华东理工大学大学物理作业答案
华工《大学物理》随堂练习参考答案
《大学物理》随堂练习参考答案1. 一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为，瞬时速率为v，某一时间内的平均速度为，平均速率为，它们之间的关系必定有：（A）（B）（C）（D）[ ]参考答案：D2. 一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为（其中a、b为常量）, 则该质点作(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．[ ]参考答案：B3. 如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动．设该人以匀速率收绳，绳不伸长、湖水静止，则小船的运动是(A) 匀加速运动．(B) 匀减速运动．(C) 变加速运动．(D) 变减速运动．参考答案：C4. 一飞机相对空气的速度大小为200 km/h, 风速为56 km/h，方向从西向东．地面雷达站测得飞机速度大小为192 km/h，方向是(A) 南偏西16.3°．(B) 北偏东16.3°．(C) 向正南或向正北．(D) 西偏北16.3°．(E) 东偏南16.3°．参考答案：C5. 一光滑的内表面半径为10 cm的半球形碗，以匀角速度绕其对称OC旋转．已知放在碗内表面上的一个小球P相对于碗静止，其位置高于碗底4 cm，则由此可推知碗旋转的角速度约为(A) 10 rad/s．(B) 13 rad/s．(C) 17 rad/s (D) 18 rad/s．参考答案：B6. 站在电梯中的人，看到用细绳连接的质量不同的两物体，跨过电梯内一个挂在天花板上的无摩擦的定滑轮而处于“平衡静止”状态，由此，他断定电梯在作加速度运动，加速度是：(A) 大小为g，方向向上．(B) 大小为g，方向向下．(C) 大小为，方向向上．(D) 大小为，方向向下．参考答案：B7. 质量分别为mA和mB (mA>mB)、速度分别为和(vA> vB)的两质点A和B，受到相同的冲量作用，则(A) A的动量增量的绝对值比B的小．(B) A的动量增量的绝对值比B的大．(C) A、B的动量增量相等．(D) A、B的速度增量相等．［］参考答案：C8. 质量为m的质点，以不变速率v沿图中正三角形ABC的水平光滑轨道运动．质点越过A角时，轨道作用于质点的冲量的大小为(A) mv．(B)？mv．(C) ？mv．(D) mv．参考答案：C9. 一质量为60 kg的人起初站在一条质量为300 kg，且正以2 m/s的速率向湖岸驶近的小木船上，湖水是静止的，其阻力不计．现在人相对于船以一水平速率v沿船的前进方向向河岸跳去，该人起跳后，船速减为原来的一半，v应为(A) 2 m/s．(B) 3 m/s．(C) 5 m/s．(D) 6 m/s．参考答案：D10. 在水平冰面上以一定速度向东行驶的炮车，向东南（斜向上）方向发射一炮弹，对于炮车和炮弹这一系统，在此过程中（忽略冰面摩擦力及空气阻力）(A) 总动量守恒．(B) 总动量在炮身前进的方向上的分量守恒，其它方向动量不守恒．(C) 总动量在水平面上任意方向的分量守恒，竖直方向分量不守恒．(D) 总动量在任何方向的分量均不守恒．参考答案：C11. 如图所示．一斜面固定在卡车上，一物块置于该斜面上．在卡车沿水平方向加速起动的过程中，物块在斜面上无相对滑动. 此时斜面上摩擦力对物块的冲量的方向(A) 是水平向前的．(B) 只可能沿斜面向上．(C) 只可能沿斜面向下．(D) 沿斜面向上或向下均有可能．［］参考答案：D12. 已知两个物体A和B的质量以及它们的速率都不相同，若物体A的动量在数值上比物体B的大，则A的动能EKA与B的动能EKB之间(A) EKB一定大于EKA．(B) EKB一定小于EKA．(C) EKB＝EKA．(D) 不能判定谁大谁小．参考答案：D13. 质量为m＝0.5kg的质点，在Oxy坐标平面内运动，其运动方程为x＝5t，y=0.5t2（SI），从t=2 s到t=4 s这段时间内，外力对质点作的功为(A) 1.5 J．(B) 3 J．(C) 4.5 J．(D) -1.5 J．参考答案：B14. 如图所示，一个小球先后两次从P点由静止开始，分别沿着光滑的固定斜面l1和圆弧面l2下滑．则小球滑到两面的底端Q时的(A) 动量相同，动能也相同．(B) 动量相同，动能不同．(C) 动量不同，动能也不同．(D) 动量不同，动能相同参考答案：D15. 如图，在光滑水平地面上放着一辆小车，车上左端放着一只箱子，今用同样的水平恒力拉箱子，使它由小车的左端达到右端，一次小车被固定在水平地面上，另一次小车没有固定．试以水平地面为参照系，判断下列结论中正确的是(A) 在两种情况下，做的功相等．(B) 在两种情况下，摩擦力对箱子做的功相等．(C) 在两种情况下，箱子获得的动能相等．(D) 在两种情况下，由于摩擦而产生的热相等．参考答案：D16. 速度为v的子弹，打穿一块不动的木板后速度变为零，设木板对子弹的阻力是恒定的．那么，当子弹射入木板的深度等于其厚度的一半时，子弹的速度是(A) ．(B) ．(C) ．(D) ．参考答案：D17. 一质量为M的弹簧振子，水平放置且静止在平衡位置，如图所示．一质量为m的子弹以水平速度射入振子中，并随之一起运动．如果水平面光滑，此后弹簧的最大势能为(A) ．(B) ．(C) ．(D) ．参考答案：B18. 如图所示，子弹射入放在水平光滑地面上静止的木块而不穿出．以地面为参考系，下列说法中正确的说法是(A) 子弹的动能转变为木块的动能．(B) 子弹─木块系统的机械能守恒．(C) 子弹动能的减少等于子弹克服木块阻力所作的功．(D) 子弹克服木块阻力所作的功等于这一过程中产生的热参考答案：C19. 一颗速率为700 m/s的子弹，打穿一块木板后,速率降到500 m/s．如果让它继续穿过厚度和阻力均与第一块完全相同的第二块木板，则子弹的速率将降到______________________________．（空气阻力忽略不计）(A) 6.32 m/s ．(B) 8.25 m/s ．(C) 5 m/s．(D) 100m/s ．参考答案：D20. 设作用在质量为1 kg的物体上的力F＝6t＋3（SI）．如果物体在这一力的作用下，由静止开始沿直线运动，在0到2.0 s的时间间隔内，这个力作用在物体上的冲量大小Ｉ＝__________________．(A) 20 N·s．(B) 18 N·s．(C) 34 N·s．(D) 68 N·s．参考答案：B21. 如图所示，质量m＝2 kg的物体从静止开始，沿1/4圆弧从A滑到B，在B处速度的大小为v＝6 m/s，已知圆的半径R＝4 m，则物体从A到B的过程中摩擦力对它所作的功W＝__________________．(A) －48.4 J ．(B)？－82.4 J ．(C) －42.4 J ．(D) －22.4 J ．参考答案：C22. 如图所示，一静止的均匀细棒，长为L、质量为M，可绕通过棒的端点且垂直于棒长的光滑固定轴O在水平面内转动，转动惯量为．一质量为m、速率为v的子弹在水平面内沿与棒垂直的方向射出并穿出棒的自由端，设穿过棒后子弹的速率为，则此时棒的角速度应为(A) ．(B) ．(C) ．(D) ．参考答案：C23. 一作定轴转动的物体，对转轴的转动惯量J＝3.0 kg·m2，角速度w 0＝6.0 rad/s．现对物体加一恒定的制动力矩M ＝－12 N·m，当物体的角速度减慢到w＝2.0 rad/s时，物体已转过了角度Dq ＝_________________．(A) 10.0 rad/s ．(B) 40.0 rad/s ．(C) 4.0 rad/s ．(D) 48.0 rad/s．参考答案：C24. 长为l、质量为M的匀质杆可绕通过杆一端O的水平光滑固定轴转动，转动惯量为，开始时杆竖直下垂，如图所示．有一质量为m的子弹以水平速度射入杆上A点，并嵌在杆中，OA＝2l / 3，则子弹射入后瞬间杆的角速度w ＝__________________(A) ．(B) ．(C) ．(D) ．参考答案：C25. 根据高斯定理的数学表达式可知下述各种说法中，正确的是：(A) 闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强一定为零．(B) 闭合面内的电荷代数和不为零时，闭合面上各点场强一定处处不为零．(C) 闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强不一定处处为零．(D) 闭合面上各点场强均为零时，闭合面内一定处处无电荷．参考答案：C26. 一点电荷，放在球形高斯面的中心处．下列哪一种情况，通过高斯面的电场强度通量发生变化：(A) 将另一点电荷放在高斯面外．(B) 将另一点电荷放进高斯面内．(C) 将球心处的点电荷移开，但仍在高斯面内．(D) 将高斯面半径缩小．参考答案：B27. 已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和∑q＝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场强度通量均为零．(C) 穿过整个高斯面的电场强度通量为零．(D) 以上说法都不对．参考答案：C28. 点电荷Q被曲面S所包围，从无穷远处引入另一点电荷q至曲面外一点，如图所示，则引入前后：(A) 曲面S的电场强度通量不变，曲面上各点场强不变．(B) 曲面S的电场强度通量变化，曲面上各点场强不变．(C) 曲面S的电场强度通量变化，曲面上各点场强变化．(D) 曲面S的电场强度通量不变，曲面上各点场强变化．参考答案：D29. 半径为r的均匀带电球面1，带有电荷q，其外有一同心的半径为R的均匀带电球面2，带有电荷Q，求此两球面之间的电势差U1-U2：(A) . (B) .(C) . (D) .参考答案：A30. 如图所示，半径为R的均匀带电球面，总电荷为Q，设无穷远处的电势为零，则球内距离球心为r的P点处的电场强度的大小和电势为：(A) E=0，．(B) E=0，．(C) ，．(D) ，．参考答案：B31. 如图所示，两个同心球壳．内球壳半径为R1，均匀带有电荷Q；外球壳半径为R2，壳的厚度忽略，原先不带电，但与地相连接．设地为电势零点，则在两球之间、距离球心为r的P点处电场强度的大小与电势分别为：(A) E＝，U＝．(B) E＝，U＝．(C) E＝，U＝．(D) E＝0，U＝．参考答案：B32. 如图所示，两个“无限长”的、半径分别为R1和R2的共轴圆柱面均匀带电，沿轴线方向单位长度上所带电荷分别为l1和l2，则在内圆柱面里面、距离轴线为r处的P点的电场强度大小E为_______________________.(A) . (B) .(C) 0 . (D) .参考答案：C33. 如图所示，两个“无限长”的、半径分别为R1和R2的共轴圆柱面均匀带电，沿轴线方向单位长度上所带电荷分别为l1和l2，则在内圆柱面里面、距离轴线为r处的P点的电场强度大小E为_______________________.(A) . (B) .(C) 0 . (D) .参考答案：C34. 如图，A点与B点间距离为2l，OCD是以B为中心，以l为半径的半圆路径. A、B两处各放有一点电荷，电荷分别为＋q和－q ．把另一电荷为Q(Q＜0 )的点电荷从D点沿路径DCO移到O点，则电场力所做的功为___________________(A) -Qq / (12pe0) . (B) -Qq / (6pe0) .(C) 0 . (D) .参考答案：B35. 如图所示，在电荷为q的点电荷的静电场中，将一电荷为q0的试验电荷从a点经任意路径移动到b点，外力所作的功A＝______________．(A) . (B) .(C) . (D) .参考答案：C36. 如图所示，在半径为R的球壳上均匀带有电荷Q，将一个点电荷q(q<<Q)从球内a点经球壳上一个小孔移到球外b点．则此过程中电场力作功A＝_______________________．(A) .(B) .(C) .(D) .参考答案：D37. 如图所示，在点电荷＋q和－q产生的电场中，将一点电荷＋q0沿箭头所示路径由a 点移至b点，则外力作功A_________________．(A) -Qq / (12pe0) . (B) -Qq / (6pe0) .(C) 0 . (D) -qq0 / (8pe0 l) .参考答案：D38. 在一个原来不带电的外表面为球形的空腔导体A内，放一带有电荷为+Q的带电导体B，则比较空腔导体A的电势UA和导体B的电势UB时，可得以下结论：(A) UA = UB．(B) UA > UB．(C) UA < UB．(D) 因空腔形状不是球形，两者无法比较．参考答案：C39.一“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，如图所示．已知A上的电荷面密度为+s ，则在导体板B的两个表面1和2上的感生电荷面密度为：(A) s 1 = - s，s 2 = + s．(B) s 1 = ，s 2 =．(C) s 1 = ，s 1 = ．(D) s 1 = - s，s 2 = 0．参考答案：B40. 如图，在一带电量为Q的导体球外，同心地包有一各向同性均匀电介质球壳，相对介电常数为er，壳外是真空．则在壳外P点处(设)的场强和电位移的大小分别为(A) E = Q / (4pe0err2)，D = Q / (4pe0r2)．(B) E = Q / (4perr2)，D = Q / (4pr2)．(C) E = Q / (4pe0r2)，D = Q / (4pr2)．(D) E = Q / (4pe0r2)，D = Q / (4pe0r2)．参考答案：C41. 边长为l的正方形线圈，分别用图示两种方式通以电流I (其中ab、cd与正方形共面)，在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为(A) ，．(B) ，．(C) ，．(D) ,．参考答案：C42. 无限长直导线在P处弯成半径为R的圆，当通以电流I时，则在圆心O点的磁感强度大小等于(A) ．(B) ．(C) ．(D)参考答案：C43. 如图，流出纸面的电流为2I，流进纸面的电流为I，则下述各式中哪一个是正确的？(A) ．(B)(C) ．(D) ．参考答案：D44. 有两个半径相同的圆环形载流导线A、B，它们可以自由转动和移动，把它们放在相互垂直的位置上，如图所示，将发生以下哪一种运动?(A) A、B均发生转动和平动，最后两线圈电流同方向并紧靠一起．(B) A不动，B在磁力作用下发生转动和平动．(C) A、B都在运动，但运动的趋势不能确定．(D) A和B都在转动，但不平动，最后两线圈磁矩同方向平行．参考答案：A45. 如图所示，一根长为ab的导线用软线悬挂在磁感强度为的匀强磁场中，电流由a向b 流．此时悬线张力不为零(即安培力与重力不平衡)．欲使ab导线与软线连接处张力为零则必须：(A) 改变电流方向，并适当增大电流．(B) 不改变电流方向，而适当增大电流．(C) 改变磁场方向，并适当增大磁感强度的大小．(D) 不改变磁场方向，适当减小磁感强度的大小．参考答案：B46. 有两个半径相同的圆环形载流导线A、B，它们可以自由转动和移动，把它们放在相互垂直的位置上，如图所示，将发生以下哪一种运动?(A) A、B均发生转动和平动，最后两线圈电流同方向并紧靠一起．(B) A不动，B在磁力作用下发生转动和平动．(C) A、B都在运动，但运动的趋势不能确定．(D) A和B都在转动，但不平动，最后两线圈磁矩同方向平行．参考答案：A47. 把轻的导线圈用线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且与线圈在同一平面内，如图所示．当线圈内通以如图所示方向的电流时，线圈将(A) 不动．(B) 发生转动，同时靠近磁铁．(C) 发生转动，同时离开磁铁．(D) 不发生转动，只靠近磁铁．(E) 不发生转动，只离开磁铁．参考答案：B48. 一无限长载流直导线，通有电流I，弯成如图形状．设各线段皆在纸面内，一无限长载流直导线，通有电流I，弯成如图形状．设各线段皆在纸面内，则P点磁感强度的大小为________________．(A) ．(B) ．(C) ．(D) ．参考答案：C49. 在真空中，将一根无限长载流导线在一平面内弯成如图所示的形状，并通以电流I，则圆心O点的磁感强度B的值为_________________．(A) ．(B) ．(C) ．(D) ．参考答案：A50. 如图，两根导线沿半径方向引到铁环的上A、A′两点，并在很远处与电源相连，则环中心的磁感强度为____________．(A) ．(B) ．(C) ．(D) 0．参考答案：D51. 两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I，并各以dI /dt的变化率增长，一矩形线圈位于导线平面内(如图)，则：(A) 线圈中无感应电流．(B) 线圈中感应电流为顺时针方向．(C) 线圈中感应电流为逆时针方向．(D) 线圈中感应电流方向不确定．［］参考答案：B52. 将形状完全相同的铜环和木环静止放置，并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等，则不计自感时(A) 铜环中有感应电动势，木环中无感应电动势．(B) 铜环中感应电动势大，木环中感应电动势小．(C) 铜环中感应电动势小，木环中感应电动势大．(D) 两环中感应电动势相等．［］参考答案：D53. 一个圆形线环，它的一半放在一分布在方形区域的匀强磁场中，另一半位于磁场之外，如图所示．磁场的方向垂直指向纸内．欲使圆线环中产生逆时针方向的感应电流，应使(A) 线环向右平移．(B) 线环向上平移．(C) 线环向左平移．(D) 磁场强度减弱．［］参考答案：C54. 如图所示，直角三角形金属框架abc放在均匀磁场中，磁场平行于ab边，bc的长度为l．当金属框架绕ab边以匀角速度w转动时，abc回路中的感应电动势和a、c两点间的电势差Ua –Uc为(A) =0，Ua –Uc =．(B) =0，Ua –Uc=．(C) =，Ua –Uc=．(D) =，Ua –Uc=．参考答案：B55. 在圆柱形空间内有一磁感强度为的均匀磁场，如图所示．的大小以速率dB/dt变化．在磁场中有A、B两点，其间可放直导线AB和弯曲的导线AB，则参考答案：D56. 如图，平板电容器(忽略边缘效应)充电时，沿环路L1的磁场强度的环流与沿环路L2的磁场强度的环流两者，必有：(A) .(B) .(C) .(D)参考答案：C57. 载有恒定电流I的长直导线旁有一半圆环导线cd，半圆环半径为b，环面与直导线垂直，且半圆环两端点连线的延长线与直导线相交，如图．当半圆环以速度沿平行于直导线的方向平移时，半圆环上的感应电动势的大小是____________________．(A) =0，．(B) ．(C) = ．(D) =．参考答案：D58. 如图所示，一段长度为l的直导线MN，水平放置在载电流为I的竖直长导线旁与竖直导线共面，并从静止由图示位置自由下落，则t秒末导线两端的电势差___________________．(A) =，．(B) ．(C) = ．(D) =．参考答案：A59. 一质点作简谐振动，周期为T．当它由平衡位置向x轴正方向运动时，从二分之一最大位移处到最大位移处这段路程所需要的时间为(A) T /12．(B) T /8．(C) T /6．(D) T /4．参考答案：C60. 一个质点作简谐振动，振幅为A，在起始时刻质点的位移为，且向x轴的正方向运动，代表此简谐振动的旋转矢量图为参考答案：B61. 一简谐振动曲线如图所示．则振动周期是(A) 2.62 s．(B) 2.40 s．(C) 2.20 s．(D) 2.00 s．参考答案：B62. 一简谐振子的振动曲线如图所示，则以余弦函数表示的振动方程为_____________．(A) 第一空为. (B) 第一空(C)第二空为. (D)第二空为参考答案：A63. 一平面简谐波，沿x轴负方向传播．角频率为w ，波速为u．设t = T /4时刻的波形如图所示，则该波的表达式为：(A) ．(B) ．(B) ．(C) ．参考答案：D64. 机械波的表达式为y = 0.03cos6p(t + 0.01x ) (SI) ，则(A) 其振幅为3 m．(B) 其周期为．(C) 其波速为10 m/s．(D) 波沿x轴正向传播．参考答案：B65. 已知一平面简谐波的表达式为（a、b为正值常量），则(A) 波的频率为a．(B) 波的传播速度为b/a．(C) 波长为p / b．(D) 波的周期为2p / a ．参考答案：D66. 一平面简谐波的表达式为(SI) ，t = 0时的波形曲线如图所示，则(A) O点的振幅为-0.1 m．(B) 波长为3 m．(C) a、b两点间相位差为．(D) 波速为9 m/s ．参考答案：C67. 如图所示, 两相干波源S1与S2相距3l/4，l为波长．设两波在S1 S2连线上传播时，它们的振幅都是A，并且不随距离变化．已知在该直线上在S1左侧各点的合成波强度为其中一个波强度的4倍，则两波源应满足的相位条件是______________．(A) S1的相位比S2的相位超前p/2．(B) S1的相位比S2的相位落后p/2(C) S1的相位比S2的相位超前p / 8．(D) S1的相位比S2的相位落后p/8参考答案：A68. （类似习题15-19）一驻波的表达式为．两个相邻波腹之间的距离是___________________．(A) ．(B)(C) ．(D)参考答案：A69. 已知波源的振动周期为4.00×10-2 s，波的传播速度为300 m/s，波沿x轴正方向传播，则位于x1 = 10.0 m 和x2 = 16.0 m的两质点振动相位差为__________．(A) 8p．(B) 2p．(C) 3p (D) p．参考答案：D70. 在真空中波长为l的单色光，在折射率为n的透明介质中从A沿某路径传播到B，若A、B两点相位差为3p，则此路径AB的光程为(A) 1.5 l．(B) 1.5 l/ n．(C) 1.5 n l．(D) 3 l．参考答案：A71. 在玻璃(折射率n2＝1.60)表面镀一层MgF2 (折射率n2＝1.38)薄膜作为增透膜．为了使波长为500 nm(1nm=109m)的光从空气(n1＝1.00)正入射时尽可能少反射，MgF2薄膜的最少厚度应是(A) 78.1 nm (B) ) 90.6 nm (C) 125 nm (D) 181 nm (E) 250nm参考答案：B72. 用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为l的单色平行光垂直入射时，若观察到的干涉条纹如图所示，每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切，则工件表面与条纹弯曲处对应的部分(A) 凸起，且高度为l / 4．(B) 凸起，且高度为l / 2．(C) 凹陷，且深度为l / 2．(D) 凹陷，且深度为l / 4．参考答案：C73. 如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L，夹在两块平晶的中间，形成空气劈形膜，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹．如果滚柱之间的距离L 变小，则在L范围内干涉条纹的(A) 数目减少，间距变大．(B) 数目不变，间距变小．(C) 数目增加，间距变小．(D) 数目减少，间距不变．参考答案：C74. 两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过．当其中一偏振片慢慢转动180°时透射光强度发生的变化为：(A) 光强单调增加．(B) 光强先增加，后又减小至零．(C) 光强先增加，后减小，再增加．(D) 光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零．［］参考答案：B75. 在空气中有一劈形透明膜，其劈尖角q＝1.0×10-4rad，在波长l＝700 nm的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距l＝0.25 cm，由此可知此透明材料的折射率n＝______________________．(1 nm=10-9 m)(A) 78.1 (B) ) 1.40 (C) 125 (D) 181参考答案：B76. 用波长为l的单色光垂直照射折射率为n2的劈形膜(如图)图中各部分折射率的关系是n1＜n2＜n3．观察反射光的干涉条纹，从劈形膜顶开始向右数第5条暗条纹中心所对应的厚度e＝____________________．(A) ．(B) 1.5 l/ n2．(C) 1.5 n2 l．(D) l．参考答案：A77. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为l的单色光垂直入射在宽度a=5 l的单缝上．对应于衍射角j 的方向上若单缝处波面恰好可分成5个半波带，则衍射角j =______________________________．(A) 30°．(B) 60°2．(C) 90°．(D) 180°．参考答案：A78. 波长为600 nm的单色平行光，垂直入射到缝宽为a=0.60 mm的单缝上，缝后有一焦距=60 cm的透镜，在透镜焦平面上观察衍射图样．则：中央明纹的宽度为__________，两个第三级暗纹之间的距离为____________．(1 nm=10？9 m)(A) 第一空为1.2 mm . (B) 第一空为2.4 mm(C)第二空为7.6 mm . (D)第二空为3.6 mm .参考答案：AD79. 如果从一池静水(n＝1.33)的表面反射出来的太阳光是线偏振的，那么太阳的仰角(见图)大致等于____________．在这反射光中的矢量的方向应_________________．(A) 第一空为37°. (B) 第一空为45°(C)第二空为垂直于入射面. (D)第二空为平行于入射面.参考答案：AC80. 附图表示一束自然光入射到两种媒质交界平面上产生反射光和折射光．按图中所示的各光的偏振状态，反射光是__________光；折射光是________光；这时的入射角i0称为____________角．(A) 第一空为：线偏振(或完全偏振，平面偏振)(B) 第一空为：部分偏振(C)第二空为：部分偏振(D)第二空为：完全偏振(E)第三空为：布儒斯特(F)第三空为：折射.参考答案：ACE81. 检验滚珠大小的干涉装置示意如图(a)．S为单色光源，波长为l，L为会聚透镜，M为半透半反镜．在平晶T1、T2之间放置A、B、C三个滚珠，其中A为标准件，直径为d0．在M上方观察时，观察到等厚条纹如图(b)所示．若轻压C端，条纹间距变小，则可算出B珠的直径d1＝________________；C珠的直径d2＝________________．(A) 第一空为d0 . (B) 第一空为3d0(C)第二空为d0－l . (D)第二空为2d0－3l .参考答案：AC82. 若一双缝装置的两个缝分别被折射率为n1和n2的两块厚度均为e的透明介质所遮盖，此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光的光程差d＝_____________________．(A) (n1-n2)e．(B) （n2-n1)e．(C) (n1+n2)e．(D) n1e．参考答案：AB83. 在简谐波的一条射线上，相距0.2 m两点的振动相位差为p /6．又知振动周期为0.4 s，则波长为_________________，波速为________________．(A) 第一空为2.4 m . (B) 第一空为6.0 m/s(C)第二空为8.4 m . (D)第二空为6.0 m/s .参考答案：AD84. 已知三个简谐振动曲线如图所示，则振动方程分别为：x1 =______________________，x2 = _____________________，x3 =_______________________．(A) 第一空为0.1cospt (SI) . (B) 第一空为0.1 (SI ) .(C)第二空为0.1(SI) . (D)第二空为0.1(SI) .(E)第三空为0.1 (SI) . (F) 第三空为0.1 (SI )参考答案：ACF85. 一质点沿x轴作简谐振动，振动范围的中心点为x轴的原点．已知周期为T，振幅为A．(1) 若t = 0时质点过x = 0处且朝x轴正方向运动，则振动方程为x =_____________________________．(2) 若t = 0时质点处于处且向x轴负方向运动，则振动方程为x =_____________________________．(A) 第一空为. (B) 第一空为(C)第二空为. (D)第二空为参考答案：AC86. 反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为，①，②，③．④试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的．将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处．(1) 变化的磁场一定伴随有电场；__________________(2) 磁感线是无头无尾的；________________________(1) 电荷总伴随有电场．__________________________(A) 第一空为② . (B) 第一空为③.(C)第二空为③. (D)第二空为①.(E)第三空为①. (F) 第三空为②参考答案：ACE87. 如图所示，在一长直导线L中通有电流I，ABCD为一矩形线圈，它与L皆在纸面内，且AB边与L平行．(1) 矩形线圈在纸面内向右移动时，线圈中感应电动势方向为____________________．(2) 矩形线圈绕AD边旋转，当BC边已离开纸面正向外运动时，线圈中感应动势的方向为_______________．(A) 第一空为：ADCBA绕向(B) 第一空为：ABCDA绕向(C) 第二空为：ADCBA绕向(D) 第二空为：ABCDA绕向．参考答案：BC88. 图示为一圆柱体的横截面，圆柱体内有一均匀电场，其方向垂直纸面向内，的大小随时间t线性增加，P为柱体内与轴线相距为r的一点则(2) P点的位移电流密度的方向为____________．(2) P点感生磁场的方向为____________．(A) 第一空为垂直纸面向里. (B) 第一空为垂直纸面向外.(C)第二空为垂直OP连线向下. (D)第二空为垂直OP连线向上.参考答案：AC89. 如图所示，aOc为一折成∠形的金属导线(aO =Oc =L)，位于xy平面中；磁感强度为的匀强磁场垂直于xy平面．当aOc以速度沿x轴正向运动时，导线上a、c两点间电势差Uac =____________；当aOc以速度沿y轴正向运动时，a、c两点的电势相比较, 是____________点电势高．(A) 第一空为：vBLsinq．(B) 第一空为：vBLconq．．(C) 第二空为：a ．(D) 第二空为：c．参考答案：AC90. 如图，一根载流导线被弯成半径为R的1/4圆弧，放在磁感强度为B的均匀磁场中，则载流导线ab所受磁场的作用力的大小为_________，方向___________．(A) 第一空为：．(B) 第一空为：．(C) 第二空为：沿y轴正向．(D) 第二空为：垂直纸面向外．参考答案：AC91. 两根长直导线通有电流I，图示有三种环路；在每种情况下，等于：____________________________________(对环路a)．____________________________________(对环路b)．____________________________________(对环路c)．(A) 第一空为. (B) 第一空为：, .(C)第二空为0 . (D)第二空为.(E)第三空为2 . (F) 第三空为0参考答案：BCE。
华理大物答案第6章(2015)
P1 hd 汞 （0.768 0.748)d 汞 0.02d 汞
第二次测得空气泡的压强和体积 V2 (0.748 0.734 0.08)s 0.0 9 s 4 P V 0.02d 汞 0.08s P2 1 1 0.0 1 d 7汞 V2 0.0 9 s 4 实际压强
6
3 kT 6 10 21J 2
m H2 m He 3 5 N A kT N A kT 2.45 106 M He 2 M H2 2
其中 MHe 4 103 kg
MH2 2 103 kg NA 6.02 1023 个
m H2
2.45 10 6 4 10 3 1.5 21 23 6 . 02 4 10 10 0.51kg 5
0
1 2 m i mv RT 2 M2
T
mv 2 28 10 3 200 2 27.0K iR 5 8.31
P
mR 50 103 8.31 27 T 4 104 Pa 3 3 MV 28 10 10 10
7、将 1kg 氦气和 m 氢气混合，平衡后混合气体的内能是 2.45×10 J。氦分子平均动能 -21 是 6×10 J。求氢气质量 m 。 解：由题意可知
53
大学物理上习题册参考解答
8、今有 N 个粒子，其速率分布函数为 dN f (v) C (v0 v 0, C为常数 ) Ndv
f (v) 0 (v v0 )
（1）画出该速度分布曲线； （2）由 v0 求常数 C； （3）求粒子的平均速率。 解： （1）
（2）由归一化条件 0 f (v)dv 1得
26 -3
-27
华理大学物理习题册八答案
即
PV 1 k
多方指数 n=-1
60
大学物理上习题册参考解答
5、为测定气体的比热容比
CP ，有时可用下面方法：将开始的温度、体积和压力分 Cv
别为 T0,V0 和 P0 的一定量气体，在一定时间内通以电流的铂丝加热，而且每次加热供应 气体的热量相同。第一次维持 V0 不变，此时气体达到温度 T1 和压力 P1。第二次维持压力 P0 不变，而温度变到 T2，体积变到 V1，试证明：
C V T1 [1 ( 1
V1 1 V ) ] 1 ( 1 ) 1 V2 V2 1 1 V2 V 1 RT1 ln ln 2 V1 V1
63
大学物理上习题册参考解答
11、 1mol 理想气体在 T1=400K 的高温热源与 T2=300K 的低温热源间作卡诺循环 （可逆的） 。 3 3 在 400K 的等温线上起始体积为 V1=0.001m , 终止体积为 V2=0.005m 。试求此气体在每一 循环中 （1）从高温热源吸收的热量 Q1； （2）气体所作的净功 A； （3）气体传给低温热源的热量 Q2。 解： （1）气体在高温热源等温膨胀吸热，故
P1
活塞 所以气体降温过程分两个阶段：等容降温，直至气体的压强 P2=P0，此时温度为 T2 放热 Q1；第二阶段等压降温，直至温度 T3=T0=300K，放热 Q2 由
P1 P2 P T2 2 T1 365 .7K T1 T2 P1
Q1 C V (T2 T1 )
RT1 1.108 10 5 Pa P0 V1
T2 260 6.5 T1 T2 300 260
Q2 A Q 2 2.09 10 5 A 3.22 10 4 J 6.5 dA q 2.09 10 2 P 32 .2 W （2）电功率 dt 6 .5
华东理工大学大学物理第四章答案
t（s）
5 Δϕ′ = π 12
−A
(2)
E=
1 1 1 2π 25 2 2 mv 2 m(ωA) 2 = × 1 × ( A) 2 = π A m = 2 2 2 T 72
-3
2、质量为 10×10 ㎏的小球与轻弹簧组成的系统，按 x = 0 . 1 cos ( 8 π t + 谐振动，式中t以秒计，x以米计，求： （1）振动的周期 T，振幅 A 和初位相φ； （2）t=1s 时刻的位相、速度； （3）最大的回复力； （4）振动的能量。 解：(1)与简谐振动标准运动方程 x = A cos(ωt + ϕ) 比较得
v 1 = −0.8π sin(8π + 2 π) = −2.175 m s 3
（3） Fmax = ma max = 10 × 10 −3 × Aω 2 = 10 × 10 −3 × 0.1 × (8π) 2 = 0.63N （4） E =
1 1 mA 2 ω 2 = × 10 × 10 −3 × (0.1) 2 × (8π) 2 = 3.2 × 10 −2 J 2 2
2 ∴A = x0 + 2 v0
ω
2
= A0
ω=
k m + m0
m0 k
（2）圆频率 ω′ =
k 不变 m + m0 k A0 m
m O A a
m0未落下前，m运动到O时速度为 v 0 = A 0 ω 0 =
当m0落在m上时系统速度变为 v ′ ，根据系统动量守恒 mv 0 = (m + m 0 ) v ′
(0.05) + (0.06)
华东理工大学大学物理作业答案2
2f 2 1 600 10 9 3 10 3 m a 0.4 10 3 （2）由 a sin k (k 1) 得 x sin 1.5 10 3 r a d a
44
大学物理习题册解答
7、用 1mm 内有 500 条刻痕的平面透射光栅观察钠光谱（λ =589nm） ，问： （1）光线垂直入射时，最多能看到第几级光谱； （2）光线以入射角 300 入射时，最多能看到第几级光谱。 解： （1） d
1 2 10 3 mm 500 由 d sin k 及最多能看到的谱线时 sinθ ~1 可得 d 2 10 3 k m ax 3.4 589 10 6
0
（3）最多能看到的谱线级数 sinθ ~1
k d 2400 4 600
∴
k=0,±1,±2
共５条谱线
45
大学物理习题册解答
9、一双缝，缝间距 d=0.1mm，缝宽 a=0.02mm，用波长λ =480nm 的平行单色光垂直入 射双缝，双缝后放一焦距为 50cm 的透镜，试求： （1）透镜焦平面上，干涉条纹的间距； （2）单缝衍射中央亮纹的宽度； （3）单缝衍射的中央包线内有多少条干涉的主极大？ x 解： （1）由双缝干涉明条纹条件 d sin d k 得 f
12、一束自然光，入射到由 4 片偏振片构成的偏振片组上。每一片偏振片的偏振化方向 0 相对于前面一片的偏振化方向沿顺时针方向转过 30 角。问通过偏振片组后的光强是入 射光强的百分之几？ 解: 设入射光强为 I0，通过偏振片的光强为 I1、I2、I3、I4 1 I1 I 0 2
华理大物答案第9章(2015)
得
E1 q1 E2 q2
(2)
根据题意
UA UB UA UC E1d1 E 2 d 2 (3)
得
E1 d 2 1 E 2 d1 2
由（1） 、 （2） 、 （3）式可得 q 1 1.0 10 7 C ， q 2 2.0 10 7 C 。 （2） U A E 1 d 1
(2)
(3)
q外 0
U 外 E dl R 2
q q dr 2 40 r 40 R 2
q 外 q
U内 q内
U E dl 0
( E 外 0)
40 R 1
R q 0 q内 1 q 40 R 2 R2
E1 20 r R 1
E1 20 r r
E2
20 r R 2
根据题意 E 1 2.5E 2 可解得 R 2 2.5R 1 2.5 0.5 1.25cm 又 E1 的场强最大，故电压升高后，该处先击穿。令 E 1 E M ，则有
20 r R 1 E M
q1 d1 0S
1.0 107 4.0 103 2.3 103V 8.85 1012 0.02
11
大学物理(下)习题册参考解答
5、半径均为 a 的两根平行长直导线，相距为 d (d>>a)，求单位长 度上的电容。 解：设两导线间任意 P 点，距导线中心为 r，则 P 点 E 为
U 2 U 3 U U1 100 50 50V
Q3 C3U 3 20 10 6 50 1.0 10 3 C
华东理工大学大学物理作业答案
第十七章 量子物理基础1、 某黑体在某一温度时，辐射本领为5.7W/cm 2，试求这一辐射本领具有的峰值的波长λm ？解：根据斯忒藩定律 )K m J 1067.5(T )T (E 3284⋅⋅⨯=σσ=-得 4)T (E T σ= 再由维恩位移定律 )K m 10898.2b ( b T 3m ⋅⨯==λ- m 1089.21067.5107.510898.2)T (E bTb68434m --⨯=⨯⨯⨯=σ==λ2、在天文学中，常用斯特藩—玻尔兹曼定律确定恒星半径。
已知某恒星到达地球的每单位面积上的辐射能为28m /W 102.1-⨯，恒星离地球距离为m 103.417⨯，表面温度为 5200 K 。
若恒星辐射与黑体相似，求恒星的半径。
解：对应于半径为m 103.417⨯的球面恒星发出的总的能量 21R 4E W π⋅= 则恒星表面单位面积上所发出能量E 0为22122120rR E r 4R 4E r 4WE =ππ=π= （1）由斯忒藩定律 40T E σ= （2） 联立（1）、（2）式得 m 103.75200103.41067.5102.1T R E r 92178821⨯=⨯⨯⨯=σ=--3、 绝对黑体的总发射本领为原来的16倍。
求其发射的峰值波长λm 为原来的几倍？ 解：设原总发射本领为E 0,温度T 0,峰值波长0λ，则由斯忒藩-波耳兹曼定律可得 4040T 16T E 16E σ=σ==21T T 161)T T (040==∴又 由位移定律 b T m =λ可得 21T T 00m ==λλ∴4、从铝中移出一个电子需要4.2eV 的能量，今有波长为200nm 的光投射到铝表面上，问：（1）由此发射出来的光电子的最大动能为多少？ （2）遏止电势差为多大？ （3）铝的截止波长有多大？ 解：由爱因斯坦方程 A E h k +=ν（1）eV 01.22.4106.1100.21031063.6A hc A h E 197834k =-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-λ=-ν=--- （2）由光电效应的实验规律得0k eU E = （U 0为遏止电势差）V 01.2101.2e E U K 0===（3）00hch A λ=ν= m 10958.2106.12.41031063.6A hc 7198340---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==λ∴5、 以波长为λ=410nm 的单色光照射某一光电池，产生的电子的最大动能E k =1.0eV ，求能使该光电池产生电子的单色光的最大波长是多少？ 解：爱因斯坦光电效应方程，A E h K +=ν λ=νh 得)1(A E hcK +=λ按题意最大波长时满足 0E K = 得)2(A hc =λ则（1）、（2）得hcE 11K 0=λ-λ 即 6348197K 01064.11063.6103106.1101.41hc E 11⨯=⨯⨯⨯⨯-⨯=-λ=λ--- 故最大波长 nm 7.6090=λ6、一实验用光电管的阴极是铜的（铜的逸出功为4.47eV ）。
华东理工大学大学物理作业答案2
大学物理习题册解答
第十四章 光的衍射、第十五章 光的偏振
1、波长为λ =589nm 的单色光垂直入射到宽度为 a=0.40mm 的单缝上，紧贴缝后放一焦 距为 1.0m 的凸透镜，使衍射光射到放在透镜焦平面处的屏上，求屏上： （1）第一暗纹离中心的距离； （2）第二明纹离中心的距离。 x 解： （1） a sin a f
f 589 10 9 1 1.47 10 3 m 3 a 0.4 10 x （2） a sin a (2k 1) (k=2) f 2 2f x 3.69 10 3 (m) 2a x
2、以波长λ =500nm 的平行光，垂直照射到宽度 a=0.25mm 的单缝上，在缝后放置一个 焦距 f=25cm 的凸透镜，则透镜焦平面处的屏幕上出现衍射条纹，试求： （1）中央明条纹的宽度； （2）中央明条纹两侧第三级暗条纹之间的距离。 解：(1)中央明条纹的宽度为左右第一条暗条纹之间的宽度
n2 n1
其中空气折射率 n1，电介质折射率 n2
n 2 n 1 tgi b tg57 0 1.54
16、一束太阳光，以某一入射角入射到平面玻璃上，这时反射光为完全偏振光，透射光 0 的折射角为 32 ，试求： （1）太阳光的入射角是多少？ （2）玻璃的折射率是多少？ 解: （1）反射光为全偏振光时 i b 2 i b 90 0 32 0 58 0 2 （2） 由布儒斯特定律 n tgi b 2 n 2 n1 n 2 tg58 0 1.6
华理大物答案
第六章 气体动理论1. 水银气压计中混进了一个气泡，因此它的读数比实际气体小些，当精确的气压计的水银柱为0.768m 时，它的水银柱只有0.748m 高，此时管中水银面到管顶距离为0.08m ，试问此气压计的水银柱为0.734m 高时，实际的气压是多少？（把空气当作理想气体，并设温度不变）。
解：设第一次测得的空气泡的压强和体积汞汞汞（d 02.0d )748.0768.0hd P 1=-=∆= s 08.0V 1=（s 为截面积）第二次测得空气泡的压强和体积s 094.0s )08.0734.0748.0(V 2=+-=汞汞d 017.0s 094.0s 08.0d 02.0V V P P 2112=⨯== 实际压强 )Pa (10999.01033.1751.0d 017.0d 734.0'P 552⨯=⨯⨯=+=汞汞2、可用下面方法测定气体的摩尔质量。
先在容积为V 的容器内装入被测量的气体，测出其压强为P 1，温度为T ，并称出容器连同气体的质量为m 1。
然后放掉一部分气体，这时压强降到P 2，再称出容器连同气体的质量为m 2，假定温度保持不变，试求该气体的摩尔质量。
解：设容器的质量为m开始时)1(T V P R M m m 11=- 放气后 )2(TV P R M m m 22=- 解得 2121P P m m V RT M --⋅=3、某容器内分子数密度为1026m -3，每个分子的质量为3×10-27kg ，设其中1/6分子数以速率v=200ms -1垂直地向容器的一壁运动，而其余5/6分子或者离开此壁，或者平行此壁方向运动，且分子与容器壁的碰撞为完全弹性。
问：（1）每个分子作用于器壁 的冲量为多少？（2）每秒碰在器壁单位面积上的分子数n 0为多少？（3）作用在器壁上的压强为多少？解：(1) 2427102.12001032v 2P I --⨯=⨯⨯⨯=μ=∆=（kg m/s ）(2) s m 10316110200vn 61n 228260⋅⨯=⨯⨯==个 (3) Pa 104102.11031P n P 324280⨯=⨯⨯⨯=∆⋅=-4、有一容积为10cm 3的电子管，当温度为300k 的时候，用真空泵把管内空气抽成压强为5×10-6mmHg 的高真空，问此时管内有多少个空气分子？此空气分子的平均平动动能的总和是多少？平均转动动能的总和是多少？平动动能的总和是多少？（1mmHg=133.3Pa 空气分子可认为是刚性双原子分子）解：由理想气体状态方程RT PV ν=知空气的摩尔数RTPV =ν 1）个122366A A 1061.13001038.1101032.133105kT PV N RT PV N N ⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯===ν=--- 2）J 1000.13001038.1231061.1kT 23N 82312k --⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==ε平总 3）J 1067.63001038.11061.1NkT 92312k --⨯=⨯⨯⨯⨯==ε转总4）J 1067.18k k k -⨯=ε+ε=ε转总平总总5、一能量为1012eV 的宇宙射线粒子，射入一氖管中，氖管中含有氖气0.1mol 。
大学物理大作业答案(2024)
引言概述：正文内容：一、力学1.牛顿三定律的应用解释牛顿第一定律的原理，并给出实际应用的例子。
找出物体的质心，并计算其位置坐标。
利用牛顿第二定律计算物体所受的合力和加速度。
2.作用力和反作用力解释作用力和反作用力的概念，并给出相关案例。
计算物体所受的作用力和反作用力的大小和方向。
应用牛顿第三定律解决实际问题。
3.动能和动能守恒计算物体的动能，并解释其物理意义。
说明动能守恒定律的原理，给出相应的实例。
利用动能守恒定律解决能量转化问题。
4.力学振动和波动解释简谐振动的特征和公式，并计算相关参数。
介绍波的基本概念和性质，并给出波动方程的解释。
分析机械波的传播和干涉现象。
5.万有引力和天体运动介绍万有引力定律的公式和原理。
计算引力和重力的大小和方向。
描述行星运动的轨道和速度，并解释开普勒定律。
二、热学1.理想气体定律和状态方程解释理想气体和实际气体的区别。
推导理想气体定律，解释每个变量的含义。
计算理想气体的性质和状态。
2.热力学第一定律和功解释热力学第一定律的原理，并给出相应公式。
计算系统的内能变化和热量的传递。
分析功的定义和计算方法。
3.热力学第二定律和熵介绍热力学第二定律的概念和表述方法。
计算熵的变化和热力学过程的可逆性。
解释热力学第二定律对能量转化的限制。
4.热传导和热辐射分析热传导的机制和方法，并计算热传导的速率。
描述热辐射的特性和功率密度。
利用热传导和热辐射解决实际问题。
5.热力学循环和效率给出常见热力学循环的定义和示意图。
计算热力学循环的效率和功率输出。
分析热力学循环的改进方法和应用。
三、电磁学1.静电场和电势描述静电场的特性和形成原理，并给出电势的定义。
计算电场和电势的大小和方向。
利用电势差解决电荷移动和电场中的工作问题。
2.电场和电场强度推导库仑定律和电场强度公式。
计算由点电荷、带电导体和带电平面产生的电场。
分析电场中带电粒子受力和加速度。
3.电容和电容器解释电容和电容器的概念和原理，并计算其电容量。
华东理工 大学物理答案 第五章
第五章 波 动1、一频率为500HZ 的平面波，波速为350m/s ，求： （1）在波传播方向上位相差为π/3的两点相距多远？（2）介质中任意一点在时间间隔10-3s 内两位移间的位相差是多少？ 解：（1）λπ=∆ϕ∆2x m 12.050035061u 232x ==νππ=λπϕ∆=∆ （2）0x =∆π=⨯⨯π=∆πν=∆ω=ϕ∆-3105002t 2t2、一横波沿细绳传播时的波动方程为 y=0.20cos π(2.5t-x)(SI),求： （1）波的振幅、速度、频率和波长；（2） x=L 处质点振动的初位相以及与该处质点速度大小相同但方向相反的其它各质点位置。
解：（1）)]5.2xt (5.2cos[20.0)x t 5.2cos(20.0y -π=π-π= m /s 5.2 u )m (20.0A ==∴ πν=π=ω25.2()s 125.125.2 ==ν )m (225.15.2u ==ν=λ （2）)L t 5.2cos(20.0y π-π=L π-=ϕ∴ 根据旋转矢量图可知，只有反相的各点才能速度相等而方向相反 π+=π-π-π-π=ϕ∆∴)1k 2()x t 5.2()L t 5.2( )2,1,0k ()1k 2(L x ±±=++=3、如图所示，已知t=0的波形曲线Ⅰ,波沿X 轴正向传播，经过0.5s 后波形变为曲线Ⅱ。
试根据图中绘出的条件求 （1）波的表达式； （2）P 点振动表达式。
解：（1）由图可知 s 2T m 4cm 10A ==λ= 2T 2π=ϕπ=π=ω O 点振动方程 )2t c o s (1.0)t c o s (A y 0π+π=ϕ+ω=波动方程 )x 22t c o s (1.0)x 2t c o s (A y π-π+π=λπ-ϕ+ω=(cm) （2）P 点振动方程以x = 1m 代入波动方程得 t c o s 1.0)422t c o s (1.0y p π=π-π+π=（cm ） 4、一平面简谐波在媒质中以波速u=5m/s 沿x 轴正方向传播，原点O 处质元的振动曲线如图所示。
华理工大学大学物理习题之光的干涉习题详解
此文件仅供参考，如有雷同，纯属巧合。
还是自己好好做吧！！！哈哈！；习题六一、选择题1．如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，设屏到双缝的距离D =2.0m ，用波长λ=500nm 的单色光垂直入射，若双缝间距d 以0.2mm ⋅s -1的速率对称地增大（但仍满足d << D ），则在屏上距中心点x =5cm 处，每秒钟扫过的干涉亮纹的条数为 [ ] （A ）1条； （B ）2条； （C ）5条； （D ）10条。
答案：D解：缝宽为d 时，双缝至屏上x 处的光程差为dx Dδ=。
所以当d 增大时，光程差改变，引起干涉条纹移动。
若干涉条纹移动N 条，则对应的光程差改变为N δδδλ'∆=-=，依题意，经1s ，光程差的改变量为：()λδN Dxd D x d =-+=2.0 由此可解出N =10。
2．在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝S 1、S 2距离相等，则观察屏上中央明纹中心位于图中O 处，现将光源S 向下移动到示意图中的S ' 位置，则 [ ]（A ）中央明条纹向下移动，且条纹间距不变； （B ）中央明条纹向上移动，且条纹间距增大； （C ）中央明条纹向下移动，且条纹间距增大； （D ）中央明条纹向上移动，且条纹间距不变。
答案：D解：条纹间距与参数d 、D 和λ有关，而与光源的竖直位置无关。
但光源下移时，在原O 点处两光程差不再为0，而且光程差为0处必在O 点上方，即中央明纹向上移动。
3．如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉。
若薄膜厚度为e ，而且n 1 > n 2 > n 3，则两束反射光在相遇点的位相差为 [ ]（A ）24/n e πλ； （B ）22/n e πλ； （C ）24/n e ππλ+； （D ）24/n e ππλ-+。
答案：A解：三层介质折射率连续变化，故上下两光之间无附加程差。
华东理工大学2020版大学物理(下)习题册答案
2 0
dU
2x
x
E (
1) (1
)
dx
2 0 2 x2 R2
2 0
x2 R2
11
大学物理(下)习题册参考解答
第九章 静电场中的导体和电介质
1、一导体球半径为 R1，其外同心地罩以内、外半径分别为 R2 和 R3 的厚导体壳，此系 统带电后内球电势为 U，外球所带电量为 Q，求此系统各处的电势和电场分布?
2
3
A 点与平面 II 相距为 5.0cm，B 点与平面 II 相距 7.0cm，求:
(1) A、B 两点的电势差；
(2) 把电量 q 0= 1.0×10-8C 的点电荷从 A 点移到 B 点，外力
克服电场力作功多少?
AB
解：（1） E A
E1 E2 E3
1 2 0
2 2 0
3 2 0
103 2 0
解：由于 与 r 成线性关系，电场分布仍有球对称性，故可由高斯定理求解。
作同心球面为高斯面
rR
又因
E内 dS E内4r2
q 0
q r br4r2dr r 4br3dr br4
0
0
E内
br 4 4 0 r 2
br 2 4 0
U2
q2
U1
q1
R1
R2
r R
q dV R 4brr2dr Rb4r3dr bR4
rR
ρ π r2l
Eds E 2π r l ε0
r E
2 0
rR
E 2π r l ρ π R2l ε0
E R2 2 0 r
（1） r R rR
U
0 r dr
r2
r 2 0
华东理工大学大学物理第一章课后习题答案
第一章 质点的运动规律1、电子受到磁力后，在半径为R 的圆形轨道上，以速率v 从O 点开始作顺时针方向的匀速率圆周运动，当它经过R 330cos R 2OP 0==圆周时，求：（1）电子的位移； （2）电子经过的路程等于多少； （3）在这段时间内的平均速度； （4）在该点的瞬时速度。
解：（1）R 330cos R 2OP 0===方向与x 轴成60°（2） R 34R 232S π=π⨯= （3）v3R4v R 232t π=π⨯=∆ π=π=∆=∴4v 33v3R 4R 3tOP v 方向与x 轴成60° （4）速度v ，方向与x 轴成-30°2、已知质点的位矢随时间的函数形式为()j t sin i t cos R rω+ω=，式中R ，ω为常量求：（1）质点的轨迹；（2）速度和加速度，并证明其加速度总指向一点。
解:（1）t cos R x ω=t sin R y ω= 运动轨迹：222R y x =+ （2）j t cos R i t sin R dt rd v ωω+ωω-==r j t sin R i t cos R dtv d a 222 ω-=ωω-ωω-==由上式可知加速度总是指向圆心。
x3、某质点的运动方程为j bt i bt 2r 2+= （b 为常数），求：（1）轨道方程；（2）质点的速度和加速度的矢量表示式； （3）质点的切向加速度和法向加速度的大小。
解：（1）由2bt y bt 2x == 得轨迹方程b4x y 2=（2）[]j bt 2i b 2j bt i bt 2dtddt r d v 2 +=+==[]j b 2j bt 2i b 2dtd dt v d a =+==（3）()222y 2x )bt 2(b 2v v v +=+=222t t1bt2)bt 2()b 2(dt d a +=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=22222t 2n t1b 2)t1bt 2()b 2(a a a +=++=-=4、路灯距地面高度为 H ，行人身高为h ，匀速度v 0背离路灯行走，多大？解：设人的位移为x ，人影的位移为L 由几何关系 HLh x L =-得 x hH H L -=0v hH Hdt dx h H H dt dL v -=-==∴ 5、质点沿半径为0.1m 的圆周运动，其角位移用下式表示θ=2+4t 3式中θ为弧度(rad), t 的单位为s, 求：（1）t=2s 时，质点所在位置的切向加速度和法向加速度的大小；（2）当θ为何值时，其加速度和半径成450角。
华东理工大学物理答案第二章 (1)
第二章 守恒定律1、 质量为m 的小球系于绳的一端，绳长为l ，上端A 固定，（如图示）。
今有水平变力F 作用在该小球上时，使小球极其缓慢地移动，即在所有位置上均处于近似力平衡状态，直到绳子与竖直方向成θ角，（1）试用变力作功方法计算F 力的功。
（2）重力作功多大？解：根据力的平衡可得： ⎩⎨⎧θ=θ=cos T mg sin T Fθ=∴tan mg F（1）⎰θθ⎰⋅θ=θ=⎰⋅=cos d tan mg cos Fds s d F A F l⎰θ-=θθ=θ0)cos 1(mg d sin mg l l（2）⎰⎰θ--=θθ-=π+θ=⎰⋅=θ0P )cos 1(mg d )sin (mg )2cos(mgds s d g m A l l2、地球质量M 、半径R ，一质量m 的质点处于距地心 r=3R 处，求质点地球系统在此相对位置时的引力势能，（1）取无穷远处为零势能参考位置； （2）取地球表面为零势能参考位置。
解：（1）取()0E p =∞ 则⎰⎰-==-=⋅=∞∞∞R 3R 3R32P R3G Mmr1G Mmdr r Mm G s d F E 保 (2) 取()0R E p = 则⎰⎰==-=⋅=R R 3R R 3RR32p R3G Mm2r1G Mmdr r Mm G s d F E 保 A θ T Fmg 图2-1图2-23、如图所示，一绳索跨过无摩擦的滑轮，系在质量为1Kg 的物体上。
起初物体静止在无摩擦的水平面上，若用5N 的恒力作用在绳索另一端，使物体向右作加速运动，当系在物体上的绳索从与水平面成300角变为370角时，力对物体所作的功为多大？（已知滑轮与水平面之间的距离d=1m ）。
解：⎰θ=⎰⋅=dx cos F x d F A()J 69.1dx xd Fx 2x 1x 22=⎰+-=4、一质量为m 的小球系在线的一端，线的另一端固定在墙上的钉子上，线长为ι0 ，先将小球拉至水平位置A 处，然后放手，试求小球摆至B 点处的速度、加速度以及绳子张力大小？解：2B 0mv 21sin mg =θlθ=sin g 2v 0l θ=θ==sin g 2)sin g 2(v a 02002n l l l θ==θcos g a ma cos mg t tθ=θ+θ==θ-sin mg 3sin mg 2sin mg T vmsin mg T 02l1m 300 370 F x x OO l 0 AθTB图2-45、一根均匀链条的质量为m ，总长为ι，一部分放在光滑的桌面上，另一部分从桌面边缘下垂，下垂的长度为a ，开始时链条静止，求链条刚好全部离开桌面时的速率。
华东理工大学大学物理第三章答案
30°
mg
图 3-8
π 2 0
（2）由动能定理
ω=
A = ∫ Mdθ = ∫ mg
2A = J 3g l
1 1 l cos θdθ = mgl = Jω 2 2 2 2
（3）棒、地球系统机械能守恒
mg l 1 sin 30 0 = Jω′ 2 2 2 l 3g 3 = g 2 2l 4 ω′ = 3g 2l
ω = ω0 + v R J 0 ω 0 + J 1 (ω 0 +
J 1 = mR 2
2
由角动量守恒得
v )=0 R
ω0 = −
mR 2 v × = −9.52 × 10 − 2 (1 / s) J 0 + mR 2 R
23
大学物理练习册题解
13、如图所示，空心圆环可绕竖直轴AC自由转动，转 动惯量为J0，环的半径为R，初始角速度为ω0，质量为 m的小球静止于环内A点。由于微小干扰，小球向下滑 到B点时，环的角速度与小球相对于环的速度各为多 大？（设环内壁光滑） 解：小球、圆环对 AC 轴角动量守恒
α= 0 − ω0 t ( 2)
0.5m
0.75m 闸瓦
(1)
d
′ 力矩之和为零（杆静止） 杆对 o1
F(l1 + l 2 ) − Nl1 = 0 (3) (4) 飞轮对 O 的力矩： − Fr ⋅ R = Jα Fr = μN (5)
由（1） 、 （2） 、 （3） 、 （4） 、 （5）得
F= l1 l Jα × = 1 l1 + 2 μR l1 + 2 mR 2 ω0 t = l1 ⋅ mRω 0 = 314( N ) μR l1 + 2 μt
华东理工大学大学物理作业答案3
e (2k 1) 4n 2
550 105 .8 (nm ) 4 1.30
2
e m in (k 0)
8、一厚度为 625nm、折射率为 n2=1.40 的煤油膜浮于水 面（水的折射率 n3=1.33） ，一波长为 500nm 的单色光从 空气（n1=1.00）中垂直入射在油膜上（如图所示） ，求： （1）反射光的光程差、相位差，并说明其干涉结果； （2）透射光的光程差、相位差，并说明其干涉结果 解： （1）垂直入射 i =0，有半波损失 光程差 相位差
3
2 10
32 1
0
1
23
根据 m ax
7 2k 1 得 4 2
k 3.5
12、以钠光灯作为光源（λ =589.3nm） ，在迈克耳逊干涉仪的一支光路上，放置一个长 度为 d=140mm 的玻璃容器，当以 NH3 注入容器时，测得干涉条纹移动Δ N=180 条，求 NH3 的折射率。 解：迈克耳逊干涉仪每移过一条条纹光程差改变 2(n 1)d 1 8 0
2 2 解： （1） 2e n 2 2 n1 sin i k
（最小厚度 k=1）
5.0 10 5 2.03 10 5 cm
e m in
2 2 n2 30 0 2 sin
2 1.33 2 (0.5) 2
（2）从法线方向观察 i=0， 2n 2 e min k 可得 k=1 k=2
1 2 (D 2 k 5 D k ) 590 nm 20 R
40
大学物理习题册解答
11、使平行光垂直入射图（a）和（b）所示装置的上表面来观察等厚干涉。试画出反射 光的干涉条纹（只画暗条纹） ，并标出条纹级次。
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第十七章 量子物理基础1、 某黑体在某一温度时，辐射本领为5.7W/cm 2，试求这一辐射本领具有的峰值的波长λm ？解：根据斯忒藩定律 )K m J 1067.5(T )T (E 3284⋅⋅⨯=σσ=-得 4)T (E T σ= 再由维恩位移定律 )K m 10898.2b ( b T 3m ⋅⨯==λ- m 1089.21067.5107.510898.2)T (E bTb68434m --⨯=⨯⨯⨯=σ==λ2、在天文学中，常用斯特藩—玻尔兹曼定律确定恒星半径。
已知某恒星到达地球的每单位面积上的辐射能为28m /W 102.1-⨯，恒星离地球距离为m 103.417⨯，表面温度为 5200 K 。
若恒星辐射与黑体相似，求恒星的半径。
解：对应于半径为m 103.417⨯的球面恒星发出的总的能量 21R 4E W π⋅= 则恒星表面单位面积上所发出能量E 0为22122120rR E r 4R 4E r 4WE =ππ=π= （1）由斯忒藩定律 40T E σ= （2） 联立（1）、（2）式得 m 103.75200103.41067.5102.1T R E r 92178821⨯=⨯⨯⨯=σ=--3、 绝对黑体的总发射本领为原来的16倍。
求其发射的峰值波长λm 为原来的几倍？ 解：设原总发射本领为E 0,温度T 0,峰值波长0λ，则由斯忒藩-波耳兹曼定律可得 4040T 16T E 16E σ=σ==21T T 161)T T (040==∴又 由位移定律 b T m =λ可得 21T T 00m ==λλ∴4、从铝中移出一个电子需要4.2eV 的能量，今有波长为200nm 的光投射到铝表面上，问：（1）由此发射出来的光电子的最大动能为多少？ （2）遏止电势差为多大？ （3）铝的截止波长有多大？ 解：由爱因斯坦方程 A E h k +=ν（1）eV 01.22.4106.1100.21031063.6A hc A h E 197834k =-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-λ=-ν=--- （2）由光电效应的实验规律得0k eU E = （U 0为遏止电势差）V 01.2101.2e E U K 0===（3）00hch A λ=ν= m 10958.2106.12.41031063.6A hc 7198340---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==λ∴5、 以波长为λ=410nm 的单色光照射某一光电池，产生的电子的最大动能E k =1.0eV ，求能使该光电池产生电子的单色光的最大波长是多少？ 解：爱因斯坦光电效应方程，A E h K +=ν λ=νh 得)1(A E hcK +=λ按题意最大波长时满足 0E K = 得)2(A hc =λ则（1）、（2）得hcE 11K 0=λ-λ 即 6348197K 01064.11063.6103106.1101.41hc E 11⨯=⨯⨯⨯⨯-⨯=-λ=λ--- 故最大波长 nm 7.6090=λ6、一实验用光电管的阴极是铜的（铜的逸出功为4.47eV ）。
现以波长0.m 2μ的光照射此阴极，若要使其不再产生光电流，所需加的截止电压为多大？ 解：由爱因斯坦方程A E hcK +=λ及0K eU E =得V 74.147.4106.1102.01031063.6A hc e 1U 1968340=-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛-λ=---7、在与波长为0.01nm 的入射伦琴射线束成某个角度θ的方向上，康普顿效应引起的波长改变为0.0024nm ，试求： （1）散射角θ；（2）这时传递给反冲电子的能量。
解：（1）由康普顿散射公式 2sin c m h 220Φ=λ∆21103101.91062.62024.0c m h 22sin 8313402=⨯⨯⨯⨯=λ∆=Φ-- 212sin =Φ0090452=Φ=Φ∴ （2）碰撞时可以看作完全弹性碰撞，所以能量守恒 e 0E h h +ν=ν)10124.0110024.01(1031063.611hc hchc h h E 1010834000e ---⨯-⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛λ-λ=λ-λ=ν-ν=)eV (1041.210856.5419⨯=⨯=-8、在康普顿散射实验中，已知初始波长为0.005nm 而光子是在900角下散射的。
试求： （1）散射后光子的波长； （2）反冲电子的动量。
解：（1）由康普顿散射公式 2s i n c m h 2200Φ=λ-λ nm 00742.0290sin 1031011.91063.6205.02sin c m h 2283434020=⨯⨯⨯⨯⨯+=λ+Φ=λ--（2）由于光子散射角为2π， 由动量守恒：P P P P P P 0e e 0-=+=22220220e 11h h h P P P ⎪⎭⎫ ⎝⎛λ+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛λ=⎪⎭⎫ ⎝⎛λ+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛λ=+= )s /m kg (1059.11007456.011005.011062.62221021034⋅⨯=⎪⎭⎫⎝⎛⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=----9、氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，发出光子能量为多大？此光的波长是多少？ 解：由波尔氢原子假设，发射光子能量νh 为 23E E h -=ν)eV (n6.13E 2n -=由第三级迁移到第二级 )eV (89.14.351.1)26.13(36.13h 22=+-=--=νλ=ν=hch E 又nm 656m 10560.6106.189.11031062.6E hc 919834=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==λ∴---10、处于第一激发态的氢原子被外来单色光激发后，发射光谱中仅观察到三条巴耳末系的光谱线，试求：（1）这三条光谱线中波长最长的那条谱线的波长； （2）外来光的频率。
解：（1）巴耳末系是m=2的谱线系，所以发射谱线波长为↓λ↑→--=λ=ν2n 2n E E E E chhm 10577.6106.1)51.14.3(1031063.6E E hc 71983423---⨯=⨯⨯-⨯⨯=-=λ∴ Hz 1091.6341063.6106.1)4.354.0(h E E )2(141925⨯=-⨯⨯⨯+-=-=ν-11、将氢原子从n=1激发到n=4的能级时，求： （1）氢原子所吸收的能量为多少？（2）若一群已处于n=4激发态的氢原子回到基态，在这过程中发出的光波波长最短为多少？（3）最多可观察到几条光谱线？ 解：（1）eV 75.126.1385.0E E E 14=+-=-=∆ （2）最短波长为n=4跃迁n=1m 1075.9106.175.121031063.6E E hc 81983414---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=-=λ∴ （3）共6条n=4n=3n=2n=112、求下列粒子相应的德布罗意波长（1）一质量为4×10-2kg 以103m/s 的速率飞行的子弹； （2）动能为0.025eV 的中子； 解：（1）实物粒子波长与动量关系为m 1065.1101041063.6mv h P h 353234---⨯=⨯⨯⨯===λ（2）对eV 025.0E K =的中子，271068.1m -Φ⨯=m 1081.1106.1025.01068.121063.6mE 2hP h 10192734K----⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯===λ13、能量为15eV 的光子，被氢原子中处于第一玻尔轨道的电子所吸收而形成一光电子求：（1）当此光电子远离质子时的速度为多大？ （2）它的德布罗意波长是多少？ 解：（1）处于基态的电子电离所需的能量为13.6eV ，因此该电子远离质子时的动能eV 4.16.1315E E mV 21E 2K =-=+==基光 其速度为 s /m 100.71011.9106.14.12mE 2V 53119K⨯=⨯⨯⨯⨯==--（2）德波罗意波长nm 04.1m 1004.1100.71011.91063.6mv h 953134=⨯=⨯⨯⨯⨯==λ---14、一束带电粒子经206V 的电势差加速后，测得其德布罗意波长为0.002nm ，已知这带电粒子所带电量与电子电量相等，求这粒子的质量。
解：因为这粒子的电量与电子电量e 相同，从加速电场获得动能为eU meU2V eU mV 212==∴ 又德波罗意波长mvh =λ e m U 2h=λ∴ 得 ()kg 1067.1)1002.0(206106.121063.6eU 2h m 272101923422----⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=λ=15、电子和光子各具有波长0.20 nm ，它们的动量和总能量各是多少？ 解：电子和光子的动量相等s /m kg 1032.3102.01063.6h P 24934⋅⨯=⨯⨯=λ=--- 光子的总能量eV 1019.6102.01031063.6hc h E 39834⨯=⨯⨯⨯⨯=λ=ν=-- 电子的总能量()eV 1012.5)c m (pc E 522e 2⨯=+=16、若电子运动速度与光速可比拟，则当电子动能等于它的静止能量的2倍时。
求其德布罗意波长为多少？解：由题意可得 2e K C m 2E = 又根据相对论的能量关系可得 22e K 2)c m E (E +=()22e 2222e )c m 3(c p c m =+=22e 2c m 8p =∴c m 22p e =m 1058.8103101.9221063.6c m 22h p h 1383234e ---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯===λ17、用一台利用光子的显微镜来确定电子在原子中的位置达到0.050nm 以内，问用这种方法确定电子的位置时，电子的速度不确定量是多少？ 解：由测不准关系式h p x ≥∆⋅∆ h v m x ≥∆⋅∆∴s /m 105.11011.9105.01063.6m x h v 7311034⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅∆=∆---18、电视机显象管中电子的加速电压为9 kV ，电子枪枪口直径取0.5 mm ，枪口离荧光屏距离为0.30 m 。
求荧光屏上一个电子形成的亮斑直径。
这样大小的亮斑会影响电视图象的清晰度吗？ 解：根据公式U225.1emU2h ≈=λ得nm 0129.09000225.1U 225.1===λ由单缝衍射中央亮斑直径的公式m 1055.1105.030.0100129.02a f 28390---⨯≈⨯⨯⨯⨯=λ=∆x 不会影响电视机图象的清晰度（或者用相对论的公式计算波长）19、一束具有动量为p的电子，垂直地射入宽度为a 的狭缝，若在狭缝后面与狭缝相距为f 的地方放置一块荧光屏，求屏幕上衍射图样中央最大强度的宽度 0为多少？ 解：电子的波长为 ph=λ 由单缝衍射公式可得 pahf2a f 20=λ=l20、已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动。