西安交通大学网络学院公共课《普通物理》作业集答案.doc

参考答案第一章 质点运动学参考答案一、单项选择题：1 C 2C 3D；4C；5.B；6. B,7. D二、填空题：1.； 2.加速； 3.加速；4.,；5.；6. 7. 三、计算题：第二章 牛顿定律参考答案一、单项选择题：1. B；2.B；3.D；4.B；5；6. A, 7. C; 二、填空题：1. 20N；2. 12N, 3. ；三、计算题：1. 解：（1）由牛顿第二定律 分离变量 积分可得 （2）由上式 积分可得 2. 解：由牛顿第二定律 积分得 再积分得 代入v0和x0得 m/s m 第三章 动量守恒定律和能量守恒定律参考答案一、单项选择题：1. D；2. A 3. B 4. A; 5. A;二、填空题：1. ，；2.；3.，；4.；三、计算题：1.（1）由功能原理，摩擦力做功 （2）又由功的定义，摩擦力做功 因此可得 （3）静止前运行圈数 2. 解：水平方向动量守恒 由题意，在最高点 则 由机械能守恒 解之，得弹丸所需速率的最小值为 3.取球形屋面球心为重力势能零参考点，由机械能守恒，有 根据牛顿第二定律，有 冰块离开屋面的条件是 由以上三式解得 4解：取小球开始时在位置为重力势能的参考点，由系统的机械能守恒定律，有 （1） 小球要刚好通过最高点的条件是 （2） 由牛顿第二定律，有 （3） 由（1），（2），（3）式解得： 5由动量守恒定律 由机械能守恒定律 6在沿斜面的方向上动量守恒 上滑过程机械能守恒 解得： 第四章 刚体的转动参考答案一、单项选择题：1. A二、填空题：1. ml23; 2. 3mR2/2；三、计算题：1. 解：设A段绳子中的张力为TA，B段绳子中的张力为TB，物体A的加速度为a.可以分别列出物体A、B和定滑轮的动力学方程 式中为滑轮的转动惯量，为滑轮的角加速度。 解上面的方程组可得 2.设AC段绳子中的张力为TAC，BC段绳子中的张力为TBC，滑块A的加速度为a，可以分别列出物体A、B和定滑轮的动力学方程 式中为滑轮的转动惯量，为滑轮的角加速度。2分 解上面的方程组可得 3.设子弹射入后棒的角速度为，由角动量守恒定律和机械能守恒定律分别可列出下面两式： 解上面两式得 4 则. 5 解： 6. 解： 转动动能定理求解由 得第六章 热力学基础参考答案一、单项选择题：1C 2B 二、填空题：115%三、计算题：1.解：由题意 （1）等压过程系统吸热 等体过程系统吸热 （2）等压过程作功 等体过程作功 2.解：等温过程气体作功 等温过程系统吸热 3.解：等温膨胀作功 等温过程 等压压缩作功 总功 4.解：绝热压缩 5.解：由 氢气绝热压缩作功 6.解：由 则 7.解：空调制冷系数为 而 室内温度恒定时，有 则空调一天所耗电功 第七章 气体动理论参考答案一、单项选择题：1C二、填空题：1， 2 ，三、计算题：1 解： 2解：氢气 氧气 3解：由题意 而 则 4解：由 5解：由范氏方程，其压强为 视为理想气体 第八章 静电场参考答案一、单项选择题：1. D； 2. C；3.D； 4.D；5.；6。二、填空题：1. 2.； 3. 4. 5.能，能。6. , 7. ； ; 三、计算题：1.解：取柱形高斯面，由高斯定理 2.解：作一半径为r的球形高斯面，穿过此高斯面的电通量为 （1）若此高斯面在球内，它所包围的电荷为 由高斯定理有 可解出 方向沿半径方向。（2）若此高斯面在球外，它所包围的电荷为 由高斯定理有 可解出 方向也是沿半径方向。3.解：（1）由电势叠加原理，有 （） （） （） （2） 4解：（1）两圆柱面之间的电场 （） 由电势差定义，有 (2) 5. 解： , 6.解： 7. 解：作半径为r的球形高斯面，由于电场分布的对称性，可得 由高斯定理得 在rR1时q=0, 故 E=0 在R1rR2时,故 在R2rR3时q=Q1+Q2, 故 8（1）由静电平衡条件知，导体球的电荷q全部分布在其表面, 导体球壳内、外表面的电荷分别为q和Qq. 空间各处的电势为这三个带电球面产生的电势之和.故导体球的电势为 导体球壳的电势为 二者的电势差为 （2）用导线把导体球和球壳联接起来后, 全部电荷q+Q都分布在球壳的外表面. 此时导体球和球壳的电势相等, . 第九章 静电场中的导体和电介质参考答案一、单项选择题：1.二、填空题：1C三、计算题： 第十章 恒定电流参考答案一、单项选择题：1.二、填空题：三、计算题：1.解：(1)设电流I为顺时针方向, 由A点出发, 绕回路一周的电势降为零: 1I R1I(R3| R4)2IR20 可解出 I(12)(R1R2R3| R4)0.85A I1I2I0.85A I3IR4(R3R4)0.49A I4IR3(R3R4)0.36A (2) UAB1IR15.15V 2.解：(1)设电流I为逆时针方向, 由M点出发, 绕回路一周的电势降为零 I( R1R3Ri3R4R5Ri1)310 可解出 I(13)( R1R3Ri3R4R5Ri1)0.4A UCDI(R3Ri3R4)E310 V UABUCDE21V (2) 联接A、B两点后形成上、下两个回路，设两个回路中的电流分别为I1和I2，均为逆时针方向. 由两个回路中的电势降为0的条件可得 I1( R1R2Ri2R5Ri1)I2(R2Ri2)210 I2 (R3Ri3R4R2Ri2)I1(R2Ri2)320 可解出通过E2的电流为 II1I20.154A 电流方向从CD. 第十一章 稳恒磁场参考答案一、单项选择题：1. C； 2. B 3.A。4.；5. C二、填空题：1.向中心作变加速直线运动；2.；3.；4. 5；6. 0；7 。8. 匀速率圆周 9. 10. 2BIR; 方向向上三、计算题： 1在金属板中距P点为x处取一宽度为dx的窄条,窄条中的电流为 dI在P点产生的磁感强度为 电流I在P点产生的磁感强度 B的方向垂直纸面朝里. 第十二章 磁场中的磁介质参考答案一、单项选择题：1.C二、填空题：三、计算题：第十三章 电磁感应 电磁场参考答案一、单项选择题：1. B 2. 3, 4. C二、填空题：1. 2.51V。三、计算题：1.解：用一连接P、O的直导线与弧形导线构成闭合回路，穿过此闭合回路的磁通量 由法拉第电磁感应定律 而 由vB的方向可知，P点的电势较高。 2.解：由动生电动势 电动势方向为顺时针. 3.解：（1） （2）由的方向可知，端电势较高。 4解：（1） （2）由矢量的方向可知，端点的电势较高。 4解：由安培定律 由牛顿第二定律 解之得 当 6解：A：自由落体，解得： , B：导体杆落入磁场， C： 由牛顿第二定律， 令K=，解得 第十四章 机械振动参考答案一、单项选择题：1B 二、填空题：1 2. (a) (b) (c) (d) 三、计算题：第十五章 机械波参考答案一、多项选择题：1B C 二、单项选择题：2C 3 C; 4. C; 三、填空题：1. (a) (b) (c) (d) 2. ， 0.25m, 四、计算题：1. 设该波动表式为： 由题意及图知： A = 0.04m, =0.4m, u=0.08m/s rad/s 则：t=0时，y=0, v 0 , . 该波动表式为： 第十六章 电磁振荡和电磁波参考答案一、单项选择题：1B C 二、填空题：1. , , , ,三、计算题：1.(1)设： 有： 由于：t=0时， ，有： 电场能量： 电场能量最大值：磁场能量：磁场能量最大值： (2) 由 ， 若 有： 则： ，第十七章 波动光学参考答案一、单项选择题：1.C 2. B 3C二、填空题：1. 2. 0.138 m 3. 1.22 4. .三、计算题：1.一双缝装置的一个缝被折射率为1.40的薄玻璃片所遮盖，另一个缝被折射率为1.70的薄玻璃片所遮盖。在玻璃片插入后，屏上原来的中央极大所在点，现变为第五级明纹。假定，两玻璃片厚度均为d,则d为多少？.解：插入介质前光程差 插入介质后光程差 插入介质前后光程差变化量 由明纹条件 则 2在杨氏双缝实验中，屏与双缝间的距离1m，用钠光灯作单色光源(=598.3nm),(1)若缝宽2mm,相邻两明纹间距是多少？(2)若肉眼仅能分辨两条纹的最小间距为0.15mm,用肉眼观察条纹，双缝的最大间距为多少？解：(1)相邻两明纹间距 (2)若，则 即，双缝间距必须小于4mm，才能看到干涉条纹。3由牛顿环明环半径公式： 此单色光波长： 4.(1)由光栅公式： 即： (a+b)=2400nm 由缺级条件： ， 由题意：取： a+b=3a 则： a=800nm b=a+b-a=1600nm. (2)由光栅分辨本领得：, 条。 。5设自然光强,线偏振光强。则通过偏振片合光强 。 透射光最强时 ，透射光最弱时 。 由题意： 。 则入射的自然光与线偏振光之比: 。 6由：， 很小， 明纹条数： 条，（取整数）。7（1）由题意及明纹条件： 暗纹条件： 则： ， 因：为整数， 所以： 。（2）若要的暗纹中心位置与的暗纹中心位置重合，须： ， 则： ， 因：为整数， 则： 可实现。第十八章 相对论参考答案一、单项选择题：1. B 2. D二、填空题：14.68m , 32.01min三、计算题：第十九章 量子物理参考答案一、单项选择题：1. C 2. B 3. B二、填空题：1. 1.69ev, 2. , 3 4. 5. 6. 2.0ev, 2.0ev, 296nm. 7. 0.58m/s 8. 9. , 0, 量子力学。 10. 2, , 。11. 12. .15. 9.12nm, 121.5nm.三、计算题：1一维无限深势阱定态粒子概率密度: 2分。 （1）粒子处于基态时：n=1 0-之间概率密度： 。 （2）n=2时： 0-之间概率密度: 。2 一维无限深势阱： n=1、2、3、 当a=0.1nm, 当 n=1 , 当 n=2 , 当 n=10 , 当 n=100 , 当 n=101 , 当a=1.0cm, 当 n=1 , 当 n=2 , 当 n=10 , 当 n=100 , 当 n=101 ,模拟试题（一）答案一、单项选择题：1. C 2.B 3. B 4. B 5. B二、多项选择题： 1(BC) 2. (A) (B) 3(B) (C)三、填空题： 1.， 2. 1.69ev, 四、计算题：1. 解：设A段绳子中的张力为TA，B段绳子中的张力为TB，物体A的加速度为a.可以分别列出物体A、B和定滑轮的动力学方程 6分 式中为滑轮的转动惯量，为滑轮的角加速度。 2分 解上面的方程组可得 2分2.解：空调制冷系数为 而 室内温度恒定时，有 则空调一天所耗电功 3. 解： 2分, 2分 3分 3分4. 解： （2）由的方向可知，端电势较高。 模拟试题（二）答案一、单项选择题： 1.B 2. C 3. A 4. B 5. D 二、多项选择题： 1. (B C) 2.