大学物理练习册习题解答(1-22上)

1、练习一 运动的描述 （一）1（D）2.（D） 3 45（1） （2）（3）6答：矢径是从坐标原点至质点所在位置的有向线段。位移是由前一时刻质点所在位置引向后一时刻质点所在位置的有向线段，它们的一般关系为 若把坐标原点选在质点的初始位置，则，任意时刻质点对此位置的位移为，即此时既是矢径也是位移。练习二 运动的描述 （一）1 2（c） 3三 ，三至六 4 56根据已知条件确定常量K练习三 运动定律与力学中的守恒定律（一）1（D）2. （C）3 45因绳子质量不计，所以环受到的摩擦力在数值上等于张力T，设对地加速度为，取向上为正；对地加速度为（亦即绳子的加速度）向下为正， 6(1)子弹进入沙土后受力

2、为kv,由牛顿定律有（2）求最大深度练习四 运动定律与力学中的守恒定律（二）1（C）2.（B） 3 45（1）系统在水平方向动量守恒。令子弹穿出时物体的水平速度为v/（2） 负号表示冲量方向与方向相反6人到达最高点时，只有水平方向速度，设人抛出m时，人的速度为V1，取人和物为一系统，水平方向动量守恒，即由于抛出物体而引起人在水平方向的速度的增量为因为人从最高点落到地面的时间为：故跳的水平距离增加量为练习五 运动定律与力学中的守恒定律（三）1（C） 2.（B） 3 290J 45（1）以小车、滑块、弹簧为一系统，忽略一切摩擦，在弱簧恢复原长的过程中，系统的机械能守恒，水平方向动量守恒。设滑块与弹

3、簧刚分离时，车与滑块对地的速度分别为V和v，则 （2）滑块相对于小车的速度为6（1）木块下滑过程中，以木块、弹簧、地球为一系统，机械能守恒。选弹簧原长处为弹性势能和重力势能的零点，以v1表示木块下滑x距离时的速度，则方向沿斜面向下。（2）以子弹和木块为一系统，在子弹射入木块过程中外力沿斜面方向的分力可略去不计，故沿斜面方向动量守恒，以v2表示子弹射入木块后的共同速度，则 负号表示此速度的方向沿斜面向上练习六 运动定律与力学中的守恒定律（四）1（C）2.（3） 3 45（1）方向垂直纸面向外（2）由机械能守恒，有（3）6，联立以上5式，得练习七 运动定律与力学的守恒定律 （五）1（C）23 4守

4、恒， 5（1）选杆与地球为系统，机械能守恒，有由转动定律6， （1）转台人哑铃地球系统的机械能不守恒。因人收回二臂时要作功，即非保写力的功不为零，不满足守恒条件。（2）转台人哑铃地球系统的角动量守恒。 因为系统受到的对竖直轴的外力距为零。（3）哑铃的动量不守恒，因有外力作用。 哑铃的动能不守恒，因有外力对它作功。 练习八相对论（一） B ； ； 12m ,4s ， 2, 5解(1) S系中，相对运动方向 y轴方向S/系中，相对运动方向 y/轴方向 (2) 动能增量 又 由 解出 动量 . 解: , 解出 . 由 , 同样得 . 练习九相对论（二） 8300k ， 短波方向 ； D ； D ；

5、2 . 5v , . 解: 功率, 单位面积上 光子质量 . 解: , 散射波长 由能量守恒 反冲电子动能 . 练习十 静电场与稳恒电场（一）1、B 2、B 3、水平向左、 4、5、 方向沿r背离o点r o 时最大 2a6、取ox轴如图，则 沿i方向 0 q P xL d 练习十一 静电场与稳恒电场（二）1、D 2、D 3、D 5、 沿方向4、 （a） （b） 6、（1） ， （2）同理 时 练习十二 静电场与稳恒电场（三）1、A 2、（2） 3、 ， 4、5、 r P Q （1） L 3r 同理 （2） ， 6、面密度为-的圆盘在离o为x 的p点产生电场练习十三静电场与稳恒电场（四）1、 、

6、 2、 ，3、 2 4、1 5、（1）球电势 球壳电势 （2） ， （3） 6、令A板左侧面电荷密度为 ，右侧面电荷密度为 C A B 且 解得 （1） （2） 练习十四静电场与稳恒电场（五）1、D 2、C 3、相等，不相等，不相等 4、 、 5、（1） ，（2） ， 同理 6、（1） （） ， （） （）， （） （2）（）， （） （） 练习十五稳恒磁场和电磁场的相对性（一） 1、D 2、2.210 6 Wb 3、(3) 4、 5、（1） ， （2） ，（3），或 6、圆线圈 ，方线圈 ， ，正方形一边在中心点产生磁场 ， 各边产生的相同 ， , 。 练习十六稳恒磁场和电磁场的相对性（二）

7、1、C 2、D 3、 ， 4、5、6、 ， 时 ，时 ，取则 练习十七 稳恒磁场和电磁场的相对性（三）1、 C 2、（4） 3、，y轴正向 4、 rydF5、取xy如图 方向沿半径 ， R xI2 I1 ， 6、半径为r的圆环 中电荷，以旋转时电流 ，磁矩 受到磁力矩 力矩 ，方向垂直向上。 练习十八稳恒磁场和电磁场的相对性（四）1、107 m/s 2、 3、（2） 4、（1）5、方向向左， 方向向右，当时即可 ， 。6、电子以绕核作半径为r的轨道运动时，等效电流 磁矩 。 练习十九稳恒磁场和电磁场的相对性（五）1、 oa表示铁磁质、ob表示顺磁质、oc表示抗磁质2、 ob表示剩余磁感应强度、

8、oc表示矫顽力3、 （1）垂直纸面向里、（2）垂直op向 4、 4 、（4）（2）5、 5、（1） ， （2） ， 6、（1） （2） （） ， （）练习二十电磁感应（一）1、；2、 ，N端电势高 3、（2） 4、（3）5、如图， ， l0.5 1.5 r ， 沿逆时针方向。6、 练习二十一电磁感应（二）1、 2、， 3、（1） 4、（2）5、 V顺时针方向。6、动生电动势 方向从b到a ， 感生电动势 a R b R c方向从a到c ， 练习二十二电磁感应（三）1、， 2、3、（1） 4、（1）5、 ， 。6、设圆柱截面半径为R，则时 单位长度上 。练习二十三 气体动理论基础（一）、 （）；

9、 2、（）； 3、.a、. ； .-Kgm3 ； 。、解：（）molmol0Nmol 8.2710-21 J （） 、解： 练习二十四 气体动力学基础（二）1、（） 2、（） 3、6.23103 ； 6.2110-21 1.03510-20 4、氩；氦5、解：飞机在高为h的空气密度 地面的空气密度 由 m、解:（）设分子数为. 据 N (i2) kT 及P（） 得 P2 （）1.35105 （）由 得 （）7.510-21 J 又 得 2(5)362 练习二十五 热力学基础（一）1、（C） 2、（C） 3、A1 ；A2 4、 ；降低PoV1V2V5、解：（）图如图 （）127327300 据

10、1122， 得 211600 np（21）1.25104 （） D （） 据D 1.251046、解： 氦气为单原子分子理想气体， （） 定容过程，常量， 据 D 可知 （）定压过程，常量， 与（）相同 D417 （），D与（）同 D623 （负号表示外界作功） 练习二十六 热力学基础（二）1、（D） 2、（D） 3、29.1 J（Kmol） ；20.8 J（Kmol） 4、BM、CM ；CM5、解：由图，PA300，PBPc100； AC3，B3 （）为等容过程，据方程 PATAPCTC得 TCTAPCPA 100 为等压过程，据方程 BTBCTC得 TBTCVBVC300 （）各过程中气体

11、所作的功分别为 ：1(PAPC)（BC）400：2PB（CB）200 ：3 （）整个循环过程中气体所作总功为：123200 因为循环过程气体内能增量为 D，因此一循环中气体总吸热 D200 6、 解：（） a Pa2400 b Pb1636 c Pc1800 d Pd2504 （）C （2）C 9.971O3 （）等容吸热 1V （C b）2.044103 等容放热 2V（d a）1.296103 120.748103 练习二十七 热力学基础（三）1、（D） 2、(C) 3、(B) 4、S1S2 ；S15、 解：由于两种不同温度的液体混合为不可逆过程，故可用两个可逆过程的熵变求系统熵变。混合后

12、的平衡态有： mCp（T1T）mCp（TT2） 液体等压准静态过程T1T 液体等压准静态过程T2T 总熵变： 因为： 6、解：（1）熵的变化 T1t1273293 K ；T2t2273373 K （2）由玻尔兹曼关系 练习二十八 机械振动（一）T=0.1sT=0.25sT=0.5sx 1、1s 、 、 5s 2、 3、（3）（4） 4、（2）5、（1） ， 时 （2）时 ，（3） ， ，6、 (1) 从图中知 ； ， 且 (2) b点： 同理 a 点 、 ； c点 、练习二十九机械振动（二）cm 1、； 2 2、 0.5 t (s) -1 合振动曲线3、（2）； 4、（1） 5、 ， ， 6、

13、（1）， （2）， （3）, 练习三十机械波（一） 1、（1）（3） 2、（4） 3、A 4、 ， （） 5、（1） ,当 时 （2）同一点，时间差，相应位相差 当 时， 6、（1） 波动方程为 （2） 的振动方程为 ， 的振动方程为 （3） 时 处 ，处 。练习三十一机械波（二）1、 表示以波速向轴正向传播的平面简谐波，固定时表示位于处质点的简谐振动，固定时表示各质点时刻的位移，即波形；2、 2、能流密度 ， ；3、（1）； 4、（3）；5、（1）时， ， （2）， y （3）时与波源相距处质点位移 0 5 10 x（m） 波形曲线 ； ；6、（1）A点振动 ，以A为坐标原点、沿x轴正向传播

14、的波的波动方程为 ， （2）在A点左边5cm处B点的振动 所以，以B点为坐标原点的波动方程为 （3）沿x轴负向传播， 以 A为原点 以 B为原点 。练习三十二机械波（三）1、 相干波源是指两个频率相同、振动方向相同、周相相同或周相差恒定的波源。y出现空间某些点振动始终加强，而另一些点振动始终减弱或完全抵消的现象。2、0.7cm 3、（1） 4、 u 0 x5、设S1和S2的振动初位相分别为 和，两波的波动方程为 ，处两波引起的振动位相差 处两波引起的振动位相差 解得 ， ，当时位相差最小 6、（1）与标准波动方程 比较可得 ， 波速 （2）节点位置 ， （） （3）波腹位置 ， （）。 练习三

15、十三光的干涉（一） 1、（1），2、（2），3、C ；4、1130A； 5、解：（1）； (2）覆盖玻璃后，零级明纹应满足：设不盖玻璃片时，此点为第k级明纹，则应有故零级明纹应移到原第7级明纹处。6、解： 第四级明纹至中心距离满足： 练习三十四光的干涉（二） 1、（1）；2、（1）；3、 ； 4、 ； 5、解：空气劈尖时，间距 液体劈尖时，间距 6、解：设所用的单色光波长为，则该单色光在液体中的波长为/n ，根据牛顿环明环半径公式 ， 有 ， 充液体后， 练习三十五光的衍射（一）1、（4）； 2、 2 .5， 5 ； 3、 6，第一级明纹；4、 解：（1） （2） （3）这说明，比值变小时，所

16、求的衍射角变小，中央明纹变窄（其他明纹也相应地靠近中心点），衍射效应越来越不明显。 0的极限情形即几何光学中光线沿直线传播，无衍射现象。 5、解：由，第三级暗纹的位置 6、解：中央明纹宽度 浸入水中： . 练习三十六光的衍射（二） 1、（3）； 2、（1）； 3、5000Ao，K=2 ； 4、5 ； 5、解：（1） （2） 1cm的条纹数 （3） 单色光波长是：（4） 对单色光，最多能看到的明纹数为 能见到第二级明条纹 6、解：（1）由光栅公式得 若第三级不缺级，则有 (2) 由于第三级缺级，对应最小可能的 方向应是单缝衍射第一级暗纹， (3) ) 所以实际呈现 级明纹（处看不到）。 练习三十

17、七光的偏振 1、（3）； 2、B； 3、； 4、 ，； 5、解 ： （1）透过P1的光强 设P1与P2的偏振化方向的夹角为，则透过P2后的光强为 透过P3后的光强 当 时，； （2）转动P2 ，使，则P1与P2的偏振化方向的夹角为，P2转过的角度为。 6、解： 设自然光的强度为 ，则通过第一偏振片的光强为 ，再通过第二个偏振片的光强为 ， ， 今在两偏振片中间再插入一偏振片后，透过各振片的光强为 练习三十八量子物理基础 （一） 8300k ， 短波方向 ； D ； D ； 2 . 5v , . 解: 功率, 单位面积上 光子质量 . 解: , 散射波长 由能量守恒 反冲电子动能 . 练习三十九

18、量子物理基础 （二）C ； D ； 9r1 = 4.7710-10m , 3 h = 3.1610-34J.S , 6条; 13.6, 3.4 ; (1) 故 (2) 可以发出 6条谱线.如图所示 3 2 6、解：（1） 1 联立解出 （2）电子从态跃迁到（）态所发出光子的频率为 （3）当很大时，上式变为 练习四十 量子物理基础 （三） , ; , ; C ; 1:1, 4:1; D ; 或（还可能为或） 参考解：根据 ， 则 若根据 ，；则 若根据 ，；则 若根据 ，；则 (1) , ., (2) , 练习四十一量子物理基础 （四） A ; (3) ; ; 解：所谓归一化就是让找到粒子的概率在可能找到的所有区域内进行积分，并使之等于100%，即