哈工程大学物理(下)作业答案
智慧树答案无处不在的物理现象(哈尔滨工程大学)知到课后答案章节测试2022年
绪论1.物体的转动惯量与它旋转的速度答案:没有关系2.如果一个物理所受的合外力为零，则它的角动量守恒。
答案:错3.当花样滑冰运动员做旋转动作时，会收拢手臂，这样做的目的是答案:减小转动惯量4.绕固定轴旋转物体的角动量与角速度答案:成正比5.在茹科夫斯基凳演示实验中，伸开双臂可以使旋转速度变快答案:错6.库伦发现了电荷之间的相互作用？答案:对7.钕铁硼磁铁是一种强磁铁？答案:对8.磁场线是真实存在的？答案:错9.自制的纸质音响，可以用纯铜丝来代替漆包线？答案:错10.超声波比其他声波传播的速度快？答案:错11.利用双耳效应可以判断声源方位？答案:对12.“震耳欲聋”是说声音的响度高？答案:对13.用超声波洗涤仪器，说明声波能够传递能量？答案:对第一章1.在透镜成像过程中，从物点发出、到达像点的光线中，靠近光轴的光线由于所走的路径较短，光程小。
答案:错2.基于费马原理，光线可以沿着光纤传输到很远的距离。
答案:对3.海面上的海市蜃楼是由于（）答案:海面温度低，空气密度大，折射率高4.当光照到肥皂泡时，肥皂泡出现了多变的颜色，这些颜色是由于答案:不同颜色的光在肥皂泡上发生了干涉现象5.光的偏振现象是说明光是一种纵波。
答案:错6.课程中的“光尺”指的是（）答案:利用光学方法进行测量7.利用光衍射方法，可以测量很细物体（如头发丝）的直径。
答案:对8.精确测量月地距离是利用光学成像方法。
答案:错9.测量月地距离需要利用激光很好的方向性。
答案:对10.根据大爆炸理论，离我们越远的星系离开我们的运动速度越快，发出的光谱线红移越明显。
答案:对第二章1.理想黑体是指完全不发光的物体。
答案:错2.太阳是个非常好的黑体。
答案:对3.理想黑体是指答案:吸收率为100%的物体4.黑体辐射谱线的峰值波长与黑体温度之间答案:成反比5.碳纳米管可以制成非常理想的黑体。
答案:对6.光镊通常是由平行激光束构成答案:错7.关于光镊下列说法正确的是：（）答案:光镊是单光束梯度力势阱的形象称呼8.处于光场中的物体受到的光散射力来自于：（）答案:光子动量改变9.光纤光镊可以不依赖于生物显微镜。
哈工大物理试题及答案
哈工大物理试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。
如果一个物体的质量加倍，作用力减半，那么它的加速度将如何变化？A. 加速加倍B. 加速减半C. 保持不变D. 加速变为原来的四分之一答案：C2. 光在真空中的传播速度是3×10^8米/秒，而在水里的传播速度是多少？A. 2×10^8米/秒B. 3×10^8米/秒C. 1.5×10^8米/秒D. 1×10^8米/秒答案：A3. 以下哪种物质不具有磁性？A. 铁B. 铜C. 镍D. 钴答案：B4. 以下哪种现象不属于热力学第一定律的范畴？A. 能量守恒B. 能量转化C. 能量耗散D. 能量转移答案：C5. 以下哪种波属于横波？A. 声波B. 光波C. 无线电波D. 纵波答案：A6. 根据麦克斯韦方程组，以下哪种情况电磁波不能在真空中传播？A. 电场和磁场垂直B. 电场和磁场平行C. 电场和磁场同向D. 电场和磁场反向答案：B7. 以下哪种物质的比热容最大？A. 水B. 铜C. 铁D. 空气答案：A8. 以下哪种现象是布朗运动的体现？A. 尘埃颗粒在空气中的随机运动B. 水中的气泡上升C. 热空气上升D. 液体表面的波动答案：A9. 以下哪种情况会导致物体的折射率增加？A. 光从空气进入玻璃B. 光从玻璃进入空气C. 光从水进入空气D. 光从空气进入水答案：A10. 以下哪种情况不属于简谐运动？A. 单摆的摆动B. 弹簧振子的振动C. 抛物线运动D. 阻尼振动答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 根据库仑定律，两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
公式为：F =________。
答案：k * (q1 * q2) / r^22. 根据热力学第二定律，在一个封闭系统中，熵总是倾向于增加，这意味着能量的可用性会逐渐________。
哈工程大学物理(下)作业答案(二)
79. 一半径r=10cm 的圆形闭合导线回路置于均匀磁场B ( B=0.80T)中，B 与回路平面正交。
若圆形回路的半径从t=0开始以恒定的速率(d r /d t=-80cm/s)收缩，则在t=0时刻闭合回路的感应电动势的大小是多少？如要求感应电动势保持这一数值，则闭合回路面积应以怎样的恒定速率收缩？80. 一导线弯成如图形状，放在均匀磁场B 中，B 的方向垂直图面向里。
.,600a cd bc bcd ===∠，使导线绕轴O O '旋转，如图转速为每分钟n 转。
计算εoo’⨯⨯'O⨯解： 4/32/32122a a S ==t BS ωΦcos =， 60/2n π=ω∴ t BS t O O ωωΦsin )/d (d =-=' )60/2sin()60/2(nt BSn ππ=)60/2sin()120/3(2nt B na ππ=81. 电荷Q 均匀分布在半径为a 、长为L ( L >>a )的绝缘薄壁长圆筒表面上，圆筒以角速度ω绕中心轴线旋转．一半径为2a 、电阻为R 的单匝圆形线圈套在圆筒上(如图所示)．若圆筒转速按照)/1(00t t -=ωω的规律(ω 0和t 0是已知常数)随时间线性地减小，求圆形线圈中感应电流的大小和流向．解：筒以ω旋转时，相当于表面单位长度上有环形电流π⋅2ωL Q ，它和通电流螺线管的nI 等效．按长螺线管产生磁场的公式，筒内均匀磁场磁感强度为：LQ B π=20ωμ (方向沿筒的轴向)筒外磁场为零．穿过线圈的磁通量为：La Q B a 2202ωμΦ=π=在单匝线圈中产生感生电动势为=-=t d d Φ☜)d d (220t L Qa ωμ-00202Lt Qa ωμ= 感应电流i 为 0202RLt Qa R i ωμ==☜ i 的流向与圆筒转向一致．82、两根平行放置相距为2a 的无限长载流直导线，其中一根通以稳恒电流I 0，另一根通以交变电流i =I 0cos ωt ．两导线间有一与其共面的矩形线圈，线圈的边长分别为l 和2b ，l 边与长直导线平行，且线圈以速度v垂直直导线向右运动(如图)．当线圈运动到两导线的中心位置(即线圈中心线与距两导线均为a 的中心线重合)时，两导线中的电流方向恰好相反，且i =I 0，求此时线圈中的感应电动势．解：设动生电动势和感生电动势分别用ε1和ε2表示，则总电动势ε为 ε = ε1 + ε2 ， l B l B 211v v -=ε)(2)(20001b a ib a I B +π+-π=μμ )(2)(20002b a ib a I B -π++π=μμ ∵ 此刻 i =I 0 ，则 10002)(2)(2B b a ib a I B =-π++π=μμ∴ ε1 =0ε =ε2S t Bd ⋅⎰∂∂-= rir a I B π+-π=2)2(2000μμ ①由①式， 得 ⎰⋅⎰-+==∂∂ti b a b a l r r t i l S t B d d )(l n 2d 1d d 2d 00πμπμ∵ i =I 0 时，ω/2π=k t ( k = 1，2，…) ∴ t I ba ba lI i ωωμεsin ))((ln2000--+-==π=0 83. 有一很长的长方形U 形导轨，与水平面成θ 角，裸导线ab 可在导轨上无摩擦地下滑，导轨位于磁感应强度B 垂直向上的均匀磁场中，如图所示。
哈尔滨工程大学大学物理期末考试试卷(含答案)
哈尔滨工程大学大学物理期末考试试卷(含答案)一、大学物理期末选择题复习1．如图所示,质量为m 的物体用平行于斜面的细线联结置于光滑的斜面上,若斜面向左方作加速运动,当物体刚脱离斜面时,它的加速度的大小为( )(A) g sin θ (B) g cos θ (C) g tan θ (D) g cot θ答案D2．静电场中高斯面上各点的电场强度是由：（ ）(A) 高斯面内的电荷决定的 (B) 高斯面外的电荷决定的(C) 空间所有电荷决定的 (D) 高斯面内的电荷的代数和决定的答案C3．在图（ａ）和（ｂ）中各有一半径相同的圆形回路L 1 、L 2 ，圆周内有电流I 1 、I 2 ，其分布相同，且均在真空中，但在（ｂ）图中L 2 回路外有电流I 3 ，P 1 、P 2 为两圆形回路上的对应点，则（ ）（A ） ⎰⎰⋅=⋅21L L d d l B l B ，21P P B B = （B ） ⎰⎰⋅≠⋅21L L d d l B l B ，21P P B B = （C ） ⎰⎰⋅=⋅21L L d d l B l B ，21P P B B ≠ （D ） ⎰⎰⋅≠⋅21L L d d l B l B ，21P P B B ≠ 答案C4． 一个质点在做圆周运动时，则有（ ）（A ）切向加速度一定改变，法向加速度也改变（B ）切向加速度可能不变，法向加速度一定改变（C ）切向加速度可能不变，法向加速度不变（D ）切向加速度一定改变，法向加速度不变答案 B5． 用水平力N F 把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止。
当N F 逐渐增大时，物体所受的静摩擦力f F 的大小（ ）（A ）不为零，但保持不变 （B ）随N F 成正比的增大（C ）开始随N F 增大，达到某一最大值后，就保持不变（D ）无法确定答案 A6． 一段路面水平的公路，转弯处轨道半径为R ，汽车轮胎与路面间的摩擦因数为μ，要使汽车不致于发生侧向打滑，汽车在该处的行驶速率（ ）（A （B（C （D ）还应由汽车的质量m 决定答案 C7． 对质点组有以下几种说法：（1）质点组总动量的改变与内力无关；（2）质点组总动能的改变与内力无关；（3）质点组机械能的改变与保守内力无关。
哈工程大物试题答案
13． 2
2×(2l+1)
2n2
由对称性可知：Bx＝0
2分
d By = dB cosθ = µ0 I dθ 4πa
arctg a
∫ ∫ ∫ ∴
By =
d By =
dB cosθ = b µ0I dθ = µ0I arctg a
−arctg a 4πa
2πa
b
2分
b
r
B 的方向沿 y 轴的正向
2分
（2）若 i = I / 2a 为常数，当 a → ∞ 时， arctg a = π ，所以有： b2
3分
：
线
t ′ = t − vx / c 2 =
τ
1− v2 / c2 1− v2 / c2
3分
而第二个脉冲从 x´到 0 所需时间：即：
∆t′ = x′ / c
∆t′ =
vτ
c 1− v2 / c2
2分
所以，观测者在 x´=0 接受第二个脉冲的时刻
：
τ ′ = t′ + ∆t′ =
τ
( 1 + v ) = τ ( 1 + v / c )1 / 2
3µ0 Iv ln a + c
6π
a
(令
ε=
ε1
+2
ε2 =
µ0 Iv [ l 2π a
−
23 3
ln
a
+ a
c]
c = 3l / 2 ) 3分
4、（本题 10 分）
解：(1) ∵
∞
v0
∫ ∫ 1 =
f (v) dv =
Kv
3
dv
=
Kv
雨课堂大学物理答案哈尔滨工程大学
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大学物理典型题解析(下)智慧树知到答案2024年哈尔滨工程大学
大学物理典型题解析（下）哈尔滨工程大学智慧树知到答案2024年第一章测试1.关于试验线圈,以下说法正确的是（）。
A:试验线圈是电流极小的线圈 B:试验线圈是线圈所围面积极小的线圈 C:试验线圈是电流极小,线圈所围面积极小的线圈 D:试验线圈是电流足够小,以至于它不影响产生原磁场的电流分布,从而不影响原磁场；同时线圈所围面积足够小,以至于它所处的位置真正代表一点的线圈答案:D2.四条平行的无限长直导线，垂直通过边长为的正方形顶点，每条导线中的电流都是I =20 A，这四条导线在正方形中心O点产生的磁感强度为：( ）。
A:B:C:答案:C3.质子和粒子在同一匀强磁场中作半径相同的圆周运动，由此可知质子的动能和粒子的动能之比为（）A:4:1 B:1:1 C:2:1 D:1:2答案:B4.在半径为R的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为r的长直圆柱体，两柱体轴线平行，其间距为，如图．今在此导体上通以电流I，电流在截面上均匀分布，则空心部分轴线上点的磁感强度的大小为（）。
A:C:D:答案:A5.一均匀磁场，其磁感应强度方向垂直于纸面，两带电粒子在该磁场中的运动轨迹如图所示，则( )。
A:两粒子的电荷必然同号 B:两粒子的动量大小必然不同 C:粒子的电荷可以同号也可以异号 D:两粒子的运动周期必然不同答案:A6.在匀强磁场中，有两个平面线圈，其面积，通有电流，它们所受的最大磁力矩之比等于（）。
A:1/4 B:1 C:4 D:2答案:C7.边长为的正方形线圈中通有电流I，此线圈在A点（如图所示）产生的磁感B强度为（）。
A:B:C:D:选项均不正确答案:A8.一平面内，有两条垂直交叉但相互绝缘的导线，流过每条导线的电流的大小相等，其方向如图所示．则（）区域中有某些点的磁感强度B可能为零。
A:仅在象限I． B:仅在象限I，III． C:仅在象限II． D:仅在象限II，IV．答案:D9.无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内，若长直导线固定不动，则载流三角形线圈将（）。
大学物理实验(哈尔滨工程大学)智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工程大学
大学物理实验（哈尔滨工程大学）智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学第一章测试1.液体的表面张力总是力图缩小液体的表面积。
答案:对2.刚体的转动惯量与刚体的密度无关。
答案:错3.相位差公式中的负号代表受迫振动的运动状态是滞后于强迫力的。
答案:对4.使用逐差法处理数据的主要优点是充分利用所测的数据，减小系统误差。
答案:错5.杨氏模量是描述固体材料：（）。
答案:抵抗形变能力的物理量6.阻尼系数和复摆共振时的振幅之间的关系是（）。
答案:阻尼系数越大，共振时的振幅就越小7.扭摆法测量时，待测物体偏转角度θ（）。
答案:60°8.若液体润湿固体，则固、液间的接触角θ：（）。
答案:θ<90°9.拉脱法测液体表面张力系数的实验中，实验误差的来源主要有：（）。
答案:提升吊环的过程中不可能做到匀速直线运动;力敏传感器定标时示数不稳定以及人为选取读数;吊环不够水平;吊环上沾附有杂质10.对于一定温度下金属丝的杨氏模量，下列说法正确的是：（）。
答案:与材料的大小和形状无关;是材料的固有属性第二章测试1.对于过渡金属氧化物，电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对来说可以忽略。
答案:错2.热效率实验仪可以作为热机或热泵使用。
答案:对3.理想气体的比热容比值一定比1大。
答案:对4.对于电桥的原理、分类及应用，下列叙述错误的是（）。
答案:平衡电桥一般用于测量具有动态变化特性的物理量5.关于比较器输入电压、之间的关系，下列说法错误的是（）。
答案:是固定不变的电压值6.为提高热机效率，应尽可能（）。
答案:减少各种热损失，保证良好润滑7.下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（）。
答案:热机的大量使用会造成环境污染8.什么是理想气体（）。
答案:气体分子没有形状大小，没有相互作用的气体模型9.下列说法中正确的是（）。
答案:热机是把内能转化为机械能的机器;两台热机相比，功率比较大的机器能量转化的过程比较快;两台热机相比，效率比较高的机器对燃料的利用率比较高10.关于理想气体，下列说法正确的是( )。
哈工大大学物理第二章 作业题+答案
T1 m1 ( g a1 ) 0.2 (9.8 1.96) 1.57 N 1 T2 T1 0.785 N 2 m g T2 0.1 9.8 0.785 a2 2 1.95 m s 2 m2 0.1
方向向下。
a3
方向向上。
m3 g T2 0.05 9.8 0.785 5.9 m s 2 m3 0.05
5
物体受力： 真实力：重力 mg, 、斜面对它的正压力 N 惯性力： ma0
mg N ( ma0 ) mar
mgsin ma0sin mar mgcos N ma0cos 0
解得
N m ( g 0a) c o s; ar (g a0 ) sin
A
mg N ma
x 方向： mg sin max m(ar a0 sin ) y 方向： ma y N mg cos ma0 cos 解得
N m ( g 0a) c o s; ar (g a0 ) sin
解法二： 以升降机为参考系（非惯性系） ，建立坐标系如图，
解 当雨滴均匀运动时 得 所以当速率为 4.0 m s 时
1
mg k v 2 k mg / 25
F ma mg k v 2 mg
得
16 9 mg mg 25 25 a 9 g / 25
12. 2-12 质量为 m 的物体系于长度为 R 的绳子的一个端点上，在竖直平面内绕 绳子另一端点（固定）作圆周运动．设时刻物体瞬时速度的大小为 ，绳子 与竖直向上的方向成 θ 角，如图所示。(1) 求ｔ时刻绳中的张力 T 和物体的 切向加速度 at；(2) 说明在物体运动过程中 at 的大小和方向如何变化？
大学物理(下)(黑龙江工程学院)智慧树知到课后章节答案2023年下黑龙江工程学院
大学物理（下）（黑龙江工程学院）智慧树知到课后章节答案2023年下黑龙江工程学院黑龙江工程学院第一章测试1.答案:2.答案:3.答案:4.下列说法正确的是( )答案:闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零5.下列说法正确的是( )答案:电势在某一区域内为常量，则电场强度在该区域内必定为零6.答案:7.答案:8.关于导体的静电平衡，下列说法不正确的是（）答案:处于静电平衡的导体是等势体，但导体表面不是等势面9.答案:10.答案:升高第二章测试1.答案: 2.答案:3.答案:闭合回路上各点磁感应强度都为零时，回路内穿过电流代数和必定为零4.答案:5.答案:6.答案:7.答案:磁场中的任意一条磁感线都是闭合的8.答案:沿纸面由a指向b9.答案:10.答案:第三章测试1.答案:线圈中感应电流为顺时针方向2.答案:铜环中有感应电流，木环中无感应电流3.答案:4.答案:感应电场的电场线是一组闭合曲线5.答案:6.答案:穿过线圈的磁通量变化量越快，感应电动势越大7.答案:8.答案:9.答案:从磁通量变化的角度看，感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量的增加10.答案:线圈中感应电动势保持不变第四章测试1.答案:2.答案:不产生干涉条纹3.答案:1.2mm4.答案:条纹整体向上移动5.答案:变为暗条纹6.答案:8×10-6m7.答案:减小8.答案:数目不变，间距变小9.答案:λ/4n10.答案:变大第五章测试1.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为3 l的单缝上，对应于衍射角为30º的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为（）答案:3个2.答案:13.答案:4.答案:是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面5.自然光以58°的入射角照射到不知其折射率的某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则知()答案:折射光为部分偏振光，折射角为32°6.光波的衍射没有声波的衍射显著，是由于（）答案:光波波长比声波波长小的多7.若一束白光通过衍射光栅，则中央明条纹为（）答案:白色的8.用一束平行白色光垂直照射在单缝上，则在屏中央附近出现（）答案:中央亮条纹为白色，两边对称分布着由紫到红的彩色光谱9.答案:10.答案:透过的光强增强，然后又减小到零第六章测试1.有下列几种说法：（1）两个相互作用的粒子系统对某一惯性系满足动量守恒，对另一个惯性系来说，其动量不一定守恒；（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度都相同。
大学物理(下册)课后题答案_完整版
大学物理下册课后习题答案习题八8-1电量都是q 的三个点电荷，分别放在正三角形的三个顶点 .试问：(1)在这三角形的中心放一个什么样的电荷，就可以使这四个电荷都达到平衡 (即每个电荷受其他三个电荷的库 仑力之和都为零)?(2)这种平衡与三角形的边长有无关系 ？解：如题8-1图示(1)以A 处点电荷为研究对象，由力平衡知：q 为负电荷2-1 q1 qq2cos30 ----------------------a4 n0/.3 2(T a)T q(2)与三角形边长无关.8-2两小球的质量都是m ,都用长为I 的细绳挂在同一点，它们带有相同电量，静止时两线夹角为2 如题8-2图所示.设小球的半径和线的质量都可以忽略不计，求每个小球所 带的电量.解：如题8-2图示T cos mg解得 q 21 sin 4mgtan8-3根据点电荷场强公式 E J ,当被考察的场点距源点电荷很近(r T 0)时，贝U 场强4°r*,这是没有物理意义的，对此应如何理解解：Ey^r °仅对点电荷成立，当r 0时，带电体不能再视为点电荷，再用上式求4 n 0r场强是错误的，实际带电体有一定形状大小 ，考虑电荷在带电体上的分布求出的场强不会是无限大.8-4在真空中有 A , B 两平行板，相对距离为d ,板面积为S ,其带电量分别为+ q 和解得 题8-1图题8-2图T sinF e4 n 0 (2l sin )2H |2-q •则这两板之间有相互作用力f ,有人说f = q2，又有人说，因为4 o d 22f = qE ,E —，所以f =卫•试问这两种说法对吗？为什么？ f 到底应等于多少？ o S o S解：题中的两种说法均不对 .第一种说法中把两带电板视为点电荷是不对的 ，第二种说法 把合场强E 2看成是一个带电板在另一带电板处的场强也是不对的.正确解答应为一oS2个板的电场为E —,另一板受它的作用力 f q q q ,这是两板间相互作2 o S 2 o S 2 o S用的电场力.p ql ,场点到偶极子中心 0点的距离为r ,矢量r 与丨的夹角为l .试证P 点的场强E 在r 方向上的分量 E r 和垂直于r 的分量E分别为•••场点P 在r 方向场强分量垂直于r 方向，即方向场强分量psi n 34n o r8-6长l =15.0cm 的直导线AB 上均匀地分布着线密度=5.0x10求：（1）在导线的延长线上与导线 B 端相距a i =5.ocm 处P 点的场强；⑵在导线的垂直平分 线上与导线中点相距 d 2=5.ocm 处Q 点的场强. 解：如题8-6图所示（1）在带电直线上取线元 dx ,其上电量dq 在P 点产生场强为dE p1dx4no (a x)2E P dE P1 2dx 4 n o 2(ax)28-5 一电偶极子的电矩为 ,（见题8-5图）,且r E r =2pcos3 , orE =严 4 o r证：如题8-5所示，将p 分解为与 r 平行的分量psin 和垂直于lr 的分量psinE rp cos 2 n o r 3 E o题8-5图 -9Cm -1的正电荷.试题8-6图用I 15 cm , 5.0E P(2)同理dE Q 6.741由于对称性dElQx 0,dE Qy5.0 10 C cm14.9612 2~n 0(4a l )9 110 9 C m 1, a 12.5 cm 代入得2 110 N C 方向水平向右dx—2方向如题8-6图所示x d2即E Q只有y分量，1 dx d24nxd2―dfE Qy l dE Qyl4n 22 dx1 32 z 2 2\2(x d2) l2 n 0 J l24d；1, l 15 cm,d2 5 cm代入得102 N C 1,方向沿y轴正向R的均匀带电半圆环，电荷线密度为，求环心处0点的场强•一个半径为8-7RdE Q E Qydq dl Rd ,它在O点产生场强大小为RddE4 n0R2方向沿半径向外则dE x dE sin sin4 n 0 R积分E x dE y dE cos( cos d4 n 0 Rsin dE y cos d 04 n 0RE E x,方向沿x轴正向.2 n 0R8-8均匀带电的细线弯成正方形，边长为I，总电量为q . (1)求这正方形轴线上离中心为r处的场强E ；(2)证明：在r I处，它相当于点电荷q产生的场强E .q解：如8-8图示，正方形一条边上电荷在P点产生物强dE p方向如图，大小为4COS 12COS 2 COS 1dE P在垂直于平面上的分量dE dE P COSdE I r| 2 f 1 2 丨I 2/ 1 2I 1 2I I 2 I4 n °」—<r—i1r —4 \ 2 V 4题8-8图由于对称性，P点场强沿OP方向，大小为8-9 (1)点电荷q位于一边长为a的立方体中心，试求在该点电荷电场中穿过立方体的一个面的电通量；(2)如果该场源点电荷移动到该立方体的一个顶点上，这时穿过立方体各面的电通量是多少*(3)如题8-9(3)图所示，在点电荷q的电场中取半径为R的圆平面.q在该dE pCOS 1 COS 2E PE P4 dE4n o(r2g4lqr4 lr方向沿OPdE p平面轴线上的A点处，求：通过圆平面的电通量.(R arcta n — )x解：⑴由高斯定理E dS -S立方体六个面，•••各面电通量(2)电荷在顶点时当q在立方体中心时，每个面上电通量相等q6 0 .,将立方体延伸为边长2a的立方体，使q处于边长2a的立方体中心qe6 0边长2a的正方形上电通量对于边长a的正方形，如果它不包含q所在的顶点，则e 如果它包含q所在顶点则 e 0 .如题8-9(a)图所示.题8-9(3)图题8-9(b)图题8-9(a)图(3) ••通过半径为面积* 题8-9(c)图R的圆平面的电通量等于通过半径为..R2x2的球冠面的电通量，球冠S 2 M R2x2)[1q。
智慧树知到大学物理思维导引(下)(哈工程)章节测验答案
解忧书店 JieYouBookshop 第一章单元测试1【单选题】 (2分)A.B.C.D.E.2【单选题】 (2分)A.B.C.D.3【单选题】 (2分)A.B.C.D.4【单选题】 (2分)A.B.C.D.5【单选题】 (2分)A.B.C.D.E.6【单选题】 (2分)A.B.C.D.E.7【单选题】 (2分)A.B.C.D.E.8【单选题】 (2分)A.B.C.D.9【单选题】 (2分)A.B.C.D.E.10【单选题】 (2分)A.B.C.D.第二章单元测试1【单选题】 (2分)A.B.C.D.2【单选题】 (2分)A.B.C.D.3A.对B.错4【单选题】 (2分)A.B.C.D.5【判断题】 (2分)A.错B.对6A.错B.对7【单选题】 (2分)A.B.C.D.电子的动量是守恒的8【单选题】 (2分)A.静止B.向靠近导线方向移动C.向远离导线方向移动D.沿导线方向移动9【判断题】 (2分)A.对B.错10【判断题】 (2分)A.错B.对第三章单元测试1【单选题】 (2分)A.B.C.D.2【单选题】 (2分)A.B.C.D.3【单选题】 (2分)A.B.C.D.4【单选题】 (2分)A.B.C.D.5【单选题】 (2分)A.（2）和（3）B.三种说法都是正确的C.（1）和（2）D.（1）和（3）6【单选题】 (2分)A.（2）和（3）B.（1）和（3）C.三种说法都是正确的D.（1）和（2）7【单选题】 (2分)A.（2），（3），（4）B.（1），（3），（4）C.（1），（2），（4）D.（1），（2），（3）8【单选题】 (2分)A.（2），（4）B.（1），（3）C.（3），（4）D.（1），（2）9【单选题】 (2分)A.(3/5)cB.(1/5)cC.不可能出现该测量结果D.(4/5)c10【单选题】 (2分)A.B.C.D.11【单选题】 (2分)A.B.C.D.12【单选题】 (2分)A.B.C.D.13【单选题】 (2分)A.B.C.D.14【单选题】 (2分)A.B.C.D.15【单选题】 (2分)A.（1）不同时，（2）不同时B.（1）不同时，（2）同时C.（1）同时，（2）不同时D.（1）同时，（2）同时16【单选题】 (2分)A.（1）不同地，（2）同地B.（1）同地，（2）同地C.（1）同地，（2）不同地D.（1）不同地，（2）不同地17【单选题】 (2分)A.B.C.D.18【单选题】 (2分)A.B.C.D.19【单选题】 (2分)A.B.C.D.20【单选题】 (2分)A.B.C.D.21【单选题】 (2分)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。
大学物理学(下册)习题答案详解
第十二章 热力学基础一、选择题 12－1 C 12－2 C 12－3 C 12－4 B 12－5 C 12－6 A 二、填空题 12－710000100p V p V p V p V --12－8 260J ，280J - 12－912－10 )(5.21122V p V p -，))((5.01212V V p p -+，)(5.0)(312211122V p V p V p V p -+- 12－11 268J ，732J 三、计算题12－12 分析：理想气体的内能是温度T 的单值函数，内能的增量E ∆由始末状态的温度的增量T ∆决定，与经历的准静态过程无关．根据热力学第一定律可知，在等温过程中，系统从外界吸收的热量全部转变为内能的增量，在等压过程中，系统从外界吸收的热量部分用来转变为内能的增量，同时对外做功． 解：单原子理想气体的定体摩尔热容,32V m C R = (1) 等体升温过程20=A,21333()8.3150623222V V m E Q C T R T R T T J J ∆==∆=∆=-=⨯⨯= (2) 等压膨胀过程,2133()8.315062322V m E C T R T T J J ∆=∆=-=⨯⨯= 2121()()8.3150416A p V V R T T J J =-=-=⨯=1039p Q A E J =+∆=或者,,215()8.315010392p p m p m Q C T C T T J J =∆=-=⨯⨯=12－13 分析：根据热力学第一定律和理想气体物态方程求解． 解：氢气的定体摩尔热容,52V m C R =(1) 氢气先作等体升压过程，再作等温膨胀过程． 在等体过程中，内能的增量为 ,558.3160124622V V m Q E C T R T J J =∆=∆=∆=⨯⨯= 等温过程中，对外界做功为221ln8.31(27380)ln 22033T T V Q A RT J J V ===⨯+⨯= 吸收的热量为3279V T Q Q Q J =+=(2) 氢气先作等温膨胀过程，然后作等体升压过程． 在等温膨胀过程中，对外界做功为211ln8.31(27320)ln 21687T V A RT J J V ==⨯+⨯= 在等体升压过程中，内能的增量为,558.3160124622V m E C T R T J J ∆=∆=∆=⨯⨯= 吸收的热量为2933T Q A E J =+∆=3虽然氢气所经历的过程不同，但由于始末状态的温差T ∆相同，因而内能的增量E ∆相同，而Q 和A 则与过程有关．12－14 分析：卡诺循环的效率仅与高、低温热源的温度1T 和2T 有关．本题中，求出等温膨胀过程吸收热量后，利用卡诺循环效率及其定义，便可求出循环的功和在等温压缩过程中，系统向低温热源放出的热量． 解：从高温热源吸收的热量321110.005ln 8.31400ln 5.35100.001V m Q RT J J M V ==⨯⨯=⨯ 由卡诺循环的效率2113001125%400T A Q T η==-=-= 可得循环中所作的功310.255350 1.3410A Q J J η==⨯=⨯传给低温热源的热量3321(1)(10.25) 5.3510 4.0110Q Q J J η=-=-⨯⨯=⨯12－15 分析：在a b →等体过程中，系统从外界吸收的热量全部转换为内能的增量，温度升高．在b c →绝热过程中，系统减少内能，降低温度对外作功，与外界无热量交换．在c a →等压压缩过程中，系统放出热量，温度降低，对外作负功．计算得出各个过程的热量和功，根据热机循环效率的定义即可得证． 证明：在a b →等体过程中，系统从外界吸收的热量为,,1222()()V m V V m b a C mQ C T T p V p V M R=-=-在c a →等压压缩过程中，系统放出热量的大小为,,2122()()p m P p m c a C mQ C T T p V p V M R=-=- 所以，该热机的循环效率为41,212221,12222(1)()111()(1)p m P V V m V C p V p V Q V p Q C p V p V p ηγ--=-=-=---12－16 分析：根据卡诺定理，在相同的高温热源(1T )，与相同的低温热源(2T )之间工作的一切可逆热机的效率都相等，有221111Q TQ T η=-=-．非可逆热机的效率221111Q T Q T η=-<-． 解：(1) 该热机的效率为21137.4%Q Q η=-= 如果是卡诺热机，则效率应该是21150%c T T η=-= 可见它不是可逆热机．(2) “尽可能地提高效率”是指热机的循环尽可能地接近理想的可逆循环工作方式．根据热机效率的定义，可得理想热机每秒吸热1Q 时所作的功为4410.50 3.3410 1.6710c A Q J J η==⨯⨯=⨯5第十三章 气体动理论一、选择题 13－1 D 13－2 B 13－3 D 13－4 D 13－5 C 13－6 C 13－7 A 二、填空题13－8 相同，不同；相同，不同，相同. 13－9 (1)分子体积忽略不计；(2)分子间的碰撞是完全弹性的； (3)只有在碰撞时分子间才有相互作用．13－10 速率大于p v 的分子数占总分子数的百分比，分子的平均平动动能，()d 1f v v ∞=⎰，速率在∞~0内的分子数占总分子数的百分之百．13－11 氧气，氢气，1T 13－12 3，2，013－13 211042.9-⨯J ，211042.9-⨯J ，1:2 13－14 概率，概率大的状态． 三、计算题13－15 分析：根据道尔顿分压定律可知，内部无化学反应的平衡状态下的混合气体的总压强，等于混合气体中各成分理想气体的压强之和．解：设氦、氢气压强分别为1p 和2p ，则12p p p =+．由理想气体物态方程，得1He He m RTp M V =， 222H H m RT p M V=所以，总压强为62255123334.010 4.0108.31(27230)()()4.010 2.010 1.010H He He H m m RT p p p Pa M M V -----⨯⨯⨯+=+=+=+⨯⨯⨯⨯ 47.5610Pa =⨯13－16 解：(1)=可得 氢的方均根速率3/ 1.9310/s m s ===⨯ 氧的方均根速率483/m s === 水银的方均根速率/193/s m s === (2) 温度相同，三种气体的平均平动动能相同232133 1.3810300 6.211022k kT J J ε--==⨯⨯⨯=⨯13－17 分析：在某一速率区间，分布函数()f v 曲线下的面积，表示分子速率在该速率区间内的分子数占总分子数的百分比．速率区间很小时，这个百分比可近似为矩形面积()Nf v v N∆∆=，函数值()f v 为矩形面积的高，本题中可取为()p f v ．利用p v 改写麦克斯韦速率分布律，可进一步简化计算．解： ()Nf v v N∆=∆ 当300T K =时，氢气的最概然速率为1579/p v m s ==== 根据麦克斯韦速率分布率，在v v v →+∆区间内的分子数占分子总数的百分比为232224()2mvkT N m e v v N kTππ-∆=∆7用p v 改写()f v v ∆有223()2222()4()e ()()2pv mv v kTpp mv v f v v v v e kTv v ππ--∆∆=∆=由题意可知，10p v v =-，(10)(10)20/p p v v v m s ∆=+--=．而10p v ，所以可取p v v ≈，代入可得1201.05%1579p N e N-∆=⨯=13－18 解：(1) 由归一化条件204()d 1FF V V dN V AdV f v v N Nπ∞===⎰⎰⎰ 可得 334F NA V π= (2) 平均动能2230143()d d 24FV FV N f v v mv v N V πωωπ∞==⨯⨯⎰⎰423031313d ()2525FV F F F mv v mv E v =⨯==⎰13－19 分析：气体分子处于平衡态时，其平均碰撞次数于分子数密度和分子的平均速率有关．温度一定时，平均碰撞次数和压强成正比．解：(1) 标准状态为50 1.01310p Pa =⨯，0273T K =，氮气的摩尔质量32810/M kg mol -=⨯由公式v =kTp n =可得224Z d nv d d π===5102231.013104(10)/1.3810273s π--⨯=⨯⨯⨯次885.4210/s =⨯次(2) 41.3310p Pa -=⨯，273T K =4102231.331044(10)/1.3810273Z ds ππ---⨯==⨯⨯⨯次0.71/s =次13－20 分析：把加热的铁棒侵入处于室温的水中后，铁棒将向水传热而降低温度，但“一大桶水”吸热后的水温并不会发生明显变化，因而可以把“一大桶水”近似为恒温热源．把铁棒和“一大桶水”一起视为与外界没有热和功作用的孤立系统，根据热力学第二定律可知，在铁棒冷却至最终与水同温度的不可逆过程中，系统的熵将增加．熵是态函数，系统的熵变仅与系统的始末状态有关而与过程无关．因此，求不可逆过程的熵变，可在始末状态之间设计任一可逆过程进行求解． 解：根据题意有 1273300573T K =+=，227327300T K =+=．设铁棒的比热容为c ，当铁棒的质量为m ，温度变化dT 时，吸收(或放出)的热量为dQ mcdT =设铁棒经历一可逆的降温过程，其温度连续地由1T 降为2T ，在这过程中铁棒的熵变为2121d d 300ln 5544ln /1760/573T T T Q mc T S mc J K J K T T T ∆====⨯⨯=-⎰⎰9第十四章 振动学基础一、选择题 14－1 C 14－2 A 14－3 B 14－4 C 14－5 B 二、填空题 14－622 14－7 5.5Hz ，114－82411s ，23π 14－9 0.1，2π14－10 2222mA T π- 三、计算题14－11 解：简谐振动的振幅2A cm =，速度最大值为3/m v cm s =则 (1) 2220.024 4.20.033m A T s s s v ππππω⨯====≈ (2) 222220.03m/s 0.045m/s 4m m m a A v v T ππωωπ===⨯=⨯≈ (3) 02πϕ=-，3rad/s 2ω= 所以 30.02cos()22x t π=- [SI]14－12 证明：(1) 物体在地球内与地心相距为r 时，它受到的引力为2MmF Gr=- 负号表示物体受力方向与它相对于地心的位移方向相反．式中M 是以地心为中心，以r 为半径的球体内的质量，其值为10343M r πρ=因此 43F G m r πρ=-物体的加速度为43F aG r m πρ==- a 与r 的大小成正比，方向相反，故物体在隧道内作简谐振动． (2) 物体由地表向地心落去时，其速度dr dr dv dr v a dt dv dt dv=== 43vdv adr G rdr πρ==-043v r R vdv G rdr πρ=-⎰⎰ 所以v =又因为dr vdt == 所以tRdt =-⎰⎰则得1126721min 4t s ===≈14－13 分析：一物体是否作简谐振动，可从动力学方法和能量分析方法作出判断．动力学的分析方法由对物体的受力分析入手，根据牛顿运动方程写出物体所满足的微分方程，与简谐振动的微分方程作出比较后得出判断．能量法求解首先需确定振动系统，确定系统的机械能是否守恒，然后需确定振动物体的平衡位置和相应的势能零点，再写出物体在任意位置时的机械能表达式，并将其对时间求一阶导数后与简谐振动的微分方程作比较，最后作出是否作简谐振动的判断． 解：(1) 能量法求解取地球、轻弹簧、滑轮和质量为m 的物体作为系统．在物体上下自由振动的过程中，系统不受外力，系统内无非保守内力作功，所以系统的机械能守恒． 取弹簧的原长处为弹性势能零点，取物体受合力为零的位置为振动的平衡位11置，也即Ox 轴的坐标原点，如图14-13(a)所示．图14-13 (a)图14-13 (b)设物体在平衡位置时，弹簧的伸长量为l ，由图14-13(b)可知，有10mg T -=，120T R T R -=，2T kl =得 mgl k=当物体m 偏离平衡位置x 时，其运动速率为v ，弹簧的伸长量为x l +，滑轮的角速度为ω．由系统的机械能守恒，可得222111()222k x l mv J mgx ω+++-=常量 式中的角速度 1v dxR R dt ω==将机械能守恒式对时间t 求一阶导数，得2222d x k x x dt m J Rω=-=-+ 上式即为简谐振动所满足的微分方程，式中ω为简谐振动的角频率2km J R ω=+另：动力学方法求解物体和滑轮的受力情况如图14-13(c)所示．12图14－13 (c)1mg T ma -= (1)12()JT T R J a Rβ-==(2) 设物体位于平衡位置时，弹簧的伸长量为l ，因为这时0a =，可得12mg T T kl ===当物体对平衡位置向下的位移为x 时，2()T k l x mg kx =+=+ (3)由(1)、(2)、(3)式解得2ka x m J R =-+物体的加速度与位移成正比，方向相反，所以它是作简谐振动． (2) 物体的振动周期为222m J R T kππω+==(3) 当0t =时，弹簧无伸长，物体的位移0x l =-；物体也无初速，00v =，物体的振幅22200()()v mgA x l l kω=+=-==00cos 1x kl A mgϕ-===- 则得 0ϕπ=13所以，物体简谐振动的表达式为2cos()mg k x t k m J Rπ=++ 14－14 分析：M 、m 一起振动的固有频率取决于k 和M m +，振动的初速度0m v 由M 和m 的完全非弹性碰撞决定，振动的初始位置则为空盘原来的平衡位置．图14-14解：设空盘静止时，弹簧伸长1l ∆(图14-14)，则1Mg k l =∆ (1)物体与盘粘合后且处于平衡位置，弹簧再伸长2l ∆，则12()()m M g k l l +=∆+∆ (2)将(1)式代入得2mg k l =∆与M 碰撞前，物体m 的速度为02m v gh =与盘粘合时，服从动量守恒定律，碰撞后的速度为02m m mv v gh m M m M==++取此时作为计时零点，物体与盘粘合后的平衡位置作为坐标原点，坐标轴方向竖直向下．则0t =时，02mg x l k =-∆=-，02mv v gh m M==+14ω=由简谐振动的初始条件，0000cos , sin x A v A ϕωϕ==-可得振幅A ===初相位0ϕ满足000tan v x ϕω=-== 因为 00x <，00v >所以 032πϕπ<<0ϕπ=+所以盘子的振动表式为cos x π⎤⎫=+⎥⎪⎪⎥⎭⎦14－15 解：(1) 振子作简谐振动时，有222111222k p E E E mv kx kA +==+= 当k p E E =时，即12p E E =．所以 22111222kx kA =⨯0.200.14141x m m ==±=±(2)由条件可得振子的角频率为/2/s rad s ω=== 0t =时，0x A =，故00ϕ=．动能和势能相等时，物体的坐标15x =即cos A t ω=，cos t ω= 在一个周期内，相位变化为2π，故3574444t ππππω=， ， ， 时间则为1 3.140.3944 2.0t s s πω===⨯ 213330.39 1.24t t s s πω===⨯=315550.39 2.04t t s s πω===⨯=417770.39 2.74t t s s πω===⨯=14－16 解：(1) 合成振动的振幅为A =0.078m== 合成振动的初相位0ϕ可由下式求出110220*********.05sin0.06sin sin sin 44tan 113cos cos 0.05cos 0.06cos 44A A A A ππϕϕϕππϕϕ⨯+⨯+===+⨯+⨯ 084.8ϕ=(2) 当0102k ϕϕπ-=± 0,1,2,k =时，即0103224k k πϕπϕπ=±+=±+时， 13x x +的振幅最大．取0k =，则 031354πϕ== 当020(21)k ϕϕπ-=±+0,1,2,k =时，即020(21)(21)4k k πϕπϕπ=±++=±++时，13x x +的振幅最小．取0k =，则 052254πϕ==(或031354πϕ=-=-) 14－17 分析：质点同时受到x 和y 方向振动的作用，其运动轨迹在Oxy 平面内，16质点所受的作用力满足力的叠加原理．解：(1) 质点的运动轨迹可由振动表达式消去参量t 得到．对t 作变量替换，令12t t '=-，两振动表达式可改写为0.06cos()0.06sin 323x t t πππ''=+=-0.03cos3y t π'=将两式平方后相加，得质点的轨迹方程为222210.060.03x y += 所以，质点的运动轨迹为一椭圆． (2) 质点加速度的两个分量分别为22220.06()cos()3339x d x a t x dt ππππ==-+=-22220.03()cos()3369y d y a t y dt ππππ==--=-当质点的坐标为(,)x y 时，它所受的作用力为22()99x y F ma i ma j m xi yj mr ππ=+=-+=-可见它所受作用力的方向总是指向中心(坐标原点)，作用力的大小为223.1499F ma π====⨯=14－18 分析：充电后的电容器和线圈构成LC 电磁振荡电路．不计电路的阻尼时，电容器极板上的电荷量随时间按简谐振动的规律变化．振荡电路的固有振动频率由L 和C 的乘积决定，振幅和初相位由系统的初始状态决定．任意时刻电路的状态都可由振荡的相位决定． 解：(1) 电容器中的最大能量212e W C ε=线圈中的最大能量17212m m W LI =在无阻尼自由振荡电路中没有能量损耗，e m W W =．因此221122m C LI ε=21.4 1.410m I A A -===⨯(2) 当电容器的能量和电感的能量相等时，电容器能量是它最大能量的一半，即22124q C C ε= 因此661.010 1.41.0101.41q C C --⨯⨯==±=±⨯ (3) LC 振荡电路中，电容器上电荷量的变化规律为00cos()q Q t ωϕ=+式中0Q C ε=，ω=．因为0t =时，0q Q =，故有00ϕ=．于是q C ε=当首次q =时有C ε==，4π=53.147.85104t s -===⨯18第十五章 波动学基础一、选择题 15－1 B 15－2 C 15－3 B 15－4 A 15－5 C 15－6 C 二、填空题15－7 波源，传播机械波的介质 15－8B C，2B π，2C π，lC ，lC - 15－9 cos IS θ 15－10 0 15－11 0.45m 三、计算题15－12 分析：平面简谐波在弹性介质中传播时，介质中各质点作位移方向、振幅、频率都相同的谐振动，振动的相位沿传播方向依次落后，以速度u 传播．把绳中横波的表达式与波动表达式相比较，可得到波的振幅、波速、频率和波长等特征量．t 时刻0x >处质点的振动相位与t 时刻前0x =处质点的振动相位相同． 解：(1) 将绳中的横波表达式0.05cos(104)y t x ππ=-与标准波动表达式0cos(22)y A t x πνπλϕ=-+比较可得0.05A m =，52v Hz ωπ==，0.5m λ=，0.55/ 2.5/ u m s m s λν==⨯=． (2) 各质点振动的最大速度为0.0510/0.5/ 1.57/m v A m s m s m s ωππ==⨯=≈各质点振动的最大加速度为192222220.05100/5/49.3/m a A m s m s m s ωππ==⨯=≈(3) 将0.2x m =，1t s =代入(104)t x ππ-的所求相位为10140.29.2ϕπππ=⨯-⨯=0.2x m =处质点的振动比原点处质点的振动在时间上落后0.20.082.5x s s u == 所以它是原点处质点在0(10.08)0.92t s s =-=时的相位． (4) 1t s =时波形曲线方程为x x y 4cos 05.0) 4110cos(05.0πππ=-⨯=1.25t s =时波形曲线方程为)5.0 4cos(05.0) 425.110cos(05.0ππππ-=-⨯=x x y1.50t s =时波形曲线方程为) 4cos(05.0) 45.110cos(05.0ππππ-=-⨯=x x y1t s =， 1.25t s =， 1.50t s =各时刻的波形见图15-12．15－13 解：(1) 由于平面波沿x 轴负方向传播，根据a 点的振动表达式，并以a 点为坐标原点时的波动表达式为0cos[()]3cos[4()]20x xy A t t u ωϕπ=++=+(2) 以a 点为坐标原点时，b 点的坐标为5x m =-，代入上式，得b 点的振动表达式为53cos[4()]3cos(4)20b y t t πππ=-=- 若以b 点为坐标原点，则波动表达式为3cos[4()]20xy t ππ=+-s1s5.12015－14 解：由波形曲线可得100.1A cm m ==，400.4cm m λ==从而0.4/0.2/2u m s m s T λ===，2/rad s Tπωπ==(1) 设振动表达式为 0cos[()]xy A t uωϕ=++由13t s =时O 点的振动状态：2Ot Ay =-，0Ot v >，利用旋转矢量图可得，该时刻O 点的振动相位为23π-，即 10032()33Ot t t ππϕωϕϕ==+=+=-所以O 点的振动初相位为 0ϕπ=-将0x =，0ϕπ=-代入波动表达式，即得O 点的振动表达式为0.1cos()O y t ππ=-(2) 根据O 点的振动表达式和波的传播方向，可得波动表达式0cos[()]0.1cos[(5))]xy A t t x uωϕππ=++=+-(3) 由13t s =时Q 点的振动状态：0Qt y =，0Qt v <，利用旋转矢量图可得，该时刻Q 点的振动相位为2π，即013[()]30.22Q Qt t x x t u πππϕωϕπ==++=+-=可得 0.233Q x m =将0.233Q x m =，0ϕπ=-代入波动表达式，即得Q 点的振动表达式为0.1cos()6Q y t ππ=+(4) Q 点离O 点的距离为0.233Q x m =15－15 分析：波的传播过程也是能量的传播过程，波的能量同样具有空间和时间的周期性．波的强度即能流密度，为垂直通过单位面积的、对时间平均的能流．注意能流、平均能流、能流密度、能量密度、平均能量密度等概念的区别和联系．解：(1) 波中的平均能量密度为32235319.010/ 3.010/2300I w A J m J m u ρω--⨯====⨯最大能量密度为 532 6.010/m w w J m -==⨯ (2) 每两个相邻的、相位差为2π的同相面间的能量为25273000.14() 3.010() 4.621023002u d W wV w S w J v λππ--====⨯⨯⨯⨯=⨯15－16 分析：根据弦线上已知质点的振动状态，推出原点处质点振动的初相位，即可写出入射波的表达式．根据入射波在反射点的振动，考虑反射时的相位突变，可写出反射波的表达式．据题意，入射波和反射波的能量相等，因此，在弦线上形成驻波的平均能流为零．解：沿弦线建立Ox 坐标系，如图15-16所示．根据所给数据可得图15-16/100/u s m s ===，2100 /rad s ωπνπ==，100250u m m v λ===， (1) 设原点处质元的初相位为0ϕ，入射波的表达式为0cos[()]xy A t uωϕ=-+据题意可知，在10.5x m =处质元的振动初相位为103πϕ=，即有110001000.51003x u ωππϕϕϕ⨯=-+=-+=得 05326πππϕ=+=所以，入射波表达式为550.04cos[100()]0.04cos[100()]61006x x y t t u ππππ=-+=-+入考虑半波损失，反射波在2x 处质元振动的初相位为2010511100()10066ππϕππ=-++=反射波表达式为220cos[()]x x y A t uωϕ-=++反 ]611)100(100cos[04.0]611)10010(100cos[04.0ππππ++=+-+=x t x t（2）入射波和反射波的传播方向相反，叠加后合成波为驻波40.08cos()cos(100)23y y y x t ππππ=+=++入反波腹处满足条件 2x k πππ+=即 1()2x k =-因为010x m ≤≤，在此区间内波腹位置为0.5, 1.5, 2.5,,9.5x m = 波节处满足条件 (21)22x k πππ+=+即 x k = 在区间010x m ≤≤，波节坐标为0,1,2,,10x m = (3) 合成为驻波，在驻波中没有能量的定向传播，因而平均能流为零． 15－17 分析：运动波源接近固定反射面而背离观察者时，观察者即接收到直接来自波源的声波，也接收到来自固定反射面反射的声波，两声波在A 点的振动合成为拍．当波源相对于观察者静止，而反射面接近波源和观察者时，观察者接收到直接来自波源的声波无多普勒效应，但反射面反射的频率和观察者接收到的反射波频率都发生多普勒效应，因此，两个不同频率的振动在A 点也将合成为拍． 解：(1) 波源远离观察者而去，观察者接收到直接来自波源声音频率为1R S Suu v νν=+观察者相对反射面静止，接收到来自反射面的声波频率2R ν就是固定反射面接收到的声波频率，这时的波源以S v 接近反射面．2R S Suu v ννν==-反 A 处的观察者听到的拍频为21222S S R R S S S S Suv u uu v u v u v νννννν∆=-=-=-+- 由此可得方程2220S S S v uv u ννν∆+-∆=0.25/S v m s ≈(2) 观察者直接接收到的波的频率就是波源振动频率1RS νν'= 对于波源来说，反射面相当于接收器，它接收到的频率为S u vuνν+'=对于观察者来说，反射面相当于另一波源，观察者接收到的来自反射面的频率为2RS S u u u v u vu v u v u u vνννν++''===--- A 处的观察者听到的拍频为212RR S S S u v vu v u vνννννν+''∆=-=-=-- 所以波源的频率为3400.24339820.4S u v Hz Hz v νν--=∆=⨯= 15－18 解：平面电磁波波动方程的标准形式为222221y y E E x u t ∂∂=∂∂， 222221z zH H x u t ∂∂=∂∂ 与平面电磁波的标准方程相比较，可知波速为82.0010/u m s ==⨯ 所以介质的折射率为1.50cn u== 15－19 解：由电磁波的性质可得00E H =而 000B H μ=， 真空中的光速c =所以0E B c==从而可得 0008703000.8/0.8/310410B E H A m A m c μμπ-====⨯⨯⨯ 磁场强度沿y 轴正方向，且磁场强度和电场强度同相位，所以0.8cos(2)3y H vt ππ=+［SI ］第十六章 几何光学一、选择题 16－1 A 16－2 B 16－3 B 16－4 C 二、填空题16－5 6.0S cm '=，12V = 16－6 80f cm '=16－7 34s cm '=-，2V =- 16－8 左，2R 三、计算题16－9 解：设空气的折射率为n ，玻璃的折射率为n '，则 1n =， 1.5n '= 因为 2r = 所以物方焦距4nrf cm n n=='- 像方焦距6n rf cm n n ''=='- 又因为 1f fs s'+='而 8s cm = 所以 12s cm '=(实像)1ns y V y n s''==-=-' 其中 0.1y cm = 所以 0.1y Vy cm '==-16－10 分析：将球面反射看作n n '=-时球面折射的特例，可由折射球面的成像规律求解。
哈尔滨工程大学试卷答案
= 6.72× 8 m 10
d.c
WCA =0 QCA =ΔECA = v CV (TA－TC ) =1500 J WBC =PB (VC－VB ) =－400 J ΔEBC = v CV (TC－TB ) =－1000 J QBC =ΔEBC + WBC =－1400 J
PD iza r F
CV
v0
Tri om
a / N dv 1 ，
0 I3 2r r [ I 1 ln I 2 ln ] 2 r 2r I 0 3 [ I 1 ln 2 I 2 ln 2] 2 I 0 3 ( I 1 I 2 ) ln 2 2
al
r 0 I 3 r I1 I [ d x 2 d x] 2 0 r x 2r x 0
F I3 [
0
r
0 I1 0 I 2 ]d x 2(r x) 2(2r x)
3、 （本题 11 分）
I Il d r 0 I l ln b vt 解：(1) Φ(t ) B d S 0 l d r 0 2r 2 a v t r 2 a vt S
(2)
4、 （本题 10 分） 0→v 0： 2v 0
nI
2 4
7、0 8、2.6108 m/s
12、1.51 13、
Do
dV 1
二、计算题（共 61 分）
1、 （本题 10 分） 解：其中 3/4 圆环在 D 处的场 AB 段在 D 处的磁感强度
ww w
2
cuC
11、150V
10、不变；变长；波长变长某一波长
1 2 1 BC 段在 D 处的磁感强度 B3 [ 0 I /(4b)] ( 2 I B1 、 B2 、 B3 方向相同，可知 D 处总的 B 为 B 0 4 B2 [ 0 I /(4b)] (
哈尔滨工程大学大学物理试卷1答案
考试科目:
题号 分数 评卷 人 一
大学物理（答案）
二 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 总分
得
MAV M τ (∵MAg<<TAB ) Av = -TAB· MBV - MBv =TAB· τ -TBC· τ MCV - 0 = TBC· τ (MA+ MB+ MC)V = ( MA+ MB) v ( M A M B )v 2 V v =1.33m/s M A M B MC 3
第1页 共6页
合振动方程为 x = 6.48×10-2 cos(2t+1.12) (SI) 4. 解：(1) ∵ dx / D ≈ k x≈Dk / d = (1200×5×500×10-6 / 0.50)mm= 6.0 mm (2) 从几何关系，近似有 r2－r1≈ d x / D 有透明薄膜时，两相干光线的光程差 = r2 - ( r1 -l +nl) = r2 - r1 -(n-1)l d x / D n 1l 对零级明条纹上方的第k级明纹有 k 零级上方的第五级明条纹坐标
第3页 共4页
第4页 共 4页
2. 解：碰撞前瞬时，杆对O点的角动量为
1 mv 0 L 2 式中为杆的线密度．碰撞后瞬时，杆对O点的角动量为 2 2 1 3 3 1 1 7 J m L m L mL2 3 4 2 12 4 2 因碰撞前后角动量守恒，所以 1 7 mL2 / 12 mv 0 L 2 ∴ = 6v0 / (7L) (2t ) -2 4 3. 解：由题意 x1 = 4×10 cos (SI) (2t ) 2 x2 =3×10-2cos (SI) 按合成振动公式代入已知量，可得合振幅及初相为
哈尔滨工程大学大学物理试卷2答案
Pdx =
l
1分
2、解：碰撞前瞬时，杆对 O 点的角动量为
3L / 2 0
v 0 x d x
L/2 0
v 0 x d x v 0 L2
1 mv密度．碰撞后瞬时，杆对 O 点的角动量为
2 2 1 3 3 1 1 7 J m L m L mL2 4分 3 4 2 12 4 2 1 2 因碰撞前后角动量守恒，所以 7 mL / 12 mv 0 L ∴ = 6v0 / (7L) 2
一、填空题（每题 3 分，共 30 分） 1、4.8m/s2 ;3.15rad 2、
M v M m
3、80N，与车行方向相同 98N，与车行方向相反 4、375J 5、0 6、1.2mm ; 3.6mm 7、
2d
8、1.73 9、 LE dl 0 ;单位正电荷在静电场中沿任意闭合路径绕行一周，电场力作功等于 零；保守力（有势） 10、
2分
第 3页 5、 ．解：设第 k 个暗环半径为 rk，第 k＋5 个暗环半径为 rk+5，据牛顿环公式有
rk2 kR
2
,
rk25 k 5R
rk25 rk2 5R R rk25 rk2 / 5
由图可见 ∴ r
2 k 5 2 k
5分 1分 2分 2分
2分
3、解：
0 .1 9 .8 N/m 12.25 N/m 2分 0.08 12.25 1 k /m s 7 s 1 2分 0.25 21 2 2 A x0 v0 / 2 4 2 ( ) 2 cm 5 cm 2分 7 tg v 0 /( x0 ) (21) /(4 7) 3 / 4 ， = 0.64 rad 2分
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。