大学物理练习详解6

大学物理练习详解6Tag内容描述：<p>1、大学物理练习册振动 0.5 4 图11-1 O x /cm t /s 11-1一物体作简谐运动的曲线如图11-1所示，试求其运动方程。 解：设振动方程为， 由旋转矢量法知 ， 11-2一质量为0.02kg的弹簧振子沿x轴作谐振动，振幅为0.12m，周期为2s。当t0时，振子位于0.06m处，并向x轴正方向运动，试求：（1）试用旋转矢量法确定初位相并写出运动方程；（2）t0.5s时的位置，速度和加速度；（3）从x0.06m处向x轴负方向运动再回到平衡位置所需时间。 解：（1）由旋转矢量法知 ， （2）， ， （3） 11-3如图11-3所示，水平轻质弹簧一端固定，另一端所系轻绳绕过一滑轮垂。</p><p>2、大学物理练习册波动 12-1一横波沿绳子传播时的波动方程为，求：（1）此波的振幅、波速、频率和波长；（2）绳子上各质点振动的最大速度和最大加速度；（3）x0.2m处的质点在t1s时的相位，它是原点处质点在哪一时刻的相位？（4）分别画出t1s、1.25s、1.50s时的波形。 解：（1） ， （2）， ， （3）， （4）略。 12-2波源作简谐振动，周期为1.0102s，以它经平衡位置向正方向运动时为时间起点，若此振动以u400 m/s的速度沿直线传播，求：（1）距波源为8.0m处的质点P的运动方程和初相；（2）距波源为9.0m和10.0m处两点的相位差。 解：（1）， 。</p><p>3、大学物理练习册运动守恒定律冲量和动量定理3-1质量m=10kg的物体在力Fx=30+4t N的作用下沿x轴运动，试求（1）在开始2s内此力的冲量I；（2）如冲量I=300Ns，此力的作用时间是多少？（3）如物体的初速v1=10m/s，在t=6.86s时，此物体的速度v2为多少？解：(1) (2) ，(3) ，图3-210Ot/sF/N573-2质量m=1kg的物体沿x轴运动，所受的力如图3-2所示。t=0时，质点静止在坐标原点，试用牛顿定律和动量定理分别求解t=7s时此质点的速度。解：(1) ，(2) ，动量守恒定律3-3两球质量分别为m1=3.0g， m2=5.0g，在光滑的水平桌面上运动，用直角坐标xOy描述运动。</p><p>4、大学物理练习册刚体定轴转动转动惯量4-1 有一直棒长为L，其中一半的质量为m1（均匀分布），另一半的质量为m2（均匀分布），如图4-1所示，求此棒对过端点O，并垂直于纸面的轴的转动惯量。L/2L/2Om2m1图4-1解：4-2求半径为R，质量为m的均匀球体相对于直径轴的转动惯量。如以与球体相切的线为轴，其转动惯量又为多少？解：将球看成由许多薄圆盘组成，圆盘半径 ，厚度 对应的质量 薄圆盘对过球心轴的转动惯量为 由平行轴定理，4-3两个质量为m、半径为R的匀质圆薄板和一根长为l=8R的细杆相连，如图4-3所示，求以下两种情况时，此系统对于过细杆。</p><p>5、大学物理练习册光的衍射14-1解：，14-2解：，14-3解：时为暗条纹，14-4解：（1），；或 ，（2） 或 （3）半波带数为，即7或9。（4），；，；，14-5解：，14-6解：（1）双缝干涉第级明纹满足 第级明纹在屏上的位置 （2）（3），时，缺级。所以在单缝衍射中央包线内观察到 共9条主极大条纹。14-7解：（1），；，；，；，；，。共出现11条明纹。（2）当入射光线与衍射光线同侧时，当入射光线与衍射光线异侧时，所以最多能看到8级；看到共11级。14-8解：（1），（2）时缺级，即缺级，所以只能看到共7条。14-9解：（1），（2），（3），即4、8。</p><p>6、大学物理练习册稳恒磁场磁感应强度9-1 如图9-1所示，一条无穷长载流20 A的直导线在P点被折成1200的钝角，设d2cm，求P点的磁感应强度。IPAOBd1200图9-1解：P点在OA延长线上，所以OA上的电流在P的磁感应强度为零。作OB的垂线PQ ，OB上电流在P点的磁感应强度大小，方向垂直于纸面向外。9-2半径为R的圆弧形导线与一直导线组成回路，回路中通有电流I，如图9-2所示，求弧心O点的磁感应强度（图中 j 为已知量）。jIORCBAI图9-2解：圆环电流在圆心处的磁场 圆弧ABC在O处的磁场 方向垂直纸面向里又直线电流的磁场 ，直线AB在O处的磁场方向垂直纸面。</p><p>7、大学物理练习册分子动理论理想气体状态方程5-1一容器内储有氧气，其压强为1.01105Pa，温度为270C，求：（1）气体分子的数密度；（2）氧气的质量密度；（3）氧分子的质量；（4）分子间的平均距离（设分子均匀等距分布）。解：(1) ，(2) ，(3) ，(4) 5-2在容积为V的容器中的气体，其压强为p1，称得重量为G1。然后放掉一部分气体，气体的压强降至p2，再称得重量为G2。问在压强p3下，气体的质量密度多大？解： 设容器的质量为，即放气前容器中气体质量为，放气后容器中气体质量为。由理想气体状态方程有，上面两式相减得， 当压强为时， 压强。</p><p>8、大学物理练习册光的干涉13-1解：，13-2解：（1）（2）（3）零级明纹向上移动。光程差变化量 ，所以移到原来的第七级明纹处。13-3解：（1）光程差时， （2），13-4解：应在上覆盖云母片，所带来的光程变化量为，13-5解：（1）正面观察 相干相长时 ，（红）；，（蓝）。（2）背面观察 ，（绿）13-6解：（1），（2），（绿）13-7解：当时，反射光干涉相消，同理，解得， 13-8解：，13-9解：（1）（2）（3），13-10解：（1）不平处是凹。 （2），13-11解：明环的半径为 ，13-12解：， （暗）， 其中 13-13解：（1），不存在半波损失，所以边。</p><p>9、大学物理练习册导体和电介质中的静电场导体8-1两个同心导体球壳A和B，A球壳带电+Q，现从远处移来一带+q的带电体（见图8-1），试问（请阐明理由）：（1）两球壳间的电场分布与无+q时相比有无变化？（2）两球壳间的电势差是否变化？（3）两球壳的电势是否变化？（4）如将B球壳接地，上述（1）、（2）、（3）的情况又如何？解：（1）由于静电屏蔽作用，+q对两球壳间的电场没有影响。QBA图8-1+q（2）由可知，由于不变，所以不变，即两求壳间的电势差不变。（3）由电势叠加原理，+q使两球壳的电势升高。（4）B球壳接地，由于屏蔽作用，两球壳间。</p><p>10、大学物理练习册牛顿运动定律牛顿运动定律2-1 质量分别为mA=100kg，mB=60kg的A、B两物体，用绳连接组成一系统，装置如图2-1。三角劈固定在水平地面上，两斜面的倾角分别为a =300，b =600。如物体与斜面间无摩擦，滑轮和绳的质量忽略不计，问（1）系统将向哪边运动？（2）系统的加速度多大？（3）绳中的张力多大？图2-1abAB解：(1) 、(2) 假设A下滑得，系统将向右边运动。(3) 2-2在光滑水平面上固定了一个半径为R的圆环，一个质量为m的小球A以初速度v0靠圆环内壁作圆周运动，如图2-2所示，小球与环壁的动摩擦系数为m ，求小球任一时刻的速率。</p><p>11、大学物理练习册量子物理基础17-1 在加热黑体过程中，其单色辐出度的峰值波长是由变化到，求总辐出度改变为原来的多少倍？解：由 ， 得 17-2 解：（1）（2）17-3 解：（1），（2）（3），17-4 钾的光电效应红限波长为。求：(1)钾的逸出功；(2)在波长的紫外光照射下，钾的截止电压。解：（1）（2）17-5 铝的逸出功为。今用波长为的紫外光照射到铝表面上，发射的光电子的最大初动能为多少？截止电压为多大？铝的红限波长是多大？解：（1） （2），（3）17-6 在光电效应实验中，对某金属，当入射光频率为时，截止电压为，入射光频率为时，截止。</p><p>12、习题六一、选择题1如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，设屏到双缝的距离D20M，用波长500NM的单色光垂直入射，若双缝间距D以02MMS1的速率对称地增大（但仍满足DN2N3，则两束反射光在相遇点的位相差为（A）；（B）；24/NE2/（C）；（D）。4NE答案A解三层介质折射率连续变化，故上下两光之间无附加程差。垂直入射，所以反射光O12S123NE224,NENE4借助于玻璃表面上所涂的折射率为N138的MGF2透明簿膜，可以减少折射率为160的玻璃表面的反射。若波长为500NM的单色光垂直入射时，为了实现最小的反射，试问此透明薄膜的厚度至少为多少NM（A）5；（B）。</p><p>13、.第14章习题解答14-1 定体气体温度计的测温气泡放入水的三相点的管槽内时，气体的压强为6.65103Pa.（1）用此温度计测量373.15K的温度时，气体的压强是多大？（2）当气体压强为2.20103Pa时，待测温度是多少K？是多少? 解：（1）对定体气体温度计，由于体积不变，气体的压强与温度成正比，即：由此（2）同理14-2。</p>