大学物理作业题答案

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大学物理习题答案 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-一、 单项选择题:1. 北京正负电子对撞机中电子在周长为L 的储存环中作轨道运动。

已知电子的动量是P ,则偏转磁场的磁感应强度为: ( C ) (A)eLP π; (B)eL P π4; (C) eLPπ2; (D) 0。

2. 在磁感应强度为B的均匀磁场中,取一边长为a 的立方形闭合面,则通过该闭合面的磁通量的大小为: ( D )(A) B a 2; (B) B a 22; (C) B a 26; (D) 0。

3.半径为R 的长直圆柱体载流为I ,电流I 均匀分布在横截面上,则圆柱体内(R r 〈)的一点P 的磁感应强度的大小为 ( B ) (A) r I B πμ20=; (B) 202R Ir B πμ=; (C) 202rIB πμ=; (D) 202RIB πμ=。

4.单色光从空气射入水中,下面哪种说法是正确的 ( A ) (A) 频率不变,光速变小; (B) 波长不变,频率变大; (C) 波长变短,光速不变; (D) 波长不变,频率不变.5.如图,在C 点放置点电荷q 1,在A 点放置点电荷q 2,S 是包围点电荷q 1的封闭曲面,P 点是S 曲面上的任意一点.现在把q 2从A 点移到B 点,则 (D )(A) 通过S 面的电通量改变,但P 点的电场强度不变;(B) 通过S 面的电通量和P 点的电场强度都改变; (C) 通过S 面的电通量和P 点的电场强度都不变; (D) 通过S 面的电通量不变,但P 点的电场强度改变。

6.如图所示,两平面玻璃板OA 和OB 构成一空气劈尖,一平面单色光垂直入射到劈尖上,当A 板与B 板的夹角θ增大时,干涉图样将 ( C )(A) 干涉条纹间距增大,并向O 方向移动; (B) 干涉条纹间距减小,并向B 方向移动; (C) 干涉条纹间距减小,并向O 方向移动; (D) 干涉条纹间距增大,并向O 方向移动.7.在均匀磁场中有一电子枪,它可发射出速率分别为v 和2v 的两个电子,这两个电子的速度方向相同,且均与磁感应强度B 垂直,则这两个电子绕行一周所需的时间之比为 ( A )(A) 1:1; (B) 1:2; (C) 2:1; (D) 4:1.8.如图所示,均匀磁场的磁感强度为B ,方向沿y 轴正向,欲要使电量为Q 的正离子沿x 轴正向作匀速直线运动,则必须加一个均匀电场E ,其大小和方向为 ( D )(A) E =νB ,E 沿z 轴正向; (B) E =vB ,E 沿y 轴正向;(C) E =B ν,E 沿z 轴正向; (D) E =B ν,E 沿z 轴负向。

(完整版)《大学物理》练习题及参考答案

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《大学物理》练习题一. 单选题:1.下列说法正确的是……………………………………() 参看课本P32-36A . 惯性系中,真空中的光速与光源的运动状态无关,与光的频率有关B . 惯性系中,真空中的光速与光源的运动状态无关,与光的频率无关C . 惯性系中,真空中的光速与光源的运动状态有关,与光的频率无关D . 惯性系中,真空中的光速与光源的运动状态有关,与光的频率有关2.下列说法正确的是………………………………… ( ) 参看课本P32-36A . 伽利略变换与洛伦兹变换是等价的B . 所有惯性系对一切物理定律都是不等价的C . 在所有惯性系中,真空的光速具有相同的量值cD . 由相对论时空观知:时钟的快慢和量尺的长短都与物体的运动无关3.下列说法正确的是………………………………… ( )参看课本P58,76,103 A . 动量守恒定律的守恒条件是系统所受的合外力矩为零 B . 角动量守恒定律的守恒条件是系统所受的合外力为零 C . 机械能守恒定律的守恒条件是系统所受的合外力不做功 D . 以上说法都不正确4. 下列关于牛顿运动定律的说法正确的是…………( ) 参看课本P44-45A . 牛顿第一运动定律是描述物体间力的相互作用的规律B . 牛顿第二运动定律是描述力处于平衡时物体的运动规律C . 牛顿第三运动定律是描述物体力和运动的定量关系的规律D . 牛顿三条运动定律是一个整体,是描述宏观物体低速运动的客观规律5.下列关于保守力的说法错误的是…………………( ) 参看课本P71-72 A . 由重力对物体所做的功的特点可知,重力是一种保守力B . 由弹性力对物体所做的功的特点可知,弹性力也是一种保守力C . 由摩擦力对物体所做的功的特点可知,摩擦力也是一种保守力D . 由万有引力对物体所做的功的特点可知,万有引力也是一种保守力6.已知某质点的运动方程的分量式是,,式中R 、ω是常cos x R t ω=sin y R t ω=数.则此质点将做………………………………………………() 参看课本P19A . 匀速圆周运动B . 匀变速直线运动C . 匀速直线运动D . 条件不够,无法确定7.如图所示,三个质量相同、线度相同而形状不同的均质物体,它们对各自的几何对称轴的转动惯量最大的是………( )A . 薄圆筒B . 圆柱体 参看课本P95C . 正方体D . 一样大8.下列关于弹性碰撞的说法正确的是………………() 中学知识在课堂已复习A . 系统只有动量守恒B . 系统只有机械能守恒C . 系统的动量和机械能都守恒D . 系统的动量和机械能都不守恒9.某人张开双臂,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…………………( ) 参看课本P104A . 转速不变,角动量变大B . 转速变大,角动量保持不变C . 转速和角动量都变大D . 转速和角动量都保持不变10.下列关于卡诺循环的说法正确的是………………( ) 参看课本P144 A . 卡诺循环是由两个平衡的等温过程和两个平衡的绝热过程组成的B . 卡诺循环是由两个平衡的等温过程和两个平衡的等体过程组成的C . 卡诺循环是由两个平衡的等体过程和两个平衡的等压过程组成的D . 卡诺循环是由两个平衡的绝热过程和两个平衡的等压过程组成的11. 如图所示,在场强为E 的匀强电场中,有一个半径为R 的半球面,若场强E 的方向与半球面的对称轴平行,则通过这个半球面的电通量大小为…………………( ) 参看课本P172-173A .B .2E 22R E πC . D . 02R E 12.一点电荷,放在球形高斯面的中心处,下列情况中通过高斯面的电通量会发生变化的…………………………( ) 参看课本P173 A . 将另一点电荷放在高斯面内 B . 将高斯面半径缩小C . 将另一点电荷放在高斯面外D . 将球心处的点电荷移开,但仍在高斯面内13.如图所示,在与均匀磁场垂直的平面内有一长为l 的铜棒B MN ,设棒绕M 点以匀角速度ω转动,转轴与平行,则棒的动B 生电动势大小为……………()参看课本P257A .B . Bl ω2BlωC .D . 12Bl ω212Blω14. 、方均v 、最概然速率为,则这气体分子的三种速率的关系是…………(p v ) A .B 参看课本P125v >p vC .D p v pv =15. 下列关于导体静电平衡的说法错误………………( ) 参看课本P190-191 A . 导体是等势体,其表面是等势面 B . 导体内部场强处处为零 C . 导体表面的场强处处与表面垂直 D . 导体内部处处存在净电荷16. 下列哪种现代厨房电器是利用涡流原理工作的…( ) 参看课本P259A . 微波炉B . 电饭锅17. 下列关于电源电动势的说法正确的是……………() 参看课本P249-250A . 电源电动势等于电源把电荷从正极经内电路移到负极时所作的功B . 电源电动势的大小只取于电源本身的性质,而与外电路无关C . 电动势的指向习惯为自正极经内电路到负极的指向D . 沿着电动势的指向,电源将提高电荷的电势能18. 磁介质有三种,下列用相对磁导率正确表征它们各自特性的是………( r μ)A . 顺磁质,抗磁质,铁磁质 参看课本P39-2400r μ<0r μ<1r μ?B . 顺磁质,抗磁质,铁磁质1r μ>1r μ=1r μ?C . 顺磁质,抗磁质,铁磁质0r μ>0r μ>0r μ> D . 顺磁质,抗磁质,铁磁质1r μ>1r μ<1r μ?19. 在均匀磁场中,一带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速率圆周运动,如果磁场的磁感应强度减小,则………………………………………………( ) 参看课本P231 A . 粒子的运动速率减小 B . 粒子的轨道半径减小 C . 粒子的运动频率不变 D . 粒子的运动周期增大20. 两根无限长的载流直导线互相平行,通有大小相等,方向相反的I 1和I 2,在两导线的正中间放一个通有电流I 的矩形线圈abcd ,如图所示. 则线圈受到的合力为…………( ) 参看课本P221-223A . 水平向左B . 水平向右C . 零D . 无法判断21. 下列说法错误的是……………………………………( ) 参看课本P263A . 通过螺线管的电流越大,螺线管的自感系数也越大B . 螺线管的半径越大,螺线管的自感系数也越大C . 螺线管中单位长度的匝数越多,螺线管的自感系数也越大D . 螺线管中充有铁磁质时的自感系数大于真空时的自感系数22. 一电偶极子放在匀强电场中,当电矩的方向与场强的方向不一致时,则它所受的合力F 和合力矩M 分别为…………………………………( ) 参看课本P168-169A . F =0 ,M =0B . F ≠0 ,M ≠0C . F =0 ,M ≠0D . F ≠0 ,M =023. 若一平面载流线圈在磁场中既不受磁力,也不受磁力矩作用,这说明……( )A . 该磁场一定均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行 参看课本P223-224B . 该磁场一定不均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行C . 该磁场一定均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直D . 该磁场一定不均匀,且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直24. 下列关于机械振动和机械波的说法正确的是………( ) 参看课本P306A . 质点做机械振动,一定产生机械波B .波是指波源质点在介质的传播过程C . 波的传播速度也就是波源的振动速度D . 波在介质中的传播频率与波源的振动频率相同,而与介质无关25. 在以下矢量场中,属保守力场的是…………………( ) A . 静电场 B . 涡旋电场 参看课本P180,212,258C . 稳恒磁场D . 变化磁场26. 如图所示,一根长为2a 的细金属杆AB 与载流长直导线共面,导线中通过的电流为I ,金属杆A 端距导线距离为a .金属杆AB 以速度v 向上匀速运动时,杆内产生的动生电动势为……( ) 参看课本P261 (8-8)A . ,方向由B →A B .,方向由A →B2ln 20πμεIv i =2ln 20πμεIv i =C . ,方向由B →A D . ,方向由A →B0ln 32i Iv μεπ=3ln 20πμεIv i =27.在驻波中,两个相邻波节间各质点的振动………( ) 参看课本P325A . 振幅相同,相位相同B . 振幅不同,相位相同C . 振幅相同,相位不同D . 振幅不同,相位不同28.两个质点做简谐振动,曲线如图所示,则有( )A . A 振动的相位超前B 振动π/2 参看课本P291B . A 振动的相位落后B 振动π/2C . A 振动的相位超前B 振动πD . A 振动的相位与B 振动同相29.同一点光源发出的两列光波产生相干的必要条件是…() 参看课本P336A . 两光源的频率相同,振动方向相同,相位差恒定B . 两光源的频率相同,振幅相同,相位差恒定C . 两光源发出的光波传播方向相同,振动方向相同,振幅相同D .两光源发出的光波传播方向相同,频率相同,相位差恒定30.如图所示,在一圆形电流I 所在的平面内选取一个同心圆形闭合环路L ,则由安培环路定理可知……………………………………………( ) 参看课本P235A . ,且环路上任一点B =0d 0L B l ⋅=⎰B . ,但环路上任一点B ≠0d 0L B l ⋅=⎰ C . ,且环路上任一点B ≠0d 0 L B l ⋅≠⎰D . ,且环路上任一点B =常量d 0 LB l ⋅≠⎰二. 填空题:31. 平行板电容器充电后与电源断开,然后充满相对电容率为εr 的各向均匀电介质. 则其电容C 将______,两极板间的电势差U 将________. (填减小、增大或不变) 参看课本P195,20032. 某质点沿x 轴运动,其运动方程为: x =10t –5t 2,式中x 、t 分别以m 、s 为单位. 质点任意时刻的速度v =________,加速度a =________. 参看课本P16-1733. 某人相对地面的电容为60pF ,如果他所带电荷为,则他相对地面的电C 100.68-⨯势差为__________,他具有的电势能为_____________. 参看课本P200,20234. 一人从10 m 深的井中提水,起始时,桶中装有10 kg 的水,桶的质量为1 kg ,由于水桶漏水,每升高1m 要漏去0.1 kg 的水,则水桶匀速地从井中提到井口,人所作的功为____________.参看课本P70 (2-14)35.质量为m 、半径为R 、自转运动周期为T 的月球,若月球是密度均匀分布的实球体,则其绕自转轴的转动惯量是__________,做自转运动的转动动能是__________.参看课本P100 (3-4)36. 1mol 氢气,在温度为127℃时,氢气分子的总平均动能是_____________,总转动动能是______________,内能是_____________. 〔已知摩尔气体常量R = 8.31 J/(mol ·K ) 参看课本 P120 (4-8)37. 如图所示,两个平行的无限大均匀带电平面,其面电荷密度分别为+σ和-σ. 则区域Ⅱ的场强大小E Ⅱ=___________ . 参看课本P17738. 用一定波长的单色光进行双缝干涉实验时,要使屏上的干涉条纹间距变宽,可采用的方法是: (1) _________________________;(2) ________________________. 参看课本P34439. 通过磁场中任意闭合曲面的磁通量等于_________. 感生电场是由______________产生的,它的电场线是__________曲线. (填闭合或不闭合) 参看课本P212,25840. 子弹在枪膛中前进时受到的合力与时间关系为,子弹飞出枪口5400410N F t =-⨯的速度为200m /s ,则子弹受到的冲量为_____________. 参看课本P55-5641. 将电荷量为2.0×10-8C 的点电荷,从电场中A 点移到B 点,电场力做功6.0×10-6J . 则A 、B 两点的电势差U AB =____________ . 参看课本P18142. 如图所示,图中O 点的磁感应强度大小B =______________.参看课本P229-23043. 一个螺线管的自感L =10 mH ,通过线圈的电流I =2A ,则它所储存的磁能W =_____________. 参看课本P26744. 理想气体在某热力学过程中内能增加了ΔE =250J ,而气体对外界做功A =50J ,则气体吸收的热量Q = . 参看课本P132-13345. 一平面简谐波沿x 轴的正方向传播,波速为100 m/s ,t =0时的曲线如图所示,则简谐波的波长λ =____________,频率ν =_____________. 参看课本P30946. 两个同心的球面,半径分别为R 1、R 2(R 1R 2),分别<带有总电量为Q 1、Q 2. 设电荷均匀分布在球面上,则两球面间的电势差U 12= ________________________.参看课本P186-187三. 计算题:47. 一正方形线圈由外皮绝缘的细导线绕成,共绕有100匝,每边长为10 cm ,放在B = 5.0T 的磁场中,当导线中通有I =10.0A 的电流时,求: (1) 线圈磁矩m 的大小;(2) 作用在线圈上的磁力矩M 的最大值. 参看课本P225 (7-7)48.如图所示,已知子弹质量为m ,木块质量为M ,弹簧的劲度系数为k,子弹以初速v o射入木块后,弹簧被压缩了L.设木块与平面间的滑动摩擦因数为μ,不计空气阻力.求初速v o.参看课本P80 (2-23)49. 一卡诺热机的效率为40%,其工作的低温热源温度为27℃.若要将其效率提高到50%,求高温热源的温度应提高多少?参看课本P148 (5-14)50. 质量均匀的链条总长为l,放在光滑的桌面上,一端沿桌面边缘下垂,其长度为a,如图所示.设开始时链条静止,求链条刚刚离开桌边时的速度.参看课本P70 (2-18)51.一平面简谐波在t =0时刻的波形如图所示,设波的频率ν=5 Hz,且此时图中P点的运动方向向下,求:(1) 此波的波函数;(2) P点的振动方程和位置坐标.参看课本P318 (10-11)52.如图所示,A和B两飞轮的轴杆可由摩擦啮合器使之连接,A轮的转动惯量J A=10 kg·m2.开始时,B轮静止,A轮以n A= 600 r/min的转速转动.然后使A和B连接,连接后两轮的转速n = 200 r/min.求: (1) B轮的转动惯量J B ;(2) 在啮合过程中损失的机械能ΔE.参看课本P105 (3-9及补充)53.如图所示,载流I的导线处于磁感应强度为B的均匀磁场中,导线上的一段是半径为R、垂直于磁场的半圆,求这段半圆导线所受安培力.参看课本P224-22554.如图所示的截面为矩形的环形均匀密绕的螺绕环,环的内外半径分别a和b,厚度为h,共有N匝,环中通有电流为I .求: (1) 环内外的磁感应强度B;(2) 环的自感L.参看课本P237-238 (7-23及补充)55.如图所示,一长直导线通有电流I,在与其相距d处放在有一矩形线框,线框长为l ,宽为a ,共有N 匝. 当线框以速度v 沿垂直于长导线的方向向右运动时,线框中的动生电动势是多少? 参看课本P255 (8-3)二. 填空题:31. 增大 减小32.33. 1000V 0.03 J1010m/s t -210m/s t -34. 1029 (或1050) J 35. 36. 4986J 3324J 8310 J 225mR 22245mR T π37. 38. (1) 将两缝的距离变小 (2) 将双缝到光屏的距离变大σε39. 零 变化的磁场 闭合 40.41.300V42.0.2N s ⋅0112I R μπ⎛⎫- ⎪⎝⎭43. 0.02 J44. 300 J45. 0.8 m 125 Hz46.1012114Q R R πε⎛⎫- ⎪⎝⎭三. 计算题:47. 线圈磁矩22100100.110A m m NIS ==⨯⨯=⋅线圈最大磁力矩max 10550N mM mB ==⨯=⋅48. 设子弹质量为m ,木块质量为M ,子弹与木块的共同速度v由动量守恒定律得①0()mv m M v =+由功能原理得 ②2211()()22m M gL kL m M v μ-+=-+由①、②式得 0v =49. 卡诺热机效率: 211T T η=-21300500K 110.4T T η⇒===--同理 21300600K 110.5T T η'==='--高温热源应提高的温度 11600500100KT T '-=-=n50. 设桌面为零势面,由机械能守恒定律得21222a a l mg mg mv l -=-+v ⇒=51. 解:(1) 由图中v P <0知此波沿x 轴负向传播,继而知原点此时向y 正向运动原点处0002A y v =->,023ϕπ⇒=-又x = 3m 处3300y v =>,32πϕ⇒=-由 得2x ϕπλ∆∆=2x λπϕ∆=∆30236m 223πππ-=⨯=⎛⎫--- ⎪⎝⎭此波的波函数 02cos 2x y A t ππνϕλ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭20.10cos 10m 183t x πππ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭(2) P 点处 P P 00y v =,<P 2πϕ⇒=P 点振动方程P P cos(2)y A t πνϕ=+0.10cos 10m 2t ππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭P 点位置坐标 p 363321m22x λ=+=+=52. (1) 由动量矩守恒定律得A A AB ()J J J ωω=+A A AB 2()2J n J J n ππ=+B 60020010(10)6060J ⨯=+⨯2B 20kg m J ⇒=⋅(2) 损失的机械能2222A A A B A A A B 222241111()(2)()(2)222216001200104(1020)4 1.31510J 260260E J J J J n J J n ωωππππ∆=-+=-+⎛⎫⎛⎫=⨯⨯-+⨯=⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭53. 依题意得 d 0x x F F =∑=d d sin d sin sin d y F F BI l BIR θθθθ===0sin d 2y F F BIR BIRπθθ===⎰54. (1)0d 2B r B r Iπμ⋅=⋅=∑⎰ 环外的磁感应强度 0B =环内的磁感应强度 02B r NIπμ⋅=02NI B rμπ=(2) 0d d d 2NIhBh r r rμΦπ==001d d ln 22b a NIh NIh br r aμμΦΦππ===⎰⎰环的自感 20ln 2N h N b L I I aμψΦπ===55. 线框的动生电动势1212()N B B lvεεε=-=-001122()NIlv NIlav d d a d d a μμππ⎛⎫=-= ⎪++⎝⎭。

大连理工大学软件学院大学物理作业题答案及详解1-22

大连理工大学软件学院大学物理作业题答案及详解1-22

大连理工大学软件学院大学物理作业及答案详解作业11.关于电场强度定义式,下列说法中哪个是正确的[ ]A .场强E v的大小与试探电荷0q 的大小成反比。

B .对场中某点,试探电荷受力F v与0q 的比值不因0q 而变。

C .试探电荷受力F v 的方向就是场强E v的方向。

D .若场中某点不放试探电荷0q ,则0F =v ,从而0E =v。

答案: 【B 】[解]定义。

场强的大小只与产生电场的电荷以及场点有关,与试验电荷无关,A 错;如果试验电荷是负电荷,则试验电荷受的库仑力的方向与电场强度方向相反,C 错;电荷产生的电场强度是一种客观存在的物质,不因试验电荷的有无而改变,D 错;试验电荷所受的库仑力与试验电荷的比值就是电场强度,与试验电荷无关,B 正确。

2.一个质子,在电场力作用下从A 点经C 点运动到B 点,其运动轨迹如图所示,已知质点运动的速率是递增的,下面关于C 点场强方向的四个图示哪个正确[ ]答案: 【D 】[解]a m E q ρρ=,质子带正电且沿曲线作加速运动,有向心加速度和切线加速度。

存在向心加速度,即有向心力,指向运动曲线弯屈的方向,因此质子受到的库仑力有指向曲线弯屈方向的分量,而库仑力与电场强度方向平行(相同或相反),因此A 和B 错;质子沿曲线ACB 运动,而且是加速运动,所以质子受到的库仑力还有一个沿ACB 方向的分量(在C 点是沿右上方),而质子带正电荷,库仑力与电场强度方向相同,所以,C 错,D 正确。

3.带电量均为q +的两个点电荷分别位于X 轴上的a +和a -位置,如图所示,则Y 轴上各点电场强度的表示式为E v= ,场强最大值的位置在y = 。

答案:y a qy23220)(2+=πε,2/a y ±=[解]21E E +=)(422021y a qE E +==πε关于y 轴对称:θcos 2,01E E E y x ==j y a qyj E E y23220)(2+==∴πε沿y 轴正向的场强最大处0=dydEy y a y y a dy dE 2)(23)(25222322⨯+-+∝-- 2/a y = 2/a y ±=处电场最强。

《大学物理》各章练习题及答案解析

《大学物理》各章练习题及答案解析

《大学物理》各章练习题及答案解析第1章 质点运动学一、选择题:1.以下五种运动中,加速度a保持不变的运动是 ( D ) (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。

2.下面表述正确的是( B )(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。

3.某质点做匀速率圆周运动,则下列说法正确的是( C )(A)质点的速度不变; (B)质点的加速度不变 (C)质点的角速度不变; (D)质点的法向加速度不变4.一运动质点在某瞬时位于矢径()y x r , 的端点处,其速度大小为( D )()()(()22⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛dt dy dt dx D C dtrd B dt drA5. 一质点在平面上运动,运动方程为:j t i t r222+=,则该质点作( B )(A)匀速直线运动 (B)匀加速直线运动(C)抛物线运动 (D)一般曲线运动6.一质点做曲线运动,r 表示位置矢量,v 表示速度,a表示加速度,s 表示路程,a t 表示切向加速度,对下列表达式,正确的是( B )(A)dt dr v = (B) dt ds v = (C) dtdv a = (D) dt vd a t=7. 某质点的运动方程为 3723+-=t t X (SI ),则该质点作 [ D ](A)匀加速直线运动,加速度沿 x 轴正方向; (B)匀加速直线运动,加速度沿 x 轴负方向; (C)变加速直线运动.加速度沿 x 轴正方向; (D)变加速直线运动,加速度沿 x 轴负方向8.一质点沿x 轴运动,其运动方程为()SI t t x 3235-=,当t=2s 时,该质点正在( A )(A)加速 (B)减速 (C)匀速 (D)静止1.D2. B3. C4.D5.B ,6B ,7A 8 A二 、填空题1. 一质点的运动方程为x =2t ,y =4t 2-6t ,写出质点的运动方程(位置矢量)j t t i t r)64(22-+=,t =1s 时的速度j i v22+=,加速度j a 8=,轨迹方程为x x y 32-=。

大学物理习题大题答案

大学物理习题大题答案

1.1质点延Ox轴做直线运动加速度a=-kx,k为正的常量,质点在X0处的速度是V0,求质点速度的大小V与坐标X的函数能量守恒:(m*V0^2 / 2)=(m*V^2 / 2)+(m*K*X^2 )F= ma=-mkx 。

上式解得:V=±根号(V0^2-2K*X^2)1.2飞轮半径为0.4m,自静止启动,其角加速度为0.2转每秒,求t=2s时边缘上,各点的速度、法向加速度、切向加速度、合加速度ω=ω0+a'tω0=0,t=2s,a'=0.2 × 2pi弧度/s^2=1.257弧度/s^2ω=a't=1.257弧度/s^2×2s=2.514弧度/s切向速度:v=ωr=0.4mx1.257弧度/s=1m/s法向加速度:a。

=ω^2r=(2.514弧度/s)^2 × 0.4m=2.528m/s^2切向加速度:a''=dv/dt=rdω/dt=ra'=0.4m × 1.257弧度/s^2=0.5m/s^2合加速度:a=√(a''^2+a。

^2)=2.58m/s^2合加速度与法向夹角:Q=arctan(a''/a。

)=11.2°2.2质量为m的子弹以速度v0水平射入沙土中,设子弹所受的阻力与速度成正比,系数为k,1.求子弹射入沙土后速度随时间变化的函数关系式,a = -kv/m = dv/dt dv/v = - k/m dt 两边同时定积分,得到lnv-lnv0 = kt/m v=v0*exp(-k/m * t)2.求子弹射入沙土的最大深度dv/dt=a=f/m=-kv/m v=ds/dt=ds/dv * dv/dt = -ds/dv * kv/m 整理得:kds=-mdv 同时对等号两边积分,得:ks=mv0 =》 s=mv0/k.3.1一颗子弹在枪筒离前进时所受的合力刚好为F=400-4*10的五次方/3*t,子弹从枪口射出时的速率为300m/s。

大学物理习题答案

大学物理习题答案

B 班级 学号 姓名第1章 质点运动学1-2 已知质点的运动方程为r i 3j 6k e e tt-=++。

(1)求:自t =0至t =1质点的位移。

(2)求质点的轨迹方程。

解:(1) ()k j i r 630++= ()k j i r 6e 3e 1-1++= 质点的位移为()j i r ⎪⎭⎫⎝⎛-+-=3e 31e ∆(2) 由运动方程有t x e =,t y -=e 3, 6=z 消t 得 轨迹方程为 1=xy 且6=z1-3运动质点在某瞬时位于矢径()y x,r 的端点处,其速度的大小为( D ) (A)dt dr (B)dt d r(C)dt d r (D)22⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛dt dy dt dx1-5某质点的运动方程为k j i r 251510t t ++-=,求:t =0,1时质点的速度和加速度。

^解:由速度和加速度的定义得k j r v t dt d 1015+==, k va 10==dtd 所以 t =0,1时质点的速度和加速度为 015==t j v 11015=+=t kj v1010,ka ==t1-8 一质点在平面上运动,已知质点的运动方程为j i r 2235t t +=,则该质点所作运动为[ B ](A) 匀速直线运动 (B) 匀变速直线运动 (C) 抛体运动 (D) 一般的曲线运动*1-6一质点沿Ox 轴运动,坐标与时间之间的关系为t t x 233-=(SI)。

则质点在4s 末的瞬时速度为 142m·s -1 ,瞬时加速度为 72m·s -2 ;1s 末到4s 末的位移为 183m ,平均速度为 61m·s -1 ,平均加速度为 45m·s -2。

解题提示:瞬时速度计算dt dxv =,瞬时加速度计算22dtx d a =;位移为()()14x x x -=∆,平均速度为()()1414--=x x v ,平均加速度为 ()()1414--=v v a】~1-11 已知质点沿Ox 轴作直线运动,其瞬时加速度的变化规律为t a x 3=2s m -⋅。

大学物理作业答案(上)

大学物理作业答案(上)

A在时间t内作匀加速运动,t秒末的速度vA=at.当子弹射入B时,B将加速
而A则以vA的速度继续向右作匀速直线运动.
vA=at=6 m/s
取A、B和子弹组成的系统为研究对象,系统所受合外力为零,故系统的动
量守恒,子弹留在B中后有
mv 0 mAv A (m mB )v B
vB

mv 0 mAv A m mB
量m1=
1m 2
的小球.将右边小球约束,使之不动. 使左边两小球绕竖直轴对称匀速
地旋转, 如图所示.则去掉约束时, 右边小球将向上运动, 向下运动或
保持不动?说明理由.
答:右边小球不动
理由:右边小球受约束不动时,

在左边对任一小球有
1m 2
1
m2
m
m
式中T1为斜悬绳中张 力,这时左边绳竖直
T1 cos m1g 0
质量以及滑轮与其轴之间的摩擦都可忽略不
计,绳子不可伸长,m1与平面之间的摩擦也
可不计,在水平外力F的作用下,物体m1与
F
m1
T
m2
F m2 g
m2的加速度a=___m__1____m__2___,
绳中的张力T=_m__1m__2m__2_(_F____m_1_g_)_.
4.质量相等的两物体A和B,分别固定在弹簧的两端, A 竖直放在光滑水平面C上,如图所示.弹簧的质量 与物体A、B的质量相比,可以忽略不计.若把支持 面C迅速移走,则在移开的一瞬间,
dx dt dx
10 6x2 2 vdv
v
2 vdv
4 (10 6x2 )dx v 13m/ s
dx 0
0
解2:用动能定理,对物体

大学物理学第一章习题答案

大学物理学第一章习题答案

习题11、1选择题(1) 一运动质点在某瞬时位于矢径的端点处,其速度大小为(A)(B)(C)(D)[答案:D](2) 一质点作直线运动,某时刻的瞬时速度,瞬时加速度,则一秒钟后质点的速度(A)等于零(B)等于-2m/s(C)等于2m/s (D)不能确定。

[答案:D](3) 一质点沿半径为R的圆周作匀速率运动,每t秒转一圈,在2t时间间隔中,其平均速度大小与平均速率大小分别为(A)(B)(C) (D)[答案:B]1、2填空题(1) 一质点,以的匀速率作半径为5m的圆周运动,则该质点在5s内,位移的大小就是;经过的路程就是。

[答案: 10m;5πm](2) 一质点沿x方向运动,其加速度随时间的变化关系为a=3+2t (SI),如果初始时刻质点的速度v0为5m·s-1,则当t为3s时,质点的速度v=。

[答案: 23m·s-1 ](3) 轮船在水上以相对于水的速度航行,水流速度为,一人相对于甲板以速度行走。

如人相对于岸静止,则、与的关系就是。

[答案:]1、3一个物体能否被瞧作质点,您认为主要由以下三个因素中哪个因素决定:(1) 物体的大小与形状;(2) 物体的内部结构;(3) 所研究问题的性质。

解:只有当物体的尺寸远小于其运动范围时才可忽略其大小的影响,因此主要由所研究问题的性质决定。

1、4下面几个质点运动学方程,哪个就是匀变速直线运动?(1)x=4t-3;(2)x=-4t3+3t2+6;(3)x=-2t2+8t+4;(4)x=2/t2-4/t。

给出这个匀变速直线运动在t=3s时的速度与加速度,并说明该时刻运动就是加速的还就是减速的。

(x单位为m,t单位为s)解:匀变速直线运动即加速度为不等于零的常数时的运动。

加速度又就是位移对时间的两阶导数。

于就是可得(3)为匀变速直线运动。

其速度与加速度表达式分别为t=3s时的速度与加速度分别为v=20m/s,a=4m/s2。

因加速度为正所以就是加速的。

大学物理练习册答案6

大学物理练习册答案6
π
4 λ = 1 u = 1 300 = 0.0375(m) ∆s = 2π 8ν 81000
T = = 0.001 s) (
1
ν
∆φ = 0
大学物理
4. 已知一平面简谐波沿 轴负向传播 振动周期 已知一平面简谐波沿x轴负向传播 振动周期T=0.5s, 波长 轴负向传播,振动周期 λ=10m,振幅 振幅A=0.1 m . 当t=0时波源振动的位移恰好为正的 振幅 时波源振动的位移恰好为正的 最大值. 若波源处为原点, 最大值 若波源处为原点 则沿波传播方向距离波源为λ/2处 处 的振动方程为y= 的振动方程为 y = 0.1cos(4πt −π); 当t=T/2时, x=λ/4处质点 时 处质点 的振动速度为 −1.26m/s 。 2π ω= = 4π T = 0.5s T 沿x轴负向传播, 且t=0时波源振动的位移恰好为正的最大 值,则该简谐波的波动方程为: y = 0.1cos(4πt +2πxλ)
y = 4cos[π(t − 4x) − ] 2
π
ω = π, A = 4,u = ,ν =
1 4
1 2
大学物理
三、计算题
1. 某质点作简谐振动 周期为2s, 振幅为 某质点作简谐振动,周期为 振幅为0.06m, 开始计时 开始计时(t=0) 周期为 质点恰好处在负向最大位移处, 时, 质点恰好处在负向最大位移处 求 (1)该质点的振动方程 该质点的振动方程; 该质点的振动方程 (2)此振动以速度 此振动以速度u=2m/s沿 x轴正方向传播时 形成的一维简 轴正方向传播时,形成的一维简 此振动以速度 沿 轴正方向传播时 谐波的波动方程 ; (3)该波的波长 该波的波长. 该波的波长 取该质点为坐标原点O. 解:(1)取该质点为坐标原点 取该质点为坐标原点 t=0时刻 时刻

大学物理标准化作业答案

大学物理标准化作业答案
T = ____2_T_0___.
2(3817)一简谐振动的表达式为 x Acos(3t )
,已知 t = 0时的初位移为0.04 m,初速度为0.09 m/s,
则振幅A
0.05 m =_____________
,初相
=______-_3_6_._9_°_____.
5.一物体作简谐振动,其速度最大值vm = 3×10-2 m/s,其振幅 A = 2×10-2 m.若t = 0时,物体位于平衡位置且向x轴的负方向 运动. 求:(1) 振动周期T; (2) 加速度的最大值am ;
(C)
x


1 2
(2k

1)
其中的k = 0,1,2,3, ….
(B) x 1 k
2
(D) x (2k 1) / 4
[ D]
二、填空题
2、(3445).沿弦线传播的一入射波在x = L处(B点)发生反射,
反射点为自由端(如图).设波在传播和反射过程中振幅不变,
且反射波的表达式为
2、(3045) 一质点作简谐振动,其振动方程为x
=
0.24
cos(1
pt

1
p)
试用旋转矢量法求出质点由初始状态(t = 0的状2态)运3动到
(SI),
x = -0.12 m,v < 0的状态所需最短时间Dt.
解:旋转矢量如图所示. 由振动方程可得

2
D 1 p
3
Dt D / 0.667 s
86400
mm = 2.99 mm
即摆锤应向上移2.99 mm,才能使钟走得准确.
一、选择题
标准化作业(2)
1.一个质点作简谐振动,振幅为A, 在起始时刻质点的位移为 1 A

大学物理习题与答案解析

大学物理习题与答案解析
v d dr tt22i1 j3 (m)/s
a d dvtt28j(m2/)s
大学物理
3、质点作直线运动,加速度 a2Asint,已知
t 0时质点初始状态为x 0
动学方程为xAsi n .t0
、v0 A、该质点运
解:
vv0
t
a
0
dt A
t2As
0
intdt
AAcostA
Acost
t
t
即 a2ct, t a 2c
vx vy
vvx 2vy 2a24c2t22a
大学物理
5、一飞机在跑道上跑过500米后,即升空,如果它在跑
前是静止的,以恒定加速度运动,升空前跑了30秒,则
当它升空时的速度为 v 100 m/s
.
3
解: x 1 at 2 2
a2t2x2 352 000190m2/s
答:B
v(m / s)
2
0到7秒的位移为:
0
r 2 22 2 2 2 2 3 1 i 3 .5 im1
坐标为:x23 .55 .5 m
t(s) 24 5 7
大学物理
3、一质点沿x轴运动的规律是 xt24t5,其中x以m 计,t以s计,则前3s内它的位移和路程分别是
(A)位移和路程都是3m. (B) 位移和路程都是-3m .
dvy dy

a vy
dvy dy
kvy2
分离变量得 :
dvy kdy vy
两边积分得 :
v dvy
y
k dy
v v0 y
0
v v0eky
大学物理
3、一质点沿半径为1 m 的圆周运动,运动方程
为 23t,3 式中以弧度计,t以秒计,求:(1) t=2 s

大学物理练习题册答案

大学物理练习题册答案

大学物理练习题册答案一、选择题1. 光在真空中的传播速度是:A. 299792458 m/sB. 299792458 km/sC. 299792458 cm/sD. 299792458 mm/s2. 根据牛顿第二定律,如果一个物体的质量为2 kg,受到的力为6 N,那么它的加速度是:A. 1 m/s²B. 2 m/s²C. 3 m/s²D. 6 m/s²3. 以下哪个不是电磁波的类型?A. 无线电波B. 微波C. 可见光D. 声波4. 一个物体从静止开始做匀加速直线运动,经过4秒后的速度为8m/s,那么它的加速度是:A. 1 m/s²B. 2 m/s²C. 4 m/s²D. 8 m/s²5. 根据能量守恒定律,如果一个物体的势能减少,那么它的:A. 动能增加B. 动能减少C. 总能量不变D. 温度增加二、填空题6. 根据热力学第一定律,能量______,它表明能量不能被创造或销毁,只能从一种形式转换为另一种形式。

7. 波长为600 nm的光的频率是______ Hz(光速为299792458 m/s)。

8. 一个物体在水平面上做匀速直线运动,其动摩擦系数为0.25,如果物体受到的摩擦力是10 N,那么物体的重力是______ N。

9. 根据库仑定律,两个点电荷之间的力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成______。

10. 理想气体状态方程是______,其中P代表压强,V代表体积,n代表摩尔数,R代表理想气体常数,T代表绝对温度。

三、简答题11. 简述牛顿第三定律的内容及其在日常生活中的应用。

12. 解释什么是相对论,并简述其对时间和空间概念的影响。

13. 描述麦克斯韦方程组,并解释它们在电磁学中的重要性。

14. 什么是量子力学?它与经典物理学有何不同?15. 描述什么是热力学第二定律,并解释它对能量转换的限制。

大学物理练习题及参考答案

大学物理练习题及参考答案

一、填空题 1、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=ymt t 223+;加速度y a = 4m/s 2 。

2、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 。

3、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、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、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5J13mV 21W 2.=∆=。

6、带等量异号电荷的两个无限大平板之间的电场为0εσ,板外电场为 0 。

8、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RIR I 83400μπμ+,方向为⊗。

9、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 ,则其磁矩的大小为NIR m 2π=,它在磁场中受到的磁力矩的最大值为NIBR M 2π=。

10、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 = Bqv F 0=。

电子作圆周运动,回旋半径为qBmvR =。

11、判断填空题11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 。

12、已知质点的运动学方程为j t i t r)1(2-+=。

试求:(1)当该质点速度的大小为15-⋅s m 时,位置矢量=r i 1;(2)任意时刻切向加速度的大小τa =1442+t t 。

16、有一球状导体A ,已知其带电量为Q 。

大学物理下作业答案

大学物理下作业答案

习题一一、选择题1.如图所示,半径为R 的圆环开有一小空隙而形成一圆弧,弧长为L ,电荷Q -均匀分布其上。

空隙长为()L L R ∆∆<<,则圆弧中心O 点的电场强度和电势分别为 [ ] (A)200,44Q L Qi R L Rπεπε-∆-; (B)2200,84Q L Qi R L Rπεπε-∆-; (C)200,44Q L Qi R L Rπεπε∆; (D)200,44Q L Q Li R L RLπεπε-∆-∆。

答案:A解:闭合圆环中心场强为0,则圆弧产生的场强与空隙在圆心处产生的场强之和为0。

由于空隙 ∆l 非常小,可视为点电荷,设它与圆弧电荷密度相同,则所带电荷为/Q L L -∆,产生的场强为204Q L i R L πε∆,所以圆弧产生的场强为204OQ LE i R Lπε-∆=;又根据电势叠加原理可得04O Q U Rπε-= .2.有两个电荷都是+q 的点电荷,相距为2a 。

今以左边的点电荷所在处为球心,以a 为半径作一球形高斯面。

在球面上取两块相等的小面积S 1和S 2,其位置如图所示。

设通过S 1和S 2的电场强度通量分别为1Φ和2Φ,通过整个球面的电场强度通量为S Φ,则[ ] (A )120, /S q εΦ>ΦΦ=; (B )120, 2/S q εΦ<ΦΦ=;(C )120, /S q εΦ=ΦΦ=; (D )120, /S q εΦ<ΦΦ=。

答案:D解:由高斯定理知0Φ=S q 。

由于面积S 1和S 2相等且很小,场强可视为均匀。

根据场强叠加原理,120,0E E =<,所以12Φ0,Φ0=>。

3.半径为R 的均匀带电球体的静电场中各点的电场强度的大小E 与距球心的距离r 的关系曲线为 [ ]答案:B2∝2∝rRr R解:由高斯定理知均匀带电球体的场强分布为()302041 ()4qrr R R E q r R r πεπε⎧<⎪⎪=⎨⎪>⎪⎩,所以选(B )。

科学出版社大学物理答案

科学出版社大学物理答案
度分别为:EA=_________________,EB=_____________,
EC=_________,ED=___________ (设方向向右为正).
11. 一半径为R的带有一缺口的细圆环,缺口长度为d(d<<R)环上均匀带有正电,电荷为q,如图所
示.则圆心O处的场强大小E=__________________
2. 电荷面密度均为+的两块“无限大”均匀带电的平行平板如图放置,其周围空间各点电场强度 随位置坐标x变化的关系曲线为:(设场强方向向右为正、向左为负)[]
3. 将一个试验电荷q0(正电荷)放在带有负电荷的大导体附近P点处(如图),测得它所受的力为F.若考虑到电荷q0不是足够小,则
(A)F/q0比P点处原先的场强数值大.
______________________.该定理表明,静电场是______ _________场.
三、计算题
13. 一“无限大”平面,中部有一半径为R的圆孔,设平面上均匀带电,电荷面密度为.如图所示,试求通过小孔中心O并与平面垂直的直线上各点的场强和电势(选O点的电势为零).
14.图示为一个均匀带电的球层,其电荷体密度为,球层内表面半径为R1,外表面半径为R2.设无穷远处为电势零点,求空腔内任一点的电势.
8. 如图所示, 一球形导体,带有电荷q,置于一任意形状的空腔导体中.当用导线将两者连接后,则与未连接前相比系统静电场能量将
(A)增大.(B) 减小.
(C)不变.(D) 如何变化无法确定.
[]
二、填空题
9. 半径为R1和R2的两个同轴金属圆筒,其间充满着相对介电常量为r的均匀介质.设两筒上单位长度带有的电荷分别为+和-,则介质中离轴线的距离为r处的电位移矢量的大小D=____________,电场强度的大小E=____________.

大学物理作业 答案

大学物理作业 答案

No.1 运动的描述一、选择题1. 一质点在平面上作一般曲线运动,其瞬时速度为v,瞬时速率为v ,某一段时间内的平均速度为v,平均速率为v ,它们之间的关系有 [ D ](A) v v v v ==, (B) v v v v =≠, (C) v v v v ≠≠,(D) v v v v ≠=,注意:①平均速度t r∆∆= v ,矢量。

②平均速率t ∆∆=sv ,标量。

③一般情况下,|||r |s ∆≠∆。

④瞬时速度tr ∆∆=→∆0t lim v 。

⑤瞬时速率|v |v=(即瞬时速率是瞬时速度的大小,这与平均速度和平均速率的关系不同) 2. 某物体的运动规律为kt tv -=d d ,式中的k 为大于零的常数。

当t =0时,初速为0v ,则速度v 与t 的函数关系是 [ B ](A) 0221v kt v += (B) 0221v kt v +-=注意:①求积分。

3. 一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为j bt i at r 22+=(其中a 、b 为常量)则该质点作 [ B ] (A) 匀速直线运动 (B) 变速直线运动 (C) 抛物线运动 (D) 一般曲线运动 注意:①求导数。

②求运动方程。

4.一运动质点在某瞬时位于矢径),(y x r的端点处,其速度大小为 [ D ](C )tr d d( D)22)d d ()d d (ty tx +注意:①即求模长。

二、填空题★1. 一质点的运动方程为SI)(62t t x -=,则在t 由0至4 s 的时间间隔内,质点的位移大小为8m ,在t 由0到4 s 的时间间隔内质点走过的路程为 10 m 。

注意:①陷阱,4秒内并不是一直在往前,中间存在一个先去后返的过程。

2. ()()t t r t r ∆+与为某质点在不同时刻的位置矢量,试在两个图中分别画出三、计算题1.(p36 习题1.6)一质点在xy 平面上运动,运动函数84,22-==t y t x (采用国际单位制)。

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二章2-2质量为16kg 的质点在xOy 平面内运动,受一恒力作用,力的分量为f x =6N,fy =-7N.当t =0时,x =y=0,v x=-2m·s -1,v y =0.求当t=2s 时质点的位矢和速度. 解:2s m 83166-⋅===m f a x x 2s m 167-⋅-==m f a y y (1)⎰⎰--⋅-=⨯-=+=⋅-=⨯+-=+=20101200s m 872167s m 452832dt a v v dt a v v y y y x x x于是质点在s 2时的速度1s m 8745-⋅--=ji v(2)m874134)167(21)4832122(21)21(220j i j i jt a i t a t v r y x--=⨯-+⨯⨯+⨯-=++=2-6一颗子弹由枪口射出时速率为v0m·s -1,当子弹在枪筒内被加速时,它所受的合力为F =(a -b t)N(a ,b 为常数),其中t以s 为单位:(1)假设子弹运行到枪口处合力刚好为零,试计算子弹走完枪筒全长所需时间;(2)求子弹所受的冲量;(3)求子弹的质量. 解: (1)由题意,子弹到枪口时,有0)(=-=bt a F ,得ba t =(2)子弹所受的冲量⎰-=-=tbt at t bt a I 0221d )(将bat =代入,得 ba I 22=(3)由动量定理可求得子弹的质量202bv a v I m ==2-8如题2-8图所示,一物体质量为2kg ,以初速度v 0=3m·s -1从斜面A点处下滑,它与斜面的摩擦力为8N,到达B 点后压缩弹簧20cm 后停止,然后又被弹回.求弹簧的劲度系数和物体最后能回到的高度.题2-8图解: 取木块压缩弹簧至最短处的位置为重力势能零点,弹簧原 长处为弹性势能零点。

则由功能原理,有⎪⎭⎫⎝⎛︒+-=-37sin 212122mgs mv kx s f r 222137sin 21kx sf mgs mv k r -︒+=式中m 52.08.4=+=s ,m 2.0=x ,再代入有关数据,解得-1m N 1390⋅=k再次运用功能原理,求木块弹回的高度h '2o 2137sin kx s mg s f r -'='-代入有关数据,得m 4.1='s , 则木块弹回高度m 84.037sin o ='='s h五章5-7试说明下列各量的物理意义.(1)12 kT ;(2)32kT ;(3)2ik T; (4)2mol M i M RT ;(5)2i R T;(6)32R T.解:(1)在平衡态下,分子热运动能量平均地分配在分子每一个自由度上的能量均为k 21T . (2)在平衡态下,分子平均平动动能均为kT 23. (3)在平衡态下,自由度为i 的分子平均总能量均为kT i2. (4)由质量为M ,摩尔质量为mol M ,自由度为i 的分子组成的系统的内能为RT iM M 2mol .(5)1摩尔自由度为i 的分子组成的系统内能为RT i2. (6)1摩尔自由度为3的分子组成的系统的内能RT23,或者说热力学体系内,1摩尔分子的平均平动动能之总和为RT 23.八章8-4如题8-4图所示,A B、C D为长直导线,BC 为圆心在O点的一段圆弧形导线,其半径为R .若通以电流I ,求O 点的磁感应强度.解:如题8-4图所示,O 点磁场由AB 、C B、CD 三部分电流产生.其中AB 产生01=BCD 产生RIB 1202μ=,方向垂直向里CD 段产生)231(2)60sin 90(sin 24003-πμ=-πμ=︒︒R I R I B ,方向⊥向里 ∴)6231(203210ππμ+-=++=R I B B B B ,方向⊥向里.题8-8图8-8一根很长的同轴电缆,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8-8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 <<),(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 <2202RIr r B μπ=202RIrB πμ=(2)b r a <<I r B 02μπ=rIB πμ20=(3)c r b <<I b c b r I r B 0222202μμπ+---= )(2)(22220b c r r c I B --=πμ (4)c r >02=r B π0=B8-10如题8-10图所示,在长直导线AB 内通以电流120A I =,在矩形线圈C DEF 中通有电流210A I =,AB 与线圈共面,且CD ,E F都与AB 平行.已知a=9.0cm,b =20.0cm ,d=1.0cm ,求:(1)导线AB 的磁场对矩形线圈每边所作用的力;(2)矩形线圈所受合力和合力矩.解:(1)CD F方向垂直CD 向左,大小4102100.82-⨯==dI bI F CD πμN 同理FE F方向垂直FE 向右,大小5102100.8)(2-⨯=+=a d I bI F FE πμNCF F方向垂直CF 向上,大小为⎰+-⨯=+πμ=πμ=ad dCF dad I I r r I I F 5210210102.9ln 2d 2N ED 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.十四章14-11当基态氢原子被12.09eV 的光子激发后,其电子的轨道半径将增加多少倍? 解:eV 09.12]11[6.1321=-=-n E E n 26.1309.126.13n=- 51.16.1309.12.1366.132=-=n , 3=n 12r n r n =,92=n ,19r r n =轨道半径增加到9倍.14-20原子内电子的量子态由n ,l ,ml ,m s 四个量子数表征.当n ,l ,m l 一定时,不同的量子态数目是多少?当n ,l 一定时,不同的量子态数目是多少?当n 一定时,不同的量子态数目是多少?解:(1)2)21(±=s m(2))12(2+l ,每个l 有12+l 个l m ,每个l m 可容纳21±=s m 的2个量子态. (3)22n10章 机械振动10-5有两个同方向、同频率的简谐振动,其合成振动的振幅为0.20m,位相与第一振动的位相差为6π,已知第一振动的振幅为0.173m ,求第二个振动的振幅以及第一、第二两振动的位相差.题10-5图解:由题意可做出旋转矢量图如下. 由图知01.02/32.0173.02)2.0()173.0(30cos 222122122=⨯⨯⨯-+=︒-+=A A A A A ∴m 1.02=A 设角θ为O AA 1,则θcos 22122212A A A A A -+=即 01.0173.02)02.0()1.0()173.0(2cos 2222122221=⨯⨯-+=-+=A A A A A θ 即2πθ=,这说明,1A 与2A 间夹角为2π,即二振动的位相差为2π. 11章 机械波11-4已知波源在原点的一列平面简谐波,波动方程为y =Acos(Bt -C x),其中A ,B ,C 为正值恒量.求:(1)波的振幅、波速、频率、周期与波长;(2)写出传播方向上距离波源为l 处一点的振动方程;(3)任一时刻,在波的传播方向上相距为d 的两点的位相差. 解: (1)已知平面简谐波的波动方程)cos(Cx Bt A y -=(0≥x )将上式与波动方程的标准形式)22cos(λππυxt A y -=比较,可知: 波振幅为A ,频率πυ2B =, 波长C πλ2=,波速CB u ==λυ, 波动周期BT πυ21==.(2)将l x =代入波动方程即可得到该点的振动方程)cos(Cl Bt A y -=(3)因任一时刻t 同一波线上两点之间的位相差为)(212x x -=∆λπφ将d x x =-12,及Cπλ2=代入上式,即得 Cd =∆φ.11-5沿绳子传播的平面简谐波的波动方程为y =0.05co s(10πt -4πx ),式中x ,y 以m 计,t 以s 计.求:(1)波的波速、频率和波长;(2)绳子上各质点振动时的最大速度和最大加速度;(3)求x =0.2m 处质点在t =1s 时的位相,它是原点在哪一时刻的位相?这一位相所代表的运动状态在t =1.25s 时刻到达哪一点? 解: (1)将题给方程与标准式)22cos(x t A y λππυ-=相比,得振幅05.0=A m ,频率5=υ1-s ,波长5.0=λm ,波速5.2==λυu 1s m -⋅.(2)绳上各点的最大振速,最大加速度分别为ππω5.005.010max =⨯==A v 1s m -⋅ 222max 505.0)10(ππω=⨯==A a 2s m -⋅(3)2.0=x m处的振动比原点落后的时间为08.05.22.0==u x s 故2.0=x m ,1=t s 时的位相就是原点(0=x ),在92.008.010=-=t s 时的位相, 即 2.9=φπ.设这一位相所代表的运动状态在25.1=t s 时刻到达x 点,则 825.0)0.125.1(5.22.0)(11=-+=-+=t t u x x m11-6如题11-6图所示,S1和S2为两相干波源,振幅均为A 1,相距错误!,S 1较S 2位相超前π2,求:题11-6图(1)S 1外侧各点的合振幅和强度; (2)S 2外侧各点的合振幅和强度.解:(1)在1S 外侧,距离1S 为1r 的点,1S 2S 传到该P 点引起的位相差为πλλππφ=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--=∆)4(2211r r 0,0211===-=A I A A A(2)在2S 外侧.距离2S 为1r 的点,1S 2S 传到该点引起的位相差.0)4(2222=-+-=∆r r λλππφ2121114,2A A I A A A A ===+=11-7如题11-7所示,设B点发出的平面横波沿BP 方向传播,它在B 点的振动方程为y 1=2×10-3cos2πt ;C 点发出的平面横波沿CP方向传播,它在C 点的振动方程为y 2=2×10-3cos(2πt +π),本题中y 以m 计,t 以s 计.设BP =0.4m ,CP=0.5m,波速u =0.2m·s -1,求:(1)两波传到P 点时的位相差;(2)当这两列波的振动方向相同时,P 处合振动的振幅; *(3)当这两列波的振动方向互相垂直时,P 处合振动的振幅.题11-7图解: (1) )(2)(12BP CP ---=∆λπϕφφ)(BP CP u --=ωπ0)4.05.0(2.02=--=ππ(2)P 点是相长干涉,且振动方向相同,所以321104-⨯=+=A A A P m(3)若两振动方向垂直,又两分振动位相差为0,这时合振动轨迹是通过Ⅱ,Ⅳ象限的直线,所以合振幅为33122211083.210222--⨯=⨯==+=A A A A m。

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