此波的振幅、波速、频率和波长。（2）求绳子上各质点振动的最大速度和最大加速度。（3）求
2.0=x m 处的质点在1=t s 时的相位，它是原点处质点在哪一时刻的相位？
解 （1）将题中绳波表达式0.05cos(10π4π)0.05cos 2π(
)0.20.5
t x
y t x =-=- 与一般波动表达式
)(π2cos λ
x
T t A y -=比较，得振幅05.0=A m ，s T 2.0=频率
5=ν Hz ，波长5.0=λ m 。波速5.255.0=⨯==λνu m •s
-1
（
2
）
绳
上
各
质
点
振
动
的
最大速度
57.105.0514.32π2max =⨯⨯⨯===A A v νω m •s
-1
绳上各质点振动时的最大加
速度
3
.4905.0514.34π422222max =⨯⨯⨯===A A a νωm •s -
（3）将
2
.0=x m ，
1
=t s 代入
)
π4π10(x t -得到所求相位
π2.92.0π41π10=⨯-⨯， 2.0=x m 处质点的振动比原点处质点的振动在时间上
落后
08.05
.22.0==u x s （
5
.2==λνu m •s -1），所以它是原点处质点在
92.0)08.01(0=-=t s 时的相位。
2.设有一平面简谐波 )3
.001.0(
π2cos 02.0x t y -= ， x ，y 以m 计， t 以s 计。（1）求振幅、波长、频率和波速。（2）求
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物理学(第五版)上册课后习题选择答案
习题1
1-1 质点作曲线运动，在时刻t 质点的位矢为r ，速度为v ，t 至()t t +∆时间内的位移为r ∆，路程为s ∆，位矢大小的变化量为r ∆（或称r ∆），平均速度为v ，平均速率为v 。 （1）根据上述情况，则必有（ B ） （A ）r s r ∆=∆=∆
（B ）r s r ∆≠∆≠∆，当0t ∆→时有dr ds dr =≠ （C ）r r s ∆≠∆≠∆，当0t ∆→时有dr dr ds =≠ （D ）r s r ∆=∆≠∆，当0t ∆→时有dr dr ds == （2）根据上述情况，则必有（ C ）
（A ）,v v v v == （B ）,v v v v ≠≠ （C ）,v v v v =≠ （D ）,v v v v ≠=
1-2 一运动质点在某瞬间位于位矢(,)r x y 的端点处，对其速度的大小有四种意见，即
（1）
dr dt ；（2）dr dt ；（3）ds
dt
；（4下列判断正确的是：( D )
（A ）只有（1）（2）正确 （B ）只有（2）正确 （C ）只有（2）（3）正确 （D ）只有（3）（4）正确
1-3 质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a 表示加速度，s 表示路程，t a 表示切向加速度。对下列表达式，即
（1）dv dt a =；（2）dr dt v =；（3）ds dt v =；（4）t dv dt a =。 下述判断正确的是（ D ）
（A ）只有（1）、（4）是对的 （B ）只有（2）、（4）是对的 （C ）只有（2）是对的 （D ）只有（3）是对的 1-4 一个质点在做圆周运动时，则有（ B ） （A ）切向加速度一定改变，法向加速度也改变 （B ）切向加速度可能不变，法向加速度一定改变 （C ）切向加速度可能不变，法向加速度不变
普通物理学第五版光学答案
解：
2ne
+
l1
2
= kl1
2ne
+
l2
2
=
(2k+1)
l2
2
由上两式得到:
k
=
l1 l1 l2
=
630 2(630-525)
=3
将 k =3 代入
e=
kl2 2n
=
32××51.2353=5.921×10-4 (mm)
结束 返回
17-9 一平面单色光波垂直照射在厚度 均匀的薄油膜上，油 膜 覆盖在玻璃板上， 所用 单色光的波长可以连续变化，观察到 500nm与7000nm这两个波长的光在反射 中消失，油的折射率为 1.30，玻璃的折射 率为1.50。试求油膜的厚度 。
=
4×589 1.58-1
=4062
(nm)
结束 返回
17-8 在空气中垂直入射的白光从肥皂膜 上反射，在可见光谱中630nm处有一干涉极 大，而在525nm处有一干涉极小，在这极大 与极小之间没有另外的极小。假定膜的厚度 是均匀的，求这膜的厚度。肥皂水的折射率 看作与水相同，为1.33。
结束 返回
若用波长589nm的单
色光，欲使移动了4个 明纹间距的零级明纹 S´
移回到O点，云母片的 S 厚度应为多少?云母片 的折射率为1.58。
S1
程守洙《普通物理学》(第5版)(上册)课后习题-恒定电流的磁场(圣才出品)
第8章恒定电流的磁场
8-1已知导线中的电流按I=t2－0.5t＋6的规律随时间t变化，式中电流和时间的单位分别为A和s.计算在t=1到t=3的时间内通过导线截面的电荷量.
解：根据题意，积分可得通过导线截面的电荷量：
.
8-2在一个特制的阴极射线管中，测得其射线电流为60μA，求每10s有多少个电子打击在管子的荧屏上.
解：由，可得：，即每10秒有
个电子打到荧幕上.
8-3一铜棒的横截面积为20×80mm2，长为2.0m，两端的电势差为50mV.已知铜的电导率γ=5.7×107S/m.求：
（1）它的电阻；（2）电流；（3）电流密度；（4）棒内的电场强度.
解：（1）根据电阻定义式，可得铜棒的电阻为：
.
（2）根据欧姆定律，有电流：
.
（3）铜棒内，电流密度的大小为：
.
（4）铜棒内，电场强度的大小为：
.
8-4一电路如图8-1所示，其中B 点接地，R 1=10.0Ω，R 2=2.5Ω，R 3=3.O Ω，
R 4=1.0Ω，
求：
（1）通过每个电阻的电流；（2）每个电池的端电压；（3）A、D 两点间的电势差；（4）B、C 两点间的电势差；（5）A、B、C、D 各点的电势.
图8-1
解：（1）由图8-1可知1R ，2R 电阻并联，则
并联总电阻：
干路中电流：
因此，
，
.
（2）每个电池的端电压分别为：
，.
（3）A、D两点间的电势差为：
.
（4）B、C两点间的电势差为：
.
（5）A、B、C、D各点的电势分别为：
，，.
8-5在地球北半球的某区域，磁感应强度的大小为4×10-5T，方向与铅直线成60°角.求：
（1）穿过面积为1m2的水平平面的磁通量；
普通物理学第五版第 章牛顿定律答案
结束 目录
已知：m= 1kg 求：x
F /N
10
解：设 v 0=0
?t 0
F
dt
=
mv 7
mv 0
o
5 7 t/s
?7 0
F
dt
=F
~
t
图线下的面积
=
35N.s
= mv7
v7 =
35 m
=
35 1
= 35m/s
?5 0
F
dt
=
mv 5
=
25N.s
v 5 = 25m/s
结束 目录
F = 2t
(0< t<5) F /N 10
f = mN
N
Mg = 2m
= 613N
Mg
(2 ) a = 0.2m/s 2
N
=
M
(g + 2m
a
)
=
50 (9.8 + 0.2 2 × 0.4
) =
625N
结束 目录
(3)物体以v =4m/s ，半径 l 的圆周运动
2 mN
Mg
=
M
v2 l
N
=
M
(g +
v l
2m
2
)
=
50 (9.8 + 2 ×0.4
大学物理（第五版）课后习题答案
面向21 世纪课程教材学习辅导书习题分析与解答马文蔚主编殷实沈才康包刚编高等教育出版社前言本书是根据马文蔚教授等改编的面向21世纪课程教材《物理学》第五版一书中的习题而作的分析与解答。与上一版相比本书增加了选择题更换了约25的习题。所选习题覆盖了教育部非物理专业大学物理课程教学指导分委员会制定的《非大学物理课程教学基本要求讨论稿》中全部核心内容并选有少量扩展内容的习题所选习题尽可能突出基本训练和联系工程实际。此外为了帮助学生掌握求解大学物理课程范围内的物理问题的思路和方法本书还为力学、电磁学、波动过程和光学热物理、相对论和量子物理基础等撰写了涉及这些内容的解题思路和方法以期帮助学生启迪思维提高运用物理学的基本定律来分析问题和解决问题的能力。物理学的基本概念和规律是在分析具体物理问题的过程中逐步被建立和掌握的解题之前必须对所研究的物理问题建立一个清晰的图像从而明确解题的思路。只有这样才能在解完习题之后留下一些值得回味的东西体会到物理问题所蕴含的奥妙和涵义通过举一反三提高自己分析问题和解决问题的能力。有鉴于此重分析、简解答的模式成为编写本书的指导思想。全书力求在分析中突出物理图像引导学生以科学探究的态度对待物理习题初步培养学生―即物穷理‖的精神通过解题过程体验物理科学的魅力和价值尝试―做学问‖的乐趣。因此对于解题过程本书则尽可能做到简明扼要让学生自己去完成具体计算编者企盼这本书能对学生学习能力的提高和科学素质的培养有所帮助。本书采用了1996 年全国自然科学名词审定委员会公布的《物理学名词》和中华人民共和国国家标准GB3100 3102 -93 中规定的法定计量单位。本书由马文蔚教授主编由殷实、沈才康、包刚、韦娜编写西北工业大学宋士贤教授审阅了全书并提出了许多详细中肯的修改意见在此编者致以诚挚的感谢。由于编者的水平有限敬请读者批评指正。编者2006 年1 月于南京目录第一篇力学求解力学问题的基本思路和方法第一章质点运动学第二章牛顿定律第三章动量守恒定律和能量守恒定律第四章刚体的转动第二篇电磁学求解电磁学问题的基本思路和方法第五章静电场第六章静电场中的导体与电介质第七章恒定磁场第八章电磁感应电磁场第三篇波动过程光学求解波动过程和光学问题的基本思路和方法第九章振动第十章波动第十一章光学第四篇气体动理论热力学基础求解气体动理论和热力学问题的基本思路和方法第十二章气体动理论第十三章热力学基础第五篇近代物理基础求解近代物理问题的基本思路和方法第十四章相对论第十五章量子物理附录部分数学公式第一篇力学求解力学问题的基本思路和方法物理学是一门基础学科它研究物质运动的各种基本规律由于不同运动形式具有不同的运动规律从而要用不同的研究方法处理力学是研究物体机械运动规律的一门学科而机械运动有各种运动形态每一种形态和物体受力情况以及初始状态有密切关系掌握力的各种效应和运动状态改变之间的一系列规律是求解力学问题的重要基础但仅仅记住一些公式是远远不够的求解一个具体物理问题首先应明确研究对象的运动性质选择符合题意的恰当的模型透彻认清物体受力和运动过程的特点等等根据模型、条件和结论之间的逻辑关系运用科学合理的研究方法进而选择一个正确简便的解题切入点在这里思路和方法起着非常重要的作用1正确选择物理模型和认识运动过程力学中常有质点、质点系、刚体等模型每种模型都有特定的含义适用范围和物理规律采用何种模型既要考虑问题本身的限制又要注意解决问题的需要例如用动能定理来处理物体的运动时可把物体抽象为质点模型而用
普通物理学第五版第3章守恒定律答案
y
m 1v1
m 1v1cosa1+(m2 1)v2cosa2=m v1 10 o m 1v1 sina1 (m2 1)v2 sina2 = 0
得：
2v1cos a1+v2cosa2=2v10
sina2
=
v1 v2
sin
a1
(1) (2)
a1 a2
m2v2
m v1 10 x
cosa1 = 1 sin2a1 代入(1)(2)得：
C
A Ba
目录 结束
解：设碎片C与水平方向成θ角 y
vB = vC = v
爆炸前后系统的动量守恒，得： C
m v cosa m v cosq =0
AB
m v sina +m v sinq = 3m v ty
解得： cosa = cosq
a =q
v
来自百度文库
=
3v ty
2sina
v ty = v0 g t 代入上式，得：
= ω2 r
F = m a = mω2 r
目录 结束
F = m a = mω2 r Fx = mω2x Fy = mω2y
0
Ax =a Fx dx
Ay
=
b
0
Fy
dy
Ax =
0
a
mω
2x
大学物理学（第五版）上册（马文蔚）课后答案及解析.
大学物理学（第五版）上册（马文蔚）课后答案及解析.
1-1 分析与解(1) 质点在t 至(t ＋Δt)时间内沿曲线从P 点运动到P′点,各量关系如图所示, 其中路程Δs ＝PP′, 位移大小｜Δr｜＝PP′,而Δr ＝｜r｜-｜r｜表示质点位矢大小的变化量,三个量的物理含义不同,在曲线运动中大小也不相等(注：在直线运动中有相等的可能)．但当Δt→0 时,点P′无限趋近P点,则有｜dr｜＝ds,但却不等于dr．故选(B)．
(2) 由于｜Δr ｜≠Δs,故,即｜｜≠ ．
但由于｜dr｜＝ds,故,即｜｜＝．由此可见,应选(C)．
1-2 分析与解表示质点到坐标原点的距离随时间的变化率,在极坐标系中叫径向速率．通常用符号vr表示,这是速度矢量在位矢方向上的一个分量；表示速度矢量；在自然坐标系中速度大小可用公式计算,在直角坐标系中则可由公式求解．故选(D)．
1-3 分析与解表示切向加速度aｔ,它表示速度大小随时间的变化率,是加速度矢量沿速度方向的一个分量,起改变速度大小的作用；在极坐标系中表示径向速率vr(如题1 -2 所述)；在自然坐标系中表示质点的速率v；而表示加速度的大小而不是切向加速度aｔ．因此只有(3) 式表达是正确的．故选(D)．
1-4 分析与解加速度的切向分量aｔ起改变速度大小的作用,而法向分量an起改变速度方向的作用．质点作圆周运动时,由于速度方向不断改变,相应法向加速度的方向也在不断改变,因而法向加速度是一定改变的．至于aｔ是否改变,则要视质点的速率情况而定．质点作匀速率圆周运动时, aｔ恒为零；质点作匀变速率圆周运动时, aｔ为一不为零的恒量,当aｔ改变时,质点则作一般的变速率圆周运动．由此可见,应选(B)．1-5 分析与解本题关键是先求得小船速度表达式,进而判断运动性质．为此建立如图所示坐标系,设定滑轮距水面高度为h,t 时刻定滑轮距小船的绳长为l,则小船的运动方程为,其中绳长l 随时间t 而变化．小船速度,式中表示绳长l 随时间的变化率,其大小即为v0,代入整理后为,方向沿x 轴负向．由速度表达式,可判断小船作变加速运动．故选(C)．1-6 分析位移和路程是两个完全不同的概念．只有当质点作直线
普通物理学第五版第9章导体和电介质中的静电场章答案
q1 q2 U1 = 4pe0 R1 + R2 q2 q1 = R1 4pe0 U1 R2
1
2700 -2 = 5.0×10 9.0×109 = 1.0×10-8(C) 8.0×10-9 8.0×10-2
结束 目录
两球接触后，内球电荷q1全部移至外球 壳，两球为等势体。
q1 + q2 U= = 2.03×103(V) 4pe0R2 ΔU内 = 2.7×103 2.03×103 = 6.7×102(V)
解： (1)由于静电感应，外球内表面电量为 -q，外表面电量为+q q 外球的电势为： U2 = 4pe0 r2 (2)外球内表面电量仍为-q,外表面电量为零 外球的电势为： ´ U2 = 0
(3)设内球电量为q1,内球电势为零 q1 q r1 U1 = q1 = r q 4pe0 r1 + 4pe0 r2 =0 2 q1 q U外 = 4pe0 r2
C2
C2
B
结束 目录
证：
2C1+ C2 1 1 1 =C + = C (C +C ) CAB C1+ C2 1 1 1 2 C1( C1+ C2 ) CAB = = C2 2C1+ C2
C + C2C2 C = 0
2 2 2 1
A B
C1
C2 C2
大学物理学(第五版)上册(马文蔚)课后答案及解析
1-1 分析与解(1) 质点在t 至(t ＋Δt)时间内沿曲线从P点运动到P′点,各量关系如图所示, 其中路程Δs ＝PP′, 位移大小｜Δr｜＝PP′,而Δr ＝｜r｜-｜r｜表示质点位矢大小的变化量,三个量的物理含义不同,在曲线运动中大小也不相等(注：在直线运动中有相等的可能)．但当Δt→0 时,点P′无限趋近P点,则有｜dr｜＝ds,但却不等于dr．故选(B)．
(2) 由于｜Δr ｜≠Δs,故,即｜｜≠ ．
但由于｜dr｜＝ds,故,即｜｜＝．由此可见,应选(C)．
1-2 分析与解表示质点到坐标原点的距离随时间的变化率,在极坐标系中叫径向速率．通常用符号vr表示,这是速度矢量在位矢方向上的一个分量；表示速度矢量；在自然坐标系中速度大小可用公式计算,在直角坐标系中则可由公式求解．故选(D)．
1-3 分析与解表示切向加速度aｔ,它表示速度大小随时间的变化率,是加速度矢量沿速度方向的一个分量,起改变速度大小的作用；在极坐标系中表示径向速率vr(如题1 -2 所述)；在自然坐标系中表示质点的速率v；而表示加速度的大小而不是切向加速度aｔ．因此只有(3) 式表达是正确的．故选(D)．
1-4 分析与解加速度的切向分量aｔ起改变速度大小的作用,而法向分量an起改变速度方向的作用．质点作圆周运动时,由于速度方向不断改变,相应法向加速度的方向也在不断改变,因而法向加速度是一定改变的．至于aｔ是否改变,则要视质点的速率情况而定．质点作匀速率圆周运动时, aｔ恒为零；质点作匀变速率圆周运动时, aｔ为一不为零的恒量,当aｔ改变时,质点则作一般的变速率圆周运动．由此可见,应选(B)．
普通物理学第五版第9章导体和电介质中的静电场章答案
(2)
U2= U12 =
C1C2+3 C3UAB
=
5 5+15
× 100
=25(V)
Q2= C2U2 =5.0×10-6×25 =1.25×10-4(C)
结束 目录
(3) U3= UAB =100(V) Q3= C3U3 =5.0×10-6×100 =5.0×10-4(C)
结束 目录
9-15 如图，C1=C2=C4=2.0mF， C3=C5=C6=4.0mF 。
σ
-q dm
结束 目录
解：
F =qE =ma
σ 2e
0
q
=ma
a
=
σq 2e 0m
v=
2ad
=
σ qd 2e 0m
t
=
v a
=
σ qd 2e 0m
.
2e σ
0m q
=
4e 0md σq
结束 目录
9-2 有一块很大的带电金属板及一小球，
已知小球的质量为m =1.0×10-3g，带有电
荷量q =2.0×10-8C，小球悬挂在一丝线的
结束 目录
解：(1)
UR2=
q
4pe0 R2
=
9.0×109×
4.0×10-10 3.0×10-2
=120(V)
(2)由静电感应和电势叠加原理
程守洙《普通物理学》(第5版)辅导系列(课后习题-13-15章)【圣才出品】
解：由光电效应方程
，可得光电子的最大初动能为：
由最大初动能与遏止电势差的关系可得遏止电势差：
由逸出功与红限关系
，可得铝的红限波长
。
13-10 能引起人眼视觉的最小光强约为 10－12 W/m2，如瞳孔的面积约为 0.5×10－4 m2，计算每秒平均有几个光子进入瞳孔到达视网膜上。设光的平均波长为 550 nm。
利用维恩位移定律便可估计其表面温度。如果测得北极星和天狼星的λm 分别为 0.35 μm 和
0.29 μm，试计算它们的表面温度。
解：根据维恩位移定律
，可知与黑体辐射本领极大值相对应的波长 与绝对温
度 T 的乘积为一常数。
则北极星表面温度：
天狼星表面温度：
。
13-2 在加热黑体过程中，其单色辐出度的峰值波长是由 0.69 μm 变化到 0.50 μm，
。
（3）曲线与横坐标轴的交点为该金属的红限频率，即
时，
可得红限频率
，红限波长
。 。
7 / 104
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13-9 铝的逸出功为 4.2 eV。今用波长为 200 nm 的紫外光照射到铝表面上，发射的
光电子的最大初动能为多少?遏止电势差为多大?铝的红限波长是多大?
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普通物理学第五版普通物理学第五版10恒定电流课后习题答案
RCu=
rCu L
pr12
=
0.15×10-6×1000
3.14(1×10-3)2 =47.7 (W)
RAl
=
rAl L
p(r22-r12)
- =
0.03×10-6×1000
=1.19 (W)
3.14[(3×10-3)2 (1×10-3)2 ]
R
=
RAl RCu RAl+ RCu
=
1.19×47.7 1.19+47.7
AB C D sin a βγ δ e q l m n ρ σ j Φ ω
sVΔ1 Σ2 0
m
≤ ≥ ∝ ´ s ∞ p2
∵ ∴ m > < 12 3 2pr p
10-16 电动势为名=1·8V和4@1·4V的两 电池，与外电阻R连接如图(a)，伏特计的读 数为U，二0，6V。若将两电池连接如图(b)， 问伏特计的读数将为多少?(伏特计的零点刻 度在中央·) 问电池(2)在两种情形中的能量 转换关系如何?列式并加以讨论·
= +
×
(
R2 R2r 2 r2 e0 er
a bc d e fg h i jk l m no pq r s t u v w x yz
AB C D sin a βγ δ e q l m n ρ σ j Φ ω
程守洙《普通物理学》(第5版)辅导系列-课后习题-第12章 光 学【圣才出品】
第12章 光 学
12-1 一半径为R 的反射球内，P 1、P 2为球内相对于球心C 对称的两点，与球心间的距离为b ，设光线自P 1发出经球面上O 点反射后经过P 2点。试利用费马原理计算θ为何值时P 1O ＋OP 2的光程为极小?（θ为半径OC 与
CP
2之间的夹角。）
解：由图12-1中几何关系得，的光程为：
图12-1
又根据费马原理，极小时光程
应满足：即
＝0解得：cosθ＝0或sinθ＝0，即θ为，或0，。2π
32
ππ12-2 一个人身高1.8 m ，如果此人能够从铅直平面镜中看到自己的全身，这个平面镜应有多高?如何放置?试作图表示之，假设他的眼睛位于头顶下方10 cm 处。
解：设人身高h ＝1.8 m ，眼睛位于头顶下方处，平面镜高为L ，距地面距离10x cm =为，如图12-2所示，则有：
l
。
又因为
所以，平面镜高为：L＝1.75－0.85＝0.9 m。
图12-2
12-3 设光导纤维内层材料的折射率n1，外层材料的折射率n2（n1＞n2），光纤外介质的折射率为n0。若使光线能在光纤中传播，其最大的入射角为多大?
图12-3
解：如图12-4所示，设光线在纤维端面的最大入射角为，折射角为，在内、
θθ'
m
外层材料界面发生全反射时的临界角为，根据折射定律，有：。
i
c
图12-4
根据全反射条件，有且
则有：
所以其最大入射角为：。
12-4 眼睛E和物体PQ之间有一折射率为1.50的玻璃平板，如图12-5所示，平板的厚度d为30cm，求物体PQ的像与物体之间的距离为多少（平板周围为空气）?
图12-5