7大学物理习题及综合练习答案详解
大学物理试题答案及解析
大学物理试题答案及解析一、选择题1. 光年是表示距离的单位，它等于（）。
A. 一年内光所行进的距离B. 一年内光所行进的时间C. 一年内光所行进的路程D. 一年内光所行进的速度答案：A解析：光年是天文学中用来表示距离的单位，它表示光在真空中一年内所行进的距离。
2. 根据牛顿第二定律，一个物体的加速度与作用在它上面的力成正比，与它的质量成反比。
这个定律的数学表达式是（）。
A. \( F = ma \)B. \( F = \frac{m}{a} \)C. \( a = \frac{F}{m} \)D. \( a = \frac{m}{F} \)答案：C解析：牛顿第二定律指出，物体的加速度与作用在它上面的力成正比，与它的质量成反比，数学表达式为 \( a = \frac{F}{m} \)。
二、填空题1. 根据热力学第一定律，能量守恒，即能量不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
用公式表示为：\( \Delta U = Q- W \)，其中 \( \Delta U \) 表示内能的变化，\( Q \) 表示系统吸收的热量，\( W \) 表示系统对外做的功。
2. 电磁波谱中，波长最长的是（）。
答案：无线电波解析：电磁波谱中，波长从长到短依次为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。
三、计算题1. 一辆质量为1000kg的汽车以20m/s的速度行驶，突然遇到紧急情况需要刹车。
假设刹车过程中汽车的加速度为-5m/s²，求汽车从开始刹车到完全停止所需的时间。
答案：4秒解析：根据公式 \( v = u + at \)，其中 \( v \) 是最终速度，\( u \) 是初始速度，\( a \) 是加速度，\( t \) 是时间。
已知\( v = 0 \)，\( u = 20 \)m/s，\( a = -5 \)m/s²，代入公式得\( 0 = 20 - 5t \)，解得 \( t = 4 \)秒。
大学物理习题与答案解析
根据匀加速直线运动的速度公 式$v = v_0 + at$，代入已知的 $v_0 = 2m/s$和$a = 3m/s^2$，以及时间$t = 3s$， 计算得到$v = 2m/s + 3 times 3m/s^2 = 11m/s$。
一物体做匀减速直线运动，初 速度为10m/s，加速度为2m/s^2，则该物体在速度减为 零时的位移是多少？
04
答案解析
根据公式$v = lambda f$，频率$f = frac{v}{lambda} = frac{3 times 10^{8}}{500 times 10^{-9}}Hz = 6 times 10^{14}Hz$；根据公式 $E = hnu$，能量$E = h times f = 6.626 times 10^{-34} times 6 times
题目
答案解析
计算氢原子光谱线波长与频 率的关系。
根据巴尔末公式，氢原子光 谱线波长与频率的关系可以
表示为λ=R*(1/n1^2 1/n2^2)，其中λ是光谱线波 长，R是里德伯常数，n1和 n2分别是两个能级的主量子
数。
பைடு நூலகம்
题目
一束光照射到某金属表面， 求光电子的最大初动能。
答案解析
根据爱因斯坦光电效应方程，光 电子的最大初动能Ekm=hν-W， 其中h是普朗克常数，ν是入射光 的频率，W是金属的逸出功。因 此，通过测量入射光的频率和金 属的逸出功，可以计算出光电子
题目
一定质量的理想气体，在等容升温过 程中，不吸热也不放热，则内能如何 变化？
答案解析
根据热力学第一定律，等容升温过程 中，气体不吸热也不放热，则内能增 加。
热传递习题及答案解析
题目
大学物理习题及综合练习答案详解
库仑定律 7-1 把总电荷电量为Q 的同一种电荷分成两部分，一部分均匀分布在地球上，另一部分均匀分布在月球上，使它们之间的库仑力正好抵消万有引力，已知地球的质量M ＝ 5.98l024kg ，月球的质量m =7.34l022kg 。
（1）求 Q 的最小值；（2）如果电荷分配与质量成正比，求Q 的值。
解：（1）设Q 分成q 1、q 2两部分，根据题意有 2221r MmG r q q k=，其中041πε=k即 2221q k q GMm q q Q +=+=。
求极值，令0'=Q ，得 0122=-kq GMmC 1069.5132⨯==∴k GMm q ，C 1069.51321⨯==k q GMm q ，C 1014.11421⨯=+=q q Q （2）21q m q M =Θ，k GMm q q =21 kGMm m q mq Mq ==∴2122 解得C 1032.61222⨯==kGm q ， C 1015.51421⨯==m Mq q ，C 1021.51421⨯=+=∴q q Q 7-2 三个电量为 –q 的点电荷各放在边长为 l 的等边三角形的三个顶点上，电荷Q （Q ＞0）放在三角形的重心上。
为使每个负电荷受力为零，Q 值应为多大？解：Q 到顶点的距离为 l r 33=，Q 与-q 的相互吸引力为 20141rqQ F πε=， 两个-q 间的相互排斥力为 220241l q F πε=据题意有 10230cos 2F F =，即 2022041300cos 412rqQl q πεπε=⨯，解得：q Q 33= 电场强度7-3 如图7-3所示，有一长l 的带电细杆。
（1）电荷均匀分布，线密度为+，则杆上距原点x 处的线元d x 对P 点的点电荷q 0 的电场力为何？q 0受的总电场力为何？（2）若电荷线密度=kx ，k 为正常数，求P 点的电场强度。
解：（1）线元d x 所带电量为x q d d λ=，它对q 0的电场力为200200)(d 41)(d 41d x a l x q x a l q q F -+=-+=λπεπεq 0受的总电场力 )(4)(d 4000200a l a l q x a l xq F l+=-+=⎰πελπελ00>q 时，其方向水平向右；00<q 时，其方向水平向左q 0 图7-3a λ lP x q-q-q-ll rQ rr（2）在x 处取线元d x ，其上的电量x kx x q d d d ==λ，它在P 点的电场强度为2020)(d 41)(d 41d x a l xkx x a l q E P -+=-+=πεπε)ln (4)(d 40020al aa l k x a l x x kE lP ++=-+=∴⎰πεπε 方向沿x 轴正向。
7大学物理习题及综合练习答案详解
7大学物理习题及综合练习答案详解库仑定律7-1 把总电荷电量为Q 的同一种电荷分成两部分，一部分均匀分布在地球上，另一部分均匀分布在月球上，使它们之间的库仑力正好抵消万有引力，已知地球的质量M ＝5.98⨯l024kg ，月球的质量m =7.34⨯l022kg 。
（1）求 Q 的最小值；（2）如果电荷分配与质量成正比，求Q 的值。
解：（1）设Q 分成q 1、q 2两部分，根据题意有2221r MmG r q q k=，其中041πε=k即2221q kq GMmq q Q +=+=。
求极值，令0'=Q ，得 0122=-kq GMm C 1069.5132⨯==∴kGMmq ，C 1069.51321⨯==kq GMmq，C1014.11421⨯=+=q qQ（2）21qmq M =，kGMmq q =21kGMm mq mq Mq==∴2122解得C1032.61222⨯==kGm q ，C 1015.51421⨯==mMq q ，C1021.51421⨯=+=∴q q Q7-2 三个电量为 –q 的点电荷各放在边长为 l 的等边三角形的三个顶点上，电荷Q （Q ＞0重心上。
为使每个负电荷受力为零，Q 解：Q 到顶点的距离为l r 33=，Q 与-q q-q -20141r qQ F πε=，两个-q 间的相互排斥力为 220241l q F πε=据题意有1230cos 2F F =，即2022041300cos 412r qQl q πεπε=⨯，解得：q Q 33=电场强度7-3 如图7-3所示，有一长l 的带电细杆。
（1）电荷均匀分布，线密度为+λ，则杆上距原点x 处的线元d x 对P 点的点电荷q 0 的电场力为何？受的总电场力为何？（2）若电荷线密度λ=kx ，k 为正常数，求P 点的电场强度。
解：（1）线元d x 所带电量为x q d d λ=，它对q 0的电场力为200200)(d 41)(d 41d x a l x q x a l q q F -+=-+=λπεπεq 0受的总电场力)(4)(d 4000200a l a l q x a l xq F l+=-+=⎰πελπελ0>q 时，其方向水平向右；0<q时，其方向水平向左（2）在x 处取线元d x ，其上的电量x kx x q d d d ==λ，它在P 点的电场强度为2020)(d 41)(d 41d x a l xkx x a l q E P -+=-+=πεπε)ln (4)(d 40020al aa l k x a l x x kE lP ++=-+=∴⎰πεπε 方向沿x 轴正向。
大学物理习题及综合练习答案详解
导体8-1两个同心导体球壳A 和B ，A 球壳带电+Q ，现从远处移来一带+q 的带电体（见图8-1），试问（请阐明理由）：（1）两球壳间的电场分布与无+q 时相比有无变化（2）两球壳间的电势差是否变化（3）两球壳的电势是否变化（4）如将B 球壳接地，上述（1）、（2）、（3）的情况又如何 解：（1）由于静电屏蔽作用，+q 对两球壳间的电场没有影响。
（2）由⎰⋅=B A AB l E U ϖϖd 可知，由于E ϖ不变，所以AB U 不变，即两求壳间的电势差不变。
（3）由电势叠加原理，+q 使两球壳的电势升高。
（4）B 球壳接地，由于屏蔽作用，两球壳间的电场分布不变，从而AB U 不变。
因B 球壳接地，电势不变，所以A 球壳电势也不变。
8-2半径为R 1的导体球A ，带电q ，其外同心地套一导体球壳B ，内外半径分别为R 2和R 3（见图8-2），且R 2=2R 1，R 3=3R 1。
今在距球心O 为d =4R 1的P 处放一点电荷Q ，并将球壳接地。
问（1）球壳B 所带的净电荷Q ’ 为多少（2）如用导线将导体球A 与球壳B 相连，球壳所带电荷Q ” 为多少 解：（1）根据静电平衡条件，A 球上电荷q 分布在A 球表面上，B 球壳内表面带电荷-q 。
由高斯定理可得，R r R 21<<：0204r r q E ϖϖπε=A 球电势 10210208)11(4d 4d 21R q R R q r rq l E U R R BAA πεπεπε=-==⋅=⎰⎰ϖϖ 设B 球壳外表面带电荷q ’，由电势叠加原理，A 球球心处电势40302010044'44R Q R q R q R q U πεπεπεπε++-+=1010********'244RR q R q R q πεπεπεπε++-= 1010104434'8R Q R q R q πεπεπε++=108R q U A πε==， Q q 43'-=∴ B球壳所带净电荷 q Q q q Q --=-=43''（2）用导线将和相连，球上电荷与球壳内表面电荷相消。
大学物理试题讲解及答案
大学物理试题讲解及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是（）。
A. 3×10^5 km/sB. 3×10^8 m/sC. 3×10^9 km/sD. 3×10^11 m/s答案：B2. 根据牛顿第二定律，力和加速度的方向（）。
A. 总是相同B. 总是相反C. 有时相同，有时相反D. 无关答案：A3. 一个物体的质量为2kg，受到的力为10N，那么它的加速度是（）。
A. 5 m/s^2B. 10 m/s^2C. 20 m/s^2D. 无法确定答案：A4. 一个点电荷在电场中从静止开始运动，其电势能将（）。
A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 先增加后减少答案：B5. 根据热力学第一定律，一个系统在绝热过程中（）。
A. 内能增加B. 内能减少C. 内能不变D. 无法确定答案：D6. 光的折射定律表明，入射角和折射角的关系是（）。
A. 入射角大，折射角小B. 入射角小，折射角大C. 入射角和折射角成正比D. 入射角和折射角成反比答案：C7. 一个物体在自由下落过程中，其动能和重力势能的关系是（）。
A. 动能增加，重力势能减少B. 动能减少，重力势能增加C. 动能和重力势能之和保持不变D. 动能和重力势能之和增加答案：C8. 根据麦克斯韦方程组，电磁波的传播速度是（）。
A. 光速的一半B. 光速C. 超过光速D. 低于光速答案：B9. 在理想气体定律中，气体的压强与体积成（）。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 先正比后反比答案：B10. 根据欧姆定律，电阻两端的电压与通过电阻的电流之间的关系是（）。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 先正比后反比答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 牛顿第三定律指出，作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在_________上。
答案：不同物体2. 在国际单位制中，力的单位是_________。
大学物理波动光学综合练习题(含答案)
《大学物理》综合练习(七)——波动光学教学班级： 序 号： 姓 名： 日 期：一、选择题(把正确答案的序号填入括号内)1．如图，由空气中一单色点光源S 发出的光，一束掠入射到平面反射镜M 上，另一束经折射率为n 、厚度为d 的媒质薄片N 后直接射到屏E 上。
如果l AP SA ==，D SP =， 则两相干光束SP 与SAP 在P 点的光程差为：(A) D l −=2δ； (B) 2/)1(2λδ+−−−=d n D l ；(C) d n D l )1(2−−−=δ； (D) 2/2λδ+−=D l 。
解：2/)1(22/])[(2λλδ+−−−=++−−=d n D l nd d D l[ B ]2．如图，折射率为2n 、厚度为e 的透明媒质薄膜上方和下方的透明介质的折射率分别是1n 和3n ，已知321n n n <<。
如果用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从上下两表面3题1图 题2图反射的光束的光程差是(A) e n 22； (B) 2/22λ−e n ；(C) 2/322λ−e n ； (D) 222/2n e n λ−。
解：两反射面均有半波损失,e n 22=δ。
[ A ]3．设在双缝干涉实验中，屏幕E 上的P 点是亮条纹，如将缝2S 盖住，并在21S S 连线的垂直平分面处放一反射镜M (如图)，则此时：(A) P 点处为暗条纹；(B) P 点处仍然是亮条纹；(C)无干涉条纹； (D)无法确定P 点是亮条纹还是暗条纹。
解：光在M 处发射有半波损失，故P 点处为暗条纹。
[ A ]4．用波长为λ的平行单色光垂直照射图示装置观察空气层上下表面反射光形成的等厚干涉条纹。
以下各图画出可能出现的暗条纹的形状和位置。
试判断哪一图是实际观察到的干涉暗条纹。
题3图解：λλλδ42247max =+⨯= 4max =k (明)，故图(C )正确。
[ C ]5．在迈克尔耳逊干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n 、厚度为d 的透明薄片，放入前后两条光路的光程差的改变量为(A) d n )1(−； (B) nd ； (C) d n )1(2−； (D) nd 2。
大学物理习题与答案解析
dvy dt
kv
2 y
v dvy kdt
2 y
设入水时为计时起点，水面为坐标原点， 0 时，y=0, v y v0 ， t 运动过程中t时刻速度为 v y ，将上式两侧分别以 v y和t为积分变量， k 以 和 y 2 为被积函数作积分得： v
v v0 (kv0 t 1)
x x0 vdt A costdt A sin t
0 0
t
t
x A sin t
大学物理
4、一质点在XOY平面内运动，其运动方程为 x at , y b ct 2 式中a、b、c为常数，当质点运动方向与x 轴成 450角时，它的速率为 v 2a 。
则解得
2 t 9
3
3
2 于是角位移为 2 3t 2 3 0.67(rad) 9
大学物理 2 4、一质点作平面运动，加速度为 ax A cost ， a y B 2 sin t ，A B，A 0 ，B 0。当 t 0
时，v x 0 0 ，x0 点的运动轨迹。
2 2 t 1s时，v 2e i 2e j (m/s)
t 1s时，a 4e2i 4e2 j (m/s2 )
dv 2t 2t a 4e i 4e j (m/s 2 ) dt
dr 2t 2t v 2e i 2e j (m/s) dt
0
大学物理 6、一质点沿x轴作直线运动,在 t 0时，质点位于x0 2m
2 处，该质点的速度随时间的变化规律是 v 12 3t , 当质点瞬时静止时，其所在的位置和加速度分别为(A) x=来自6m, a=-12 m/s2 .
大学物理习题及综合练习答案详解
热一定律6-1如图6-1所示，理想气体由a 沿acb 过程到达b 状态，吸收了560 J 的热量，对外做功356J 。
（1）如果它沿adb 过程到达b 状态时，对外做功220 J ，它将吸收多少热量（2）当它由b 沿曲线ba 返回a 状态时，外界对它做功282 J ，它将吸收或放出多少热量 解：根据热力学第一定律 acb A b acb A E E Q +-=J 204356560=-=-=∆=-acb avb a b A Q E E E(1) J 424220204=+=+-=adb a b adb A E E Q(2) J 486282204-=--=+-=ba b a ba A E E Q系统对外界放热486J等值过程6-2 1mol 单原子理想气体若经两个过程：（1）容积保持不变；（2）压强保持不变，其温度从300 K 变为350K ，问在这两过程中各吸收了多少热量增加了多少内能对外作了多少功 解：(1) 等体过程 0=AJ 623)300350(31.8231)(212mol =-⨯⨯⨯=-=∆=+∆=∴T T R i M m E A E Q v即吸收热量和内能增量均为623J ，而做功为0。
(2) J 1039)300350(31.8251)(2212mol =-⨯⨯⨯=-+=T T R i M m Q pJ 623)(212=-=∆T T R iM m E molJ 416)300350(31.81)()(12mol12=-⨯⨯=-=-=T T R M mV V p A 6-3一理想气体由压强p 1=105 Pa ，体积V 1=10-3 m 3，等温膨胀到压强p 2=105 Pa ，，然后再经等压压缩到原来的体积。
试求气体所做的功。
解：气体在等温膨胀过程中所做功为J3101001.11052.1ln100.51052.1ln ln d d 55351211121mol 1mol 2121=⨯⨯⨯⨯⨯=====-⎰⎰p p V p V V RT M mV RT VM m V p A V V V V T气体在等压压缩过程中所做的功为 2212212)(V p V p V V p A p -=-= 而等温过程由1V 膨胀到2V 时，满足 1122V p V p =J 255100.5)1052.11001.1(3551112-=⨯⨯⨯-⨯=-=∴-V p V p A p气体所做功 J 55255310=-=+=p T A A A6-4将500 J 的热量传给标准状态下2mol 的氢。
大学物理考题及答案剖析
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？
π
2r
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。
0 (r<R)
B=
即圆柱面内无磁场。
大学物理习题及解答（运动学、动量及能量）
⼤学物理习题及解答（运动学、动量及能量）1-1.质点在Oxy 平⾯内运动，其运动⽅程为j t i t r )219(22-+=。
求：（1）质点的轨迹⽅程；（2）s .t 01=时的速度及切向和法向加速度。
1-2.⼀质点具有恒定加速度j i a 46+=，在0=t 时，其速度为零，位置⽮量i r 100=。
求：（1）在任意时刻的速度和位置⽮量；（2）质点在oxy 平⾯上的轨迹⽅程，并画出轨迹的⽰意图。
1-3. ⼀质点在半径为m .r 100=的圆周上运动，其⾓位置为342t +=θ。
（1）求在s .t 02=时质点的法向加速度和切向加速度。
（2）当切向加速度的⼤⼩恰等于总加速度⼤⼩的⼀半时，θ值为多少？（3）t 为多少时，法向加速度和切向加速度的值相等？题3解： (1)由于342t +=θ，则⾓速度212t dt d ==θω，在t = 2 s 时，法向加速度和切向加速度的数值分别为 222s 2t n s m 1030.2-=??==ωr a22s t t s m 80.4d d -=?==t r a ω(2)当2t 2n t 212a a a a +==时，有2n 2t 3a a=，即 22212)24(3)r t (tr = s 29.0s 321==t此时刻的⾓位置为 rad.t 153423=+=θ (3)要使t n a a =，则有2212)24()t (r tr =s .t 550=3-1如图所⽰，在⽔平地⾯上，有⼀横截⾯2m 20.0=S 的直⾓弯管，管中有流速为1s m 0.3-?=v 的⽔通过，求弯管所受⼒的⼤⼩和⽅向。
解：在t ?时间内，从管⼀端流⼊（或流出）⽔的质量为t vS m ?=?ρ,弯曲部分AB 的⽔的动量的增量则为()()A B A B v v t vS v v m p -?=-?=?ρ依据动量定理p I ?=，得到管壁对这部分⽔的平均冲⼒()A B v v I F -=?=Sv t ρ从⽽可得⽔流对管壁作⽤⼒的⼤⼩为N 105.2232?-=-=-='Sv F F ρ作⽤⼒的⽅向则沿直⾓平分线指向弯管外侧。
大学物理综合练习答案
。
t
dr t2 t i dt dV V i 2j 2m dt 0m 2j
V
2t 3 t t2 t3 dr i 2 j dt r i 2 tj i 2 tj 6m 3 0 0 2m
a dV / dt V dV / dx
3.飞轮作加速运动时，轮边缘上一点的运动方程为S=0.1t3(SI),飞轮 半径为2m.当此点的速率V= 30m/s时,其切向加速度为a 6m/s2 ， 2 dS t 法向加速度为an= 450m/s2 V 。 V 0.3t 2 dV
d负电荷负电荷在点电荷q的电场中选取以q为中心半径为r的球面上一点p处作电势零点则与点电荷q距离为r的两块面积均为s的金属平板a和b彼此平行放置板间距离为dd远小于板的线度设a板带电量q精选课件12两块面积均为s的金属平板a和b彼此平行放置板间距离为dd远小于板的线度设a板带电量q一无限大均匀带电平面a其附近放一与它平行的有一定厚度的无限大平面导体板b已知a上的电荷面密度为则在导体板b的两个表面1和2上的感应电荷面密度为
作用在质点上的力对原点的力矩 M
( r P ) 即： k 或L r P r mV 12k Kg m2 s1 。 r F 3k N m
Y
(完整版)大学物理,课后习题,答案
第十七章 振 动1、 一物体作简谐振动，振动方程为 )cos(A x 4t πω+=。
求 4Tt =（T 为周期）时刻物体的加速度。
解：由振动加速度定义得)4 cos(222πωω+-==t A dtx d a代入4Tt =22422)442cos(ωππωA A a T t =+-==求得4Tt =时物体的加速度为222ωA 。
2、 一质点沿ｘ轴作简谐振动，振动方程为)cos(x ππ312t 2104+⨯=-（SI ）。
求：从t=0时刻起，到质点位置在x=-2cm 处，且向ｘ轴正方向运动的最短时间间隔？解：用旋转矢量图求解，如图所示t=0时刻，质点的振动状态为：3sin 08.0)3 2sin(204.002.0)30cos(04.0)3 2cos(04.000<-=+⨯-===+=+=ππππππππt dt dx v mt x可见，t=0时质点在cm x 2=处，向x 轴负方向运动。
设t 时刻质点第一次达到cm x 2-=处，且向x 轴正方向运动0>v 。
则：πϕ=∆min5.02min===∆ππωπt （s ）3、一物体作简谐振动，其速度最大值sm v m 2103-⨯=，其振幅 m A 2102-⨯=。
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m a ； （3）振动方程的数值式。
解：设物体的振动方程为) cos(ϕω+=t A x则)cos( )sin( 2ϕωωϕωω+-=+-=t A a t A v（1） 由, ωA v m =及sm v m 2103-⨯= 得物体的振动周期：πππωπ341031022 2222=⨯⨯⨯===--m v A T （s ） （2） 加速度最大值：)(105.4102)103(2222222s m A v A a m m ---⨯=⨯⨯===ω （3） 由t=o 时,0 , 0<=v x 得)0sin( 02.00)0cos(02.000<+⨯-==+=ϕωϕv x解之得：2πϕ=质点的振动方程为：)223cos(02.0π+=t x m4、两个物体作同方向、同频率、同振幅的简谐振动。
大学物理课后答案详解
大学物理课后答案详解第一章：力学1.1 牛顿定律的三种形式第一种形式：惯性定律牛顿的第一定律，也被称为惯性定律。
它的表述为：一个物体如果没有外力作用，将保持静止或匀速直线运动的状态。
这意味着在没有外力作用时，物体的加速度为零，速度保持不变。
这个定律的重要性在于它说明了运动的惯性特性。
举个例子，当我们在车上紧急刹车时，我们的身体会有向前的惯性，因为车突然减速，而我们的身体仍保持原来的运动状态。
第二种形式：动量定律牛顿的第二定律，也被称为动量定律。
它的表述为：一个物体的加速度正比于作用在它上面的合外力，反比于物体的质量。
通过数学表达式可以得到 F = ma，其中 F表示物体所受合外力的大小，m表示物体的质量，a表示加速度。
这个定律说明了力是一种导致物体加速度变化的物理量。
第三种形式：作用与反作用定律牛顿的第三定律，也被称为作用与反作用定律。
它的表述为：如果物体A对物体B施加了一个力，那么物体B对物体A也会施加一个大小相等、方向相反的力。
这一个定律解释了为什么当我们敲击桌子时，手感到疼痛，因为我们的手会受到桌子的反作用力。
同样地，当我们踢足球时，脚球会受到我们脚的力的影响而向前踢出。
1.2 动力学动力学是力学的一个重要分支，它研究的是物体在受力作用下的运动规律。
其中最常见的运动学参数有位移、速度和加速度。
1.2.1 位移位移是一个矢量量，它表示物体从初始位置到最终位置的改变。
位移的大小等于物体在运动过程中实际移动的距离。
位移的方向由初始位置和最终位置的连线所决定。
1.2.2 速度速度是一个矢量量，它表示物体单位时间内移动的位移。
速度的大小等于单位时间内移动的位移，而速度的方向由位移的方向和时间的方向所决定。
1.2.3 加速度加速度是一个矢量量，它表示单位时间内速度的变化量。
加速度的大小等于单位时间内速度的改变量，而加速度的方向由速度的方向和时间的方向所决定。
1.3 弹力和重力1.3.1 弹力弹力是一种垂直于两个物体接触面的力，它是由于两个物体之间的接触而产生的。
大学物理教程课后练习题含答案
大学物理教程课后练习题含答案前言大学物理是培养学生科学素养的重要课程，也是许多专业必修的基础课程之一。
然而，因为课程内容的抽象性和难度，学生在学习中往往会遇到一些困难，需要反复练习来加深理解、掌握知识和技能，提高成绩。
本文收录了一些经典的大学物理教程课后练习题，希望能够对学生提供一些有益的帮助。
第一章静力学1.1 问题一绳连接两物体，下面物体沿光滑斜面滑动，假设无空气阻力，则：（1）求该物体所受的重力分力；（2）求该物体所受的斜面支持力。
1.2 答案（1）该物体所受的重力分力为 mg*sinθ，其中 m 是物体的质量，g 是重力加速度，θ是斜面倾角。
（2）该物体所受的斜面支持力为 mg*cosθ。
第二章动力学2.1 问题一个弹性碰撞的实验装置弹性碰撞实验装置其中，m1 和 m2 分别是光滑水平面上两个物体的质量，v1 和 v2 分别是它们在碰撞前的速度，v1’ 和v2’ 分别是它们在碰撞后的速度。
假设碰撞前两个物体相对距离为 L，碰撞后 m1 的速度与 x 轴正方向夹角为θ1，m2 的速度与 x 轴正方向夹角为θ2，则：（1）求碰撞前两个物体的总动量和总动能；（2）求碰撞后两个物体的速度和动能。
2.2 答案（1）碰撞前，两个物体的总动量为 m1v1 + m2v2，总动能为 (1/2)m1v1^2 + (1/2)m2v2^2。
（2）碰撞后，两个物体的速度和动能为：v1’ = [(m1-m2)v1+2m2*v2]cosθ1/(m1+m2) +[(m2+m2)v1+2m1*v1]sinθ1/(m1+m2) v2’ = [(m2-m1)v2+2m1*v1]cosθ2/(m1+m2) + [(m1+m1)v2+2m2*v2]sinθ2/(m1+m2)K1’ = (1/2)m1v1’^2, K2’ = (1/2)m2v2’^2第三章热学3.1 问题设一个物体的初温度为 T1，末温度为 T2，它的质量为 m，比热容为 c，求对该物体施加一定的热量 Q 后它的温度变化。
(完整版)《大学物理》练习题及参考答案.doc
卡 循 是由两个平衡的 程和两个平衡的等 程 成的
11.如 所示，在E的匀 中，有一个半径
R的半
球面，若E的方向与半球面的 称 平行， 通 个半球面
的 通量大小 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（
）
参看 本P172-173
A .
R2E
B .2 R2E
C.
2 R2E
D. 0
12.一点 荷，放在球形高斯面的中心 ，下列情况中通 高斯面
的速度为200m/s，则子弹受到的冲量为_____________.参看课本P55-56
41.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
UAB=__________ __ .
参看课本P181
42.
如图所示，图中
O点的磁感应强度大小
34.一人从10 m深的井中提水，起始 ，桶中装有10 kg的水，桶的 量1 kg，由
于水桶漏水，每升高1m要漏去0. 1 kg的水， 水桶匀速地从井中提到井口，人所作的功
____________．参看 本P70 (2-14)
35.量m、半径R、自 运 周期T的月球，若月球是密度均匀分布的 球体， 其 自 的 量是__________，做自 运 的 能是__________.参看 本
24.下列关于机械振 和机械波的 法正确的是⋯⋯⋯（）参看 本P306
A.点做机械振 ，一定 生机械波
B.波是指波源 点在介 的 播 程
C.波的 播速度也就是波源的振 速度
D.波在介 中的 播 率与波源的振 率相同，而与介 无关
25.在以下矢量 中，属保守力 的是⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（）
A.静B.旋参看 本P180,212,258
大学物理综合练习题及答案
⼤学物理综合练习题及答案综合练习题AII⼀、单项选择题（从每⼩题给出的四个备选答案中，选出⼀个正确答案，并将其号码填在题⼲后的括号内，每⼩题2分，共计20分）。
1、关于⾼斯定理，下⾯说法正确的是：（）A. ⾼斯⾯内不包围电荷，则⾯上各点的电场强度E 处处为零；B. ⾼斯⾯上各点的E 与⾯内电荷有关，与⾯外的电荷⽆关；C. 穿过⾼斯⾯的电通量，仅与⾯内电荷有关；D. 穿过⾼斯⾯的电通量为零，则⾯上各点的E 必为零。
2、真空中有两块互相平⾏的⽆限⼤均匀带电平板，其中⼀块的电荷⾯密度为+σ，另⼀块的电荷⾯密度为－σ，两板间的电场强度⼤⼩为：（）A. 0；B. 023εσ；C. 0εσ；D. 02εσ。
3、图1所⽰，P 点在半圆中⼼处，载流导线旁P 点的磁感应强度B 的⼤⼩为：（） A. µ0I(r r 2141+π)； B. µ0I(r r2121+π)； C. µ0I(r r 4141+π)； D. µ0I(r r 4121+π) 。
4、⼀带电粒⼦以速率V 垂直射⼊某匀强磁场B 后，运动轨迹是圆，周期为T 。
若以速率2V 垂直射⼊，则周期为：（） A. T/2； B. 2T ； C. T ； D. 4T 。
5、根据洛仑兹⼒的特点指出下列叙述错误的为：（） A. 洛仑兹⼒与运动电荷的速度相垂直； B. 洛仑兹⼒不对运动电荷做功； C. 洛仑兹⼒始终与磁感应强度相垂直；D. 洛仑兹⼒不改变运动电荷的动量。
6、在杨⽒双缝⼲涉实验中，两条狭缝相距2mm ，离屏300cm ，⽤600nm 光照射时，⼲涉条纹的相邻明纹间距为：（）A. 4.5mm ；B. 0.9mm ；C. 3.12mm ；D. 4.15mm 。
7、若⽩光垂直⼊射到光栅上，则第⼀级光谱中偏离中⼼最远的光是：（）A. 蓝光；B. 黄光；C. 红光；D. 紫光。
8、⼀束光是⾃然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过⼀偏振⽚。
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7大学物理习题及综合练习答案详解-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN库仑定律7-1 把总电荷电量为Q 的同一种电荷分成两部分，一部分均匀分布在地球上，另一部分均匀分布在月球上，使它们之间的库仑力正好抵消万有引力，已知地球的质量M ＝5.98l024kg ，月球的质量m =7.34l022kg 。
（1）求 Q 的最小值；（2）如果电荷分配与质量成正比，求Q 的值。
解：（1）设Q 分成q 1、q 2两部分，根据题意有 2221rMmG r q q k=，其中041πε=k 即 2221q k q GMm q q Q +=+=。
求极值，令0'=Q ，得 0122=-kq GMmC 1069.5132⨯==∴k GMm q ，C 1069.51321⨯==k q GMm q ，C 1014.11421⨯=+=q q Q （2）21q m q M =，k GMm q q =21 kGMm m q mq Mq ==∴2122 解得C 1032.61222⨯==kGm q ， C 1015.51421⨯==m Mq q ，C 1021.51421⨯=+=∴q q Q 7-2 三个电量为 –q 的点电荷各放在边长为 l 的等边三角形的三个顶点上，电荷Q （Q ＞0）放在三角形的重心上。
为使每个负电荷受力为零，Q 值应为多大？解：Q 到顶点的距离为 l r 33=，Q 与-q 的相互吸引力为 20141rqQ F πε=， 两个-q 间的相互排斥力为 220241l q F πε=据题意有 10230cos 2F F =，即 2022041300cos 412rqQl q πεπε=⨯，解得：q Q 33= 电场强度7-3 如图7-3所示，有一长l 的带电细杆。
（1）电荷均匀分布，线密度为+λ，则杆上距原点x 处的线元d x 对P 点的点电荷q 0 的电场力为何？q 0受的总电场力为何（2）若电荷线密度λ=kx ，k 为正常数，求P 点的电场强度。
解：（1）线元d x 所带电量为x q d d λ=，它对q 0的电场力为200200)(d 41)(d 41d x a l x q x a l q q F -+=-+=λπεπεq 0 图7-3aλl P xq -q-q-ll r Q rrq 0受的总电场力 )(4)(d 4000200a l a l q x a l xq F l+=-+=⎰πελπελ00>q 时，其方向水平向右；00<q 时，其方向水平向左（2）在x 处取线元d x ，其上的电量x kx x q d d d ==λ，它在P 点的电场强度为2020)(d 41)(d 41d x a l xkx x a l q E P -+=-+=πεπε)ln (4)(d 40020al aa l k x a l x x kE lP ++=-+=∴⎰πεπε 方向沿x 轴正向。
7-4一半径为R 的绝缘半圆形细棒，其上半段均匀带电量+q ，下半段均匀带电量-q ，如图7-4所示，求半圆中心处电场强度。
解：建立如图所示的坐标系，由对称性可知，+q 和-q 在O 点电场强度沿x 轴的分量之和为零。
取长为d l 的线元，其上所带电量为θπθππλd 2d 2d 21d d q R R q l R q l q ====，20d 41d R q E πε=∴ 方向如图 y 方向的分量 θεπθθπεcos 2d cos d 41d 20220R q R q E y -=-= j R qj R q E20220202d cos 22επθθεππ-=⨯-=∴⎰7-5一半径为R 的半球壳，均匀带有电荷，电荷面密度为σ ，求球心处电场强度。
解：沿半球面的对称轴建立x 轴，坐标原点为球心O 。
在球面上取半径为r 、宽为d l 的环带，如图，其面积为θππd 2d 2d R r l r S ⋅==，所带电荷 θπσσd 2d d R r S q ⋅⋅==d q 在O 处产生的电场强度为，2322023220)(d 2)(d 41d r x xr R r x qx E +=+=θεσπε 图7-4θsin R r = ，θcos R x = θθθεσd cos sin 2d 0=∴E 因为球面上所有环带在O 处产生的电场强度方向相同，i i E204d cos sin 2εσθθθεσπ==∴⎰7-6一无限大均匀带电薄平板，面电荷密度为σ ，平板中部有一半径为R 的圆孔, 如图7-6所示。
求圆孔中心轴线上的场强分布。
（提示：利用无穷大板和圆盘的电场及场强叠加原理）解：利用补偿法，将圆孔看作由等量的正、负电荷重叠而成，即等效为一个完整的带电无穷大平板和一个电荷面密度相反的圆盘叠加而成。
无穷大平板的电场为 n e E012εσ= 圆盘激发的电场为 n e R x x E )1(22202+--=εσ，其中n e为平板外法线的单位矢量。
圆孔中心轴线上的电场强度为 n e R x x E E E 220212+=+=εσ电通量7-7电场强度为E的匀强电场，其方向与半径为R 的半球面的对称轴平行，如图7-7所示，求通过该半球面的电场强度通量。
解：作半径为R 的平面S ’与半球面S 构成一个闭合曲面，由于该闭合曲面内无电荷，由高斯定理0d d d ''=⋅+⋅=⋅=Φ⎰⎰⎰+S SS S S E S E S EE R R E S E S E S SS 22'cos d d πππ=⋅-=⋅-=⋅=Φ∴⎰⎰7-8一边长为a 的立方体置于直角坐标系中，如图7-8所示。
现空间中有一非均匀电场j E i kx E E21)(++=，E 1、E 2为常量，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：0=z E 0=Φ=Φ∴DEFG OABC⎰⎰==⋅++=⋅=ΦSSABGF a E S E j S j E i kx E S E 22221)(d ])[(d⎰⎰-=-⋅++=⋅=ΦSSCDEO a E j S j E i kx E S E 2221)d (])[(d⎰⎰-=-⋅+=⋅=ΦSSAOEF a E i S j E i E S E 2121)d ()(d⎰⎰+=⋅++=⋅=ΦSSBCDGa ka E i S j E i ka E S E 2121)()(d ])[(d整个立方体表面的电场强度通量 3ka ii =Φ=Φ∑ 高斯定理7-9有两个同心的均匀带电球面，内外半径分别为R 1和R 2，已知外球面的电荷面密度为+σ ，其外面各处的电场强度都是零。
试求：（1）内球面上的电荷面密度；（2）外球面以内空间的电场分布。
解：作一半径为r 的同心球面为高斯面。
设内球面上的电荷面密度为'σ。
（1）2R r >处：因为外球面外的电场强度处处为零，由高斯定理有0)4'4(11d 212203=⋅+⋅==⋅∑⎰R R q S E ii Sπσπσεε，得 σσ212)('R R -= （2）由高斯定理011=<E R r21R r R << 21024'1d R S E S πσε⋅=⋅⎰ 即 210224'14R r E πσεπ⋅=⋅2022202121220212)(44'rR r R R R r R E εσεσπεπσ-=⋅-=⋅=∴ 方向沿径向反向图7-87-10一对无限长的均匀带电共轴直圆筒，内外半径分别为R 1和R 2，沿轴线方向单位长度的电量分别为λ1和λ2。
（1）求各区域内的场强分布；（2）若λ1＝-λ2，情况如何？画出此情形下的E ～ r 的关系曲线。
解：（1）作一半径为r 、长为h 的共轴圆柱面为高斯面，由高斯定理有 011=<E R r21R r R << h S E S1021d λε=⋅⎰h rh E 10212λεπ=⋅∴，得 rrE ˆ2012 πελ=2R r > h S E S )(1d 2103λλε+=⋅⎰ 得 r r E ˆ20213 πελλ+= （2）21λλ-=时，01=E，r rE ˆ2012 πελ=，03=E7-11设半径为R 的球体，电荷体密度 ρ ═ kr （r ≤ R ），其中k 为常量，r 为距球心的距离。
求电场分布，并画出E ～ r 的关系曲线。
解：作一半径为r 的同心球面为高斯面。
根据高斯定理R r < 402011d 41d 1d kr r r kr V S E rVSπεπερε=⋅==⋅⎰⎰⎰即 402114kr r E πεπ=⋅ 得 rkr E ˆ4021 ε= R r > 402021d 41d kR r r kr S E RSπεπε=⋅=⋅⎰⎰即 402214kR r E πεπ=⋅ 得 r rkR E ˆ42042 ε= 7-12一厚度为d =0.5cm 的无限大平板，均匀带电，电荷体密度 ρ ═ 1.0⨯10-4C/m 3，求（1）平板内外的电场分布；（2）讨论平板中央以及平板内与其表面相距0.1cm 处的电场强度。
12解：（1）设中心平面为S 0。
根据对称性，在距S 0处为x 处对称地取两面积均为S ∆的底面作一圆柱形高斯面，其侧面与板面垂直（如图所示），即侧面的电通量为零。
2dx <时 S x S E S E S ∆⋅=∆=⋅⎰ρε212d 011 ， x E 01ερ=∴ 2dx >时 S d S E S E S ∆⋅⋅=∆=⋅⎰2212d 022ρε ， 02ερd E =∴ （2）平板中央 0=x ，00=∴E平板内与表面相距0.1cm 处，cm 15.0=x 4123401069.11085.8105.1100.1⨯=⨯⨯⨯⨯==∴---ερx E V/m7-13一个电荷体密度为 ρ（常量）的球体。
（1）证明球内距球心r 处一点的电场强度为r E 03ερ=；（2）若在球内挖去一个小球，如图7-13所示，证明小球空腔内的电场是匀强电场a E 03ερ=，式中a是球心到空腔中心的距离矢量。
证：（1）作与球体同心的球面为高斯面，根据高斯定理⎰⎰=⋅VSV S E d 1d 0ρε 即 302344r r E περπ⋅=⋅ r E 03ερ=∴ 矢量式 r E3ερ= 得证（2）填充法：设在空腔中填充电荷密度分别为ρ和-ρ的电荷球体，形成电荷密度分别为ρ和-ρ的大球体和小球体。
对腔内任一点P （如图），由（1）的结果有大球 r E P 013ερ=； 小球 '302r E Pερ-= a r r E E E P P0213)'(3ερερ=-=+= 得证静电场的环路定理S∆7-14若电场中某一部分电场线的形状是以O 点为中心的同心圆弧。