a热学《大学物理》课本习题解答(张三慧)
张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)(章节题库 动量与角动量)【圣才出品】
第3章 动量与角动量一、选择题1．A 、B 两质点m A ＞m B ，受到相等的冲量作用，则（ ）。
A ．A 比B 的动量增量少B ．A 与B 的动能增量关系无法确定C ．A 比B 的动量增量大D ．A 与B 的动量增量相等【答案】D【解析】由冲量定理，可得2．质点在恒力作用下由静止开始作直线运动，如图3-1。
已知在时间Δt 1内，速率由0增加到υ；在Δt 2内，由υ增加到2υ。
设该力在Δt 1内，冲量大小为I 1，所做的功为A 1；在Δt 2内，冲量大小为I2，所做的功为 A2，则（）。
图3-1A．B ．C ．D ．【答案】D二、填空题1．一船浮于静水中，船长5m ，质量为M 。
一个质量也为M 的人从船尾走到船头，不计水和空气阻力，则在此过程中船将______。
【答案】后退2.5m 2．质量为m 的小球，以水平速度υ与竖直放置的钢板发生碰撞后，以同样大小的速度反向弹回，选如图3-2所示的坐标系，则碰撞过程中，钢板受到的冲量为=______。
图3-2【答案】3．如图3-3所示，劲度系数为k 的弹簧，一端固定在墙上，另一端连接一质量为m ＇的容器，容器可在光滑的水平面上运动，当弹簧未变形时，容器位于O 点处，今使容器自O 点左边x 0处从静止开始运动，每经过O 点一次，就从上方滴管中滴入一质量为m 的油滴，则在容器第一次到达O 点油滴滴入前的瞬间．容器的速率υ＝______；当容器中刚滴入了n 滴油后的瞬间，容器的速率υ＝______．图3-3【答案】4．有一质量为m 的小球，系在一细绳的下端，作如图3-4所示的圆周运动．圆的半径为R ，运动的速率为υ，当小球在轨道上运动一周时，小球所受重力冲量的大小为______．图3-4【答案】2πRmg/υ．三、简答题1．用细线把一重球悬挂起来，球下系一同样的细线，用力拉球下细线并逐渐加大力量，哪段细线先断?为什么?如用较大力量突然拉球下细线，哪段细线先断?为什么?答：无论何种拉法，细线之所以断，是因其所受拉力大于它所能承受的极限张力．（1）上段细线先断．因为缓慢的加大力量拉球下细线时，拉力通过重球均匀地作用于球上方的细线，而上方的细线除受拉力外，还受球对它的作用力（大小等于球的重力）．因此在逐渐加大拉力的过程中，球上方细线中的张力因先达到极限而被拉断．（2）下段细线先断．因为用较大力量突然拉下面细线，意味着作用力较大而作用时间较短，该拉力就是冲力．冲力通过细线首先作用于重球，但由于重球质量很大，动量改变极小，在冲力尚未通过重球的位移传给球上之细线前，球下细线所受冲力已大于其所能承受的极限，因此下段细线先断．2．物体的质心和重心有何区别?答：（1）物体的质心和重心是两个不同的概念．（2）重心是地球对物体各部分引力的合力（即重力）的作用点．不受重力，也就无所谓重心，在失重环境中，重心自然失去意义，而质心无论何时都是有意义的．对于地球上体积不太大的物体，重心和质心的位置可认为是重合的．3．跳伞运动员临着陆时用力向下拉降落伞，这是为什么?答：人用力向下拉降落伞时，降落伞对人可以产生一个向上的作用力，以致减小人着陆的速度，减轻地面对人的冲力．4．试分析下面的叙述是否正确?（1）作用于质点的力不为零，质点所受的力矩也总不为零．（2）一定质量的质点，在运动中某时刻的加速度一经确定，则质点所受的合力就可以确定了．同时，作用于质点的力矩也可以确定了．（3）作用于质点系的外力矢量和为零，外力矩之和也为零．（4）质点系的动量为零，则质点系的角动量也为零；质点系的角动量为零，则质点系的动量也为零．（5）质点作圆周运动必受到力矩的作用；质点作直线运动必定不受力矩作用．答：（1）不正确．因为力矩是位矢和力的矢积，当作用于质点的力和位矢相互平行时，质点所受的力矩为零．（2）不正确．因为，一定质量的质点在运动中某时刻的加速度一经确定，则质点所受的合力就可以确定了；但是，作用于质点的力矩与力和质点相对于参考点的位矢有关，对于不同的参考点，其力矩不同，所以，在位矢未知的情况下，作用于质点的力矩不能确定．（3）不正确．因为，作用于质点的外力矩与力和质点相对于参考点的位矢有关，虽然作用于质点系的外力矢量和为零，但其外力矩之和不一定为零．（4）不正确．因为，角动量不但与质点的动量有关，还与质点相对于参考点的位置有关，虽然质点系的动量为零，但质点系的角动量不一定零；反之，质点系的角动量为零，质点系的动量也不一定零．（5）不正确．因为，质点作匀速圆周运动时可以不受力矩作用；质点作直线运动所受的力矩与所选的参考点有关，如果参考点不在该直线上，则质点所受的力矩不为零．5．能否利用装在小船上的风扇搧动空气使小船前进?答：能．假定风扇固定在小船上．当船上的风扇持续地向船尾搧动空气时，风扇同时也受到了空气的反作用力．该反作用力是向着船头、通过风扇作用于船身的．根据动量定理可知，该力持续作用于船身的效果，使船向前运动的动量获得增量．（1）若该作用力大于船向前运动时所受的阻力，小船就可向前运动；（2）若将风扇转向船头搧动空气，则将使小船后退．6．在匀速圆周运动中，质点的动量是否守恒?角动量呢?答：（1）动量不守恒．因为，在匀速圆周运动中，质点的速度大小不变但方向始终在变，因此它的动量不守恒。
张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)【章节题库】(1-3章)【圣才出品】
第1章质点运动学一、选择题1．一质点沿x轴运动，其运动方程为，式中时间t以s为单位．当t＝2s时，该质点正在（）A．加速B．减速C．匀速D．静止【答案】A2．一物体在位置1的矢径是，速度是，如图1-1所示，经Δt时间后到达位置2，其矢径是，速度是，则在Δt时间内的平均速度是（）。
图1-1A．B．C．D．【答案】C【解析】平均速度。
3．一物体从某一确定高度以的速度水平抛出，已知它落地时的速度为，则它运动的时间是（）。
A．B．C．D．【答案】C【解析】落地时的速度与水平速度和竖直方向速度有关系式，所以，下落的时间为。
4．瞬时速度υ的大小|υ|可以用下列哪个式子来表示（）。
【答案】C【解析】由于速度，所以速度υ的大小。
5．质点以速度作直线运动，沿质点运动直线作Ox轴，并已知t＝3s时，质点位于x＝9m处，则该质点的运动学方程为（）。
A．x＝2tB．C．D．【答案】C6．（多选）质点沿半径为R的圆周按规律运动，其中b、c是常数，则在切向加速度和法向加速度大小相等以前所经历的时间为（）。
【答案】AB【解析】由求出速率及切向加速度，进一步求出法向加速度，再由切向加速度大小等于法向加速度的条件，即可解出时间t。
依题可知，而。
当可得。
即7．（多选）以下说法中，正确的是（）。
A．质点具有恒定的速度，但仍可能具有变化的速率B．质点具有恒定的速率，但仍可能具有变化的速度C．质点加速度方向恒定，但速度方向仍可能在不断变化着D．质点速度方向恒定，但加速度方向仍可能在不断变化着E．某时刻质点加速度的值很大，则该时刻质点速度的值也必定很大F．质点作曲线运动时，其法向加速度一般并不为零，但也有可能在某时刻法向加速度为零【答案】BCDF二、填空题1．一质点作匀加速直线运动，在ts时间内走过路程sm，而其速度增为初速的n倍。
此过程中的加速度a为______。
【答案】【解析】由，并利用，可解出。
2．有一水平飞行的飞机，速度为，在飞机上以水平速度υ向前发射一颗炮弹，略去空气阻力，并设发炮过程不影响飞机的速度，则（1）以地球为参考系，炮弹的轨迹方程为______。
张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)【课后习题】(1-6章)【圣才出品】
（1）求质点运动的轨道方程并画出轨道曲线；
（2）求
和
时，质点的位置、速度和加速度。
图 1-1
解：（1）在运动函数中消去 t，可得轨道方程为 1-1 所示。
（2）由
轨道曲线为一抛物线如图
可得在 t＝1 s 时， 在 t＝2 s 时，
1.8 男子排球的球网高度 2.43 m，球网两侧的场地大小都是 9.0 m×9.0 m。一运动 员采用跳发球姿势，其击球点高度为 3.5 m，离网的水平距离是 8.5 m。
由此可知θ无实数解，所以该目标不在可能的轨道上，所以不能被石头击中。 只有当
时，θ才有解，由此得 所以在 L＝50 m 这个距离上，他能击中的目标的最高高度为 12.3 m。附带算出相应的
1.11 为迎接香港回归，柯受良 1997 年 6 月 1 日驾车飞越黄河壶口瀑布（见图 1-4）。 东岸跑道长 265 m，柯驾车从跑道东端起动，到达跑道终端时速度为 150 km/h，他随即 以仰角 5°冲出，飞越跨度为 57 m，安全落到西岸木桥上。
，他能击中一个与他的手水平距离 L
＝50 m，高 h＝13 m 处的一个目标吗？在这个距离内他能击中的目标的最高高度是多少？
解：如图 1-3 所示，石头的轨道方程为
图 1-3
以
代入可得
能击中该目标的θ角需满足上式，即条件为
将已知数据代入后，可得根号下的值
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第1篇 力 学
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第 1 章 质点运动学
1.1 木星的一个卫星——木卫 1——上面的珞玑火山喷发出的岩块上升高度可达 200
张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)(章节题库 静电场)【圣才出品】
D． 【答案】D
5．如图 7-1 所示，在带电体 A 旁有一不带电的导体壳 B，C 为导体壳空腔内的一点， 则下列说法中正确的是（ ）。
图 7-1
A．带电体 A 在 C 点产生的电场强度为零 B．带电体 A 与导体壳 B 的外表面的感应电荷在 C 点所产生的合电场强度为零
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A．线圈中的感应电动势
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B．线圈中的感应电流
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C．通过线圈的感应电荷量
D．线圈回路上的感应电场
【答案】C
4．真空中两平行带电平板相距为 d，面积为 S，且有 d2<<S，带电量分别为＋q 与 －q，则两板间的作用力大小为（ ）。
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台
【答案】电势降低的方向
4．有一带电球体，其电荷的体密度为 p=k/r，其中 k 为常数，r 为球内任一处的半 径．则球面内任一点的电场强度的大小为＿＿＿＿．
【答案】
5．一均匀带电直线长为 l，电荷线密度为＋λ，以导线中点Ｏ为球心，R 为半径
实物受力可产生加速度，场不能被加速；实物可作参考系．场不能当参考系．
2．怎样认识电荷的量子化和宏观带电体电荷量的连续分布？ 答：常见的宏观带电体所带的电荷远大于基本电荷量，在一般灵敏度的电学测试仪器 中，电荷的量子性是显示不出来的．因此在分析带电情况时，可以认为电荷是连续分布的， 这正像人们看到流水时，认为它是连续的，而并不感觉到水是由一个个分子、原子等微观 粒子组成的一样．
2．如图 7-2，真空中一半径为 R 的均匀带电球面，总电荷量为 Q（Q＞0）。今在球 面上挖去非常小块的面积 （连同电荷），且假设不影响原来的电荷分布，则挖去 后 球心处电场强度的大小 E＝______，其方向为______。
物理答案清华大学张三慧
大学物理练习册（下）(清华大学张三慧教材)姓名班级学号南京理工大学应用物理系磁场练习一1．在范德格拉夫静电加速器中，一宽为30cm的橡皮带以20cm/s的速度运行，在下边的滚轴处给橡皮带带上表面电荷，橡皮带的面电荷密度足以在带子的每一侧产生1.2×106V/m的电场，求电流是多少毫安？解：2．一铜棒的横截面积为20mm×80mm，长为2m，两端的电势差为50mV。
已知铜的电阻率为ρ＝1.75×10-8Ω·m，铜内自由电子的数密度为8.5×1028/m3。
求：（1）棒的电阻；（2）通过棒的电流；（3）棒内的电流密度；（4）棒内的电场强度；（5）棒所消耗的功率；（6）棒内电子的漂移速度。
解：3．大气中由于存在少量的自由电子和正离子而具有微弱的导电性。
（1）地表附近，晴天大气平均电场强度为120V/m ，大气平均电流密度为4×10-12A/m 2。
求大气电阻率是多少？（2）电离层和地表之间的电势差为4×105V ，大气的总电阻是多大？ 解：4．如图所示，电缆的芯线的半径为cm 5.01=r 的铜线，在铜线外边包一层同轴的绝缘层，绝缘层的外半径为cm 22=r ，电阻率m 10112⋅Ω⨯＝ρ，在绝缘层的外面又用铅层保护起来。
(1)求长m 100=L 的这种电缆沿径向的电阻；（2）当芯线与铅层的电势差为100V 时，在这电缆中沿径向的电流多大？解：练习二1．一正方形线圈由外皮绝缘的细导线绕成，共绕有200匝，每边长为150mm ，放在B ＝4.0T 的外磁场中，当导线中通有I ＝8.0A 的电流时，求：（1）线圈磁矩的大小；（2）作用在线圈上的力矩的最大值。
解：2．一质量为M 半径为R 的均匀电介质圆盘均匀带有电荷，面电荷密度为σ。
求证当它以ω的角速度绕通过中心且垂直于盘面的轴旋转时，其磁矩的大小为4/m 4R πωσ=，而且磁矩m与角动量L 的关系为L Mq m 2=，其中q 为盘带的总电量。
大学物理学清华张三慧7-8-9章习题课
之间的相互作用力。
第一：选择产生磁 场的电流
此题选择直线电流为场 源电流，圆电流为受力
I1
R
I2
电流。
d
在圆电流上取电流元 I2dl 该电流元所受安培力大小
dF I2dlB sin
I1
B是电流元所在处的磁感应强
度大小
B
0 I1
2 (d Rcos )
q(U U ) ql U pe E
类比总结
稳恒磁场
三
磁偶极子 pm
fi 0
i M mB
Wm m B
表四 介质
电介质
1.模型
电偶极子
pe
有极 无极
2.介质对场的影响
3.极化(磁化)电荷 (电流)
极化
极化
解：建立如图所示的坐标系
m1
r1 r2 r1
0I1 2x
2 (r1
0I2
r2
r3
x)
Ldx
d
1
2
I1
L
A
I2
dx
o r1
r2
r3
x
4 一长为L=0.1m，带电量
的均匀带电细棒，
以速率v=1m/s沿X轴正方向运动，当细棒运动到与Y轴重
合的位置时，细棒的下端与坐标原点O的距离为a=0.1m，
力 作功
B
B dS 0
S
B dl 0 Ii
L
i
表二 场量计算
E
B
张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)(章节题库 狭义相对论基础)【圣才出品】
依题意，
，所以
则飞船相对地球的运动速度为
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（2）根据洛伦兹正变换
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可得飞船上测得这两城市相距为
2．某观察者测得一静止细棒的长度为 l，质量为 m，于是求得此棒的线密度匀．λ
在相对论情况下解下列问题： （1）若此棒以速度 υ 在棒长方向上运动，观察者再测此棒的线密度应为多少？ （2）若此棒以速度 υ 在垂直于棒长的方向上运动，此棒的线密度又为多少？ 解：（1）沿棒长方向运动时，由长度收缩公式可得观察者测得的棒长为
3．作用于物体上的外力，是否会因为惯性系的不同而不同？分别从经典力学与相对 论力学的角度讨论．
答：在惯性系中，力的定义是被作用物体的动量随时间的变化率，即
在经典力学中，动量
其中质量 m 是常量．故
因为加速度 a 在所有惯性系中相等，所以力 F＝ma 是个不变量，即与惯性系的选取无 关．
在相对论力学中，m 是个随惯性系的不同而变化的量．故
5．经典力学的动能定理和相对论力学的动能定理有什么相同和不同之处？
答：相同之处在于都认为动能是物体因运动而具有的能量，而且都以
的
形式表明物体动能的增量与外力对其所做功等值．不同之处在于经典力学中
其中质量 m 是常量；相对论力学中
其中 是物体静止时
的质量，运动质量 m 是随其运动速度变化的量，
称静止能量，
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第 6 章 狭义相对论基础
一、选择题 1．一宇航员要到离地球为 5 光年的星球去旅行，如果宇航员希望把这路程缩短为 3 光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度为（ ）。
大学物理张三慧第三版
均匀带电圆盘在轴线上 一点场强：
E
2 0
1
x x2
R2
思考：能否由上述结论，求无限大
均匀带电平面外一点场强？ R
两块等量异号？
E
E
0
E
E0
E
0
E E
E
第15章：15.1、15.3－15.5 第16章：16.1－16.8
结论：均匀带电球面，球内的电势等于球表面的电势，
球外的电势等效于将电荷集中于球心的点电荷的电势。
qE
场强分布曲线
4 0 R 2 O
r 2
R
r
电势分布曲线
V
q
4 0 R
O
R
r 1
r
• 选择题 • 大题
考试类型
电磁学
3）写出总的安 培力： F Fx
in 0
Fy
s
in dy
整个弯曲导线受的 磁场力的总和等于 从起点到终点连起 的直导线通过相同
电流时受的磁场力
6 磁力矩
M Fd BIl2l1 sin
B IS sin Bmsin
S Seˆn
线圈法向
与电流成右手关系
r
球外作高斯面S，
面内：∑qi=Q
则：E外4πr2=Q/e0
E
E外
1 4 0
Q r2
作E-r曲线如右图
OR r
电容的计算
步骤： ⑴求E；⑵求电压U E d l
⑶求电容C Q
U
张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)(章节题库 电磁感应)【圣才出品】
4．均匀磁场中有几个闭合线圈，如图 15-2 所示。当磁场不断减小时，在各回路中产
生的感应电流的方向各为：
（a）（
）
（b）（
）
（c）（
）
（d）（
）
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图 15-2
A．沿 abcd 【答案】A C A A
B．沿 dcba
答：变压器的铁心总做成片状的，而且涂上绝缘漆相互隔开，其目的是防治形成大的 涡流；铁片放置的方向应和线圈中磁场的方向垂直．
7．一个线圈自感的大小由哪些因素决定？怎样绕制一个自感为零的线圈？ 答：线圈自感由单位长度的匝数、线圈体积和加入的磁介质决定．缠绕线圈时一半正 绕、一半反向缠绕可以绕制一个自感为零的线圈．
，已知液体流量
，它与 ab 的关系为
，式中 ______叫作仪表常数。
图 15-6
【答案】
；
4．极板面积为 S，相距为 l 的圆形平板电容器，两极板间充满介电常数为 ε 的电介质，
当电键 K 按下后，两极板上的电量 Q＝Q0（1-e-t/τ）式中 Q0 和 τ 均为常数，则极板间位
移电流密度的大小为
感和电阻分别是线圈 2 的三倍，线圈 1 和 2 之间的互感可忽略不计.那么，线圈 1 的磁能
与线圈 2 的磁能之比
＝______.
图 15-4
【答案】
1．半径为 L 的均匀导体圆盘绕通过中心 O 的垂直轴转动，角速度为 ω，盘面与均匀 磁场 B 垂直，如图 15-5 所示.
（1）在图上标出 Oa 线段中动生电动势的方向. （2）填写下列电势差的值（设 ca 段长度为 d）：
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大学基础物理学(上册)答案(张三慧)
·对于弯曲液面，其液面内外的压强不相等，压强差满足拉普拉斯公式。凸形液面的拉普拉斯公式为
凹形液面的拉普拉斯公式为
3．液体的流动性质
·连续性原理为
Sv=常量
它体现了不可压缩的液体在流动过程中质量守恒。Sv为单位时间内通过截面S的流体体积，称为流量。
非晶体没有规则对称的外形，没有确定的熔点。非晶体的微观结构呈现出远程无序的结构状态。
1-2在固体的形变中，弹性模量是一个重要的参数，杨氏模量的意义是什么？
答：对于一般的固体材料，若形变不超过一定的限度，应力与相关的应变成正比。在拉伸应变中
其中，比例系数E称为杨氏模量。
弹性模量实际上反映了材料对形变的抵抗能力。在拉伸应变中，杨氏模量反映了材料对拉伸形变的抵抗能力。
泊肃叶流量为公式
·泊肃叶公式只适用于层流的情况。
5．物体在黏滞液体中的运动
·斯托克斯公式描述了球形物体在液体中运动速度不太大时所受黏滞阻力的基本规律，其为
其中，f是球体所受到的黏滞阻力，r和v分别为球体的半径和运动速度。
·小球在液体中匀速垂直沉降运动时的速度称收尾速度，用 表示，黏滞系数可以通过下式求出
解：由连续性原理
解出细水管出口处的流速为
再根据伯努利方程
可知细水管出口处的压强 为
,
带入已知数据，解得
1-10下面是一个测定农药、叶肥等液体黏滞系数的简易方法。在一个宽大玻璃容器底部连接一根水平的细玻璃管，测定单位时间内由细管流出的液体质量即可知。若已知细管内直径d=0.1cm，细管长l＝10cm，容器内液面高h×103kg·m－3×10-3kg，问该液体的为多少？
大学物理(张三慧)
vx =v y =vz
2 2 v 2 = v x + v y + v z2
1 2 v =v =v = v 3
2 x 2 y 2 z
李玉琦 河南科技学院
三,理想气体的压强公式
1. 从气体分子运动看气体压强的形成
例: 雨 点对伞 的持续 作用
大量气体分子与器壁碰撞 → 气体分子动量变化(冲量) → 对器壁的冲量(冲力) →压强
pV p0V0 = T T0
(其中 p0 ,V0 和 T0 为标准状态下的状态参量)
整理可得
p0Vm, 0 p0V0 pV = T =ν T T0 T0
李玉琦 河南科技学院
令 则
R=
p0Vm , 0 T0
= 8.31 J (mol K) 普适气体常量
m RT pV = ν RT = M
上式称为理想气体状态方程,它给出了理想气 体在任意平衡状态下各宏观状态参量之间的关系 若以 N 德罗常量 表示气体分子总数,N A 表示阿伏伽
大学物理学清华张三慧7-8-9章习题课
02
问题解决能力
在习题课中，学生们学会了如 何分析和解决各种物理问题。 他们学会了如何从题目中获取 关键信息，如何运用物理原理 建立数学模型，以及如何求解 方程得出答案。
掌握电磁学基本理论
要点二
详细描述
第9章主要介绍了电磁学的基本理论，如库仑定律、电场、 电势、磁场、电流等。在习题解析中，需要重点掌握这些 基本理论的概念和公式，理解电场和磁场的性质和关系， 掌握电流的磁效应和电磁感应的原理和应用。同时，需要 注意不同介质中电磁性质的差异和特点。
第9章习题解析
总结词
增强实践能力
学生们应重视物理实验课程，通过实验操作提高自己的实 践能力。在实验中，要学会观察、记录和分析实验数据， 培养自己的科学素养和实践能力。
THANKS
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理解电磁学现象
详细描述
第9章的习题涉及许多电磁学现象，如静电感应、静 电屏蔽、电磁感应、自感互感等。在解析过程中，需 要理解这些现象的产生原理和特点，掌握相关计算和 分析方法。同时，需要注意不同现象之间的联系和区 别，以便更好地解决相关问题。
第9章习题解析
总结词
掌握解题方法
详细描述
第9章的习题类型多样，解题方法也较为丰富。在习题解 析中，需要掌握各种解题方法，如利用库仑定律和电场 强度公式进行计算、利用安培环路定律求解磁场分布、 利用法拉第电磁感应定律计算感应电动势等。同时，需 要注意不同解题方法的适用范围和限制条件，以便更好 地解决相关问题。
展望
深化知识理解
在未来，学生们应继续深化对大学物理第七章、第八章和 第九章知识点的理解，尤其是对于一些难点和重点内容， 要进行反复学习和练习。
张三慧《大学物理学》配套模拟试题及详解【圣才出品】
张三慧《大学物理学》配套模拟试题及详解一、选择题（每题3分，共10题）1．质点作曲线运动，表示位置矢量，表示速度，表示加速度，S 表示路程，a tr v v v a v 表示切向加速度，下列表达式中：（1）；（2）；（3）；d /d v t a =d /d r t v =d /d S t v =（4）。
则（ ）。
d /d t v t a =v 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【答案】D2．质量为m ＝0.5 kg 的质点，在Oxy 坐标平面内运动，其运动方程为x ＝5t ，y =0.5t 2（SI ），从t =2s 到t =4s 这段时间内，外力对质点作的功为（ ）。
A ．1.5JB ．3JC ．4.5JD ．J1.5-【答案】B3．某理想气体分别进行了如图一所示的两个卡诺循环：Ⅰ(abcda )和Ⅱ()，a b c d a '''''且两个循环曲线所围面积相等。
设循环Ⅰ的效率为，每次循环在高温热源处吸的热量为ηQ ，循环Ⅱ的效率为，每次循环在高温热源处吸的热量为，则（ ）。
2ηQ 'A ．，2ηη<Q Q '<B ．，2ηη<Q Q '>C ．，2ηη>Q Q '<D．，2ηη>Q Q '>图一【答案】B4．如果某带电体其体电荷密度增大为原来的2倍，则其电场变为原来的（ ）。
ρA ．2倍B ．1/2倍C ．4倍D ．1/4倍【答案】A5．四条皆垂直于纸面的载流细长直导线，每条中的电流皆为I ，这四条导线被纸面截得的断面，如图二所示，它们组成了边长为2a 的正方形的四个角顶，每条导线中的电流流向亦如图所示，则在图中正方形中心点O 的磁感强度的大小为（ ）。
Ia图二A．IaBπ=02μB．IaB2π=02μC．B=0D．IaBπ=0μ【答案】C6．一个给定的线圈，当通过该线圈的电流增大时，则其自感系数L（）。
大学物理下册习题答案张三慧
大学物理下册习题答案张三慧【篇一：《大学基础物理学》张三慧(第二版)清华大学出版社课后答案】/p> 12345【篇二：张三慧版大学物理期末选择题】2、一花样滑冰者，开始自转时，其动能为e0?j0?02。
然后她将手臂收回，转动惯量减少至原来的，此时她的角速度变为?，动能变为e。
则有关系为a．??3?0，e?e0；b．???031312，e?3e0；c．??30，e?e0；d．??3?0，e?3e0。
3、对于质点组，内力可以改变的物理量是a．总动量； b．总角动量；c．总动能；d．总质量4、如图，一定量的理想气体，由平衡态a变到平衡态b，且它们的压强相等，即pa?pb。
在状态a和状态b之间，气体无论经过的是什么过程，气体必然a．对外做正功；b．内能增加；c．从外界吸热；d．向外界放热。
opa??bv5、半径为r的半球面放在均匀磁场中，通过半球面的磁通量为a．2?r2b；b．?r2b；c．2?r2bcos?；d．?r2bcos?。
6、极板间为真空的平行板电容器充电后与电源开，若将板间距离拉开一些，则不正确的是a、电容器两板间的电势差增大；b、电容器电容减小断c．电容器中电场能量增加； d．电容器两板间电场强度增大。
?7、一运动质点在某瞬时位矢为r(x,y)，其速度大小为??22drdrdr?dy??dx?a．； b．； c．； d．?????dtdtdt?dt??dt?8、有两瓶不同的气体，一瓶是氦，一瓶是氢，它们的压强相同，温度相同，但体积不同，下列结论正确的是a．分子平均平动动能不相同；b．单位体积气体质量相同；c．单位体积气体的内能相同；d．单位体积的分子数相同。
9、一卡诺致冷机，从低温热源吸热6?104j，向高温热源散热7?104j，则致冷系数和所消耗的外功为161c．，1.5?105j；d．6,1?104j。
6a．，1?104j；b．6，1.5?105j；10、有两条长直导线各载有5a的电流，分别沿x，y轴正向流动。
大学物理(张三慧)
李玉琦 河南科技学院
二,质点系动量定理 两个质点:
f12
F1
m1
m2
F2
f 21
f12 + f 21 = 0
一对内力
n个质点的系统:
n n
内力总是成对出现
∴ ∑ ∑ f ij = 0
i =1 j =1
∑
i
d Fi = dt
∑
i
pi
李玉琦 河南科技学院
说明 (1) 只有外力可改变系统的总动量 (2) 内力可改变系统内单个质点的动量 ——质点的 动量重新分配,对总动量无影响.
v1x = v, v1 y = 0; v2 x = v cos θ , v2 y = v sin θ
I x Δpx mv2 x mv1x mv cos θ m(v) Fx = = = = = 7.0 ×103 (N) Δt Δt Δt Δt I y Δp y mv2 y mv1 y mv sin θ 0 Fy = = = = = 7.0 ×103 (N) Δt Δt Δt Δt
I F = = 165(kN ) Δt
李玉琦 河南科技学院
【例3.2】 棒击垒球.一个质 量 m = 140 g 的垒球以 v = 40 m/s 的速率沿水平方向飞向击 球手,被击后它以相同速率沿 θ= 60°的仰角飞出,求垒球 受棒的平均打击力.设球和棒 的接触时间 △t = 1.2 ms . 解
则外力冲量可以忽略,质点系动量守恒.(如:碰撞,打击, 爆炸等) 4.动量守恒定律是物理学中最重要,最普遍的定律之一, 它不仅适合于宏观物体,也适合于微观领域. 5.对那些不能用力的概念描述的过程,例如光子与电子的 碰撞,衰变,核反应等过程,实验表明:只要系统不受外 界影响,这些过程的动量守恒.
张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)【章节题库】(4-6章)【圣才出品】
第4章功和能一、选择题1．关于质点系内各质点间相互作用的内力做功问题，以下说法中，正确的是（）。
A．一对内力所做的功之和一定为零B．一对内力所做的功之和一定不为零C．一对内力所做的功之和一般不为零，但不排斥为零的情况D．一对内力所做的功之和是否为零取决于参考系的选择【答案】C2．质点M与一固定的轻弹簧相连接，并沿椭圆轨道运动，如图4-1。
已知椭圆的长半轴和短半轴分别为a和b，弹簧原长为l0（a>l0>b），劲度系数为k，则质点由A运动到B 的过程中，弹性力所做的功为（）。
图4-1A．B．C．D．【答案】B二、填空题1．一个质点在几个力同时作用下的位移为，其中一个恒力为F＝－3i－5j＋9k（SI）。
这个力在该位移过程中所做的功为______。
【答案】67J2．人从10m深的井中提水，桶离水面时装水10kg。
若每升高1m要漏掉0.2kg的水，则把这桶水从水面提高到井口的过程中，人力所做的功为______。
【答案】882J3．劲度系数为k、原长为l0。
的轻弹簧，一端固定于O点，另一端系一质量为m的物体如图。
现将弹簧置于水平位置，并保持原长，然后无初速释放。
若物体在铅直面内摆至最低位置时，弹簧伸长量为原长的1/n，则此时物体速度的大小为______。
图4-2【答案】三、简答题1．人从静止开始步行，如鞋底在地面上不打滑，作用于鞋底的摩擦力是否做了功?人体的动能是从哪里来的?答：作用于鞋底的摩擦力没有做功；人体的动能是内力做功的结果。
2．以相同的动能从同一地点抛出两个物体，试问在下列两种情况下到达最高点时这两物体的动能是否相同?势能是否相同?（1）两个物体质量不同，但均竖直地往上抛；（2）两个物体质量相同，但一个竖直往上抛，另一个斜上抛。
答：（1）两物体的动能相同，势能相同。
（2）两物体的动能不相同，势能也不相同。
3．两船相距较近而并行前进时就容易相撞，试说明之答：两船平行前进时，两条流线方向相同.如果靠得较近，两船之间的水的流速将大于两船外侧的流速.根据伯努利方程可知，两船之间压强将小于两船外侧的压强.这样两船都将受到一个指向对方的压力的作用，极易造成两船碰撞.4．用能量方法和用牛顿定律各自求解哪些力学问题较方便?哪些力学问题不方便?答：（1）若只涉及始末状态就可以求解的力学问题，用能量方法较方便，如求功、始末速度等和能量直接联系的量；但在求解某一时刻所对应的力学问题时，再用能量方法就不方便了．（2）牛顿定律是力的瞬时作用规律，在求解某一时刻对应的力、加速度及运动过程中的细节问题时，用牛顿定律较为方便；若过程中物体间的相互作用关系复杂时，直接用牛顿定律处理则不方便．很多情况下两种方法结合使用，解决问题会更方便．5．俗话说：“好船家会使八面风”，有经验的水手能够使用风力开船逆风行进，试用伯努利原理解释这一现象？答：如图4-3所示，当船逆风时（实际并不完全逆风，风向与船行进方向有一夹角），气流经过弯曲的帆（不是平的，一侧凸起，一侧凹陷）时，在帆凸起的一侧，气流速率要大些，而在凹进的一侧气流速率要小些.这样根据伯努利方程可知，在帆凹进的一侧气流的压强要大于帆凸起一侧气流的压强，于是对帆就产生一个推力，该力指向船头的分力可以使船前进.图4-36．从水龙头徐徐流出的水流，下落时逐渐变细，为什么？答：据连续性原理知，流速大处截面积小.下落时水的流速逐渐增大，所以面积逐渐减小而变细.7．试用伯努利方程分析并解释足球运动中的香蕉球和飞机在空气中飞行时机翼所受的升力？答：球体作匀速平动时，球体两侧的速度相同因此球体两侧的压强也相同，所以作直线运动；而香蕉球表示球体在流体中作逆时针旋转运动时的运动情况.由于球体的转动带动周围的空气旋转，造成球下部的流体速度减慢，而上部流体速度加快，由伯努利方程可知下面的压强比较大，上面的压强小，这使球受到向上的升力，从而使球在飞行时受到向上的偏转，这就是香蕉球.飞机的机翼是根据流体力学设计的，飞机在飞行时，机翼上面的流线比下面的密，由伯努利方程可知，上部流体处于高速低压状态，在机翼上下产生压力差，从而产生升力.8．外力对质点不做功时，质点是否一定作匀速直线运动?答：外力对质点不做功时，质点不一定作匀速直线运动，有两种情况：（1）若合外力F＝0，则质点将保持原来的运动状态不变．此即牛顿第一定律，原来静止的将仍然保持静止；原来作匀速直线运动的，将继续保持原有速度的大小和方向不变的匀速直线运动．（2）若合外力F与质点的位移dr始终垂直，则合外力对质点不做功．如：用细绳连接着的小球在光滑水平面内作圆周运动，拉力不做功．此时的质点所作的是匀速率圆周运动，其动能虽然不变，但速度方向不断改变。
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7.气体分手的无现酣适量古g气体分子在无规则运动中相互碰撞。
连续两次碰撞阳所经过的自由路程的方向租大小也是无规则的(布朗运动〉。
这些路程的大小的平均值叫平均自由程(，1，)。
它和平均碰撞颇率(功的关系为λ=vlz夺利用气体分子的钢球模型可导出阔种分子组成的气体内，分子的平均自由程为1 k T J2an ，J玄究cPn ，J岛cPp式中，σ表示分子的碰撞截面.d表示分子的直径G8. 1:里盟气挥应盟的徽现公式z想略分子阔的相互作用和分子本身的大小，并认为碰撞是完全弹性的，就可以提据牛顿定律和求平坤璋的方法撞导出pz÷nmF23nζ 式中型η是气体的平均数曹度事ε1是分子无规则运动的平均平功功能。
9.渥盟撤现辈在计重义t温度T 与分子运动的平均动能有关，特别地，将压强的撒现公式和理想气体状态方程对比，可得←?是T温度撞念只适用由大量分子组成的而且宏现上处于平爵王草的费力学系统，它反映的是系统内分子无规则运动，所攒及的能量也是这些分子的无规则运功能量G10.能量均封建理z在平衡豆豆下，分子热运动的每个自由度(相应于分子能量表示式度，则一个分子总平均能量就是←÷K T第7幸温度和气体动理论对于单原子分子，i=3，分子平均总动能r卡L对于册子分子，i=5，分子平均且功能「卡丁。
对于多原子分子，片，分子平均总功能「3hTo通常温度下，罪原子分子和多原子分子内部的振功能量不发生变化，这些分子就都作为制性分子处理。
νmol理辑气体的内能只包含分子无规则运功的功能〈分子间棉互作用己忽略，故不计分子1到势能，分子内部振动能量也如上所述不计)，因固有E =÷队是T=÷νR T11.气体分子E董事分布函费支:这是从徽现上说明气体分子无规则运功情况的一种方法。
它指的是在速率v�时近单位速率区间内的分子数dNu占总分子数N的百分比.tWdN.f(的:Ndv由此可得在速率区间dv内的分子数占分子总数的百分比为节':'= f(的dv扣3对所有速率区阔的分子数的百分比如起粟，总百分比应等于1，因此r f(讪=1这一公式叫速率分布函数f(功的!黯-1名最件。
在平衡态下气体分子的速率分布蝠数为麦克斯韦速率分布踊数，其影式为由此可求得三种有特别意义的速率:最概然速率%=砰=厚=1. 41 J!fl平均速率60 J!fl方均提速率v_= = =1. 73 J!fl( =H)麦克斯韦速率分布曲线的特征是两端都是零雨中间有一若是大值。
温度黯高草草分子质量越小，极大撞出现处(vp)越怕i]v大的方向移功，而曲线也越平埋。
曲镜下的面军只总等第2篇热学于1。
12. �黠气体等温室主:在某些瘟度和压强下，可能存在撞民共存的状盔，这时的蒸气叫铀和蒸气。
温度高于某一温度，mù不可能有这种草草汽共存的平衡;快态出现i这时只靠压缩不能使气体被化。
这一温度的限度叫临界温度@不同气体有不同的临界握肢。
7.2 解草里思路对主要利用理想气体收态方程求解的题，一般首先确定要分析的系统，然后辨别其所处的收态，最后将同一平衡奋的相关状态参量(插p，V，T，m)代人枝在方程>.K解o解题时要注意各量的单位。
又才于有关分子动理论的习题曾要首先建立统计概念，这里包括两点。
一是整理解平均攘的意义。
对于分子的散现运动带我们不能给出一个分子的跪定信息，只能求出平均值，如分子数密度，平均功能，平均速率，平均自由程都是时大量分子(或在宏班小散现大的区间内〉的平均镜。
二是要理解分布的概念，这是从宏现上说明气体微1盟运动情况的方法(在宏现上或总体上对社会或娃挤状况也用给出分布的方法，如人口分布，年龄分布，财产分布等〉。
应住宜的是速率分布公式中的f(的也是一种平均佳，因为由于分子阔的无停息地无规则碰撞，在某一给定速率区阔的分子数在微现上是不可能怪定的，只有其平均擅才有实际的意义。
本章多数习题都可以直接选取已有公式求解。
但要注意分靳题目所给条件是否真的符合所用公式的条件。
7.3 患考题选答7.12 f也球大气层上层的电离层中，电离气体的温度可达2000K.但每立方厘米中的分子数不起过105个。
这温度是什么意思9一抉锡放到诙处舍不会被梅化?已知锚的路点是505Ko害在诙处握度的意义适用对温度的微现意义的理解，即温度和气体分子的平均功能有关。
该处气体自紫外生克服射而l�收能量使运动速度增大，因而温度高了。
但因分子数密度较小，它们和锚块碰撞时并不能提供足够大的能量，所以锚块不会路化(人处在那个环境中也感到很冷的〉。
7.15 蔽体的蒸发过程是不是其表面一层一摆地变成蒸气?为什么蒸发时搜体的古董度会降锚?答撞体的藩发过程不是其表面一层一摆地变为蒜气，睛是由于被体分子的速度各不相同，那些速度大、能量大的分子克服部盖面层内分子的引力而飞出擅面的过程。
由于应7.1647.1 6霉65XlOs(1) 由(2)第7章混Jt;f口气体动理论能小了。
如果蔽体不能从外界得到及时的能空的容器内进行?什么限制?翻的分子将军口抽空后藏余气体的分子隶主主辙攘e事完Jl\t这种实验，应使残余气体的强足罐姆从的摇撞撞λ水的三梧点智龄槽由时，气体的373雹15区的重量度时，气棒的压强是多大?立20X103P在爵，待费i温度最多少民?，由于体事不变，T J T s = Pl/如Pl P. T1/T. =怠65X 10事X373. 1雹169.08 X 10� P在T2 TJ pz/户J= 273.16 X 2. 20 X=90.4 K =-182事8'C65 X 10罩77.2 时28"自朽车车轮直程为71.12 cm(辑当于28 3.C的天气盟向空胎里打气。
打气筒长30cm也戴3 cm.在了20节，气打草解出出内压强是多少守设车舶内最T! 273-3=270瓦，V1 =20X凭X1.5ZX30Tz =273十7=280区V2=需X71.12X贺Xl打人时最量不变，新�Jpz =主卫平:V主1挂在m费革2革热学7.3 空空气的压强为。
.18P恙'的撵尔质量最29.03. 2 X 10-. kg/τEIZ a主主该楚的了主些主工经主立m R PRE住户口n是γ，n 6.65 X 1019 m-37.4的草草辑为2.1 X 101m串，20 "c .要翻使气球上升，其内准;提况下空气的密度.(10乙二1.29，如4由于弗气球外自压噩梅等〈均数1P主工工《了。
/T:υ{J2 笃笃(10费E量最共ιSX103解�内球外内。
�PI和《分黠表孟由(Pl -Pργg=mgII P(10 Tö (去去)v气f拉克号等内357 K7.5某柴描机的10" Pa o当10. Pa，在这草草度引温斤的1气的空翻机中体其露λ能割肉忌的×毛25X_ P2V2T2由此得X 320 = 929K = 656×第7章混告公107.6 一氢气球在20学在籍;每1.是m漏掉的氧气的1. 1 atm。
求也为降度温时晚夜I:::.m=m l -m z2 X8.31=0.哥327雹7ê毒草ïiJ〕匾。
OXIO-18且仅呐e此 1 c m'� 内辑然主5X101 m-a =257.8 在专1997自6.71 mb盯(1bar c m3 f号平均个分子?解n1. 87X lOZi< m-:< 1.87X I011 cm→7.9 ff望每辑内的篮原子数辛苦Jj[1010 达10l K. 内× Pa7.10 山顶上的解由AU×sm拍为×遥理出弘um戮……户750mm Hg时，户工=poexpl可得h 1. 95 X 10.1 m7建113锺8X苦苦1.蒋捷软惑下的平白白连摇时i睡撞撞e草草λ 工工是?第2;事热学8X I 0…10)2 X 1. 01X 105 2出5.8X 10…Bm的平坤时间向陆为×一、A 一一λ-z一一啕T =5.8XI0-e X附:雹3Xs1.12 真空管的钱度为10-2m3XI0-jO m，求27"c1走了 1.Pa，设空气分子的自由程和平均碰撞挥率。