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大学物理作业答案一、选择题第1题,答案D，第2题,答案C， 第3题,答案A C ，第4题,答案C，第5题,答案B，第6题,答案C，第7题,答案A D，第8题,答案A，第9题,答案D，第10题,答案ADEH第11题,答案C，第12题,答案C，第13题,答案BDF，第14题,答案C，第15题,答案A，第16题,答案ACE，第17题,答案AC，第18题,答案A，第19题,答案A，第20题,答案D，第21题,答案B，二、计第算题 100. 质量为M的木块静止在光滑的水平面上质量为m、速率为v的子弹沿水平方向打入木块并陷在其中，试计算相对于地面木块对子弹所作的功W1及子弹对木块所作的功W2解：设子弹打入木块后二者共同运动的速率为V，水平方向动量守恒，有, 木块对子弹作的功 子弹对木块作的功 101. 如图所示，质量为m2的物体与轻弹簧相连，弹簧另一端与一质量可忽略的挡板连接，静止在光滑的桌面上弹簧劲度系数为k今有一质量为m1速度为的物体向弹簧运动并与挡板正碰，求弹簧最大的被压缩量解：弹簧被压缩量最大距离时，m1、m2相对速度为零这时动量守恒 机械能守恒 由上二式可解得弹簧的最大被压缩量为102. 一质量为m的子弹，水平射入悬挂着的静止砂袋中，如图所示砂袋质量为M，悬线长为l为使砂袋能在竖直平面内完成整个圆周运动，子弹至少应以多大的速度射入？解: 解：动量守恒 越过最高点条件 机械能守恒 解上三式，可得 103. 如图所示，一内半径为a、外半径为b的金属球壳，带有电荷Q，在球壳空腔内距离球心r处有一点电荷q设无限远处为电势零点，试求：(1) 球壳内外表面上的电荷(2) 球心O点处，由球壳内表面上电荷产生的电势(3) 球心O点处的总电势解：(1) 由静电感应，金属球壳的内表面上有感生电荷-q，外表面上带电荷q+Q (2) (3 104. 图示为一半径为a的、带有正电荷Q的导体球球外有一内半径为b、外半径为c的不带电的同心导体球壳设无限远处为电势零点，试求内球和球壳的电势. 解： 105. 载有电流I的平面闭合回路由半径为R1及R2 (R1 R2 )的两个同心半圆弧和两个直导线段组成已知两个直导线段在半圆弧中心O点产生的磁感强度均为零若闭合回路在O点产生的总的磁感强度B大于半径为R2的半圆弧在O点产生的磁感强度B2，(1) 画出载流回路的形状；(2) 求出O点的总磁感强度B解：(1) 可知 故闭合回路形状如图所示.(2) ， 106. 空中电流分布如图，两个半圆共面，且具有公共圆心，试求O点处的磁感强度解：设半径分别为R和2R的两个载流半圆环在O点产生的磁感强度的大小分别为B1和B2 O点总磁感强度为 (方向指向纸内)107. 一无限长的直导线载有如图所示的电流，长度为b的金属杆CD与导线共面且垂直，相对位置如图CD杆以速度平行直线电流运动，求CD杆中的感应电动势，并判断C、D两端哪端电势较高？解：建立坐标(略)： ， 方向 感应电动势方向为CD，D端电势较高108有电流的I长直导线附近，放一导体半圆环MeN与长直导线共面，且端点MN的连线与长直导线垂直半圆环的半径为b，环心O与导线相距a设半圆环以速度 平行导线平移，求半圆环内感应电动势的大小和方向以及MN两端的电压UM - UN 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, 闭合回路总电动势 负号表示的方向与x轴相反 方向NM109已知一平面简谐波的表达式为 (SI)(1) 分别求x1 = 10 m，x2 = 25 m两点处质点的振动方程；(2) 求x1，x2两点间的振动相位差；(3) 求x1点在t = 4 s时的振动位移解：(1) x1 = 10 m的振动方程为 (SI) x2 = 25 m的振动方程为 (SI) (2) x2与x1两点间相位差 ？ Df = f2 - f1 = -5.55 rad (3) x1点在t = 4 s时的振动位移 y = 0.25cos(12543.7) m= 0.249 m110 一质点按如下规律沿x轴作简谐振动： (SI)求此振动的周期、振幅、初相、速度最大值和加速度最大值解: 周期 s， 振幅 A = 0.1 m， 初相 f = 2p/3， vmax = w A = 0.8p m/s ( = 2.5 m/s )， amax = w 2A = 6.4p2 m/s2 ( =63 m/s2 )111 图示一平面简谐波在t = 0 时刻的波形图，求(1) 该波的波动表达式；(2) P处质点的振动方程.解：(1) O处质点，t = 0 时 ， 所以 又 (0.40/ 0.08) s= 5 s 故波动表达式为 (SI) (2) P处质点的振动方程为 (SI)112 如图，一平面波在介质中以波速u = 20 m/s沿x轴负方向传播，已知A点的振动方程为 (SI)(1) 以A点为坐标原点写出波的表达式； (2) 以距A点5 m处的B点为坐标原点，写出波的表达式解：(1) 坐标为x点的振动相位为 波的表达式为 (SI) (2) 以B点为坐标原点，则坐标为x点的振动相位为 (SI) 波的表达式为 (SI)113 有一平面电磁波其电场强度为 （SI）其中是x方向的单位矢量（以下计算中，答案中要写明单位）(1) 判断电场的振动方向和波传播的方向(2) 确定该波的圆频率和波长(3) 确定该波的波速(4) 若此波的磁场强度为 (SI)(1) 电场强度振动的方向与平行，波传播方向为 (2) 圆频率 w = 2p106 Hz = 6.28106 Hz 波长 l