2016西南交大大学物理A1第八次作业答案
大学物理课后习题答案.A1-8
r r 2 ˆ when t = 0s. The magnitude of the angular momentum about the origin of L = (20kg ⋅ m /s) k
0 0 0 0
2. A particle of mass 13.7g is moving with a constant velocity of magnitude 380m/s. The particle, moving in a straight line, passes with the distance 12cm to the origin. The magnitude of the angular momentum of the particle about the origin is 62.472 kg·m2/s . Solution: By the definition of the angular momentum, the angular momentum of the particle about the origin is
v v v L = r × mv = rmv sin θ = dmv = 12 × 10−3 × 13.7 × 10−3 × 380 = 6.25 × 10−2 kg ⋅ m 2 /s
3. The rotor of an electric motor has a rotational inertia Im=2.47×10-3kg⋅m2 about its central axis. The motor is mounted parallel to the axis of a space probe having a rotational inertia Ip=12.6kg⋅m2 about its axis. The number of revolutions of the motor required to turn the probe through 25.0° about its axis is 354rev . Solution: Assume the two axes are coaxial, the angular momentum is conserved, we have
西南交大大学物理作业参考答案NO.2
分别为 m1 、 m2 相对于地的加速度。以竖直向下为正方向。 和 a2
m2 m1
f
a2
以地球为参考系，分别对 m1 、 m2 和一段轻绳应用牛顿运动定律：
m1 g T m1 a1 m2 g f m2 a2 f T
又由相对加速度公式
1 2 3
（ 4）
T
a 2 a1 a2
V0 －2 V
(B) (D)
2 ( V 0 －V) 2 (V － V 0 )
(C) 2 V－ V0
解：设小球质量为 m，碰撞后速度为 V1 ，车质量为 M，碰撞后速度为 V 2。 完全弹性碰撞，碰撞前后，机械能守恒； 忽略外力作用，碰撞前后动量守恒，即有 移项得
mV0 MV mV1 MV2 mV1 V0 M V V2
©西南交大物理系_2013_02
《大学物理 AI》作业
No.02 动量、动量守恒定律
班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______
一、判断题： （用“T”和“F”表示） [ F ] 1． 在匀速圆周运动中，质点的动量守恒。 解：因为动量是矢量，在匀速圆周运动中，动量的大小不变，方向时时刻刻在变化。 [ F ] 2． 物体运动方向与作用在物体上的合外力方向相同。 反例：抛体运动。 [ F ] 3． 物体所受摩擦力的方向与物体运动的方向相反。
4. 假设一个乒乓球和一个保龄球向你滚来。都具有相同的动量，然后你用相同的力将两 只球停住，比较停住两只球所用的时间间隔 [ B ] (A) 停住乒乓球所用的时间间隔较短 (B) 停住两只球所用的时间间隔相同 (C) 停住乒乓球所用的时间间隔较长 (D) 条件不足，不能确定 解：根据动量定理： I 也相同。 5．在 t = 0 时刻，一个大小恒定的力 F 开始作用在一正在外层空间沿 x 轴运动的石块上。 石块继续沿此轴运动。对 t >0 的时刻，下面的哪一个函数有可能表示石块的位置： [ B ]
西南交大大物试卷答案08A
西南交⼤⼤物试卷答案08A《⼤学物理AII 》作业 No.8 量⼦⼒学基础⼀、选择题1. 如果两种不同质量的粒⼦，其德布罗意波长相同，则这两种粒⼦的 [ A ] (A) 动量⼤⼩相同。
(B) 能量相同。
(C) 速度⼤⼩相同。
(D) 动能相同。
解：由德布罗意关系λhp =可知，粒⼦波长相同，动量⼤⼩必然相同。
由于粒⼦质量不同，所以，粒⼦速度、动能和能量将不同。
2. 若α粒⼦在磁感应强度⼤⼩为B 的均匀磁场中沿半径为R 的圆形轨道运动，则粒⼦的德布罗意波长是 [ A ] (A)eRB h 2 (B) eRBh(C) eRB 21 (D) eRBh 1 解：由B v q F ?=和Rv m F n 2=，有半径eB mvqB mv R 2==，所以德布罗意波长eBRhmv h 2==λ。
3. 设粒⼦运动的波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所⽰，那么其中确定粒⼦动量的精确度最⾼的波函数是哪个图？[ A ]解：由不确定关系 ≥x p x 可知，x ?⼤，x p ?⼩，图(A)x ?最⼤，所以x p ?最⼩，确定粒⼦动量的精确度最⾼。
4. 关于不确定关系??=≥π2h p x x有以下⼏种理解：(1) 粒⼦的动量不可能确定。
(2) 粒⼦的坐标不可能确定。
(3) 粒⼦的动量和坐标不可能同时确定。
(4) 不确定关系不仅适⽤于电⼦和光⼦，也适⽤于其它粒⼦。
()D xx x ()A()B ()C其中正确的是：[ C ] (A) (1)、(2) (B) (2)、(4) (C) (3)、(4) (D) (4)、(1)5. 已知粒⼦在⼀维矩形⽆限深势阱中运动，其波函数为：()()a x a a x ax ≤≤-?=23cos1πψ那么粒⼦在6/5a x =处出现的概率密度为[ A ] (A)a 21 (B) a 1(C) a21 (D) a1解：概率密度()a x a x 23cos 122πψ=，将6/5a x =代⼊，得()aa a a x 216523cos 122==πψ⼆、填空题1. 若中⼦的德布罗意波长为2?，则它的动能为J1029.321-?。
西南交通大学大学物理作业答案
N0.1 运动的描述一、选择题： 1．B解：小球运动速度2312d d t tsv -==。
当小球运动到最高点时v =0，即03122=-t ，t =2（s ）。
2．B解：质点作圆周运动时，切向加速度和法向加速度分别为Rv a t v a n t 2,d d ==，所以加速度大小为：2122222d d ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=R v t v a a a nt 。
3．A解：根据定义，瞬时速度为dt d r v=，瞬时速率为ts v d d =，由于s r d d = ，所以v v =。
平均速度t r v ∆∆=，平均速率ts v ∆∆=，由于一般情况下s r ∆≠∆，所以v v ≠ 。
4．D 解：将t kv t v 2d d -=分离变量积分，⎰⎰=-tv v t k t vv 02d d 0可得 02201211,2111v kt v kt v v +==-。
5．B解：由题意，A 船相对于地的速度i v A2=-地，B 船相对于地的速度j v B2=-地，根据相对运动速度公式，B 船相对于A 船的速度为j i v v v v v A B A B A B22+-=-=+=-----地地地地。
二、填空题：1．质点的位移大小为 -180 m ，在t 由0到4 s 的时间间隔内质点走过的路程为 191 m 。
解：质点作直线运动，由运动方程可知，t =0及t =6 s 时的坐标分别为180666,0340-=-⨯==x x所以质点在此时间间隔内位移的大小为18004-=-=∆x x x （m ） 质点的运动速度236d d t txv -==，可见质点做变速运动。
2=t s 时，v =0；2<t 时，v >0，沿正向运动；2>t s 时，v <0，沿负向运动。
质点走过的路程为2602xx x xS -+-=)m (19128180226666226333=+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯--⨯+-⨯=2．走过的路程是 0.047m ，这段时间内的平均速度大小为 0.006m/s 。
大学物理a1试题及答案
大学物理a1试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 以下哪个选项是描述光的粒子性的实验？A. 双缝干涉实验B. 光电效应实验C. 迈克尔逊-莫雷实验D. 法拉第电磁感应实验答案：B2. 根据牛顿第三定律，作用力和反作用力的大小关系是：A. 相等B. 不相等C. 有时相等，有时不相等D. 无法确定答案：A3. 在理想气体状态方程PV=nRT中，P代表的是：A. 温度B. 体积C. 压力D. 物质的量答案：C4. 根据量子力学，电子在原子中的运动状态是由什么决定的？A. 电子的质量B. 电子的速度C. 电子的轨道D. 电子的能级答案：D二、填空题（每题5分，共20分）1. 光速在真空中的值是_______m/s。
答案：299,792,4582. 根据热力学第一定律，能量守恒，一个系统的内能变化等于______和______之和。
答案：热量；做功3. 电磁波谱中，波长最长的是______波。
答案：无线电4. 根据薛定谔方程，一个粒子的波函数可以描述其______和______。
答案：位置；动量三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述牛顿第二定律的内容及其物理意义。
答案：牛顿第二定律指出，物体的加速度与作用在其上的合力成正比，与物体的质量成反比。
其物理意义是描述了力和物体运动状态之间的关系，即力是改变物体运动状态的原因。
2. 什么是电磁感应？请举例说明。
答案：电磁感应是指当磁场发生变化时，会在导体中产生电动势的现象。
例如，当一个闭合电路中的磁铁被移动时，电路中会产生电流，这就是电磁感应现象的一个例子。
3. 简述海森堡不确定性原理的基本思想。
答案：海森堡不确定性原理指出，粒子的位置和动量不能同时被精确测量。
具体来说，粒子位置的不确定性和动量的不确定性的乘积大于或等于约化普朗克常数的一半。
这个原理揭示了量子世界中粒子的非确定性本质。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 一个质量为2kg的物体从静止开始下落，忽略空气阻力，求物体下落5秒后的速度。
西南交通大学大物A作业解析
西南交通大学大物A作业解析西南交大物理系_2013_02《大学物理AI 》作业角动量角动量守恒定律班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、判断题：（用“T ”和“F ”表示）[ F ] 1．如果一个刚体所受合外力为零，其合力矩一定为零。
[ F ] 2．一个系统的动量守恒，角动量一定守恒。
[ T ] 3．一个质点的角动量与参考点的选择有关。
[ F ] 4．刚体的转动惯量反映了刚体转动的惯性大小，对确定的刚体，其转动惯量是一定值。
[ F ] 5．如果作用于质点的合力矩垂直于质点的角动量，则质点的角动量将不发生变化。
二、选择题:1．有两个半径相同、质量相等的细圆环A 和B 。
A 环的质量分布均匀，B 环的质量分布不均匀。
它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为A J 和B J ，则[ C ] (A) A J >B J(B) A J(D) 不能确定A J 、B J 哪个大2．绕定轴转动的刚体转动时, 如果它的角速度很大, 则[ D ] (A) 作用在刚体上的力一定很大 (B) 作用在刚体上的外力矩一定很大(C) 作用在刚体上的力和力矩都很大 (D) 难以判断外力和力矩的大小3．一个可绕定轴转动的刚体, 若受到两个大小相等、方向相反但不在一条直线上的恒力作用, 而且力所在的平面不与转轴平行, 刚体将怎样运动[ C ] (A) 静止 (B) 匀速转动 (C) 匀加速转动 (D) 变加速转动4．绳的一端系一质量为m 的小球, 在光滑的水平桌面上作匀速圆周运动. 若从桌面中心孔向下拉绳子, 则小球的[ A ] (A) 角动量不变 (B) 角动量增加(C) 动量不变 (D) 动量减少5．关于力矩有以下几种说法：(1) 对某个定轴而言，内力矩不会改变刚体的角动量 (2) 作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零(3) 质量相等，形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩的作用下，它们的角加速度一定相等在上述说法中，[ B ] (A) 只有(2)是正确的 (B) (1)、(2)是正确的(C) (2)、(3)是正确的 (D) (1)、(2)、(3)都是正确的6. 一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动，如图射来两个质量相同、速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并且留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度ω [ C ] (A) 增大 (B) 不变(C) 减小 (D) 不能确定三、填空题:1．如图所示的俯视图表示5个同样大小的力作用在一个正方形板上，该板可以绕其一边的中点P 转动。
西南交大大学物理练习题(附参考解答)
NO.1 质点运动学班级 姓名 学号 成绩一、选择1. 对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪种是正确的： [ B ](A) 切向加速度必不为零．（反例：匀速圆周运动） (B) 法向加速度必不为零（拐点处除外）．(C) 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零．（反例：匀速圆周运动）(D) 若物体作匀速率运动，其总加速度必为零．（反例：匀速圆周运动） (E) 若物体的加速度a为恒矢量，它一定作匀变速率运动．2．一质点作一般曲线运动，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，它们之间的关系为：[ D ]（A ）∣V∣=V ，∣V∣=V；（B ）∣V∣≠V ，∣V∣=V ；（C ）∣V∣≠V ，∣V∣≠V ； （D ）∣V∣=V ，∣V∣≠V .解：dr dsV V dt dt=⇒=，r sV V t t∆∆≠⇒≠∆∆.3.质点作曲线运动，r表示位置矢量，v表示速度，a表示加速度，S 表示路程，a τ表示切向加速度，下列表达式中， [ D ](1) d /d t a τ=v ， (2) v =t r d /d ， (3) v =t S d /d ， (4) d /d t a τ=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（1）、(3)是对的．解：d /d t a τ=v ，v=t S d /d ， at v=d /d4.质点作半径为R 的变速圆周运动时的加速度大小为 (v 表示任一时刻质点的速率) [ D ](A) t d d v ．(B) 2v R ． (C) R t 2d d vv +．(D) 2/1242d d ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛R t v v ．解：a==5.一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为jbtiatr22+=（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．解：可以算出by xa=，同时2xa a=、2ya b=，所以严格地讲：匀变速直线运动。
西南交通大学物理作业题答案
No.3 角动量、角动量守恒定律一、选择题： 1．D解：设地球绕太阳做圆周运动的速率为v ，轨道角动量为L ，由万有引力定律和牛顿运动定律 R v m R m M G 22=可得 GMR m mvR L RGMv ===,2．B解：设棒长为l ，质量为m ，在向下摆到角θ时，由转动定律βθJ lmg =⋅cos 2（J 为转动惯量） 在棒下摆过程中，θ增大，β减小。
棒由静止开始下摆，ω与β转向一致，所以由小变大。
3．C解：设A 、B 连盘厚度为d ，半径分别为A R 和B R ，由题意，二者质量相等，即 B B A A d R d R ρπρπ22=因为B A ρρ>，所以22B A R R <，由转动惯量221mR J =，则B A J J <。
4．B解： （1）对转轴上任一点，力矩为F r M ⨯=。
若F 与轴平行，则M一定与轴垂直，即对轴的力矩0=z M ，两个力的合力矩一定为零。
正确。
（2）两个力都垂直于轴时，对轴上任一点的力矩都平行于轴，若二力矩大小相等，方向相反，则合力矩为零。
正确。
（3）两个力的合力为零，如果是一对力偶，则对轴的合力矩不一定为零。
（4）两个力对轴的力矩只要大小相等，符号相反，合力矩就为零，但两个力不一定大小相等，方向相反，即合力不一定为零。
5．C解：以两个子弹和圆盘为研究对象，外力矩为零，系统角动量守恒。
设圆盘转动惯量为J ，则有 ()ωω202mr J J mvr mvr +=+-022ωωmr J J+=可见圆盘的角速度减小了。
m二、填空题：1． M = 0 ； L= k ab m ω 。
解：由j t b i t a rωωsin cos +=，质点的速度和加速度分别为jt b i t a a jt b i t a vωωωωωωωωsin cos cos sin 22--=+-= 质点所受对原点的力矩为M a m r F r⨯=⨯=()()0sin cos sin cos 22=--⨯+=jt mb i t ma j t b i t a ωωωωωω质点对原点的角动量为()()j t mb i t ma j t b i t a v m r Lωωωωωωcos sin sin cos +-⨯+=⨯= k ab mω=2． M =mgl β=lg 。
西南交大大学物理A 第八次作业答案
《大学物理AI》作业导体介质中的静电场班级________ 学号________ 姓名_________ 成绩_______ 一、判断题：（用“T”和“F”表示）[ F ] 1．达到静电平衡的导体，电场强度处处为零。
解：达到静电平衡的导体，内部场强处处为0，表面场强处处垂直于表面。
[ F ] 2．负电荷沿导体表面运动时，电场力做正功。
解：达到静电平衡的导体，表面场强与表面处处垂直，所以电场力做功为0。
也可以这样理解：达到静电平衡的导体是个等势体，导体表面是个等势面，那么当电荷在导体表面运动时，电场力不做功（因为电场力做功数值上等于电势能增量的负值）。
[ F ] 3. 导体接地时，导体上的电荷为零。
解：导体接地，仅意味着导体同大地等电势。
导体上的电荷是全部入地还是部分入地就要据实际情况而定了。
[ F ] 4．电介质中的电场是由极化电荷产生的。
解：电介质中的电场是总场，是自由电荷和极化电荷共同产生的。
[ T ] 5．将电介质从已断开电源的电容器极板之间拉出来时，电场力做负功。
解：拔出电介质，电容器的电容减少，而电容器已与电源断开，那么极板上的电量不变，电源不做功。
此时，电容器储能变化为：0222'2>-=∆CQ C Q W ,即电容器储能是增加的，而电场力做功等于电势能增量的负值，那么电场力应该做负功。
二、选择题:1．把A ，B 两块不带电的导体放在一带正电导体的电场中，如图所示。
设无限远处为电势零点，A 的电势为U A ，B 的电势为U B ，则[ D ] (A) U B > U A ≠0(B) U B > U A = 0(C) U B ＝ U A (D) U B < U A解：电力线如图所示，电力线指向电势降低的方向，所以U B < U A 。
2．半径分别为 R 和 r 的两个金属球，相距很远。
用一根细长导线将两球连接在一起并使它们带电。
在忽略导线的影响下，两球表面的电荷面密度之比为[ D ] (A) R/r (B) R 2/r 2(C) r 2/ R 2(D) r/R解：两个金属球用导线相接意味着它们的电势相等，设它们各自带电为21q q 、，选无穷远处为电势0点，那么有：rq Rq 020144πεπε=，我们对这个等式变下形r R rr rq R R R q 21020144σσπεπε=⇒⋅⋅=⋅⋅，即面电荷密度与半径成反比。
西南交大 大学物理 英文 试题 答案No.A1-1.11348894
⎧ 2t (0s < t < 2s) ⎪ (a) x(t ) = ⎨ 4 ( 2s ≤ t ≤ 3s) ⎪10 − 2t (3s < t < 4s) ⎩
x m 4
H L
H L
t s 3 -1 2 -2 1 1 2 3 4
H L
t s 1 2 3 4
H L H L
-3 -4
1 2 (c) x(t ) = −2t + t 2
dv x (t ) . dt
ax(m/s2) 2 1 0 -1 -2
1 2 3 4
t(s)
1 2 3 4
t(s)
1 2 3 4
t(s)
(a)
(b)
(c)
ax(m/s2) 2 1 0 -1 -2
ax(m/s) 2 1 0 -1 -2
1 2 3 4
t(s)
1 2 3 4
t(s)
(d)
(e)
(ii) The x-component of the position vector versus time. In all cases assume x=0m when t=0s.
dx < 0. dt
(B)
dx > 0. dt
(C)
d( x 2 ) < 0. dt
d( x 2 ) > 0. dt
Solution: If the object is moving toward O, the velocity and the position vector of the object must be in different direction. That means xv = x ⋅
西南交通大学2016大物作业12
a
(C) 总磁能将保持不变 (D) 总磁能的变化不能确定
解：导线间距离
a
增大，从而磁通 Φ 增大，自感系数
L
增大，总磁能Wm
=
1 2
LI 2 也增
大。
5．对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确 [ A ] (A) 位移电流是由变化电场产生的
(B) 位移电流是由线性变化磁场产生的 (C) 位移电流的热效应服从焦耳─楞次定律 (D) 位移电流的磁效应不服从安培环路定理 解：根据位移电流的定义，选(A)。
三、填空题： 1．有一根无限长直导线绝缘地紧贴在矩形线圈的中心轴 OO′上，则直导线
与矩形线圈间的互感系数为
。
Hale Waihona Puke O I解：设直导线通电流 I，由图知通过矩形线圈的磁通量 Φ = 0
O′
所以直导线与矩形线圈间的互感系数 M = Φ = 0 。 I
2．真空中两只长直螺线管 1 和 2，长度相等，单层密绕匝数相同，直径之比 d1 / d2 =1/4。
感生电场出现。
[ F ] 2．麦克斯韦在建立经典电磁学方程的过程中提出了两个具有创新性的物理概
念， 它们是感生电场和磁化电流。
解：是感生电场和位移电流。
[ T ] 3．线圈的自感系数与互感系数都与通过线圈的电流无关。
解：线圈的自感系数 L 的大小只取决于线圈的形状、大小和周五的磁介质特性；互感系
数与两个线圈的几何参数、相对位置和方位、周围介质等因素有关，与线圈是否通电流
[ D ] (A) 电动势只在 AB 导线中产生;
∩
(B) 电动势只在 AB 导线中产生;
∩
(C) 电动势在 AB 和 AB 中都产生，且两者大小相等;
大学物理答案第八章西南交大版
⼤学物理答案第⼋章西南交⼤版⼤学物理答案第⼋章西南交⼤版第⼋章相对论8-1 选择题v(1)⼀⽕箭的固有长度为L，相对于地⾯作匀速直线运动的速度为，⽕箭上有⼀个1v⼈从⽕箭的后端向⽕箭前端上的⼀个靶⼦发射⼀颗相对于⽕箭的速度为的⼦弹。
在⽕箭2上测得⼦弹从射出到击中靶的时间间隔是:LL(A) (B) v，vv122LL(C) (D) [B] 2v,v21，，v1,v/c11v解:在⽕箭参考系中，⼦弹以速率，匀速通过距离L，所需的时间 2L ,t,v2(2)关于同时性有⼈提出以下⼀些结论，其中哪个是正确的,(A)在⼀惯性系同时发⽣的两个事件，在另⼀惯性系⼀定不同时发⽣。
(B)在⼀惯性系不同地点同时发⽣的两个事件，在另⼀惯性系⼀定同时发⽣。
(C)在⼀惯性系同⼀地点同时发⽣的两个事件，在另⼀惯性系⼀定同时发⽣。
(D)在⼀惯性系不同地点不同时发⽣的两个事件，在另⼀惯性系⼀定不同时发⽣。
[C]u,,,解:由洛仑兹变换,可知: ,t,,t,,x,,2c,,,,t,0,,x,0,t,0当时，即在⼀个惯性系中同时同地发⽣的两个事件，在另⼀惯性系中⼀定同时发⽣;,,t,0,,x,0,t,0当时即在⼀个惯性系中的同时异地事件，在另⼀惯性系中必然不同时。
,,x,0,,t,0,t当时的⼤⼩有各种可能性，不是必然不为零的。
(3)⼀宇宙飞船相对地球以0.8c(c表⽰真空中光速)的速度飞⾏，⼀光脉冲从船尾传到船头，飞船上的观察者测得飞船长为90m，地球上的观察者测得脉冲从船尾发出和到达船头两个事件的空间间隔为65(A)90m (B)54m (C)270m (D)150m [C],,ss系，飞船系为系。
系相对于系沿x轴⽅向以飞⾏，解:设地球系为u,0.8css1,, 21,0.890,,,s,x,90m系中， ,t,c,,，，x,,x，ut由洛仑兹坐标变换得,,，，,x,,,x，u,t190,,,90，0.8c，,,2 c,,1,0.8,270m163.6，10J(4)某核电站年发电量为100亿度，它等于的能量，如果这是由核材料的全部静⽌能转化产⽣的，则需要消耗的核材料的质量为 (A)0.4kg (B)0.8kg 77(C) (D) [A] ，，12，10kg1/12，10kg2解:由质能关系 E,mc0016E3.6，100 m,,,0.4kg0228c，，3，10(5)设某微观粒⼦的总能量是它的静⽌能量的K倍，则其运动速度的⼤⼩cc2(A) (B) 1,KK,1Kcc2(C) (D) [C] ，，K,1KK，2K，1K22解:由质能关系 E,mc,E,mc00Em ,,KEm00m0m,⼜由质速关系 2u,,1,,,c,,661,K 得 2u,,1,,,c,,c2 u,k,1K8-2 填空题,6(1)⼦是⼀种基本粒⼦，在相对于⼦静⽌的坐标系中测得其寿命为。
西南交通大学习题册答案
x 0 .6 7 x 13 x 1 ) ] 0.2 cos[ (t ) ] 0.2 cos[ (t ) ] 0.2 6 3 0 .2 6 3 0 .2 6
或者： y x, t 0.2 cos[
解：只要将任一点的坐标代入波动方程，就将得到该点的振动方程。 [ F ] 3．在平面简谐行波中，波动介质元的机械能守恒，动能和势能反相变化。
解：对于波动的介质元而言，机械能不守恒，其动能和势能同相变化，它们时时刻刻都 有相同的数值。 [ T ] 4．沿x轴正向传播的简谐波，波线上两点（x2<x1）的相位差2-1一定大于零。
2 代入，得
2
或者 pቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3 2
， 则 P 点的振动方程为：y p
A cos(2
t' )， T 2
y p A cos(2
（SI）
t2 t2 7 ) 0.2 cos( t ) ) 0.2 cos(2 6 2 3 6 T 2
t 2 3 5 t 2 3 ) 0.2 cos(2 ) 0.2 cos( t ) 2 T 6 2 3 6
3
(t
x 0.6 5 x 1 ) ] 0.2 cos[ (t ) ] 0 .2 6 3 0.2 6
5．一平面简谐波，波速为 6.0m/s，振动周期为 0.2s，则波长为 方向上，有两质点的振动相位差为 7 解：由 uT 可得
1.2 m 。在波的传播
0 ，得
………… (1)
0.1 7 1 2k 2 u a 0.2 dy 0 ，得 7 1 2k 由 y b 0.05, dt b 3 u
大学物理第8章习题答案
µId 1
d
d
d B
dΦ µ d dI 4 Ei = − ln = 2 π dt 3 dt
0
Ei
顺时针方向
习题答案
8-12 解:
第八章电磁感应 电磁场 第八章电磁感应
r v v dEi = ( v × B ) ⋅ dl
O′
= vBdlsinθ
= ωrBsinθdl
= Bωl sin θdl
2
v B
O
a
l
L
b
Ei 方向
a
b
习题答案
第八章电磁感应 电磁场 第八章电磁感应
v v b 解：Eab = ∫a E k ⋅ d l
b
r dB r < R Ek = 2 dt
× × × × × × × × × × × × × × × ×
× × × × r dB dl cos θ = ∫a B × × × × × 2 dt × × × × × L h dB = ∫0 dl O × × × × × 2 dt EK h = r cosθ h θ hL dB × = a b 2 dt dl
L = µn V
2
N 2 πd 2 N 2 πd 2 L = µ 0 n 2V = µ0 ( ) l = µ0 l 4 l 4
2 2 2 2 2
1 2 1 N πd ε 2 µ 0 N πd ε Wm = LI = µ 0 ( ) = = 3.28 × 10 −5 J 2 2 l 4 R 8R 2l
2
习题答案
8-18
+
第八章电磁感应 电磁场 第八章电磁感应 连接oa和 与 构成回路 构成回路oab. 解：连接 和ob与ab构成回路
大学物理西南交大作业参考答案
大学物理西南交大作业参考答案公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]电势、导体与※电介质中的静电场 （参考答案）班级： 学号： 姓名： 成绩： 一 选择题1．真空中一半径为R 的球面均匀带电Q ，在球心O 处有一带电量为q 的点电荷，如图所示，设无穷远处为电势零点，则在球内离球心O 距离为r 的P 点处的电势为：（A ）r q04πε； （B ）)(041R Qrq +πε； （C ）rQq 04πε+； （D ）)(041R qQ rq -+πε；参考：电势叠加原理。
[ B ]2．在带电量为-Q 的点电荷A 的静电场中，将另一带电量为q 的点电荷B 从a 点移动到b ，a 、b 两点距离点电荷A 的距离分别为r 1和r 2，如图，则移动过程中电场力做功为：（A ）)(210114r r Q --πε； （B ）)(21114r r qQ-πε；（C ）)(210114r r qQ--πε； （D ）)(4120r r qQ --πε。
参考：电场力做功＝势能的减小量。
A=W a -W b ＝q(U a -U b ) 。
[ C ]3点，有人（A ）电场强度E M ＜E N ； （B ）电势U M ＜U N ； （C ）电势能W M ＜W N ； （D ）电场力的功A ＞0。
r 2 (-br 1B a（q[ C ]4．一个未带电的空腔导体球壳内半径为R ，在腔内离球心距离为d （d ＜R ）处，固定一电量为+q 的点电荷，用导线把球壳接地后，再把地线撤去，选无穷远处为电势零点，则球心O 处的点势为： （A ）0； （B ）d q04πε； （C ）-R q04πε； （D ）)(1140R dq-πε。
外表面无电荷（可分析）。
虽然内表面电荷分布不均，但到O 点的距离相同，故由电势叠加原理可得。
[ D ]※5．在半径为R 的球的介质球心处有电荷+Q ，在球面上均匀分布电荷-Q ，则在球内外处的电势分别为： （A ）内r Q πε4+，外r Q 04πε-； （B ）内r Qπε4+，0； 参考：电势叠加原理。
交大版(第四版)大学物理上册答案
2 1 y v0 sin 60 0 t g sin 60 0 t 2 2
（2）
2v0 g
第二次落地时： y 0 ，代入（2）式得： t 所以： x v0 cos 600 t g cos 600 t 2
1 2
，
2 2v0 2 2 gh 4h 80cm 。 g g
gx 2 h 2 2v0
（3）∵ r v0 t i (h
在落地瞬时，有： t
2h g
，∴
dr v0i 2 gh j dt
2 2 又∵ v vx2 vy v0 ( gt )2 ，∴
g 2 gh g 2t dv 1 2 dt [v 2 ( gt ) 2 ] 2 v0 2 gh 0
an a 2 at2
2 t2 1
。
1-4．一升降机以加速度 a 上升，在上升过程中有一螺钉 从天花板上松落，升降机的天花板与底板相距为 d ，求螺 钉从天花板落到底板上所需的时间。 解法一：以地面为参照系，坐标如图，设同一时间内螺 钉下落的距离为 y1 ，升降机上升的 y 高度为 y2 ，运动方程分别为
x v0 t ┄①， h
1 2 gt ┄② 2
h
x 联立方程解得： x 447m ，∴ arctan 77.50 O 。 h
x
1-12． 设将两物体 A 和 B 分别以初速 v A 和 vB 抛掷出去． vA 与 水平面的夹角为 ； vB 与水平面的夹角为 ，试证明在任 何时刻物体 B 相对物体 A 的速度是常矢量。 证明：两个物体初速度为 vA0 和 vB 0 ，在任意时刻的速度为：
v物对球 v物对地 v地对球 v物对球 v物对地 v球对地
大学物理西南交大作业参考答案
大学物理西南交大作业参考答案公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]电势、导体与※电介质中的静电场 （参考答案）班级： 学号： 姓名： 成绩： 一 选择题1．真空中一半径为R 的球面均匀带电Q ，在球心O 处有一带电量为q 的点电荷，如图所示，设无穷远处为电势零点，则在球内离球心O 距离为r 的P 点处的电势为：（A ）r q04πε； （B ）)(041R Qrq +πε； （C ）rQq 04πε+； （D ）)(041R qQ rq -+πε；参考：电势叠加原理。
[ B ]2．在带电量为-Q 的点电荷A 的静电场中，将另一带电量为q 的点电荷B 从a 点移动到b ，a 、b 两点距离点电荷A 的距离分别为r 1和r 2，如图，则移动过程中电场力做功为：（A ）)(210114r r Q --πε； （B ）)(21114r r qQ-πε；（C ）)(210114r r qQ--πε； （D ）)(4120r r qQ --πε。
参考：电场力做功＝势能的减小量。
A=W a -W b ＝q(U a -U b ) 。
[ C ]3点，有人（A ）电场强度E M ＜E N ； （B ）电势U M ＜U N ； （C ）电势能W M ＜W N ； （D ）电场力的功A ＞0。
r 2 (-br 1B a（q[ C ]4．一个未带电的空腔导体球壳内半径为R ，在腔内离球心距离为d （d ＜R ）处，固定一电量为+q 的点电荷，用导线把球壳接地后，再把地线撤去，选无穷远处为电势零点，则球心O 处的点势为： （A ）0； （B ）d q04πε； （C ）-R q04πε； （D ）)(1140R dq-πε。
外表面无电荷（可分析）。
虽然内表面电荷分布不均，但到O 点的距离相同，故由电势叠加原理可得。
[ D ]※5．在半径为R 的球的介质球心处有电荷+Q ，在球面上均匀分布电荷-Q ，则在球内外处的电势分别为： （A ）内r Q πε4+，外r Q 04πε-； （B ）内r Qπε4+，0； 参考：电势叠加原理。
2012 西南交通大学 大学物理 aii 作业答案 no8 量子力学基础
一、选择题 1. 静止质量不为零的微观粒子作高速运动， ] (A) λ ∝ v
(B) λ ∝ 1 v
(C) λ ∝
1−1 v2 c2
(D) λ ∝
解：由德布罗意公式和相对论质 — 速公式
p = h = mv = λ
m0 1−1 v2 c2
c2 − v2
R
λ
λ
=
h p
=
h 2eBR
=
6.63 ×10−34 2 ×1.6 ×10−19 ×1.25 ×10−2
×1.66 ×10−2
= 0.998 ×10−11(m) ≈ 0.1 Å
3.
若令 λc
=
h mec
(称为电子的康普顿波长，其中 m e 为电子静止质量，c 为光速，h 为普朗克常量)。当
电子的动能等于它的静止能量时，它的德布罗意波长是 λ =
[ D ] (A) 增大 D 2 倍。
(B) 增大 2D 倍。
(C) 增大 D 倍。
(D) 不变。
4. 已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：
ψ (x) = 1 cos 3πx (−a ≤ x ≤ a) a 2a
那么粒子在 x = 5a 处出现的概率密度为 6
[ A ] (A) 1 2a
∆x ⋅ ∆px ≥ h 可得光子的 x 坐标的不确定量至少为：
[ C ] (A) 25cm
（B）50cm
(C) 250cm
(D) 500cm
解：由公式 p = h 知, △ p = − h ∆λ = − h ×10−3
λ
λ2
5000 2
利用不确定关系 ∆x ⋅ ∆px ≥ h ，可得光子的 x 坐标满足
(B) 1 a
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©西南交大物理系_2016_02《大学物理AI 》作业No.08导体 介质中的静电场班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、判断题：（用“T ”和“F ”表示）[ F ] 1．达到静电平衡的导体，电场强度处处为零。
解：达到静电平衡的导体，内部场强处处为0，表面场强处处垂直于表面。
[ F ] 2．负电荷沿导体表面运动时，电场力做正功。
解：达到静电平衡的导体，表面场强与表面处处垂直，所以电场力做功为0。
也可以这样理解：达到静电平衡的导体是个等势体，导体表面是个等势面，那么当电荷在导体表面运动时，电场力不做功（因为电场力做功数值上等于电势能增量的负值）。
[ F ] 3. 导体接地时，导体上的电荷为零。
解：导体接地，仅意味着导体同大地等电势。
导体上的电荷是全部入地还是部分入地就要据实际情况而定了。
[ F ] 4．电介质中的电场是由极化电荷产生的。
解：电介质中的电场是总场，是自由电荷和极化电荷共同产生的。
[ T ] 5．将电介质从已断开电源的电容器极板之间拉出来时，电场力做负功。
解：拔出电介质，电容器的电容减少，而电容器已与电源断开，那么极板上的电量不变，电源不做功。
此时，电容器储能变化为：0222'2>-=∆CQ C Q W ,即电容器储能是增加的，而电场力做功等于电势能增量的负值，那么电场力应该做负功。
二、选择题:1．把A ，B 两块不带电的导体放在一带正电导体的电场中，如图所示。
设无限远处为电势零点，A 的电势为U A ，B 的电势为U B ，则 [ D ] (A) U B > U A ≠0 (B) U B > U A = 0 (C) U B ＝ U A (D) U B < U A解：电力线如图所示，电力线指向电势降低的方向，所以U B < U A 。
2．半径分别为 R 和 r 的两个金属球，相距很远。
用一根细长导线将两球连接在一起并使它们带电。
在忽略导线的影响下，两球表面的电荷面密度之比为 [ D ] (A) R/r (B) R 2/r 2 (C) r 2/ R 2 (D) r/R解：两个金属球用导线相接意味着它们的电势相等，金 属 板设它们各自带电为21q q 、，选无穷远处为电势0点，那么有：r q R q 020144πεπε=，我们对这个等式变下形r R rr rq R R R q 21020144σσπεπε=⇒⋅⋅=⋅⋅，即面电荷密度与半径成反比。
所以选D 。
3. 在一个孤立的导体球壳内，若在偏离球中心处放一个点电荷，则在球壳内、外表面上将出现感应电荷，其分布将是：(A) 内表面均匀，外表面也均匀． (B) 内表面不均匀，外表面均匀． (C) 内表面均匀，外表面不均匀． (D) 内表面不均匀，外表面也不均匀． ［ B ］4. 将一空气平行板电容器接到电源上充电到一定电压后，断开电源。
再将一块与极板面积相同的金属板平行地插入两极板之间，则由于金属板的插入及其所放位置的不同，对电容器储能的影响为：[ A ] (A) 储能减少，但与金属板位置无关；(B) 储能减少，但与金属板位置有关； (C) 储能增加，但与金属板位置无关；(D) 储能增加，但与金属板位置有关。
解：充电后断开电源，则电容上电量保持不变，插入平板金属板，使电容增加(与金属板位置无关)，由电容器储能公式CQ W 221⋅=可知，C 增加时，储能减少。
分析：插入金属板后，相当于两个电容器串联，21111C C C +=,其中，2211,d SC d S C εε==，于是：212121d d SC C C C C +=+=ε,d d d <+21,且数值不变，所以，电容器的电容增加，并且与金属板的位置无关。
5．一平行板电容器充电后仍与电源连接，若用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大，则极板上的电荷Q 、电场强度的大小E 和电场能量W 将发生如下变化[ B ] (A) Q 增大，E 增大，W 增大 (B) Q 减小，E 减小，W 减小 (C) Q 增大，E 减小，W 增大 (D) Q 增大，E 增大，W 减小解：不断开电源使电容器两极板间距离拉大极板上电势差U 将保持不变由d S C /0ε=得电容值减小由CU Q =得极板上的电荷Q 减小 由d U E /=得电场强度E 减小大 由221CU W =得电场能量W 减小选B三、填空题:1. 在一不带电荷的导体球壳的球心处放一点电荷，并测量球壳内外的场强分布．如果将此点电荷从球心移到球壳内其它位置，重新测量球壳内外的场强分布，则将发现球壳内场强分布将 （选填变化、不变），球壳外的场强将 （选填变化、不变）。
解：变化，不变2.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 （选填增大、减小、不变）。
解：减小。
在两者连接之前，空腔内部有电场，即空腔内部空腔内的电场能量不为零。
而两者连接之后，空腔内部电场为零，外部电场不变，即空腔内部电场能量为零，外部电场能量和原来一样，那么系统电场能量将减小。
3．一半径r 1 = 5 cm 的金属球A ，带电荷q 1 = +2.0×10-8 C ，另一内半径为r 2 = 10 cm 、 外半径为r 3 = 15 cm 的金属球壳B ， 带电荷q 2 = +4.0×10-8 C ，两球同心放置，如图所示。
若以无穷远处为电势零点，则A 球电势U A = ___5400V___，B 球电势U B = ___3600V 。
)Cm N 10941(2290⋅⨯=πε 解：由于静电感应，金属球A 表面带净电荷q 1 = +2.0×10-8 C ，金属球B 内表面带净电荷q 内 = -2.0×10-8 C ，外表面带净电荷q 外 = q 1 + q 2= +6.0×10-8 C ，则由金属球面内、外区域电势分布规律和电势叠加原理得 A 球电势 V 5400444U 3020101=π+π+π=r q r q r q A εεε外内B 球电势 V 00634444 U 303030301=π=π+π+π=r q r q r q r q B εεεε外外内4．用力F 把电容器中的电介质板拉出，在图(a) 的情况下电容器中储存的静电能量将 减少 ，在图(b) 的情况下电容器中储存的静电能量将 增加 。
解：用力F 把电容器中的电介质板拉出，电容减少： （a ）充电后保持与电源相连，那么电容器的两极板间的电势差不变，根据()221U C W∆=,得出，静电能是减少的。
（b ）充电后断开电源，那么电容器的极板上的电量不变，根据22CQW =,得出，静电能是增加的。
5． 在电容为C 0的平行板空气电容器中，平行地插入一厚度为两极板距离一半的金属板，则电容器的电容C ＝02C 。
解：由平行板电容器电容公式dSC 00ε=，平行地插入厚2d的金属板，相当于间距减小一半，所以。
00022/C d SC ==ε四、计算题:1. 如图所示，一内半径为a 、外半径为b 的金属球壳，带有电量Q ，在球壳空腔内距离球心r 处有一点电荷q ，设无限远处为电势零点，试求：(1) 球壳内外表面上的电荷;(2) 球心O 点处，由球壳内表面上电荷产生的电势; (3) 球心O 点处的总电势。
解：(1) 由静电感应和高斯定理可知，球壳内表面带电－q ，外表面带电q ＋Q 。
(2) 球壳内表面上分布不均匀，但距球心O 点都是a ，由电势叠加原理，在O 点产生的电势为：。
a q U 04πε-=(3) 由电势叠加原理，球心O 处电势由点电荷q 、内表面电荷－q 、外表面电荷共同产生，为。
bQb a r q b Q q aq rq U 000004)111(4444πεπεπεπεπε++-=++-+=ab r q +Q O2.一圆柱形电容器，内圆柱半径为R 1 , 外圆柱半径为R 2, 长为L [L >>( R 1—R 2)]，两圆柱之间充满相对介质常数为r ε的各向同性均匀介质。
设内外圆柱单位长度上带电量（即电荷线密度）分别为λ和λ-，求： (1) 电容器的电容． (2) 电容器储存的能量．解：（1）由高斯定理可得两圆柱间场强大小为：rE r επελ02=，方向沿径向。
两圆柱间电势差为：⎰⎰==-21210212R Rr R Rr dr Edr U U επελ120ln 2R R r επελ= 根据电容的定义，得：12012021ln 2ln 2R R LR R LU U Q C r r επεεπελλ==-= （2）电容器储存能量为：r r R R L R R L L C Q W επελεπελ01221202224ln ln 222=⨯== 3．一电容为C 的空气平行板电容器，接端电压为U 的电源充电后随即断开。
试求把两个极板间距离增大至n 倍时外力所作的功。
解：解：断开电源后电容器极板上所带电荷q = CU 将保持不变而电容值由 n C nd S C d S C /)/(/00=='→=εε 电容器储存的静电能(电场能量)由C nq C q W C q W /)(21/21/21222='='→=0/21/)(2122>-=-'=∆C q C nq W W W能量增加来源于拉开极板间距离时外力所作之功C q C nq A /21/)(2122-=)1)(/(212-=n C q)1(212-=n CU。