物理习题课件

习题课

2015-06-123.流体力学

p.27T

3-13（习题）p.30T3一13一个红细胞可以近似地认为是一个半径为2.0×10-4m的小球，它的密度是1.09×103kg.m-3。①试求它在重力作用下在血液中沉淀1cm所需的时间（血液温度为37o）。设血浆的黏度为1.2×10-3Pa.s，密度为1.4×103kg.m-3。②若用加速度（ω2r）为105g的超速离心机，求沉淀同样距离所需的时间？②超速离心机：而收尾速度：自3一2如图所示，一容量很大的水箱置于水平地面，箱壁上不同高度处开有A、B、C三个小孔，其中B孔恰在水深一半处，则：(1)从三个孔中射出的水落到地面时的速率(D)A．A孔的最大B．B孔的最大C．C孔的最大D．一样大(2)各孔射出的水的水平射程(B)

A．A孔的最大B．B孔的最大C．C孔的最大D．一样大3-2（自我评估）p.31解：①从三个孔中射出的水落到地面时的速率：①从三个孔中射出的水落到地面时的速率：≡常数①所以选择【D】自3一3在一截面积恒定的水平油管中，相隔300m的两点压强下降1.5×104Pa，则每立方米的油流过长度为1m时的能量损失为____________。3-3（自我评估）p.31是300m共有的。每m的损失：(1)水在大容器中的下降速度；

解：(3)大容器内的水位与喷出水柱的高度4.振动

p.37T

4–4轻弹簧的一端相接的小球沿x轴作简谐振动，振幅为A，位移与时间的关系可以用余弦函数表示。若在t=0时，求小球的运动状态（初相位）分别为：（1）x=-A;（2）过平衡位置，向x轴正方向运动；（3）过x

=A/2处，向x轴负方向运动；（4）过x=A/√-2处，向x轴正方向运动。T

4-4（习题解答）p.37解:将t=0和x=-A代入位移方程（1）x=-A时的（初相位）：xPt=0根据t=0、x=A/2

和υ0<0，可得：（3）过x

=A/2处，向x轴负方向运动的初相位xt=0PP（4）过

处，向x轴正方向运动的初相位根据t=0、

和υ0

>0，可得：xt=0PP（2）4-4（自我评估）p.41自4一4有两个同方向、同频率的简谐振动，其合成振动的振幅为0.09m，第一分振动的振幅为0.05m，第二分振动的振幅为0.07m，求两个分振动的相位差。(84o16’)

解:5.波动

p.49自5–6设某列波的波函数为s=10sin（10πt-x/100）cm，在波线上，x等于一个波长的点的位移表达式为：(A)

A．s=10sin(10πt-2π)cm

B．s=10sin10πtcmC.s=20sin5πtcmD.s=10cos(10πt-2π)cm

5-6（自我评估）p.49解:由题意：需把波函数化为波长形式的表达式：比较得：8.静电场p.718-2

p.718-2在一橡皮球表面上均匀地分布着正电荷，在其被吹大的过程中，有始终处在球内的一点和始终处在球外的一点，它们的场强和电势将作如下的变化：[B]A．E内为零，E外减小，V内不变，V外增大；B．E内为零，E外不变，V内减小，V外不变；C．E内为零，E外增大，V内增大，V外减小；D．E内、E外，V内，V外均增大。解：本题要弄清橡皮球被吹大过程中，球内球外场强和电势的变化情况。分析如下：①由于橡皮球表面有电荷，而面内无电荷。以球心为圆心，过球内一点A，作半径为ra的高斯球面：故吹大橡皮球，因q内=0，故E内=0。②在吹大过程中，始终在球外的B点。以橡皮球的球心为球心，过B点作一半径为rb的高斯球面，由对称性知高斯球面上各点的场强Eb大小相等。③由电势定义，橡皮球内任意一点A的电势为：故在吹大橡皮球过程中，R↑→V内↓。④由电势定义，橡皮球外任意一点B的电势为:综上述：本题正确答案应是(B)。B．E内为零，E外不变，V内减小，V外不变；故吹不吹q、rb

不变，同理：9.直流电

p.829—5如图9–4所示，当电路达到稳态时(t→∞),求：①电容器上的电压；②各支路电流；③时间常数。9-5（习题解答）p.83解:由分压原理知：①当稳态时(t→∞),电容器上的电压：②稳态时(t→∞

)，③∵电池内阻很小:r=0.1Ω≈0∴等效电阻为:10.磁场p.9110-1（自我评估）p.9410—1如图10–8所示，电流I=20A,流过半径b=0.05m的金属薄圆筒。再经由圆筒轴线外的细导线流回来，细导线的半径a=0.1×10-3m，筒的长度为l=20m,求：①筒中离轴线0.02m处P点的B值。②筒外离轴线0.1m处Q点的B值。解:解:①筒中离轴线0.02m处P点的B

值：由安培环路定理：方向为：⊙②筒外离轴线0.1m处Q点的B

值：由安培环路定理：10-2（自我评估）p.94自10一2如图10–9所示，一根载有电流I的无限长直导线，在一处弯成半径为R的圆形，由于导线外有绝缘层，因此在弯曲处两导线不会短路。试求圆心点O处的磁感应强度的大小和方向。解：可看成是长直导线和圆环电流的叠加：方向为：10-5（自我评估）p.9510—5如图10-12所示，载流导线ab与长直导线I1共面，ab段长为l,通有电流I2，方向与I1垂直。a端与I1的距离为d。求导线ab所受磁场的作用力。解:由安培力知：Fab的方向朝上。12.波动光学p.11612-8（自我评估）p.116自12-8一衍射光栅宽3.00cm，用波长600nm的单色光垂直照射时，第二级明纹的衍射角为30o，光栅上总的刻痕线有(1.25×104)

条。

解:光栅的宽度为3cm，总数为：13.几何光学p.12413-17（自我评估）p.94自13-17已知水的折射率为4/3，玻璃的折射率为3/2，试证：玻璃透镜在水中的焦距是它在空气中焦距的4倍（空气的折射率为1）。解:薄透镜公式知：透镜焦距：①玻璃透镜在水中(n=4/3

)的焦距：②玻璃透镜在空气中(no=1

)焦距：15.量子力学p.141

例15-8测得某恒星离地球距离为4.3×1017m。表面温度5200K，到达地球上每单位面积的辐射功率为1.2×10-8W.m-2

。

将恒星视为黑体，试求恒星半径R。15-8（例题15-9）p.141解:假设能量无损耗，则在相同时间内，从恒星表面辐射能量一点不减少的传播到地球上，辐射能向外扩大到半径为4.3×1017m

的球面上，其总能量为：恒星设恒星表面半径为

r,则恒星表面单位面积上所发出的总能量Eo

为：由斯蒂芬定律知：联立⑴和⑵式解得：例15-9波长λ=500nm的光沿x轴正方向传播，如果测定波长的不准确度为：(Δλ/λ)=10-7，求同时测定光子位置的不确定量。15-9（例题15-9）p.141解:由德布罗依关系式知：15-9（自我评估）p.14815一9一电子经过加速电场，电压为2.0×104V，加速后通过一圆孔衍射，今测得第一级极小的衍射角为1.50。试求圆孔的直径。

【4.0×10-10m】解:①求λ电子加速加速后：②求圆孔直径D：圆孔衍射第一极小衍射角θ：透镜15-13（自我评估）p.14915一13在康普顿散射中，入射光子的波长为0.001nm，反冲电子的速度为光速的60%，求散射光的波长和散射角。①由能量守恒：②由相对论质速关系：③康普顿散射公式：解①和②可得：将λ代入③可得：解:16.X射线p.153例16-4已知晶体的晶格常数为2.75×10-10m，当一束波长范围从0.9×10-1m到1.4×10-10m的连续X射线，以60o

的掠射角入射到晶面时，可以产生强烈反射，X射线的波长多长？16-4（例题16-4）p.153解:例16-6已知对管电压为40kV的X射线，人体肌肉和骨骼的线性衰减系数分别为0.4012×102m-1和2.4434×102m-1，对管电压为150kV的X射线，人体肌肉和骨骼的线性衰减系数分别为0.1842×102m-1和0.3918×102m-1。若对手部拍片，应采用哪种X射线？16-6（例题16-6）p.154解:对40kV：对150kV：所以对手部拍片来说，用管电压为40kV的X射线的效果要好于用管电压为150kV的X射线。T

16-8（习题）p.156T16一8一束单色X射线，入射至晶面间距为0.281nm的单晶体氯化钠的天然晶面上，当掠射角一直减少到4.1o

时才观察到布拉格反射，试求该X射线的波长。解:由题意知：当掠射角一直减少到4.1o

时才观察到布拉格反射：答：该X

射线的波长为0.4Ao。16-10（自我评估）p.15816一10如果要得到最短波长为0.05nm的X射线，至少要加多大的管电压？在此情况下，电子运动到阳极具有多大的动能？解:答：该动能为4×10-15J。16-12（自我评估）p.15816一12X射线入射在氯化钾晶面上产生二级像的反射角为30o，若晶面为简单立方体，其晶格常数