劉果紅-大學物理習題冊答案.doc

安徽建筑工業(yè)學院劉果紅 大學物理習題冊答案練習一 質點運動學1、 ， ， ，2、所以選（C）3、因為位移，又因為所以。所以選（B）4、選（C）5、（1）由，所以：，積分得： （2）因為，即：，有：練習二 質點運動學 （二）1、 平拋的運動方程為，兩邊求導數(shù)有：，那么，。2、3、 （B）4、 （A）練習三 質點運動學1、2、3、（B）4、（C）練習四 質點動力學（一）1、2、（A）3、（C）4、（A）練習五 質點動力學（二）1、2、（A）3、（B）4、（C） 5、（1） （2）練習六、質點動力學（三）1、2、3、（B）4、（D）5、練習七 質點動力學（四）1、2、動量、動能、功3、（B）4、（B）練習八 剛體繞定軸的轉動（一）1、解：（1）摩擦力矩為恒力矩，輪子作勻變速轉動因為；同理有。（2）由；2、解：；解得：。3、選（A）因A、B盤質量和厚度相等，而，必有。圓盤的轉動慣量，所以。4、（C）解：因為力矩M和角加速度是瞬時作用關系，撤去M，說明有阻力矩存在。撤去M前： （1）撤去M后： （2）聯(lián)立即得：。練習九 剛體繞定軸的轉動（二）1、 A、B兩輪轉動慣量的比值為1：3和1：9。解：輪和皮帶間無相對滑動意為兩輪邊緣一點的線速度相等：。（1）若。（2）2、3、天體的自轉周期將減少（C），轉動動能將增大（A）。解：引力是內力，球體角動量守恒。由于球體繞直徑的轉動慣量正比于半徑平方，減小，增大，而，所以周期將減小，轉動動能將增大，4、在上擺過程中，以子彈和木棒為系統(tǒng)，重力為外力，故動量不守恒；上擺過程中，重力作功，所以機械能不守恒；對轉軸的合外力矩（重力矩）的功不為零，所以角動量不守恒。選（A）。5、選（D）解：分別取單擺、地球和細棒、地球為系統(tǒng)，擺動過程中，機械能守恒：（1）；（2），。6、取盤和子彈為系統(tǒng)，角動量守恒：，因為所以。選（C）練習十 剛體繞定軸的轉動（三）1、解：根據機械能守恒定律：2、用平動的規(guī)律解決平動： （1）用轉動的規(guī)律解決轉動： （2）利用平動和轉動的關系： （3）三式聯(lián)立解得3、（A）4、（C）5、系統(tǒng)受重力作用，動量不守恒；摩擦力作功（在地面參照系中），機械能不守恒；合外力矩為0，所以角動量守恒。選（C）。練習十一 狹義相對論（一）1、 K系：；系：2、 ，3、 選（C）解：S系中測得A、B事件的時間間隔和空間間隔分別為：由洛倫茨變換。選（C）4、（C）解：；而飛行的距離5、（B）提示：應用光速不變原理和相對性原理。練習十二 狹義相對論（二）1、解：S系中觀察者測得正方形體積；質量是；密度。2、（C）利用求得，再利用求速度。3、（C）；而4、（A）解：取為研究對象，因為自發(fā)地分裂，所以總能量守恒：上式中：；，故有：，因為，均大于1，所以。練習十三 靜電場（一）1、2、取軸向右為X軸，為坐標原點，；RrPOOP圖 13-23、（A）如不是足夠小，那么放入后，在附近負電荷密度加大，電力線變密，所以場強增大。4、（B）5、（B）練習十四 靜電場（二）1、解：。（）2、；。3、（C）解：均勻帶電球面在距離球面R處產生的場相當于一個在球心處的點電荷在2R處產生的場：。4、（A）解：。5、（D）解：只與面內電荷有關，而不僅與面內、面外電荷有關，且與它們的分布有關。練習十五 靜電場（三）1、2、；此系統(tǒng)的電勢能。3、-=4、電勢的正負取決于電勢零點的選?。?、（C）解：兩板間的場為：；電場力做功為：練習十六 靜電場（四）1、；。2、。3、（C）4、（A）5、0點處的電勢應是AB弧和BC直線產生場的疊加： （1）（帶電圓環(huán)在圓心處產生的電勢）P點處的電勢也應是AB弧和BC直線產生場的疊加： （2）聯(lián)立（1）、（2）式得： 練習十七 靜電場中的導體和電介質（一）1、解：兩球相距很遠意為忽略兩球之間的靜電感應，用導線連接后，兩球電勢相等：=，所以有：2、。解：3、球心處的電勢+。4、（A）練習十八 靜電場中的導體和電介質（二）1、 兩板上自由電荷面密度為，兩介質分界面上。2、 電位移通量；場強。3、 （A）。4、 （C）解：因為B帶正電，電勢最高，所以排除（）、（）；又因為導體空腔內電場不為零，；而，所以。練習十九 靜電場中的導體和電介質（三）1、2倍；倍。2、。3、（C）4、（C）練習二十 電流的磁場（一）1、；。方向垂直紙面向里。2、3、（A）4、（D）練習二十一 電流的磁場（二）1、；2、；方向垂直紙面向外。3、（D）4、（D）5、練習二十二 磁場對電流的作用（一）1、解：2、，所以。方向如圖。3、（D）解：；方向為的方向，豎直向上。4、（A） 各電流元受力 關于X軸對稱，所以，Y方向合力為零，又因為左半圓各電流元處的磁場強于右半圓，所以線圈向右平移。練習二十三 磁場對電流的作用（二）1、1、 解： 解：2、（A）沒放入均勻外場前， ；放入均勻外場后，向心力增大： ，在r不變的情況下， 應增大。3、（B）解：由 得 的方向向下，要使電子束不偏轉，電子受靜電力必須向上，所以，電場的方向應向下。4、（C）解：帶電量為q的粒子在磁場內作半徑為的圓周運動，磁通量。即：。所以選（C）練習二十四 電磁感應（一）1、，點電勢高。，b點電勢高。，b點電勢高。2、；N端電勢高。3、（B）整個過程有三個階段：1）進入場區(qū)階段：，說明，磁通量增加，由Lenz定律，方向與原磁場方向相反（逆時針方向），且磁通量變化率在增大，。回路中I如同電動勢；2）線框在磁場區(qū)階段：線框中磁通量的變化為0，無感應電動勢。3）出場區(qū)階段：，說明，磁通量減少，由Lenz定律，方向與原磁場方向相同（順時針方向），且磁通量變化率在增大，?；芈分蠭如同電動勢。4、（B）解：用排除法：轉動過程中， 構成的回路磁通量不變，所以，排除（C）、（D）；用右手定則判定，所以，故選（B）練習二十五 電磁感應（二）1、。解：長直螺線管通入變化的電流，因而內部的場為變化的磁場，變化的磁場產生渦旋電場，電子受到的是渦旋電場力：，因為：當時，將代入，再將代入即可。由于軸線上=0，所以。2、解：磁場具有軸對稱性，所以。由于，所以方向為逆時針且垂直于。（與成左螺關系）3、解：因為，所以，又，故有。4、（C）解：根據題意，管內只有渦旋電場（變化的磁場產生），而管內的渦旋電場沿垂直于軸線的徑向是遞增的，即當時，因而均勻地分布著電場的說法是錯誤的；又因渦旋電場繞任意閉合回路的線積分不為零（有旋場），所以（B）說法也是錯誤的；由于磁場和渦旋電場都是無源場，所以，對任意封閉曲面的面積分為零。5、（B）解：，所以-=-。由Lenz定律，N點電勢高，所以-。練習二十六 電磁感應（三）1、把無限長直導線看成是回路1（在無窮遠處認為兩端是閉合的），矩形線圈為回路2，回路1產生的穿過回路2段磁通，。長直導線中的感應電動勢。2、（C）解：因為，而，且，由題意，所以， 。3、（D）解：在時間內，由知： 且為負值；在時間內，則且為