普通物理学课后习题.doc

物理学（作业题参考解答）第一章 质点运动学作业题：1-3； 1-5；1-8；1-11； 1-16作业题解答（参考）1-3 解：（1），（x0）（2）； s到s，（ms-1）（3）； 1s末和2s末， （ms-1）， （ms-1）（4） ，（ms-2）1-5 解：， ，将上两式中消去t得质点的轨迹方程为 1-8 解： ( k 0，常数)， 或； ，; ， ， ， ， ， 1-11 解：； （）；（）1-16：解：；由于；A机相对于B机的速度大小为 第二章 质点动力学作业题：2-3；2-4；2-6；2-9；2-11；2-12；2-14；2-15；2-20作业题解答（参考）2-3 解：； ；解得；2-4 解：根据牛顿定律有 ；即； ； ms-1即； 2-6 解：；，积分；最高处时，v =0，(1) ；，； 解出 2-9 解法1：根据动量原理得；， 小球所受到的平均冲力大小为2-11 解：可得人的水平速率的增量为 ；所以人跳跃抛出物体后增加的距离为2-12 解：；（）与的夹角为2-14 解：；把水桶从水面提高到井口外力所做的总功 2-15 解： （ms-2）；以m代入上式得ms-2；（ms-1）2-20 解：第一个过程：第二个过程：，则碰后的速度为 第三个过程： 根据牛顿定律得 可解得 第三章 刚体力学作业题：3-1；3-5；3-8；3-11；3-12；3-15；3-16；3-18；3-20作业题解答（参考）3-1 解：(1) (2) 3-5 解：根据转动定律， 得；t=3s， 3-8 解：； ，； 3-11 解： 3-12 解：（1），；，（2）根据动能定理，摩擦力的功为 3-15 解：(1)（2）；解得 3-16 解： 其中，。由角动量守恒定律，得 ；解出 5s3-18 解：取杆为研究对象。； 第二阶段取杆和物体A组成的系统为研究对象带入J可解出 在第三阶段 ； 3-20 解：；人走动后，设圆盘的角速度为，则人对地的角速度为，根据运动的相对性，有 ；角动量为系统角动量守恒 ；第五章 气体动理论作业题：5-3；5-7；5-9；5-11；5-12； 5-15；5-17作业题解答（参考）5-3 解：1. 2. , （1） ；5-7 解：；当时，5-9 解:（1）; 得 （2）5-11 答：据平均速率、方均根速率和最概然速率的定义得 20个质点中出现速率为的概率最大，有5个，故。5-12 解: 由于由分布函数的归一化条件 ，得， （2） 粒子平均速率为 5-15 答：利用理想气体状态方程可得等温条件下高度随压强的变化关系； km5-17 解：（1）；，得 （2）；第六章 热力学作业题：6-2；6-5；6-6；6-8；6-10；6-12；6-14；6-16；6-17作业题解答（参考） 6-2 解： ；（J） 6-5 解： =200 J ；ACBDA中系统所作的总功为J Q=W=1 000 J， 负号表示在此过程中，热量传递的总效果为放热。6-6 解（1）（K）等压过程中吸收的热量为（J） （2）由于状态3与状态1温度相同，故整个过程中内能不变。 （3）对整个过程应用热力学第一定律得J6-8 解：（1）a-b为等温过程，由于， （J）（2）因为a-c为等体过程故6-10 解：；（1） a-b过程为等温过程 （J）b-c等体 （2） c-d过程为等温过程，在此过程中0。(J)（3） d-a过程为等体过程，6-12 解：。对情况（1）：高温热源的温度提高到K时的效率为对情况（2）：低温热源的温度降到K时的效率为 6-14 解：由已知条件可得T115+273288（K） T210+273263（K）致冷系数为 A1000J，于是吸收的热量为6-16 解：混合后，； ；解得T314（K）。 6-17 解：(1)ADB过程的熵变为 ；而，(2)ACB过程熵变利用、及，则上式化为第七章 静电场作业题：7-5；7-6；7-8；7-14；7-16； 7-19；7-21；7-22；7-23；7-25；7-26作业题解答（参考）7-5 解：(1) ；，方向沿x轴的负方向。 (2) 同样取电荷微元dq=dx=kxdx；，方向沿x轴的负方向。7-6 解：，； 点O的合电场强度为 其中，负号表示场强方向与y方向相反。将，7-8 解：（1）dS = ；E1= 0在区域II，以， dS =，在区域III，E3 =（2）当 =时，区域I的场强为 E1= 0 区域II的场强为 ；区域III的场强为 E3= 0 7-14 解： 0 (r R ）rR, ; 当r R 时,7-16解：（1）()，于是，两圆柱间电压为 由式解得，将其带入式，即 ;7-19解：; rR, (1)得, (R r) (r ) （2）介质层内的电势介质层外的电势为 （3）金属球的电势为 7-21 解： ，; ， , 可知 , 根据题意，并且，可得，而; 解得 , , 得; 7-22 解：; ，极板间的电势差为 电容为; , 等效为电容器串连。7-23 解：(1); ; (2) 插入电介质后，设极板上的电荷为，电容器两端的电压为 ; ; 介质内电场强度空气中电场强度为(3) , 极板上的电荷由得, 导体中电场强度为 ; 空气中电场强度7-25 解：; 板间电压 则电容器所储存的能量为 或 7-26 解：（1）; , 第九章 稳恒磁场作业题：9-2；9-4；9-6；9-7；9-8；9-11；9-12；9-14；9-16作业题解答（参考）9-2 解：；9-4 解： 其方向在平面Oxy内，如图所示。， ， B的方向指向Ox轴负向。9-6 解：， (1) A处，x=d/2，且，故得(2)9-8 答：（1）r ，； （2）r，；(3) r，； （4）B=09-11 解：， 方向垂直纸面向里。ab段导线中线元dx受到的磁场力的大小为 ab段导线受到的磁场力方向向上。9-12 解：（1）；（2）载流线圈在磁场中所受的力矩为 ， 9-16 解：（1）；于是，管内的磁场强度H的大小为 磁场强度的方向沿圆周的切线方向。（2）当管内充满相对磁导率= 4200的磁介质时，管内的磁场强度不变，仍为。但磁感应强度发生了变化，第十章 电磁感应作业题：10-1；10-2；10-3；10-5；10-6；10-7；10-10作业题解答（参考）10-1 解：导线ab在磁场中运动时产生的感生电动势为负号表示电动势方向由b指向a。10-2 解：（1）N匝线圈总动生电动势， （2）；在d=10cm时，一匝线圈中产生的感生电动势为N匝线圈中产生的感生电动势为， 得（3）线圈中的感应电动势为动生电动势和感生电动势的代数和10-3 解：（1）指向dr的正方向。则整个辐条上产生的动生电动势为 ab之间感应电动势（2）电流方向由b到a；（3）电流方向也会反向；（4）若轮子的辐条是对称的两根或更多时，相当于两个或多个电源的并联，所有，电动势也相同。10-5 解：通过该回路的磁通量为导体棒PQ上的电动势为 10-6 解法：磁介质中的安培环路定理 距离中轴线为r处的磁场强度为 ；磁通量为 通过环绕的N个线圈的总磁通量为 ， 与比较得10-7 解：；自感同理；故互感系数为 10-10 解: (1)在电容器内(r R)作一个半径为r的圆形回路。； ，可得 当rR时，有， (2)，第十三章 波动光学作业题：13-2；13-3；13-6；13-7；13-8；13-9；13-11；13-12；13-14；13-16；13-17；13-18；13-22；13-23；13-25作业题参考解答13-2 解：，解得13-3 解：光程差为若没有云母片覆盖，光程差为因为条纹移动了9个，则 立可得：，13-6 解：相邻两条纹高度差为， 所以13-7 解：， 第k5级明环的半径满足，（nm）13-8 解：（1）， 即；令k=2解得， =673.9(nm)令k=3解得， =404.3(nm) (2) 对于肥皂膜的反面，透射光增强时满足则 ；令k=2，得505.4(nm)13-9 解：；由此解出 取k=0，得最小厚度为 （nm） 13-11 解：此光程差造成了98个条纹的移动，故有所以 13-12 解：若，则缝宽为13-14 解：第二级暗条纹的衍射角有