物理学课后习题答案.docx

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1、物理学课后习题答案 填空题 1-9 已知质点的和坐标为动学方程的矢量表示式为，。此质点运 ；它的轨道方程是 ，从这个方程可知，其运动轨道的形状是 圆周 ；它的速度公式为 ，速率 ，切向加速度指向圆心 。 1-10 沿直线运动的质点，其运动学方程为、是常量。初始时刻，质点的位置坐标是初始速度等于度 ；加速度公式 ；质点的速度公式 ，初始时刻的加速度等于(SI单位)，、 ， 。 加速 ；加速度的大小 ；法向加速度，方向是 是时间的 线性 函数，由此可知，作用于质点的合力是随时间 线性变化 的函数。 1-11 质点的运动方程为 当时，质点的速度 ，质点的加速度 。 。 1-12 牛顿引力常量的量纲是

2、 填空题 2-10 一质量为的物体，原来以速率向北运动，它受到外力打击后，变为向西运 ,方向为 西南 。 ，在光滑的水平桌面上， ，动，速率仍为，则外力的冲量大小为 2-11 两球质量分别为运动，用直角坐标系描述其运动，两者速度分别为。若碰撞后合为一体，则碰撞后速度的大小与轴的夹角 。 2-12 一质点动能的变化量等于 该质点所受合力的功 ； 一质点系统动能的变化量等于 该系统所受外力的功和系统内力的功的代数和 ；力学系统机械能的变化量等于 该系统所受外力功和系统非保守内力功的代数和 。 2-13 一物体放在水平传送带上，物体与传送带间无相对运动。当传送带匀速运动时，静摩擦力对物体做功是 零

3、；当传送带减速运动时, 静摩擦力对物体做功是 负 (填入 “正”、“负”或“零”) 2-14 地球绕太阳运动的轨道是椭圆形，在远地点时地球太阳系统的引力势能比近地点时大，则地球公转的速率是 近地 点时比 远地 点大 。 填空题 3-10 关于内力做功 刚体是大小、形状不变的物体，因此，刚体中任意两点间没有相对位移，由此可知， 刚体的内力功为零 ，所以一般质点系统的动能定理和刚体的动能定理之区别是，前者 系统所受外力的功与内力的功之和等于系统动能的增量 ；而后者 系统所受外力矩的功等于系统动能的增量。但这只不过是前者的具体化，对于刚体，内力功为零，外力功表现为外力矩的功 。 3-11 作用于刚体

4、上的合外力矩 是此外力矩的功率表达式是线性 关系。 3-12 质量可以忽略的轻杆，长为。质量都是的两个质点分别固定于杆的中央和，此外力矩元功的表达式是，那么, 。 如果在恒力矩作用下，其功率与时间的关系是 一端。此系统对通过另一端点的垂直于杆的转轴的转动惯量 ；对通过中央的垂直于杆的转轴的转动惯量 。 3-13 物体系统角动量守恒的条件是 系统所受的外力矩的和为0 。 3-14 可绕水平轴转动的飞轮，直径为的一端加一不变的拉力，如果从静止开始在，飞轮的角加速度是，一条绳子绕在飞轮的外周边缘，在绳钟内绳被展开 。 ，则绳端点的加速度是 3-15 两质量为和的质点分别沿半径为和的同心圆周运动，前者

5、以的角速度沿顺时针方向，后者以角动量是 填空题 的角速度沿逆时针方向。以逆时针方向为正向，则该质点系的。 4-10 系统在某过程中吸收热量能的变化是。 ，对外做功，那么，在此过程中，系统内 4-11 在某绝热过程中，系统内能的变化是。在此过程中，系统做功。 4-12 一定量的理想气体，从某状态出发，如果经等压、等温或绝热过程膨胀相同的体积。在这三个过程中，做功最多的过程是 等压膨胀过程 ；气体内能减少的过程是 绝热膨胀过程 ；吸收热量最多的过程是 等压膨胀过程 。 4-13 热机循环的效率是，放出的热量是，那么，经一个循环吸收。 热量，它所做的净功是 4-14 如下状态方程各属理想气体的什么过

6、程？ 其他过程 。 4-15 热力学第二定律的开尔文表述是： 不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他的影响 。热力学第二定律的克劳修斯表述是： 热量从温度较低物体自动地转移到温度较高的物体是不可能的 。热力学第二定律的实质是 在孤立系统中，伴随热现象的自然过程都具有方向性 。 4-16 在等压条件下，把一定量的理想气体升温它的温度降低 ，放出需要热量。在等体条件下把。 为等压过程 ； 为等体过程 ； 为等温过程 ； 为等压、等体、等温以外的的热量。则此气体的摩尔热容比是填空题 5-10 两个正点电荷所带的电荷量为和，当它们相距时，两电荷之间相互作用力为，若，欲使两电荷间的作用

7、力最大，则它们所带电荷量之比 1 。 ， 511 真空中两块互相平行的无限大均匀带电平板，其中一块的面电荷密度为另一块的面电荷密度为，两极板间的电场强度大小为的电场中有、两点，则 。 点的电场强度的大小 512 如图所示，负点电荷大，点的电势高。一正点电荷置于点的电势能 ，将此点电荷从点移至点，电势能将 增加 。 5-13 如图所示，点有电荷，点有电荷，点沿是以为圆心，弧移到点，为半径的半圆，取无穷远处为电势零点。 将单位正电荷由电场力做功为 。将单位负电荷从点沿的延长线移到无限远去，电场力做功为 。 5-14 平行板电容器充电后与电源断开，然后充满相对电容率为正的各向均匀介质。其电容将 增加

8、 。两极板间的电势差将 减小 。 5-15 平行板电容器两极板间距为，若插入一面积与极板相同，厚度为容率为，相对电正的各向同性均匀介质板，如图所示。则插入介质后的电容与原来的电容之比 。 填空题 6-8 若将电流元放在半径为的圆心，如图所示。将圆周等分成八段。在图中，1、2、3、4各等分点的磁感强度的大小分别为；磁场的方向为 垂直纸面向外 。 。右半圆各点磁场的方向为 垂直纸面向里 ，左半圆各点 6-9 某点的地磁场为的磁场抵消，则线圈通过，这一地磁场被半径为的电流。 和且共面的两个半圆，圆心为，通过的的圆形电流线圈中心 6-10 将导线弯成两个半径分别为为电流为，如图所示。则圆心纸面向里 。

9、 点的磁感强度的大小为；方向为 垂直 6-11 空间某一区域同时存在着电磁场和，它们互相垂直，垂直于纸面向里，水平向左。若有一带电的负电荷以速度进入电磁场，如图所示。则电荷受的电场力，方向为 垂直纸面向外 ；磁场力。 ，方向为 垂直纸面向里 。电荷作匀速运动的条件为 6-12 将一块半导体样品放在方向加一匀强磁场是平面，如图所示。沿轴方向通有电流，沿，则此样品。若实验测得样品薄片两侧的电势差为型半导体。 填空题 7-7 如图所示，在无限长的载流导线附近放置一矩形线圈，开始时线圈与导线在同一平面内，且线圈中的两条边与导线平行。线圈做下列平动时，判断有否感生电流，并指出方向。 ( A ) 线圈沿着

10、直导线电流方向平动， 无电流 。 ( B ) 线圈在原平面内沿与导线电流垂直的方向平动， 有电流，顺时针方向 。 ( C ) 线圈在与原平面垂直的方向平动， 有电流，顺时针方向 。 7-8 一半径的圆线圈，其电阻，匀强磁场垂直于线圈平面，若使线圈中有一稳定的感应电流，则的变化率。 7-9 一个检测微小振动的电磁传感器原理图，如图所示。在振动杆的一端固定接一个匝的矩形线圈，线圈宽为，线圈的一部分在匀强磁场，线圈随杆振动时，线圈中的感应电动势为中，设杆的微小振动规律为。 7-10 半径为的小导线圆环置于半径为且。若在大导线圆环中通有电流的大导线圆环的中心，二者在同一平面内，其中、为常量，则任意时刻

11、，小导线圆环中感应电动势的大小为。 。 7-11 引起动生电动势的非静电力是 洛伦兹 力，其非静电性场强引起感生电动势的非静电力是 涡漩电场 力，其相应的非静电场是 变化的磁场 激发的。 7-12 感生电场是由 变化的磁场 产生的，它的电场线是 闭合曲线 ，它对导体中自由电荷的作用是 非静电性的 。 7-13 螺线管的自感系数为8-1 判断。 下列诸情，当通过它的电流时，它贮存的磁场能量况，做简谐振动的是 D (A) 小球在地面上做完全弹性的上下跳动； (B) 织布机梭子在光滑的水平经线上依靠两端冲力作用而往返运动； (C) 气艇在湖面上做匀速圆周运动； (D) 轻弹簧上端固定，下端挂着一定质

12、量的物体，物体上下运动。 8-2 如图所示，两个同频率、同振幅的简谐振动曲线和，它们的相位关系是 A (A) 比滞后； (B) 比超前； (C) 比超前； (D) 比滞后。 8-3 研究弹簧振子振动时，得到四条曲线，如图所示。图中横坐标为位移，纵坐标为有关物理量。描述物体加速度与位移的关系曲线是 B 8-4 上图中，描述物体速率与位移的关系曲线是 做谐振动的系统，其动能(或势能)随时间变化的频率是 C 8-5 以频率 C (A) ； (B) ； (C) ； (D) 。 8-6 简谐振动物体的位移为振幅的一半时，其动能和势能之比为 C (A) ； (B) ； (C) ； (D) 。 8-7 简谐

13、振动的曲线如图所示，在6秒时刻，下列叙述中正确者为 C (A) 此时速度最小； (B) 此时加速度最大； (C) 此时势能最小； (D) 此时动能最小。 填空题 8-8 一物体的质量为 则振幅置所受的力为 ，周期为 ，初相为 ，质点在初始位 ,速度为 。 ，角频，它的振动方程为 ，在秒末的位移为 ,加速度为 89 某质点做简谐振动的曲线如图所示。则质点的振幅为率为 ，振动方程为 ，初相为 。 8-10 一质点做简谐振动，振幅为，频率为，初相为 ，则其振动方程为 。在时刻，质点的速度为 ，加速度 。 8-11 某简谐振动的振动方程为 式中以为单位，以为单位。物体在振动过程中速度从零变到速度为的最

14、短时间为 。 8-12 已知弹簧振子的总能量为时值为，设振子处于最大位移的 ，势能的瞬时值为处时，其动能的瞬 。 8-13 有两个弹簧振子，第一振子物体的质量为第二振子物体的两倍，振幅则为第二振子的一半。设两振子以相同的频率振动，则第一振子的能量与第二振子的能量之比为 。 8-14 两简谐振动的方程为 式中、以为单位，以为单位。两振动的相位差为 ，合振幅为 ，合振动的初相为为 。 ，合振动的方程9-1 平面简谐波方程 中，表示 D (A) 波源的振动相位； (B) 波源的振动初相； (C) 处质点振动相位； (D) 处质点振动初相。 9-2 下列叙述中的正确者是 C (A) 机械振动一定能产生

15、机械波； (B) 波动方程中的坐标原点一定要设在波源上； (C) 波动传播的是运动状态和能量； (D) 振动的速度与波的传播速度大小相等。 9-3 波线上、两点相距，点的相位比点的滞后，波的频率为,则波速为 A (A) ； (B) ； (C) ，周期为； (D) 。 9-4 一质点沿方向振动，振幅为时该质点位于，平衡位置在坐标原点，已知处，向轴正方向运动。由该质点引起的波动的波长为。则沿轴正向传播的平面简谐波的波动方程为 D (A) ； (B) ； (C) ； (D) 9-5 某波沿一弦线传播，其波动方程为 。 式中、以为单位，以为单位。如果弦线密度，则波的能流密度为 C (A) (C) ；

16、(B) ； (D) ； 。 9-6 一简谐波，振幅增为原来的两倍，而周期减为原来的一半，则后者波的强度与原来波的强度之比为 D (A) ； (B) ； (C) ； (D) 。 9-7 频率为的波，其波速为，相位差为的两点的波程差为 A (A) ； (B) ； (C) ； (D) 。 。则总声强级为 9-8 两个小提琴发出声音的声强级相等，约为 D (A) ； (B) ； (C) ； (D) 。 与声音的声强 9-9 声音的声强级比声音的声强级大的比值为 D (A) 填空题 ； (B) ； (C) ，则声音的声强； (D) 。 9-10 产生机械波的必要条件是 波源的振动 和 波源周围存在弹性介

17、质 。 9-11 已知平面简谐波方程为 式中、均为常量。则平面谐波的振幅为 ，频率为 ，波速为 ，波长为 9-12 一平面简谐波沿轴负向传播，已知 。 处质点的振动方程为 若波速为，则此波的波动方程为 9-13 一横波在时刻的波形图如图所示，试指出、。 四点中，哪些点的为 振动速度为正，哪些点的振动速度为负，哪些点的振动速度为零； 零 ，为 正 ，为 正 。 为 负 ， 9-14 一平面简谐波在，则平的波形图如图所示。波沿面简谐波的波轴负向传播，波速为动方程为 。若该波的强度为介质的密度为 。 ，则10-1 由两个不同光源发出的两束白光，在叠加区域中不会产生干涉现象，这是因为 C (A) 白光

18、是由很多不同波长的光组成的； (B) 两个光源发射的光的强度不同； (C) 这两个光源是相互独立且不相干的光源； (D) 由两个不同光源发出的光不能有相同的频率。 10-2 如图所示，在扬氏双缝干涉实验中，如果差为 D 点是第一级暗纹所在位置，则光程 (A) ； (B) ； (C) ； (D) 。 10-3 在杨氏双缝干涉实验中，如果缩短双缝间的距离，下列陈述正确的是 B (A) 相邻明间距离减小； (B) 相邻明纹间距增大； (C) 相邻明纹间距不变； (D) 不能确定相邻明纹间距的变化情况。 10-4 牛顿环实验装置是用一平凸透镜置于一平板玻璃上。今以平行单色光从上向下垂 直入射，并从上向

19、下观察，看到有许多明暗相间的同心圆环，这些圆环的特点为 D (A) 接触点是明的，同心圆环是等距离的； (B) 接触点是明的，同心圆环是不等距离的； (C) 接触点是暗的，同心圆环是等距离的； (D) 接触点是暗的，同心圆环是不等距离的。 10-5 光波的衍射没有声波显著，是由于 D (A) 光是电磁波； (B) 光速比声速大； (C) 光有颜色； (D) 光波长比声波小得多。 10-6 观察屏上的单缝夫琅禾费衍射花样，如入射光波长变大时，中央明纹宽度 B (A) 变小； (B) 变大； (C) 不变； (D) 由其他情况决定。 10-7 光栅常量变小时，下列正确说法是 B (A) 衍射条纹间

20、距变大，条纹宽度变大； (B) 衍射条纹间距变大，条纹宽度变小； (C) 衍射条纹间距变小，条纹宽度变小； (D) 衍射条纹间距变小，条纹宽度变大。 10-8 关于光学仪器的分辨率，下列说法正确的是 D (A) 与入射光波长成正比，与透光孔径成反比； (B) 与入射光波长成反比，与透光孔径成反比； (C) 与入射光波长成正比，与透光孔径成正比； (D) 与入射光波长成反比，与透光孔径成正比。 10-9 两偏振片紧贴着放在一盏灯的前面，此时没有光透过。当其中一片转过将观察到 A (A) 透过的光强增强，然后又减少到零； (B) 光强在整个过程中都逐渐增强； (C) 光强增强，然后减弱，最后又增强

21、； (D) 光强增强、减弱，又再次增强、减弱。 10-10 自然光以布儒斯特角入射到透明介质的表面时，下面正确的陈述为 D (A) 反射线和折射线是平行的； (B) 反射线和入射线是垂直的； (C) 折射线是线偏振光； (D) 反射光的光振动垂直于入射面。 10-11 光线由折射率为的介质入射到折射率为的介质时，布儒斯特角满足 时， D (A) ； (B) ； (C) 填空题 10-12 。 ； (D) 。 的黄绿光射入折射率为的玻璃中，则该光在玻璃中的波长为 10-13 相干光的必要条件是 方向相同 ， 频率相同 ， 相位差恒定 。获得相干光的方法有 波前分割法 和 振幅分割法 。 10-1

22、4 真空中波长为的单色光，在折射率为的介质中从点传到点，相位改变，则光程为 ，从到的几何路程为 。 10-15 一束波长为的单色光，从空气垂直入射到折射率为的透明薄膜上，要使反射光得到加强，薄膜的最小厚度为 ，要使透射光得到加强，薄膜的最小厚度为 。 10-16 单缝夫琅禾费衍射实验中，除中央明纹外，其他明纹的宽度为 相同 ，中央明纹宽度为其他明纹宽度的 两 倍。 10-17 以白光垂直照射衍射光栅，不同 波长的光有不同的衍射角，可见光中 紫色光衍射角最小， 红 色光衍射角最大。 10-18 光通过光学仪器中的光阑、透镜等限制光传播的光学元件时，要发生 衍射 。物点的像不是一个几何点，而是以像点为中心有一定大小的 艾里斑 。 10-19 一束光强为过偏振片，光强变为 零 。 10-20 一束自然光斜入射至折射率为的玻璃板上，反射光为 部分 偏振光，折射光为 部分 偏振光。当入射角为 布儒斯特 角时，反射光为完全偏振光，其光振动方向 垂直于入射面 。 10-21 在双缝干涉实验中，以单色自然光为光源，可在屏上得到一组明暗相间的干涉条纹。今在双缝后加一很薄的偏振片，则屏上干涉条纹的分布将 不变 ，明条纹的光强为原来的 倍。