大学物理作业练习-4
大学物理练习册习题及答案4
习题及参考答案第3章 刚体力学参考答案思考题3-1刚体角动量守恒的充分而必要的条件是 （A ）刚体不受外力矩的作用。
（B ）刚体所受合外力矩为零。
(C)刚体所受的合外力和合外力矩均为零。
(D)刚体的转动惯量和角速度均保持不变。
答：（B ）。
3-2如图所示，A 、B 为两个相同的绕着轻 绳的定滑轮。
A 滑轮挂一质量为M 的物体， B 滑轮受拉力F ，而且F =Mg 。
设A 、B 两 滑轮的角加速度分别为βA 和βB ，不计滑轮 轴的摩擦，则有（A ）βA = βB （B ）βA > βB（C ）βA < βB （D ）开始时βA = βB ，以后βA < βB 答：（C ）。
3-3关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是（A ）只取决于刚体的质量，与质量的空间分布和轴的位置无关。
(B)取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关。
（C ）取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置。
(D)只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无 答：（C ）。
3-4一水平圆盘可绕通过其中心的固定铅直轴转动，盘上站着一个人，初始时整个系统处于静止状态，当此人在盘上随意走动时，若忽略轴的摩擦，则此系统(A)动量守恒； (B)机械能守恒； (C)对转轴的角动量守恒；(D)动量、机械能和角动量都守恒； (E)动量、机械能和角动量都不守恒。
答：（C ）。
3-5光滑的水平桌面上，有一长为2L 、质量为m 的匀质细杆，可绕过其中点o 且垂直于杆的竖直光滑固定轴自由转动，其转动惯量为213mL，起初杆静止，桌面上有两个质量均为m 的小球，各自在 垂直于杆的方向上，正对着杆的一端，以相同速率v 相向 运动，如图所示，当两小球同时与杆的两个端点发生完全非弹性碰撞后，就与杆粘在一起转动，则这一系统碰撞后的转动角速度应为AMF思考题3-2图v思考题3-5图(A)23L v (B)45L v (C)67L v (D)89L v (E)127L v答：（C ）。
《大学物理AI》作业 No.04 机械能 、机械能守恒定律(参考解答)
（5）由以上分析可知，结论 3 是对的。 3、一个内壁光滑的圆形细管，正绕竖直光滑固定轴 OO 自由转动。管是刚性的，转动惯量为 J。环的
半径为 R，初角速度为 0 ，一个质量为 m 的小球静止于管内最高点 A 处，如图所
示，由于微扰，小球向下滑动。试判断小球在管内下滑过程中：
（1）地球，环与小球系统的机械能是否守恒？
以 N 和 N 作功为零，满足机械能守恒。
（2）不守恒。小球在下落过程中，受到重力和管壁的作用力，这两个力的合力不为零，所以小球的动 量会不断变化。
（3）守恒。小球与环组成的系统，受到的外力为重力和通过轴的支持力，这两个力的方向都与 OO 轴 的方向平行，因此对 OO 轴力矩为零。因此整个系统角动量守恒。
答：（1）错。砖块要在皮带上滑动一段距离才能最终获得与皮带相同速度，两者之间有相对位移，所 以摩擦力做功代数和不为零。 （2）错。驱动力只对皮带做功，不能改变砖块的动能； （3）对。因皮带匀速运动，根据动能定理，驱动力的功与摩擦力对皮带的功之和为零； （4）错。砖块的动能是摩擦力做功的结果。摩擦力对砖块作功数值上要大于摩擦力对皮带做的功，因 此也不等于驱动力对皮带做的功。
2(F mg)2
（
）。（以原点 O 为势能零点，弹簧伸长都在弹性限度内考虑）
k
解：设物体到达的最远距离为 x, 根据动能定理： x (F kx mg) d x 0 ， 0
填空题 8 图
即：
Fx
1 2
kx 2
mgx
0，
x
2(F
mg) k
，此时弹性势能为：
Ek max
1、理解质点、质点系的动能概念，会计算定轴转动刚体的转动动能； 2、理解功的概念，熟练掌握变力作功的计算； 3、理解保守力作功的特点，掌握保守系统的势能计算方法，掌握保守力与势能的关系； 4、掌握质点、质点系、定轴转动刚体的动能定理和功能原理，并且熟练进行有关计算； 5、掌握机械能守恒条件，熟练应用机械能守恒定律求解有关问题； 6、能联合运用动量守恒、角动量守恒、机械能守恒定律求解力学综合性问题，掌握分析求解力学综合 问题的基本方法。
《大学物理》习题训练与详细解答四(机械波)
2 2 u Tu
x 2 的 振 动 方 程 为 ： y A c o s ( t ) A c o s ( t . ) 8 u 2 8 2 y A c o s ( t ) 4 3 x 2 3 x 的 振 动 方 程 为 ： y A c o s ( t ) A c o s ( t . ) 8 u 2 8 2 y A c o s ( t ) 4
答案为:(A)
4
4.图2所示，一平面简谐波沿OX轴正向传播，波长为 A c o s ( 2 v t ) ，则P2点 若P1点处质点的振动方程为 y 1 处质点的振动方程为
与P1点处质点振动状态相同的那些点的位置是
L L y c o s [2 ( t 1 2) ] 2 A x L k (k 1 , 2 ......) 1
（ 2 ）试以 A 点 距 5 cm 处的 B 点 （A 在 的左边）为坐标 出 原 波 点写
A c o s ( t ) 解：（1）对照振动方程的标准形式 y 0 可得 A 0 . 0 3 m ，， 0 ＝ 4 0
c20 m /s ，沿x轴正向传播的波的波 以A为坐标原点、 动方程 y Acos[ (t x) ] 0 u x y 0.03cos4 (t ) (m ) 注意单位转换 20
t x y Acos[2 ( ) 0 ] T x y 0.1cos[4 (t ) 0 ] 20
15
又t 0 ， y A c o s A , 0 0 0
x y 0 . 1 cos 4 ( t ) ( m ) ( x 0 ) 20 （2）由波动方程求t0时刻的波形方程，只须令波动方程 的t为常数t0. 则所求t=T/4时刻的波形方程为
《大学物理》习题答案4-匡乐满主编-北京邮电大学出版社省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
0.5
0.30s
7. 粒子在加速器中被加速到动能为静止能量旳4倍时，其质量 m
与静止质量 m0 旳关系为：
（A）m 4m0；(B) m 5m0；(C) m 6m0； (D) m 8m0
答案（B） mc2 Ek m0c2 4m0c2 m0c2 5m0c2
大学物理 盛忠志主讲
8. Ek 是粒子旳动能，p 是它旳动量，那么粒子旳静能 m0c 2等于
大学物理 盛忠志主讲
大学物理作业四参照答案
一、选择题
1. 一刚性直尺固定在S系中，它与 X 轴正向夹角 45，
在相对 S系以速度 u 沿 X 轴作匀速直线运动旳 S 系中，
测得该尺与 X 轴正向夹角为 （A） 45；(B) 45 ； (C) 45； (D)不懂得
答案（A）
大学物理 盛忠志主讲
2. 惯性系 S 、S沿X 轴做相对运动，在 S 系中测得两个同步发 生旳事件沿运动方向空间距离为1m，在 S系中测得这两个事件
旳空间间隔为2m。则在 S 系中测得这两个事件旳时间间隔为
（A）
3c
；
（B）1 3
c
；
（C） 3 c
； （D）3 c
x x
1
u c
2 2
答案（C）
u 3c 2
t t1 t2
1 (t u x) 3
1
u2 c2
c2
c
3. 两火箭A、B沿同一直线相向运动，测得两者相对地球旳速度
大小分别是 vA 0.9c ，vB 0.8c 。则两者互测旳相对运动速度为
(A)1.7c ； (B) 0.988c ； (C) 0.956c ； (D) 0.975c
答案（B）
v v u 0.9c (0.8c) 0.988c
大连理工大学大学物理作业4(静电场四)及答案详解
作业4 静电场四导线穿过外球壳上的绝缘小孔与地连接，外球壳上带有正电荷，则内球壳上[ ]。
.A 不带电荷.B 带正电 .C 带负电荷.D 外表面带负电荷，内表面带等量正电荷答案：【C 】解：如图，由高斯定理可知，内球壳内表面不带电。
否则内球壳内的静电场不为零。
如果内球壳外表面不带电（已经知道内球壳内表面不带电），则两壳之间没有电场，外球壳内表面也不带电；由于外球壳带正电，外球壳外表面带正电；外球壳外存在静电场。
电场强度由内球壳向外的线积分到无限远，不会为零。
即内球壳电势不为零。
这与内球壳接地（电势为零）矛盾。
因此，内球壳外表面一定带电。
设内球壳外表面带电量为q （这也就是内球壳带电量），外球壳带电为Q ，则由高斯定理可知，外球壳内表面带电为q -，外球壳外表面带电为Q q +。
这样，空间电场强度分布r r qr E ˆ4)(201πε=ρρ，（两球壳之间：32R r R <<）r r Qq r E ˆ4)(202πε+=ρρ，（外球壳外：r R <4）其他区域（20R r <<，43R r R <<），电场强度为零。
内球壳电势为041)11(4ˆ4ˆ4)()(403202020214324322=++-=⋅++⋅=⋅+⋅=⋅=⎰⎰⎰⎰⎰∞∞∞R Q q R R q r d r rQq r d r r q r d r E r d r E l d E U R R R R R R R πεπεπεπερρρρρρρρρρ则04432=++-R QR q R q R q ，4324111R R R R Q q +--=由于432R R R <<，0>Q ，所以0<q即内球壳外表面带负电，因此内球壳负电。
2．真空中有一组带电导体，其中某一导体表面某处电荷面密度为σ，该处表面附近的场强大小为E ，则0E σ=。
那么，E 是[ ]。
.A 该处无穷小面元上电荷产生的场 .B 导体上全部电荷在该处产生的场 .C 所有的导体表面的电荷在该处产生的场 .D 以上说法都不对答案：【C 】解：处于静电平衡的导体，导体表面附近的电场强度为0E σ=，指的是：空间全部电荷分布，在该处产生的电场，而且垂直于该处导体表面。
西北工业大学大学物理作业答案4振动10
第四次作业 振动一、选择题： ⒈ B ； ⒉ D ； ⒊ ABC ； ⒋ ACD ； ⒌ C ； ⒍ BC ； ⒎ D ； ⒏ C 。
二、填空题： ⒈)22c o s (1062ππ-⨯-t m ； ⒉ )63c o s (5ππ+t cm ； ⒊ 4Hz ， m /s 1082-⨯π， 6π； ⒋ kx -，221kx ；⒌ππ522+k ，0.14m ；ππ52)12(++k ，0.02m ；⒍ 周期性外力（或强迫力），周期性外力（或强迫力）， 周期性外力的频率趋近系统的固有频率； ⒎ ]2cos[10502ϕπ+⨯-t （注：这里0ϕ有几个表达式：00189.=ϕ；000 1.98-180=ϕ；arctan70-=πϕ；34arctan40+=πϕ；54arcsin40+=πϕ；53arccos40+=πϕ等）⒏ 2101.3-⨯m ； ⒐ 108 三、简答题（1）振幅A ：振动量最大值的绝对值；角频率ω：振动的快慢程度，即在π2时间内的振动的次数； 相位ωt+φ或初相位φ：在t 时刻（或初始时刻）的振动状态。
（2）四、计算题1. 解：（1）)25cos(06.0π-=t x ， )25s i n (3.0π--=t v ， )25c o s (5.1π--=t a当π=t s 时，代入上式得 0=x ， m /s 3.0-=v ， 0=a ；（2）J1025.2212132max 2-⨯===kv kA E km（3）当p k E E =时，即2221212121kA E kx E p ⋅===则 mA x 042.022±=±=2. 解：由余弦定理得4cos212122πAA A A A -+=cm 7.142210202100400=⨯⨯⨯-+=3. （1）证：沙盘平衡时，弹簧伸长量为 gkM s =沙盘和小球平衡时，弹簧伸长量为 gkm M l +=取（m+M ）的平衡位置为坐标原点，则在任意位置y 处（m+M ）受力为)()()()(g km M y k g M m l y k g M m F ++-+=+-+=即 ky F -=对系统（m+M ）列牛顿第二定律方程，有a M m ky F )(+=-=则 yMm k a +-= 满足简谐振动的判据，则得证。
04《大学物理学》刚体部分练习题(马)
《大学物理学》刚体部分学习材料一、选择题4-1．有两个力作用在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； 对上述说法，下述判断正确的是：（ ）（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。
【提示：（1）如门的重力不能使门转动，平行于轴的力不能提供力矩；（2）垂直于轴的力提供力矩，当两个力提供的力矩大小相等，方向相反时，合力矩就为零】4-2．关于力矩有以下几种说法：（1）对某个定轴转动刚体而言，内力矩不会改变刚体的角加速度； （2）一对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，它们的运动状态一定相同。
对上述说法，下述判断正确的是：（ ）（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。
【提示：（1）刚体中相邻质元间的一对内力属于作用力和反作用力，作用点相同，则对同一轴的力矩和为零，因而不影响刚体的角加速度和角动量；（2）见上提示；（3）刚体的转动惯量与刚体的质量和大小形状有关，因而在相同力矩的作用下，它们的运动状态可能不同】3．一个力(35)F i j N =+作用于某点上，其作用点的矢径为m j i r )34(-=，则该力对坐标原点的力矩为 （ ）（A ）3kN m -⋅； （B ）29kN m ⋅； （C ）29kN m -⋅； （D ）3kN m ⋅。
【提示：(43)(35)4302092935i j kM r F i j i j k k k =⨯=-⨯+=-=+=】4-3．均匀细棒OA 可绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴 转动，如图所示。
《大学物理AII》作业 No.04 光的偏振(参考答案)
放置。
I I 0 cos 2 cos 2 (90 ) I 0 cos 2 sin 2
0 当 45 时，出射光强最大， I max
1 I 0 sin 2 (2 ) 4
1 I0 4
*3、在夏天，炽热的阳光照射柏油马路发出刺眼的反光，汽车司机需要戴上一副 墨镜来遮挡。是否可用偏振片做眼镜？这比墨镜有什么优点？ 答： 一般来讲，从路面上发出的直接射入人眼的反射光要比来自其他目标的 漫射光强烈得多。 通常把这种刺眼的强光叫眩光。眩光对司机的安全行车有严重 的影响。戴上墨镜，可以减弱射入眼睛的光强，但并不能限制眩光。如果用偏振 片做眼镜， 情况就大不相同了。 因为阳光 （自然光） 经路面反射后是部分偏振光， 在入射角接近布儒斯特角时偏振度很高， 近似为线偏振光。 对于水平的路面来说， 反射部分偏振光的强度极大的分量总是在水平方向。因此，只要使眼镜上的偏振 片的偏振化方向为竖直方向， 就可以强烈地吸收刺目的眩光，而对来自其他目标 的漫射光的吸收则要相对小得多。这种有选择地吸收眩光的优点是墨镜所没有 的。 此外，墨镜对光的吸收往往对波长有选择作用，会改变观察目标的色调。而 偏振片对光的吸收只对偏振态有选择作用，对波长并无选择吸收，不会改变目标
n2 ）时，反射光 n1
将为线偏振光，并且反射光与折射光的夹角为（ ）。（用 n1 和 n2 表示两种介 2
质的折射率） 6、单轴晶体内有一确定的方向，光沿该方向入射时折射光在晶体内只有一束， 该方向称为（光轴）；除了这个方向外，一般情况下入射光在晶体内都将分为两 束，一束称为（寻常光）或者 O 光，一束称为（非常光）或者 e 光。在晶体内， O 光沿各个方向传播速度（相同），，因而 O 光的子波面为球面；e 光沿各个方 向传播速度（不同），因而 e 光的子波面为旋转椭球面。对于正晶体而言 O 光 速度（>）e 光速度，O 光折射率（<）e 光折射率（填>或<）；对于负晶体而言， 以上情况正好相反。 7、发生双折射的晶体内，O 光和 e 光都为（线偏振光）；O 光的振动方向（垂 直）于其主平面，e 光的振动方向（平行）于其主平面。当入射光在晶体主截面 内时， O 光和 e 光的主平面与主截面重合， 此时 O 光与 e 光振动方向相互 （垂直） 。 8、尼科耳棱镜是利用（双折射现象）定理和（全反射）原理做成的起偏器，同 时尼科耳棱镜也可做为检偏器使用。 一束入射光通过旋转的检偏器， 如果光强 （周 期性变化，并且每旋转一周出现两次最大，两次消光）则可判断入射光是线偏振 光；如果光强周期性变化，但没有消光现象则可判断入射光是（部分偏振光）或 者 （椭圆偏振光） ；如果光强没有变化， 则入射光是（自然光）或者（圆偏振光） 。 9、一束自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片。若以此入射光束 为轴旋转偏振片， 测得透射光强度最大值是最小值的 5 倍，那么入射光束中自然 光与线偏振光的光强比值为（1:2）。 解：设入射自然光光强为 I1，线偏振光光强为 I2，混合光通过偏振片后光强为：
大学物理习题答案04分子热运动
大学物理练习题五一、选择题1．温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能k ε和平均平动动能t ε有如下关系： [ C ](A) k ε和t ε都相等。
(B) k ε相等，而t ε不相等。
(C)t ε相等，而k ε不相等。
(D) k ε和t ε都不相等。
解：分子的平均动能 （氦气i = 3, 氧气i ≥5）2．已知氢气与氧气的温度相同，请判断下列说法哪个正确？ [ D ]（A ）氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的压强一定大于氢气的压强。
（B ）氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的密度一定大于氢气的密度。
（C ）氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大。
（D ）氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大。
解：m 比氢分子大。
(A) nkT P =，T 相同, 还要看n ；(B) T 相同mol M 确定, 还要看P ；(C) 对很多分子，不是所有氢分子的速率都大。
3．已知一定量的某种理想气体，在温度为T 1与T 2时的分子最可几速率分别为V p1和V p2，分子速率分布函数的最大值分别为f(V p1)和f(V p2)。
若T 1 > T 2，则 [ B ]（A ）V p1 >V p2； f(V p1) > f(V p2)。
（B ）V p1 >V p2； f(V p1) < f(V p2)。
（C ）V p1 < V p2； f(V p1) > f(V p2)。
（D ）V p1 < V p2； f(V p1) < f(V p2)。
, 若T 1 > T 2，则V p1>V p2 ；而V p 大对应的曲线峰值f(V p )小。
4．在标准状态下，若氧气（视为刚性双原子分子理想气体）和氦气的体积比2/1/21=V V ，则其内能之比21/E E 为： [ C] （A ）3/10 （B ）1/2 （C ）5/6 （D ）5/3解：内能PV iE 2=，氧气i=5，氦气i=3，压强P 相同。
武汉工程大学物理练习册练习四
M mol RT 8.31 300 0.24 2.0 10 3 kg / mol P 3.0 105
或 vP
2P
2 3.0 105 1581m / s 0.24
2 RT 2 8.31 300 vP 1579m / s 3 M mol 2.0 10
0.71 3.45107 m
9．今测得温度为t1=150C，压强为p1=0.76m汞柱高时，氩分子和 8 氖分子的平均自由程分别为：Ar 6.7 10 8 m 和 Ne 13.2 10 m ，求： (1) 氖分子和氩分子有效直径之比 d Ne / d Ar ； (2) 温度为t2=200C,压强为p2=0.15m汞柱高时，氩分子的平均自由 ' 程 Ar 。
23
7 3
1.04kg / m3
2．若某种理想气体分子的方均根速率 v
2
1/
450 m / s，气体压
强为P=7.00×104 Pa，则该气体的密度为 解：
＝____。
1 1 2 2 p mnv v 3 3
3P 3P 3 7.00 104 v2 1.04kg / m3 2 2 4502 ( v )
8RT 8PV 8 50.7 103 3.0 102 v 440.2m / s 2 M mol M 3.14 2.0 10
100
f (v)dv N
100
f (v)dv
100
vf (v)dv /
100
f (v)dv
7．已知f(v)为麦克斯韦速率分布函数，N为总分子数，则(1)速 率v > 100 m·s-1的分子数占总分子数的百分比的表达式为 ； (2)速率v > 100 m·s-1的分子数的表达式为 。(3)速率v > 100 m·s-1的分子的平均速率表达式为 。
大学物理学教程第二(马文蔚)练习册答案4第四章 刚体转动
v人地 v人盘 +v盘地 1 + R
J m0 Rv人地 0
J m0 R 1 0
m0 R J m0 R
0.0952 rad/s
J m0R m0R
第 四 章 习 题 分 析
4-21 长为 L 质量为 m 的均质杆，可绕垂直于纸面的 O 4-21 轴转动，令杆至水平位置有静止下摆，在铅直位置 与质量为0.5m的物体发生完全非弹性碰撞，碰后物 体沿摩擦因数为的水平面滑动，试求此物体滑过的 距离s ？ 解：细杆下摆过程机械能守恒
m1g T1 m1a1 R r R T ' 1 B : T2 m2 g m2 a2 T2 ' 轮： T1 ' R T2 ' r J1 J 2 B T1 T2 其中： T1 ' T1 T2 ' T2 B A a r a1 R 2 a2 a1
A:
3g L m 碰撞过程角动量守恒。 J J ' v ' L v L 2 12 1 2 3g 1 2 v ' m 2 gL mL mL v ' L v ' 25 3 L 3 L 2 6L 滑动过程 1 mv '2 mgs s 25 2
1 1 1 2 2 mgL mL 2 2 3
4-13 飞轮质量为60kg,直径为0.5m,转速为1000r/min， 现用一闸瓦使其在5s内停止转动，求制动力F。设闸瓦 第 与飞轮间的摩擦因数为0.4，飞轮的质量全部分布在轮 四 缘上。 章 解： 由细杆力矩平衡
习 题 分 析
FL Nl
N
F
FL 1.25F f N 2.5F l 0.5 又飞轮与闸瓦间的摩擦力 f N F
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。
大学物理光的衍射试题及答案
电气系\计算机系\詹班 《大学物理》（光的衍射）作业4一 选择题1．在测量单色光的波长时，下列方法中最准确的是（A ）双缝干涉 （B ）牛顿环 （C ）单缝衍射 （D ）光栅衍射[ D ]2．在如图所示的夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度a 稍稍变窄，同时使会聚透镜L 沿y 轴正方向作微小位移，则屏幕C 上的中央衍射条纹将 （A ）变宽，同时向上移动 （B ）变宽，不移动 （C ）变窄，同时向上移动 （D ）变窄，不移动[ A ][参考解]一级暗纹衍射条件：λϕ=1sin a ，所以中央明纹宽度aff f x λϕϕ2sin 2tan 211=≈=∆中。
衍射角0=ϕ的水平平行光线必汇聚于透镜主光轴上，故中央明纹向上移动。
3．波长λ=5500Å的单色光垂直入射于光栅常数d=2×10－4cm 的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为（A ）2 （B ）3 （C ）4 （D ）5[ B ][参考解]由光栅方程λϕk d ±=sin 及衍射角2πϕ<可知，观察屏可能察到的光谱线的最大级次64.3105500102106=⨯⨯=<--λdk m ，所以3=m k 。
4．在双缝衍射实验中，若保持双缝S 1和S 2的中心之间的距离不变，而把两条缝的宽度a 略微加宽，则 （A ）单缝衍射的中央明纹区变宽，其中包含的干涉条纹的数目变少； （B ）单缝衍射的中央明纹区变窄，其中包含的干涉条纹的数目不变； （C ）单缝衍射的中央明纹区变窄，其中包含的干涉条纹的数目变多； （D ）单缝衍射的中央明纹区变窄，其中包含的干涉条纹的数目变少。
[ D ][参考解]参考第一题解答可知单缝衍射的中央主极大变窄，而光栅常数不变，则由光栅方程可知干涉条纹间距不变，故其中包含的干涉条纹的数目变少。
或由缺级条件分析亦可。
5．某元素的特征光谱中含有波长分别为1λ=450nm 和2λ=750nm 的光谱线，在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处的谱线2λ主极大的级数将是(A) 2、3、4、5… (B) 2、5、8、11… (C) 2、4、6、8… (D) 3、6、9、12…【 D 】1．惠更斯——菲涅耳原理的基本内容是：波阵面上各面积元发出的子波在观察点P 的 相干叠加 ，决定了P 点合振动及光强。
大连理工大学大学物理作业4(静电场四)及答案详解
作业４ 静电场四它们离地球很远,内球壳用细导线穿过外球壳上得绝缘小孔与地连接,外球壳上带有正电荷,则内球壳上[ ]。
不带电荷 带正电 带负电荷外表面带负电荷,内表面带等量正电荷答案：【C 】解:如图,由高斯定理可知,内球壳内表面不带电。
否则内球壳内得静电场不为零。
如果内球壳外表面不带电(已经知道内球壳内表面不带电)，则两壳之间没有电场,外球壳内表面也不带电;由于外球壳带正电,外球壳外表面带正电;外球壳外存在静电场。
电场强度由内球壳向外得线积分到无限远,不会为零。
即内球壳电势不为零。
这与内球壳接地(电势为零）矛盾。
因此,内球壳外表面一定带电。
设内球壳外表面带电量为(这也就就是内球壳带电量),外球壳带电为，则由高斯定理可知,外球壳内表面带电为,外球壳外表面带电为。
这样,空间电场强度分布,(两球壳之间：) ,(外球壳外:)其她区域（,）,电场强度为零。
内球壳电势为041)11(4ˆ4ˆ4)()(403202020214324322=++-=⋅++⋅=⋅+⋅=⋅=⎰⎰⎰⎰⎰∞∞∞R Qq R R q r d r rQq r d rr q r d r E r d r E l d E U R R R R R R R πεπεπεπε则,由于,,所以即内球壳外表面带负电,因此内球壳负电。
2.真空中有一组带电导体,其中某一导体表面某处电荷面密度为,该处表面附近得场强大小为,则。
那么,就是［ ］。
该处无穷小面元上电荷产生得场 导体上全部电荷在该处产生得场 所有得导体表面得电荷在该处产生得场 以上说法都不对 答案:【C 】解:处于静电平衡得导体，导体表面附近得电场强度为,指得就是:空间全部电荷分布，在该处产生得电场,而且垂直于该处导体表面。
注意:由高斯定理可以算得，无穷小面元上电荷在表面附近产生得电场为；无限大带电平面产生得电场强度也为,但不就是空间全部电荷分布在该处产生得电场。
3.一不带电得导体球壳半径为，在球心处放一点电荷。
大学物理II练习册答案4
大学物理练习 四一．选择题： 1．下列几种说法：(1) 所有惯性系对物理基本规律都是等价的。
(2) 在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关。
(3) 在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同。
其中那些说法是正确的： [ ] (A) 只有(1)、(2)是正确的.(B) 只有(1)、(3)是正确的. (C) 只有(2)、(3)是正确的. (D) 三种说法都是正确的.解： [ D ]2．一火箭的固定长度为L ，相对于地面作匀速直线运动，速度为v 1，火箭上有一个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v 2的子弹。
在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是： [ ] (A)21v v L + (B)2v L (C)12v v L - (D)211)/(1c v v L -(c 表示真空中光速)解：[ B ] 在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是火箭的固定长度除以子弹相对于火箭的速度。
3．（1）对某观察者来说，发生在某惯性系中同一地点、同一时刻的两个事件，对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说，它们是否同时发生？（2）在某惯性系中发生于同一时刻、不同地点的的两个事件，它们在其它惯性系中是否同时发生？关于这两个问题的正确答案是： [ ] (A)（1）同时，（2）不同时。
(B)（1）不同时，（2）同时。
(C)（1）同时，（2）同时。
(D) 不（1）同时，（2）不同时。
解：[ A ]发生在某惯性系中同一地点、同一时刻的两个事件，对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说，它们是同时发生。
在某惯性系中发生于同一时刻、不同地点的的两个事件，它们在其它惯性系中不是同时发生。
4．K 系与K ＇系是坐标轴相互平行的两个惯性系，K ＇系相对于K 系沿Ox 轴正方向匀速运动。
一根刚性尺静止在K ＇系中，与O’x’轴成 30°角。
大学物理(一)课外练习题4
大学物理(一)课外练习题4-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN大学物理（一）课外练习题41. 两个直径相同的带电金属小球，分别固定在绝缘支座上，它们的带电量之比为1:3，把它们放在真空中相距r 处（r 远大于球的直径）。
静电力大小为F 。
若将它们接触一下放回原处，静电力大小为（ ）。
A. 8F B. 34F C. 89F D. 3F 2. 下面说法中正确的是（ ）。
A. 由0q F E =可见，E 与试探电荷0q 成反比 B. E 与F 成正比C. E 是描述电场中各点性质的物理量，与试探电荷无关D . 两个实验电荷分别放在电路中A 、B 两点，测得B A F F >，则可以肯定B AE E >3. 有一边长为a 的正立方体，在其中心有一电荷量为q的正点电荷，如图所示，则通过正立方体任一侧面的电场强度通量为（ ）。
A . 03q εB . 0q εC . 20q a ε D . 06q ε 4. 有一边长为a 的正立方体，在其顶角有一电荷量为q的正点电荷，如图所示，则通过平面MNPQ 的电场强度通量为（ ）。
A . 6o q εB . 8o q εC . 12oq ε D . 24o q ε5. 一电场强度为E 的均匀电场，E 的方向如图所示。
则通过图中一半径为R 的半球面的电场强度通量的大小为（ ）。
A . 2πcos R E θB . 2πsin R E θC . 22πR ED . 2πR E6. 在坐标原点放一电荷量为Q 的正电荷，它在P 点（a ，0）处激发的电场强度为E 。
现在引入一个电荷量为4Q -的负电荷，试问应将负电荷放在什么区域才能使P 点的电场强度等于零（ ）。
A . x 轴上 x a >B . x 轴上xC . x 轴上20a x -<<D . x 轴上0a x -<<7. 高斯定理 ⎰⎰=⋅V s dV s d E ρε01 （ ）。
大连理工大学大学物理练习题答案
S dt | 9t 6t 2 | dt 2 y(1.5) y(1) y( 2) 2.25( m)
1 6. 燃料匀速燃烧的太空火箭，其运动函数可表示为x ut u t ln(1 bt ) b 式中常量 u是喷出气流相对火箭的速度，常量b与燃烧速率成正比。求：
3 1 3 1 (1)火箭的速度函数和加速度函数； (2)设u 3.0 10 m s , b 7.5 10 s
燃料在120秒内燃烧完，求t=0s和 t=120s 时的速度； (3) t=0s 和 t=120s时的
加速度。 (1)： v dx u ln( 1 bt ) x dt (2)： vx (0) 0,
a a , v 的夹角 满足 cos t a
夹角变大
作业02 (质点运动学2)
1. 一质点作半径为 R 的变速圆周运动，写出速率、加速度和半径之间的 关系
dv v2 at , an dt R
a at an n, n
2 a at2 an
7.一质点在 xy 平面上运动，运动函数为 x 2t , y 4t 2 8 (SI) ，求： (1)质点运动的轨迹方程并画出轨道曲线； (2)t1=1s 时和 t2=2s 时质点的位置、速度和加速度。 (1) 轨道方程 y x 2 8 (2) 位置 r (1) ( 2i 12 j ) m r ( 2) (4i 24 j )m 2 速度 v (1) ( 2i 8 j ) m/s v ( 2) ( 2i 16 j ) m/s 2
t 0
v( t ) v(0) at dt 3t ( m / s)
大学物理基础教程答案1-4力-4-PPT
31
(m2 2 m 2 m1)
T1'
r
Hale Waihona Puke m 1T 2'
T2
m2
m2g
3 T1 2 ma 35(N)
T2 m2(g a) 37.3(N)
12
4-13 一根长为 l 、质量为m的均匀细杆可绕其一端的水平轴O 自由摆动。当被一发质量为m’的子弹在离O点的a处水平方向击
中后，子弹埋入杆内，杆的最大偏转角为 ，求子弹的初速度。 已知 l =1.0米，m =2千克，m’ =20千克，a=0.7米， =60o
v
2 0
2
3
m'2 a2
v0 186(m s1 )
13
4-14 质量为m长为l的匀质细杆，可绕端点O的固定水平轴转动，
把杆抬平后无初速地释放，当杆摆至竖直位置时刚好和光滑水平 桌面上的小球相碰。小球的转动不计，它的质量和杆相同，并且
碰撞是完全弹性的，轴上摩擦也忽略不计，求碰后小球的速度v。
解：下摆（定轴转动）能量守恒，
上缀一个质量m2=0.51千克的物体。试计算施在圆盘上的力矩从
静止开始，在2秒之内所作的功和2秒时物体m2的动能。
5
解: mgRdt mgRt L mRv 1 MR2 v
2
R
mgt
v m M 2
R m1
Ek ,m
1 mv2 2
1 mgt 2 m(m M
)2
8.2J
m2
2
RT W 1 I2 1 ( 1 MR2 )( v )2 M( mgt )2 20.2(J)
mg l 1 ( 1 ml 2 )2 2 23
( 1 ml2 ) ( 1 ml2 )'m' vl
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大学物理作业4
1、某质量为m的质点沿Ox轴方向运动，其方程为x=Acosωt其中A、ω均为正的常量，t 为时间变量，该质点所受的合外力F为：
A. F=ω2x
B. F=mω2x
C. F=-m ωx
D. F=-mω2x
2、在一粗糙平面上有一竖直放置的长为L的细杆，杆的质量不计，在杆的顶端放置一小球，由于系统处于不稳定平衡状态，稍有扰动细杆将倾斜，小球脱离细杆而下落，求小球与地面即将碰撞前的速度。
3、下列关于动量的表述中，不正确的是（）
A.质点的始末位置的动量相等，表明其动量一定守恒；
B.动量守恒是指运动全过程中动量时时处处都相等；
C.系统的内力无论为多大，只要合外力为零，系统的动量必守恒；
D.内力不影响系统的总动量，但要影响其总能量；
E.内力对系统内各质点的动量没有用影响。
4、一质点在两个力的同时作用下，位移为Δr=(4i-5j+6k)m，其中一个力F=(-3i-5j+9k)N,则此力在此过程中作的功是：写出过程
A.67J
B. 57J
C. 47J
D.41J
5、A、B两木块静止、紧挨并排放置在光滑水平面上，质量分布为m1和m2，一子弹水平穿过两木块，设子弹穿过木块所用时间分布为Δt1和Δt2，木块对子弹的阻力为恒力F，求子弹穿出后，木块A和B的速率。