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文档简介

练习一 质点运动学1、C 2、B 3、D 4、3 m, 5 m5、, 6、7、8、解:(1),(2)9、解:如图,设灯与人的水平距离为,灯与人头影子的水平距离为,则: 人的速度:,人头影子移动的速度:。而:,即:。10、解(1)则时, (2)加速度和半径成角,即,即代入得:练习二 牛顿力学1、C 2、A 3、C4、D 5、6 N, 4 N6、解:(1);(2);则:7、解 小球受重力、绳的张力及斜面的支持力。(1)对小球应用牛顿定律,在水平方向上和竖直方向分别有:, 解方程组可得:绳的张力小球对斜面的正压力大小(2)当时脱离斜面,则在水平方向上和竖直方向分别有:, 解方程组可得:斜面的加速度为8、解:(1)(2)9、解:分别对物体上抛时作受力分析,以地面为原点,向上为轴正方向。对物体应用牛顿定律: ,而,则有练习三 动量守恒和能量守恒1、D 2、D 3、D 4、27 J, 5、 6、, 7、 8、9、(1)(2)10、解 (1)(2) 11、分析:脱离时,小球只受重力作用,重力在径向的分力提供向心力,设顶点处为零势能点,则:下降高度为。12、解(1)小球下落过程中,机械能守恒:(2)(3)13、解 在小球下摆的过程中,小球与车组成的系统总动量和总机械能守恒,则有14、解(1)释放后,弹簧恢复到原长,B的速度变为。此过程中系统的机械能守恒。则有:(2)达到原长后,系统的总动量和总机械能守恒。弹簧伸长量最大或压缩量最大时,A和B的速度相等,则根据系统动量守恒定律,有:(3)设最大伸长量为,则根据机械能守恒定律,有:15、解:(1)(2)(3)不等。相互作用力大小相等,但作用点的位移不同。练习四 刚体力学1、A 2、C 3、A4、 5、 6、7、解:对物体: ; 对圆盘: 补充联系联系方程: 解以上方程得:8、解: 补充联系方程: 。 解以上方程得:。角加速度为:,下降高度为:9、解:(1) (2)10、解:本题分为两个过程:子弹和细杆的碰撞过程、细杆的上升过程。碰撞过程中,子弹和细杆组成的系统角动量守恒:上升过程中,细杆的机械能守恒:解以上方程得: , 。练习五:气体动理论1. C2. C3. D4. B5. 6. 8:1,5:3,1:1。7. ,8. 29. 1:2;5:3 10. 11. 练习六:热力学基础1. B2. D3. A4. B5. B6. 57. 8. 93.39. (1),(2),放出600J热量(3)10. 过程内能增量对外作功吸收热量100001000015001500-1000-500-1500ABCA11. (1)(2)12. 证明:该热机循环的效率为其中,则上式可写为在等压过程BC和等体过程CA中分别有代人上式得 13. 证明:该热机循环的效率为在绝热过程12和34种分别有,两式相除得代入上式 14. (1), 由于第二循环吸热 , (2),则:第七章 真空中的静电场1C; 2C; 3D; 4C; 5C; 6C; 7A; 8; 9;0; 10; 110,; 12 ,; 1390V;-30V. 14解:将直导线分割成若干电荷元:,在P点产生的场强:大小:,方向均为水平向右(沿X轴正方向)。则:,方向水平向右。在P点产生的电势:则: 15解:在球内取半径为r厚为dr的薄球壳,该球壳包含的电荷为 在半径为r的球面内包含的总电荷为 以该球面为高斯面,按高斯定理有 方向沿径向,A0时向外;A0时向外;A0时向内。16解:(1)分析球对称性,方向应沿半径方向向外,相同r处,大小相同,取同心球面为高斯面,则根据高斯定理,有:方向均沿半径方向向外。(2)球心处的电势17解:分析对称性,方向应垂直于柱面向外辐射,且,相同r处,大小相同,取高斯面为以r为半径,长为的同心圆柱面,则根据高斯定理,有:(1)(2)(3)18在处取一微小点电荷 它在O点处产生场强: 按角的变化,将dE分解成两个分量:dEx,dEy。由对称性知道Ey=0,而积分:第八章 静电场中的导体和电介质1D; 2C; 3C; 4B; 5B; 61/,1/; 7;8解:9解:(1)根据高斯定理,可求得两圆柱间的场强为:,(2);10解:设极板上自由电荷面密度,应用D的高斯定理可得两极板之间的电位移为:D=则空气中的电场强度为:;介质中的电场强度为:两极板之间的电势差为:电容器的电容: 11解:(1)已知内球壳上带正电荷,则两球壳中间的场强大小为两球壳间电势差电容(2)电场能量。第九章 稳恒磁场1A; 2A; 3B; 4C; 5D; 6; 7C; 8.; 垂直纸面向里。 9; 10,0; 11; 12解:(1)圆弧AC所受的磁力:在均匀磁场中,通电圆弧AC所受的磁力与通有电流的直线AC所受的磁力相等,故有1.13N方向:与AC直线垂直,与OC夹角成45度角。(2)磁力矩:线圈的磁力矩为: 与成30度角,力矩 =6.2810-2方向:力矩将驱使线圈法线转向与平行。13解:,则:方向:,大小:。14解: (1),(2)合力:。力矩:。15解:(1)(2)方向向上。 第十章 电磁感应与电磁场1B; 2D; 3A; 4C; 5C; 6A; 715J; 8,A端。 9解: t时刻: 10解:11解:动生电动势 为计算简单。可引入一条辅助线MN,构成闭合回路MeNM,向上运动时,穿过其中的总磁通量不变,则,闭合回路总电动势为零。负号表示的方向与x轴相反。12解:;故:13解:(1),则:=410-10H(2)=-210-8V14解:(1) (2) 方向:顺时针为正。练习十一:振动答案1. C2. A3. 4. ,5. 6. 75J,7. 解:设平衡时木块浸没水中的高度为h,则,其中S为木块截面积。设木块位移为x,则所以是谐振动8. 解:(l)将 与 比较后可得:振幅,角频率,初相,则周期,频率。(2)时的位移、速度、加速度分别为9. 解:由图可知,振幅A = 4cm由旋转矢量图可确定初相又由图可知由初始时刻运动到P点对应时刻用去0.5s,则由旋转矢量法可知, 振动方程为 10. 解:(1)由题意知A = 0.06m、由旋转矢量图可确定初相,振动方程为(2)质点从运动到平衡位置的过程中,旋转矢量从图中的位置M转至位置N,矢量转过的角度(即相位差)。该过程所需时间为11. 如图所示 12. 解:(1)由题意可知和是两个振动方向相同,频率也相同的简谐运动,其合振动也是简谐运动,设其合振动方程为,则合振动圆频率与分振动的圆频率相同,即。合振动的振幅为合振动的初相位为由两旋转矢量的合成图可知,所求的初相位应在第二象限,则故所求的振动方程为 (2) 当 时,即x1与x3相位相同时,合振动的振幅最大,由于 ,故 当时,即x1与x3相位相反时,合振动的振幅最小,由于 ,故 即 练习十二:波动答案1. C2. D3. D4. C5. C6. 7. 8. 9. 10. 11. 解:(1)(2),12. 解:(1)由P点的运动方向,可判定该波向左传播。 原点O处质点,t = 0时, 所以 O处振动方程为 (SI)由图可判定波长m,故波动表达式为(SI)(2)距O点100m处质点的振动方程为(SI)振动速度表达式为(SI)13. 解:(1)由已知条件可知,又由图中可知,振幅,利用旋转矢量法可得处质点的初相为,则其运动方程为(2)由已知条件可知,波速,则波动方程为14. 解:(1),由旋转式量法可知原点O在1s时刻的相位为,则初始时刻的相位为,则原点的振动方程为 (2) 波函数为 15. 解:(1)已知波的表达式为与标准形式比较得(2) (3),两振动反相。16. 解: 外侧: 全加强外侧: 全加强间:代入上式可得:又可得静止点的位置为距离为2,6,10,14,18m的地方静止不动。17. 解:(1)火车驶近时 火车驶过后 由以上两式可解得火车的运动速度,汽笛振动频率(2)当观察者向静止的火车运动时 练习十三 光的干涉1、D 2、B 3、B 4、A 5、C 6、C 7、 3.6103 8、0.6 9、600 nm 10、 11、 12、解:(1)原中央明纹将向下方移动(2)用云母片覆盖一条狭缝前后,光程差发生了改变,因此条纹要移动,只要正确写出原零级明纹位置处光程差的改变量即可解出答案。13、解:(1)正面: (反射光) 呈现出什么颜色,即该波长光振动加强,即: 当 =2 时,l = 6688 A(红色), 当=3 时, l=4013 A(紫色)(2)反面:(透射光) 当=2 时,l = 5016 A(蓝绿色)14、解:原间距 改变后 改变后 改变量 15、解:设所用的单色光的波长为,则该单色光在液体中的波长为. 根据牛顿环的明环半径公式 有 充液后有 由以上两式可得 16、解:设相邻明(或暗)条纹之间距离为,劈尖角为,细丝直径为d,玻璃板长度为L,则 17、解:由牛顿环暗环半径 得 练习十四 光的衍射1、D 2、B 3、B 4、B 5、 30 6、625 nm7、第一级明纹 第二级暗纹 8、9、解:由光栅衍射主极大公式得 当两谱线重合时有 即 由光栅公式可知 10、解:(1)(2)时缺级,当时,;当时,舍去;当时,(3)当时,实际出现级数:。当时,实际出现级数:。11、解 (1) (2) 等号两横线间距不小于 2.2 mm12、解:(1)由单缝衍射明纹公式可知 (取) 由于 所以 则两个第一级明纹之间距为 (2)由光栅衍射主极大的公式 且有 所以 13、解:(1)由光栅衍射主极大公式得(2)光的偏振练习答案1、B 2、D 3、 4、1.732 5、 6、波动 横 7、解:(1)透过第一个偏振片后的光强 透过第二个偏振片后的光强为, (2)原入射光束换为自然光,则 8、解:设第二个偏振偏与第一个偏振片的偏振化方向间的夹角为. 透过第一个偏振片后的光强 透过第二个偏振片后的光强为,由马吕斯定律, 透过第三个偏振片后的光强为 由题意知 所以 9、解:设入射光光强为,自然光光强为 ,线偏振光光强为 ,透射光光强为由题意 入射光 透射光 解得 10、解:(1)设该液体的折射率为 n,由布儒斯特定律 得 (2) 折射角 相对论练习答案 1、B 2、C 3、B 4、 5、0.75 1.5 6、47、解:根据洛仑兹变换公式:可得:在系,两事件同时发生,则:, 解得:,在系,上述两事件不同时发生,设分别发生于时刻,则:,由此得。8、解:设系相对于系的运动速度为,则根据洛仑兹变换公式可得:,乙测得两事件同时发生,则, 可得,由题 则 9、解: 根据洛仑兹时间变换公式 又 代入数据解得 根据洛伦兹坐标变换式 得 10、解(1)设米尺系相对于蚁蜂系的速率为,由题意知,米尺的本征长度,非本征长度 则由(2)由题意知 ,则非本征距离 m(3) 由题意

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