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质点运动学答案一、选择题1、C 2、C 3、B 4、B 5、B 6、A 7、D 8、C 二、填空题1、4 2、3;9 3、2m;6m 4、; 5、 6、 7、; 8、6.28m; 0; 0; 6.28m/s 9、圆周运动；匀速率圆周运动 10、3.8 11、；0；半径为R的圆周 三、计算题 2、3、4、解：质点动力学答一、 选择题1、C 2、C二、填空题1、980J 2、9J 三、计算题1、解：2、解： 刚体定轴转动习题答案一、选择题1、（A） 2、（C）3（C）4、（A）5、 (C) 6、 (C) 7、（B） 8、（A） 9、（B） 10、（B）二、填空题1、答：刚体的质量、刚体的质量分布、刚体的转轴的位置。2、14ml2 3、， 4、 2w0 5、 6、7、8、 三、计算题1、解：对水桶和圆柱形辘轳分别用牛顿运动定律和转动定律列方程 mgT ma 1分 TRJb 1分 aRb 1分由此可得 Tm(ga)m那么 将 J =MR2代入上式，得 2分 图2分2、解：(1) 各物体受力情况如图 图2分 Tmgma 1分 mgm 1分 (3r)Tr14mr2b 2分 arb 1分 (3r)b 1分由上述方程组解得： bg / (12r)16.33 rads-2 2分 3、解：以小球为研究对象，由转动定律得： 水平位置时： 5分 杆与水平方向夹角为60时： 5分4、解：将杆与子弹视为一刚体，水平飞来子弹与刚体视为一系统由角动量守恒得： =静电场答案选择题1、C 2、 B 3、A和D 4、 C 5、 C 6、A 7、 C 8、 A 9、 B 10、A 11、D 12、 B 13、 D 填空题1、单位正试验电荷置于该点时所受到的 2、2N / C ； 向下3、2e0E0 / 3 ； 4e0E0 / 3 4、包围在曲面内的净电荷 ；曲面外电荷 5、高斯面上各点6、qQ / (4pe0R) 7、3.210-15 J ;2104 V 8、140 V 9、 计算题1、解： 选取圆心O为原点，坐标Oxy如图所示，其中Ox轴沿半圆环的对称轴在环上任意取一小段圆弧dl=Rdq，其上电荷dq(Qdl) / (pR)=(Qdq) / p，它在O点产生的场强为 在x、y轴方向的两个分量 对两个分量分别积分 2分 由此得 为x轴正向的单位矢量 2、解：rR时， 在球内作一半径为r的高斯球面，按高斯定理有 得 方向沿半径向外 rR时，在球体外作半径为r的高斯球面，按高斯定理有 得 方向沿半径向外 3、 解：设坐标原点位于杆中心O点，x轴沿杆的方向，如图所示细杆的电荷线密度lq / (2l)，在x处取电荷元dq = ldxqdx / (2l)，它在P点产生的电势为 整个杆上电荷在P点产生的电势 4、解：设内球上所带电荷为Q，则两球间的电场强度的大小为 (R1rR2) 两球的电势差 2.1410-9 C 恒定磁场答案一 选择题题号1234567891011答案C BDDBCABCBB二.填空题题号答案14.0105T20 T3 垂直纸面向里456等于0 不等于078 垂直纸面向外91：1三计算题1.R2R1OxP解：选取以O为圆心以r为半径宽度为dr的圆环的微元圆环所带电量为 圆环以角速度绕O转动时等效的圆电流为圆电流在P点的磁感应强度dB整个转盘在P点的磁感应强度B方向沿x轴正方向2.解： 方向向外；方向向里；方向向里；方向向外 方向向外3.解：各边受力：（1）方向：竖直向下（2） 方向：水平相右（3） 方向：垂直杆斜向上 方向水平相左4.解：（1） （2）机械振动答案一、 选择题CDBBBCACAADC二、 填空题1、2、，3、，-4、rad/s，0，（SI），N，负方向5、10cm，4.8s，（SI）6、如图所示7、，8、，9、10、三、 计算题1、 解：处于平衡位置时，弹簧的伸长量满足如下关系（1）对滑块m，M进行受力分析，设绳子的张力为T，则当滑块M位移为时，有由于绳子不可伸长，故有，则上述两式联立消去并考虑（1）式可得由上式可知滑块M做简谐振动，其振动原频率为已知时滑块M处于负的最大位移处，即M滑块的振幅及初相为，则可得M滑块的运动方程（SI）2、 解：设该质点的简谐运动方程为（SI）则可以知道该质点的速度满足（SI）由图可以看出速度振幅为，利用旋转矢量法可得速度方程的初相与圆频率为因此可以得到该质点的振动方程（SI）题t=0/23、 解：如图所示，画出旋转矢量图，可以知道质点从处（速度为正）运动到处（速度为正）时旋转矢量转过的角度为已知旋转矢量的旋转角速度（即质点振动圆频率）为，故需要的时间为题1231x31x2+x3（s）4、 解：将振动方程写为（SI）画出三个旋转矢量，如右图所示。先对与进行合成再与合成，容易得到合振动的振幅为初相位为其圆频率与这三个振动圆频率相同。即这三个同方向同频率的振动的合振动为（SI）机械波答案一、 选择题BDACC6. ABCDAC二、 填空题1、 负方向，5m，2s，0.5m，0.25m/s2、3、 右，向上，向下，向上4、 （SI）5、 （SI），（SI）6、 （SI），357、 （SI），（SI）8、9、10、 ，三、 计算题1、 解：（1）由图可得该质点的振幅为10cm，初相为，圆频率为，故该质点的振动方程为（SI）（2）该简谐波的波动方程为（SI）（3）原点处的振动方程为（SI）2、 解：已知，可得该简谐波的波动方程（1）O点的振动方程为（2）B点的振动方程（3）与B点振动状态相同的点 （）3、 解：由频率可求得圆频率由已知条件可得处质点的相位，即故该点的振动方程为利用旋转矢量法可以得到处的质点落后于处质点的相位为因此该简谐波的波动方程为（SI）4、 解：（1）由已知条件可得，故，波源的振动方程分别为（SI），（SI）（2）法一：点左侧某点两列波的相位差此相位差满足振动加强条件，所以合振幅；同理点左侧某点两列波的相位差此相位差亦满足振动加强条件，所以合振幅法二：由已知容易得到A、B向x负方向传播的简谐波方程为故在A左侧的各点的振幅为10m。同理，沿正方向传播的简谐波方程为即在B右侧的各点的振幅也为10m。（3）A、B之间的振动合成为A向右传播的波与B向左传播的波的合成，即由可得在AB之间振幅为零的点为m，其中且。光的干涉答案一选择题1A 2.A 3.B 4.A 5.B 6.C 7.B 二填空题1.不 2 32p (n -1) e / l ； 3103 4暗 52ne + 或 2ne 61.125 721883l / (2n) 9不变；近棱边 10变密 11三计算题1解：(1) Dx10 Dl / a 0.02 m (2) 覆盖云玻璃后，零级明纹应满足 (n1)er1r2 设不盖玻璃片时，此点为第k级明纹，则应有 r2r1kl 所以 (n1)e = kl k(n1) e / l3.023 零级明纹移到原第3级明纹处 2解： （红） （紫） 正面的颜色是紫红色的。3解：上下表面反射都有相位突变p，计算光程差时不必考虑附加的半波长. 设膜厚为e , B处为暗纹， 2ne( 2k1 )l， (k0，1，2，) A处为明纹，B处第6个暗纹对应上式k5 1.010-3 mm 4解：由牛顿环暗环半径公式 ， 根据题意可得 光的衍射一选择题1. D 2. A 3. B 4. D 5. C 6. B 7. A 8. D 9. C 10.B二填空题1, 600nm； 2. 10, 第一级明（只填“明”也可以）； 3. 0.10mm； 4. 0.5m； 5. 0，1，3，. ； 6. 2； 7. 更暗更宽； 8. 600nm. 三计算题1.解：(1) 对于第一级暗纹，有b sinj 1l因j 1很小，故 tg j 1sinj 1 = l / b 故中央明纹宽度 Dx0 = 2f tg j 1=2fl / b= 0.6 cm (2) 对于第二级暗纹，有 bsinj 22l x2 = f tg j 2f sin j 2 =2f l / b= 0.6cm 2 解：(1) bsinj = kl tgj = x / f 当x f时，, bx / f = kl , 取k= 1有 x= fl / b= 0.03 m 中央明纹宽度为 Dx= 2x= 0.06 m (2) (bb，)sinj (bb，)x / (f l)= 2.5 取k = 2，共有k = 0，1，2 等5个光栅衍射主明纹。3解：(1) 由光栅衍射主极大公式(bb，)sinj =kl得 bb，=2.410-6 m (2) 若第三级不缺级，则由光栅公式得 由于第三级缺级，则对应于最小可能的b，j方向应是单缝衍射第一级暗纹：两式比较，得 b= (bb，)/3=0.810-6 m (3) ，(主极大) ，(单缝衍射极小) (k=1，2，3，.) 因此 k=3，6，9，.缺级 又因为kmax=( bb，) / l=4, 所以实际可观察到k=0，1，2级共5个主明纹4解：(1)照相机的角分辨率应为 (2) 由夫琅禾费圆孔衍射知：照相机孔径应为 分子物理部分答案一选择题: 1B 2B 3C 4A 5C 6D 7B 8A 9B 10C二填空题162pV / (kT)31.64 ，5463p / 878 三计算题1 解：理想气体在标准状态下，分子数密度为 n = p / (kT)2.691025 个/ m3 以550nm为边长的立方体内应有分子数为 N = nV4.48106个2 解： K J 而 J又 kg 3 解：(1) 3.11105 J 6.2210-21 J (2) 300 (或由pnkT得300 K)4 解：据 ， 得 NA=3RT / (m)6.111023 mol-1热力学基础一选择题1.B 2.C 3.C 4.D 5D 6.A 7.B 8.A 9.A 10.C二填空题1. ， 2. 326J3. 41.3mol, J, J4. 940.5J, 2810.3J, 1869.75 J,747.9J, 2617.65 J, 1869.75 J5. 5.57J6. 7. 3.14J8. 159. 6J, 010. 相等，不等三计算题1解：（1）Q=T=J E=Q=J W=0 (2) Q=T=J E=Q=J W=Q-E=J2解：（1）等温AB: E=0 Q=W=Rln=Rln= =1.433(J) （2）等容AC再等压CB 由于A,B温度相同，E=0 =1.13(J)3解： acb Q=80J, W=30J, E=QW=80-30=50J(1) adb W=10J, Q=E+W=50+10=60J(2) 沿曲线ba W=20J, Q=E+W=5020=70J.所以系统放热。4.解：(1) (2) ， W为梯形面积，根据相似三角形有p1V2= p2V1，则 (3) Q =E+W=3( p2V2p1V1 ) (4) 以上计算对于AB过程中任一微小状态变化均成立，故过程中 Q =3(pV) 由状态方程得 (pV) =RT， 故 Q =3RT，摩尔热容 C=Q/T=3R 狭义相对论答案一选择题1.D 2.A 3.A 4.D 5.B 6.C 7.A 8.C 9.C二填空题1 所有惯性系对于物理学定律都是等价的 所有惯性系中，真空中的光速都是相等的 2 c 3 4 5 参考解： 根据运动杆长度收缩公式 则 ， 6 7 同时；不同地 8 ； 9 三计算题1解：(1) 观测站测得飞船船身的长度为 60m 则 = L/v =2.510-7 s (2) 宇航员测得飞船船身的长度为L0，则 = L0/v =4.1710-7 s 2解：由已知条件 m， s 或对O观察者来讲，从开始到相遇的时间间隔为固有时，因此 s 3解：已知条件 天s 由 s如果天=s4解： (1) =1.3710-13 J (2) = 0.2