华理大学物理第5章习题课

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华东理工大学《大学物理（下）A》第一学期课程期末考试试卷

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华东理工大学2014-2015学年第一学期《大学物理下《大学物理下-A -A -A》课程期末考试试卷》课程期末考试试卷
2015.1
开课学院：理学院专业：13级理工类专业考试形式：闭卷所需时间：120 分钟考生姓名：
学号：
班级：
任课教师：
题序一二
三
总分
20
21
22
23
得分评卷人
一．选择题（共30分）
二．填空题（共30分）
三．计算题（共40分）
22.22.（本题（本题10分）（32303230））
一衍射光栅，每条透光缝宽为cm a 3
102-´=，在光栅后放置一焦距f =1m 的会聚透镜。

现以波长nm 600=l 的单色平行光垂直照射光栅，求：的单色平行光垂直照射光栅，求：（1）透光缝a 的单缝衍射中央明纹宽度为多少？的单缝衍射中央明纹宽度为多少？
（2）若在该宽度内，包含有5条光栅衍射主极大，则光栅常数是多少？条光栅衍射主极大，则光栅常数是多少？（3）相邻两条主极大之间的间距是多少？）相邻两条主极大之间的间距是多少？。

大学物理第五章习题选讲

第五章作业选讲5 －8 在氯化铯晶体中，一价氯离子Cl －与其最邻近的八个一价铯离子Cs +构成如图所示的立方晶格结构.(1) 求氯离子所受的库仑力；(2) 假设图中箭头所指处缺少一个铯离子(称作晶格缺陷)，求此时氯离子所受的库仑力.分析铯离子和氯离子均可视作点电荷，可直接将晶格顶角铯离子与氯离子之间的库仑力进行矢量叠加.为方便计算可以利用晶格的对称性求氯离子所受的合力.解 (1) 由对称性，每条对角线上的一对铯离子与氯离子间的作用合力为零，故F 1 ＝0. (2) 除了有缺陷的那条对角线外，其它铯离子与氯离子的作用合力为零，所以氯离子所受的合力F 2 的值为N 1092.1π3π4920220212⨯===aεe r εq q F F 2 方向如图所示.5 －12 两条无限长平行直导线相距为r 0 ，均匀带有等量异号电荷，电荷线密度为λ.(1) 求两导线构成的平面上任一点的电场强度( 设该点到其中一线的垂直距离为x )；(2) 求每一根导线上单位长度导线受到另一根导线上电荷作用的电场力.分析 (1) 在两导线构成的平面上任一点的电场强度为两导线单独在此所激发的电场的叠加.(2) 由F ＝q E ，单位长度导线所受的电场力等于另一根导线在该导线处的电场强度乘以单位长度导线所带电量，即：F ＝λE .应该注意：式中的电场强度E 是另一根带电导线激发的电场强度，电荷自身建立的电场不会对自身电荷产生作用力.解 (1) 设点P 在导线构成的平面上，E ＋、E －分别表示正、负带电导线在P 点的电场强度，则有()i i E E E xr x r ελx r x ελ-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=+=+-00000π211π2(2) 设F ＋、F －分别表示正、负带电导线单位长度所受的电场力，则有2002πr λλε+-==F E ii E F 002π2r ελλ-=-=+-显然有F ＋＝F －，相互作用力大小相等，方向相反，两导线相互吸引.5 －14 设匀强电场的电场强度E 与半径为R 的半球面的对称轴平行，试计算通过此半球面的电场强度通量.分析方法1：由电场强度通量的定义，对半球面S 求积分，即⎰⋅=SS d s E Φ方法2：作半径为R 的平面S ′与半球面S 一起可构成闭合曲面，由于闭合面内无电荷，由高斯定理∑⎰==⋅01d 0q εSS E 这表明穿过闭合曲面的净通量为零，穿入平面S ′的电场强度通量在数值上等于穿出半球面S 的电场强度通量.因而⎰⎰'⋅-=⋅=S SS E S E Φd d解1 由于闭合曲面内无电荷分布，根据高斯定理，有⎰⎰'⋅-=⋅=S SS E S E Φd d依照约定取闭合曲面的外法线方向为面元d S 的方向，E R πR E 22πcos π=⋅⋅-=Φ5 －20 一个内外半径分别为R 1 和R 2 的均匀带电球壳，总电荷为Q 1 ，球壳外同心罩一个半径为R 3 的均匀带电球面，球面带电荷为Q 2 .求电场分布.电场强度是否为离球心距离r 的连续函数？试分析.分析以球心O 为原点，球心至场点的距离r 为半径，作同心球面为高斯面.由于电荷呈球对称分布，电场强度也为球对称分布，高斯面上电场强度沿径矢方向，且大小相等.因而24d r πE ⋅=⎰S E .在确定高斯面内的电荷∑q 后，利用高斯定理∑⎰=0/d εq S E 即可求出电场强度的分布.解取半径为r 的同心球面为高斯面，由上述分析∑=⋅02/π4εq r E r ＜R 1 ，该高斯面内无电荷，0=∑q ，故01=ER 1 ＜r ＜R 2 ，高斯面内电荷()31323131RR R r Q q --=∑ (v=4/3Pi R3)故 ()()23132031312π4r R R εR r Q E --= +R 2 ＜r ＜R 3 ，高斯面内电荷为Q 1 ，故2013π4r εQ E =r ＞R 3 ，高斯面内电荷为Q 1 ＋Q 2 ，故20214π4r εQ Q E +=电场强度的方向均沿径矢方向，各区域的电场强度分布曲线如图(B )所示.在带电球面的两侧，电场强度的左右极限不同，电场强度不连续，而在紧贴r ＝R 3 的带电球面两侧，电场强度的跃变量230234π4ΔεσR εQ E E E ==-= 这一跃变是将带电球面的厚度抽象为零的必然结果，且具有普遍性.实际带电球面应是有一定厚度的球壳，壳层内外的电场强度也是连续变化的，本题中带电球壳内外的电场，在球壳的厚度变小时，E 的变化就变陡，最后当厚度趋于零时，E 的变化成为一跃变.5 －21 两个带有等量异号电荷的无限长同轴圆柱面，半径分别为R 1 和R 2 ＞R 1 )，单位长度上的电荷为λ.求离轴线为r 处的电场强度：(1) r ＜R 1 ，(2) R 1 ＜r ＜R 2 ，(3) r ＞R 2 .分析电荷分布在无限长同轴圆柱面上，电场强度也必定沿轴对称分布，取同轴圆柱面为高斯面，只有侧面的电场强度通量不为零，且⎰⋅=rL E d π2S E ，求出不同半径高斯面内的电荷∑q .即可解得各区域电场的分布.解作同轴圆柱面为高斯面，根据高斯定理∑=⋅0/π2εq rL E r ＜R 1 ， 0=∑q01=E在带电面附近，电场强度大小不连续，电场强度有一跃变 R 1 ＜r ＜R 2 ，L λq =∑rελE 02π2=r ＞R 2，0=∑q03=E在带电面附近，电场强度大小不连续，电场强度有一跃变00π2π2ΔεσrL εL λr ελE ===这与5 －20 题分析讨论的结果一致.5 －26 电荷面密度分别为＋σ和－σ的两块“无限大”均匀带电的平行平板，如图(a )放置，取坐标原点为零电势点，求空间各点的电势分布并画出电势随位置坐标x 变化的关系曲线.分析由于“无限大”均匀带电的平行平板电荷分布在“无限”空间，不能采用点电荷电势叠加的方法求电势分布：应该首先由“无限大”均匀带电平板的电场强度叠加求电场强度的分布，然后依照电势的定义式求电势分布. 解由“无限大” 均匀带电平板的电场强度i 02εσ±，叠加求得电场强度的分布， ()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧><<--<=a x a x a εσa x0 2 00i E电势等于移动单位正电荷到零电势点电场力所作的功()a x a x εσV x <<--=⋅=⎰ d 0l E ()a x a εσV -<=⋅+⋅=⎰⎰- d d 0a-axl E l E ()a x a εσV >-=⋅+⋅=⎰⎰ d d 0a-axl E l E电势变化曲线如图(b )所示.5 －27 两个同心球面的半径分别为R 1 和R 2 ，各自带有电荷Q 1 和Q 2 .求：(1) 各区域电势分布，并画出分布曲线；(2) 两球面间的电势差为多少？分析通常可采用两种方法(1) 由于电荷均匀分布在球面上，电场分布也具有球对称性，因此，可根据电势与电场强度的积分关系求电势.取同心球面为高斯面，借助高斯定理可求得各区域的电场强度分布，再由⎰∞⋅=pp V l E d 可求得电势分布.(2) 利用电势叠加原理求电势.一个均匀带电的球面，在球面外产生的电势为rεQV 0π4=在球面内电场强度为零，电势处处相等，等于球面的电势RεQV 0π4=其中R 是球面的半径.根据上述分析，利用电势叠加原理，将两个球面在各区域产生的电势叠加，可求得电势的分布.解1 (1) 由高斯定理可求得电场分布()()()22021321201211π4π40R r r εQ Q R r R r εQ R r r r >+=<<=<=e E e E E 由电势⎰∞⋅=rV l E d 可求得各区域的电势分布.当r ≤R 1 时，有20210120212113211π4π4π411π40d d d 2211R εQ R εQ R εQ Q R R εQ V R R R R r+=++⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=⋅+⋅+⋅=⎰⎰⎰∞lE l E l E当R 1 ≤r ≤R 2 时，有202012021201322π4π4π411π4d d 22R εQ r εQ R εQ Q R r εQ V R R r+=++⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⋅+⋅=⎰⎰∞lE l E当r ≥R 2 时，有rεQ Q V r02133π4d +=⋅=⎰∞l E(2) 两个球面间的电势差⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⋅=⎰210121211π4d 21R R εQ U R R l E。

大学物理习题册第五章习题详解ppt课件

球心处于O点．△AOP是边长为a的等边三角形．为了
使P点处场强方向垂直于OP，则l和Q的数量之间应满
足____l__=_Q__/a____关系，且l与Q为___异____号电荷。
由图示几何关系有, EQElsin30
Aλ
Q 1 l 40a2 2 20a
a
a
OQ a
P
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱQal
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10
真空中的静电场（一）
面上，在此气球被吹大的过程中，被气球表面掠过的
点（该点与球中心距离为r），其电场强度的大小将
由
变为
．
SEd SE4r2q 0 E4rq 20
r q0
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14
真空中的静电场（一）
第五章真空中的静电场
7．已知均匀带正电圆盘的静电场的电力线分布如图所示．由这电力线分布图可断定圆盘边缘处一点P的电势
半径为R，则b点处的电势 =___________.
由电势的叠加原理有，
i i4 0 q 1 2 R 4 q 02 2 R 4 0 q 3 2 R q 2
2q1q3q2
80R
q1
O
q3
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b
16
真空中的静电场（一）
第五章真空中的静电场
9. 一半径为R的均匀带电圆盘，电荷面密度为s，设无穷远处为电势零点，则圆盘中心O点的电势=__．
sR/(20)
dr dqs2πrdr
x2 r2
ro
R
x
Px
P
1
4π0
R 0
s2πrdr
x r 2 2 最新课件
s
20
x2R2 x
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真空中的静电场（一）

大学物理答案第5章

第五章热力学基础5－1 在水面下50.0 m 深的湖底处（温度为4.0℃），有一个体积为1.0×10-5 m 3的空气泡升到湖面上来，若湖面的温度为17.0℃，求气泡到达湖面的体积。

（大气压P 0 = 1.013×105 Pa ）分析：将气泡看成是一定量的理想气体，它位于湖底和上升至湖面代表两个不同的平衡状态。

利用理想气体物态方程即可求解本题。

位于湖底时，气泡内的压强可用公式gh p p ρ+=0求出，其中ρ为水的密度（常取ρ = 1.0⨯103 kg·m -3）。

解：设气泡在湖底和湖面的状态参量分别为（p 1，V 1，T 1）和（p 2，V 2，T 2）。

由分析知湖底处压强为ghp gh p p ρρ+=+=021。

利用理想气体的物态方程可得空气泡到达湖面的体积为()3510120121212m 1011.6-⨯=+==T p V T gh p T p V T p V ρ5－2 氧气瓶的容积为3.2×10-2 m 3，其中氧气的压强为1.30×107 Pa ，氧气厂规定压强降到1.00×106 Pa 时，就应重新充气，以免经常洗瓶。

某小型吹玻璃车间，平均每天用去0.40 m 3 压强为1.01×105 Pa 的氧气，问一瓶氧气能用多少天？（设使用过程中温度不变）分析：由于使用条件的限制，瓶中氧气不可能完全被使用。

从氧气质量的角度来分析。

利用理想气体物态方程pV = mRT /M 可以分别计算出每天使用氧气的质量m 3和可供使用的氧气总质量（即原瓶中氧气的总质量m 1和需充气时瓶中剩余氧气的质量m 2之差），从而可求得使用天数321/)(m m m n -=。

解：根据分析有RT V Mp m RT V Mp m RT V Mp m 333122111===；；则一瓶氧气可用天数()()5.933121321=-=-=V p V p p m m m n5－3 一抽气机转速ω=400r ּmin -1，抽气机每分钟能抽出气体20升。

华东理工物理化学书后习题解答(胡英主编_高等教育出版社)

第1章物质的pVT 关系和热性质习题解答1. 两只容积相等的烧瓶装有氮气，烧瓶之间有细管相通。

若两只烧瓶都浸在100℃的沸水中，瓶内气体的压力为0.06MPa 。

若一只烧瓶浸在0℃的冰水混合物中，另一只仍然浸在沸水中，试求瓶内气体的压力。

解： 21n n n +=2212112RT V p RT V p RT V p +=⋅2111121222112p T p T T p T T T T =+⎛⎝⎜⎞⎠⎟=+ ∴112222p T T T p ⋅+=MPa0.0507=MPa 06.02)15.273100()15.2730(15.2730⎥⎦⎤⎢⎣⎡××++++=2. 测定大气压力的气压计，其简单构造为：一根一端封闭的玻璃管插入水银槽内，玻璃管中未被水银充满的空间是真空，水银槽通大气，则水银柱的压力即等于大气压力。

有一气压计，因为空气漏入玻璃管内，所以不能正确读出大气压力：在实际压力为102.00kPa 时，读出的压力为100.66kPa ，此时气压计玻璃管中未被水银充满的部分的长度为25mm 。

如果气压计读数为99.32kPa ，则未被水银充满部分的长度为35mm ，试求此时实际压力是多少。

设两次测定时温度相同，且玻璃管截面积相同。

解：对玻璃管中的空气，p V p V 2211=kPa 0.96=kPa )66.10000.102(35251212−×==p V V p ∴ 大气压力 = kPa 28.100kPa )96.032.99(=+·28· 思考题和习题解答3. 让20℃、20 dm 3的空气在101325 Pa 下缓慢通过盛有30℃溴苯液体的饱和器，经测定从饱和器中带出0.950 g 溴苯，试计算30℃时溴苯的饱和蒸气压。

设空气通过溴苯之后即被溴苯蒸气所饱和；又设饱和器前后的压力差可以略去不计。

（溴苯Br H C 56的摩尔质量为1mol g 0.157−⋅）解：n pV RT 131013252010831452027315==×××+⎡⎣⎢⎤⎦⎥−().(.) mol =0.832 mol n m M 209501570==..mol =0.00605mol p py p n n n 22212101325732==+=×= Pa 0.006050.832+0.00605 Pa4. 试用范德华方程计算1000 g CH 4在0℃、40.5 MPa 时的体积(可用p 对V 作图求解)。

物化第五章化学动力学课后题

第五章习题及答案1.在蔗糖和HCl 的混合水溶液中,蔗糖和HCl 的浓度分别为0.3mol/L 和1mol/L 。

用旋光计测得在28︒C,经40min 有46%的蔗糖发生了水解。

已知其水解为一级反应,求(1)反应速率常数;(2)反应开始时和反应至40min 时的反应速率;(3)80min 时已水解的蔗糖百分数。

解:蔗糖水解为一级反应,则(1)()201054130460130ln 401ln 1-⨯=⨯-==....c c t k min -1(2)300106243001540/d d -⨯=⨯==-...kc t c mol ⋅L -1⋅min -131049230)4601(01540/d d -⨯=⨯-⨯==-....kc t c mol ⋅L -1⋅min -1(3)8707080e 1e 118001540000..c c c c c .kt ==-=-=-=-⨯--%6.在350K 温度下,某物质A 的分解是二级反应。

反应进行到A 消耗掉初浓度的1/2所需要的时间是5min,求A 消耗掉初浓度的2/3所需要的时间。

解:消耗掉初浓度的的1/2所需要的时间即为半衰期A,0A 2/11c k t =则反应的速率常数A,0A,02/1A 511c c t k ==由二级反应积分速率方程tk c c A A,0A11=-得t c c c ⨯=-A,0A,0A,0513/11故t =10min11.NO 2的分解反应为NO 2(g)NO(g)+1/2O 2(g),将0.210g NO 2气体装入一体积为2L 的密闭容器,温度恒为603K 。

分解反应的初速率为0.0196mol ⋅L -1⋅h -1,当浓度下降到0.00162mol ⋅L -1时,反应速率只有初速率的一半。

求(1)反应级数;(2)15min 后NO 2的浓度。

解:(1)NO 2的初浓度为002282020055462100A,0...c =⨯=mol ⋅L -1设反应级数为n ,则有c k r n AA A =和c k r n A,0A A,0=两式相除得nc c r r )/(/A,0A A,0A =20222)0022820/001620(ln )2/1(ln )/(ln )/(ln A,0A A,0A ≈===...c c r r n (2)由2A,0A A,0c k r =,可得837630022820/0196022A,0A,0A ...c r k ===mol -1⋅L ⋅h -1由2A A A c k r =,可得237340016202/0196022A A A ...c r k ===mol -1⋅L ⋅h -1k A 的平均值为:3749A =k mol -1⋅L ⋅h -1,则15min 时NO 2的浓度为4A,0A A 102770022820/160/1537491/11-⨯=+⨯=+=..c t k c mol ⋅L -113.阿司匹林的水解为一级反应。

大学物理第五章习题解答

光学部分习题解答
掌握干涉现象的原理，理解干涉条纹的形成机制，掌握双缝干涉实验中条纹间距的计算方法。
理解衍射现象的原理，掌握单缝、圆孔、光栅等不同情况下衍射条纹的特征和计算方法。
光的干涉与衍射习题解答
光的衍射
光的干涉
光的偏振
理解偏振现象的原理，掌握偏振光和自然光的区别，掌握偏振片和晶体对偏振光的作用。
直线运动习题解答
总结词：理解曲线运动的性质和规律，掌握圆周运动和平抛运动的公式和计算方法。
曲线运动习题解答
曲线运动习题解答
01
详细描述
02
曲线运动的描述：速度方向与轨迹切线方向一致，加速度与轨迹的曲率半径有关。
圆周运动的向心加速度和线速度的计算公式。
03
平抛运动的水平分速度、竖直分速度和合速度的计算公式。
电场强度计算
电场线
高斯定理
电势与电势差
掌握安培环路定律的应用，解决与安培环路定律相关的题目。
安培环路定律
理解磁场线的概念，掌握磁场线的特点，如磁场线的疏密表示磁感应强度的大小。
磁场线
理解洛伦兹力的概念，掌握洛伦兹力的计算方法。
洛伦兹力
解决与磁感应强度相关的计算题，如电流在磁场中所受的力等。
磁感应强度的计算
这一定律揭示了热现象的方向性，即热量传递具有方向性。
热力学第二定律的数学表达式为：$Q = Delta U - W$，其中$Q$是系统吸收的热量，$Delta U$是系统内能的增量，$W$是系统对外做的功。
热力学定律习题解答
热力二定律指出，不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。
5、简述放射性的种类及其特点。
答案：放射性主要分为三种类型：阿尔法放射性、贝塔放射性和伽马放射性。阿尔法放射性是由带两个正电荷的氦原子核组成的高能粒子流；贝塔放射性是由带负电荷的电子或正负电子对组成的低能粒子流；伽马放射性则是高频率的电磁辐射。各种类型的放射性在穿透能力和电离能力上有所不同。

华东理工大学2020版大学物理(下)习题册答案

解：设电子在无穷远处初动能为 Ek ,0 点电子动能 0
R2
A e(U 0 U ) EK EK
R1
U 0
dq R2 2rdr 4 0 r R1 4 0 r
2 0 (R2 R1 )
EK
eU 0
e 2 0
(R2
R1 )
17、一电偶极子原来与均匀电场平行，将它转到与电场反平行时，外力作功为 A，则当此电偶极子与场强成 45角时，此电偶极子所受的力矩为多少?
0
r R1
q1 0
E1 0
R1 r R2
q2 1h
E2
1 2 0r
r R2
q3 (1 2 )h
E3
1 2 2 0r
（2） E1 和 E2 不变， E3 0
9、一厚度为 d 的无限大平板，均匀带电，体电荷密度为，求平板体内、外场强的分布，并以其对称面为坐标原点作出 E x 的分布曲线。
解：设内球带电量为 q 内,依据题意可知电场分布
0
q内
E
4 0q内
0
r2 Q
40r 2
r R1 R1 r R2 R2 r R3 r R3
U
R2
R1
q内 40
r
2
dr
R 3
q内 Q 40 r 2
dr
q内 40
面，q 在该平面的轴线上的 A 点处．求通过此圆平面的 R
电通量。
O
解法一：以 A 为中心，r 为半径作一球面，则通过圆平
面的电通量与通过以圆平面为底的球冠电通量相等。
设球面积 S0 4r 2 ，通量
q 0 0
球冠面积 S 2r(r r c o s) 通量
r A q

大学物理第5章习题答案

L 2 0
r dx 2 d sin
arccos ( L L2 )22r 2 E E y 2 dE y 2 ( sin )d 900 4π 0 r
习题答案
L 2 0
第五章静电场
arccos ( L L2 )22r 2 E E y 2 dE y 2 ( sin )d 900 4π 0 r

R

s
E dS EdS 4 r 2 E q / 0
s
.
r
r
E＝
q 4 0 r 2
q dV kr 4r d r 4kr 3 d r kr 4
2 V 0 0 r
rR
kr 2 E er 4 0
习题答案
解：1)利用高斯定理做一半径为r的同心球面为高斯面
e E S ES cos
第五章静电场
z
解： e上 e下 0
e左 E y a 2 E2 a 2 e右 E y a E 2 a
2 2
o
x E ( E1 kx )i E2 j
E x E1 kx
y
e后 E x a 2 E1a 2
dq
r
x
O
x

z
xdq R cos 2 R 2 sin d dE 0 cos sin d 3 3 4 πε0 R 2 ε0 4 πε0 R
E0

2 ε0

2 0
cos sin d

4 ε0
习题答案
第五章静电场
5-12 真空中两条平行的“无限长”均匀带电直线相距为r，其电荷线密度分别为－和＋．试求： (1) 在两直线构成的平面上，任意一点的场强． (2) 两带电直线上单位长度上的电场力．

华东理工大学《大学物理(上)A、B》第二学期课程期中考试试卷

华东理工大学2010—2011学年第二学期《大学物理上A 、B 》课程期中考试试卷 2011. 4开课学院理学院专业 10级理工科各专业考试形式闭卷所需时间 120 分钟考生姓名_________学号________ __ 班级任课老师一、选择题（每题3分共30分）1、一质点作直线运动，某时刻的瞬时速度=v 2 m/s ，瞬时加速度2/2s m a -=，则一秒钟后质点的速度(A) 等于零． (B) 等于-2 m/s ．(C) 等于2 m/s ． (D) 不能确定．［］2、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) m v ． (B)m v ．(C) m v ． (D) 2m v ．［］ 3、一质量为M 的斜面原来静止于水平光滑平面上，将一质量为m 的木块轻轻放于斜面上，如图．如果此后木块能静止于斜面上，则斜面将(A) 保持静止． (B) 向右加速运动． (C) 向右匀速运动． (D) 向左加速运动．［］234、 A 、B 二弹簧的劲度系数分别为k A 和k B ，其质量均忽略不计．今将二弹簧连接起来并竖直悬挂，如图所示．当系统静止时，二弹簧的弹性势能E P A 与E PB 之比为(A) BA PB PA k kE E =(B)22BAPB PA k k E E = (C)ABPB PA k k E E =(D) 22AB PB PA k k E E = ［］5、一光滑的圆弧形槽M 置于光滑水平面上，一滑块m 自槽的顶部由静止释放后沿槽滑下，不计空气阻力．对于这一过程，以下哪种分析是对的？(A) 由m 和M 组成的系统动量守恒． (B) 由m 和M 组成的系统机械能守恒．(C) 由m 、M 和地球组成的系统机械能守恒．(D) M 对m 的正压力恒不作功．［］6、一人造地球卫星到地球中心O 的最大距离和最小距离分别是R A 和R B ．设卫星对应的角动量分别是L A 、L B ，动能分别是E KA 、E KB ，则应有(A) L B > L A ，E KA > E KB ．(B) L B > L A ，E KA = E KB ． (C) L B = L A ，E KA = E KB ． (D) L B < L A ，E KA = E KB ．(E) L B = L A ，E KA < E KB ．［］7、有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上：(1) 这两个力都平行于轴作用时，它们对轴的合力矩一定是零； (2) 这两个力都垂直于轴作用时，它们对轴的合力矩可能是零； (3) 当这两个力的合力为零时，它们对轴的合力矩也一定是零； (4) 当这两个力对轴的合力矩为零时，它们的合力也一定是零．在上述说法中， (A) 只有(1)是正确的． (B) (1) 、(2)正确，(3) 、(4) 错误． (C) (1)、(2) 、(3) 都正确，(4)错误．(D) (1) 、(2) 、(3) 、(4)都正确．［］8、一圆盘绕过盘心且与盘面垂直的光滑固定轴O 以角速度ω按图示方向转动.若如图所示的情况那样，将两个大小相等方向相反但不在同一条直线的力F 沿盘面同时作用到圆盘上，则圆盘的角速度ω(A) 必然增大． (B) 必然减少．(C) 不会改变．(D) 如何变化，不能确定．［］9、花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动，开始时两臂伸开，转动惯量为J 0，角速度为ω0．然后她将两臂收回，使转动惯量减少为31J 0．这时她转动的角速度变为(A) 31ω0． (B) ()3/1 ω0．(C) 3 ω0． (D) 3 ω0．［］10、质量为m 的小孩站在半径为R 的水平平台边缘上．平台可以绕通过其中心的竖直光滑固定轴自由转动，转动惯量为J ．平台和小孩开始时均静止．当小孩突然以相对于地面为v的速率在台边缘沿逆时针转向走动时，则此平台相对地面旋转的角速度和旋转方向分别为(A) ⎪⎭⎫⎝⎛=R JmR v 2ω，顺时针． (B) ⎪⎭⎫ ⎝⎛=R J mR v 2ω，逆时针． (C) ⎪⎭⎫⎝⎛+=R mR J mR v 22ω，顺时针． (D) ⎪⎭⎫⎝⎛+=R mR J mR v 22ω，逆时针．［］二、填充题（共50分）11、小球A ，自地球的北极点以速度0v在质量为M 、半径为R 的地球表面水平切向向右飞出，如图所示，地心参考系中轴OO ＇与0v平行，小球A 的运动轨道与轴OO ＇相交于距O为3R 的C 点．不考虑空气阻力，小球A 在C 点的速度v与0v 之间的夹角θ = ，C 点的曲率半径．12、一物体在某瞬时，以初速度0v从某点开始运动，在∆ t 时间内，经一长度为S 的曲线路径后，又回到出发点，此时速度为0-v，则在这段时间内： (1) 物体的平均速率是； (2) 物体的平均加速度是．13、质量m =40 kg 的箱子放在卡车的车厢底板上，已知箱子与底板之间的静摩擦系数为μs ＝0.40，滑动摩擦系数为μk ＝0.25，试分别写出在下列情况下，作用在箱子上的摩擦力的大小和方向．（1）卡车以a = 2 m/s 2的加速度行驶，f =____________，方向__________．（2）卡车以a = -5 m/s 2的加速度急刹车，f=____________，方向_________14、一块水平木板上放一砝码，砝码的质量m ＝0.2 kg ，手扶木板保持水平，托着砝码使之在竖直平面内做半径R ＝0.5 m 的匀速率圆周运动，速率v =1 m/s ．当砝码与木板一起运动到图示位置时，砝码受到木板的摩擦力为_____________，砝码受到木板的支持力为________________．15、有两艘停在湖上的船，它们之间用一根很轻的绳子连接．设第一艘船和人的总质量为250 kg , 第二艘船的总质量为500 kg，水的阻力不计．现在站在第一艘船上的人用F = 50 N 的水平力来拉绳子，则5 s 后第一艘船的速度大小为_________；第二艘船的速度大小为______．16、光滑水平面上有一质量为m 的物体，在恒力F作用下由静止开始运动，则在时间t 内，力F 做的功为____________．设一观察者B 相对地面以恒定的速度0v 运动，0v的方向与F 方向相反，则他测出力F在同一时间t 内做的功为______________．17、一质量为m 的质点在指向圆心的平方反比力F =－k ／r 2的作用下，作半径为r 的圆周运动．此质点的速度v =__________．若取距圆心无穷远处为势能零点，它的机械能 E =________．18、质量m 的小球，以水平速度v 0与光滑桌面上质量为M 的静止斜劈作完全弹性碰撞后竖直弹起，则碰后斜劈的运动速度值v =_________________；小球上升的高度h =____________________。

华南理工大学大学物理习题试卷、习题册详细答案(下册)

2．答案：。
3．答案：（1）；（2）。
4．答案：（1），线的方向为逆时针方向；（2），的方向指向轴心。
5．答案：（1）；（2）。
习题七
一、选择题
1．B；2．D；3．B；4．B；5．A。
二、填空题
1．答案：；。
2．答案：；；；。
3．答案：。
4．答案：。
5．答案：0.91c；。
3．答案：（1）5个，；（2）9个，；（3）5；（4）18。
4．答案：10；；。
5．答案：
三、计算题
1．答案：（1）；
（2）；
（3）能级跃迁图如图所示。
2．答案：（1），；
（2）。
3．答案：（1）0.19；（2）0.40。
4．答案：（1）；
（2）在（即）处概率最小，其值均为零。
3．答案：。
4．答案：；方向沿轴向上。
习题四
一、选择题
1．D；2．B；3．A；4．A。
二、填空题
1．答案：；M = 0。
2．答案：（1）；（2）。
3．答案：（1）霍尔；（2）。
4．答案：；。
5．答案：。
三、计算题
1．答案：，方向：垂直于ab向上。
2．答案：（1）；
（2）线圈法线与成或角时。
3．答案：（1），方向水平向左；（2）；
（3），方向水平向右。
4．答案：。
5．答案：。
习题六
一、选择题
1．C；2．B；3．B；4．D；5．A。
二、填空题
1．答案：方向；常；变。
2．答案：a；b；c；c；b；a。
3．答案：。

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。

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【填充题10 】一驻波方程为y=Acos2πxcos100πt(SI)。
位于x1=(1/8)m处的质元P1与位于x2=(3/8)m处的质元P2 的振动相位差为？
y1
A cos
2
1 8
cos100 t(SI )
2 Acos100 t
2
y2
Acos 2
3 8
cos100 t(SI )
2 Acos100 t
' (u V )T ' u V u V ' u V
(3) 观察者接收到的频率
'' u ' u u V u V u V u V u V 声源
反射面
S
'' 2V
u V
A 观察者 V
【计算题2】一平面简谐波沿 x 轴正方向传播，A=10cm， =7 r/s。当t=1.0s时，x=10cm处的a质点的振动状态为
2
t 1.0s yb 0.05
0.24m
yb' 0 7 2 0.2 (5 )
33
3
y
0.1cos
7
t
x
0.12
3
2
3
【计算题4】干涉消声器结构原理图，当发电机噪声
经过排气管达到A时分成两路在B点相遇，声波干涉
相消，若频率υ=300Hz，则弯管与直管的长度差至少
应为多少？（声波的速度u=340m/s）
相位落后于A点π/3，A，B两点相距0.5m，波的频率为
100Hz，则该波的波长λ=
m，波速u=
m/s。
λ=3m u=300m/s
【填空题2】一列平面简谐波沿x轴正向无衰减地传播，波的振幅为210-3m，周期为0.01s，波速为400m/s。当t=0 时x轴原点处的质元正通过平衡位置向y轴正方向运动，则该简谐波的波函数为: 。
【选择题8】汽车过车站时，车站上的观察者测得
声音的频率由1200Hz变到1000Hz。设空气中声速
为330m/s，则汽车的速度为【】
【D】
1200
330 330 vs
s
vs 30m / s
u vO u vs
s
1000
330 330 (vs
)
s
【填空题1】A、B是简谐波波线上的两点，已知，B点的
【填空题7】
4I0
为: 0 。
λ/4
S1
S2
x
【填空题8】一简谐波沿x轴正方向传播，已知x1和 x所2的用振的动时曲间线为，且3 xT2>x？1，x2-x1<，则波从x1传到x2
4
y
x1
T/2
y
x2
T/4
x2 t
x1
2
3
2
t
3T
t T t
4
【填空题9】正在报警的警钟，每隔0.5s响一声，一声接一声地响着，有一个人在以60公里/小时的速度向警钟所在地接近的火车中，则这个人在5min 内听到 629 响。
【B】
【选择题5】当一平面简谐波在弹性介质中传播时源自，下列各结论哪个是正确的【】
【D】
【选择题6】如图所示，两列波长为λ的相干波在P点相遇
。S1的初位相是φ1，到P点的距离是r1；S2点的初位相是 φ2，到P点的距离是r2，以k代表零或正、负整数，则P点干涉极大的条件为【】
s1
r1 *P
s2
ya 0
dy
dt
a
0
ab
x
此时 x = 20cm处的b质点的振动状态为
yb 5.0cm
dy dt b
0
设该波波长>10cm，求波的表达式
说明a、b两点在一个波长内
解：
y
0.1cos
t
x u
0.1cos
t
2
x
t =1.0s ya = 0 y'a < 0
7 2 0.1
2π (r2 r1) 2π r r2 干涉相消时 (2k 1)π
y
2
103
cos
200
t
x 400
2
SI
【填空题3】已知某平面简谐波波源的振动表达式
为y=0.06sinπt/2（SI），波速为2m/s，则离波源5m
处质点的振动表达式为:
。
yp
0.06 sin
2
t
5
4
SI
【填空题4】一平面简谐波沿x轴负向传播，已知
x=-1m处质点的振动表达式为y=Acos(t+φ)，若波
第五章波动
【选择题1】
【D】
【选择题2】下列叙述中不正确的是：【】【C】
【选择题3】已知t=0.5s时的波形如图所示，波速大小 u=10m/s，若此时P点处介质元的振动动能在逐渐增大，则波函数为【】
【B】
y(m) u
10
x(cm)
10
20
-10
P
【选择题4】在同一介质中两列相干的平面简谐波的强度之比是I1/I2=4，则两列波的振幅之比是【】
（3）一静止的观察者处于移动平面的左方，试求观察
者接受到入射波和反射波的频差。解: (1) t时间内反射面接收的完整波数
u u
VB Vs
s
n u V t （ V ）t
λ
声源
S
反射面
A 观察者 V
解: (1) n u V t （ V ）t
λ
(2) 刚性平面接收到的频率作为发射频率
' u V
速为u，则此波的波函数为:
。
y
A cos
t
x 1 u
u
-1 O
x
【填空题5】已知波源的振动周期为410-2s，波的传播速度为300m/s，波沿x轴正方向传播，则位于 x1=10m和x2=16m的两质点振动相位差为: 。
【填空题6】两相干波源S1和S2的振动表达式分别是：y1=Acos(t+φ)，y2=Acos(t+φ)。S1距离P点3 个波长距离，S2距离P点4.5个波长距离。设波传播过程中振幅不变，则两波同时传到P点时，在P点引起的合振动的振幅为: 0 。
r2
【D】
【选择题7】在弦线上有一简谐波，其表达式为
y=2.010-2cos[100π(t+x/20)-4π/3]（SI），为了在此
弦线上形成驻波，且在x=0处为波腹，此弦线上还
应有一简谐波，其表达式为【】
【D】
y=2.010-2cos[100π(t-x/20)+π/3]（SI） y=2.010-2cos[100π(t-x/20)+4π/3]（SI） y=2.010-2cos[100π(t-x/20)-π/3]（SI） y=2.010-2cos[100π(t-x/20)-4π/3]（SI）
2
这是有那两列波合成的？其频率、波长、波速为多少？
y 1 Acos(2 x 100t) cos(2 x 100 t)
2
【计算题1】一频率为、波长为的平面波水平向右传
播，碰到一块以速度V向左移动的、竖直的刚性大平
面后，反射回来。试求：
（1）在时间间隔t内，有多少个波碰到平面上；
（2）反射波波长等于多少？