大學(xué)物理活頁(yè)作業(yè)答案(全套)課件

1、1.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)單元練習(xí)（一）答案1B2D3D4B53.0m；5.0m（提示：首先分析質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在t2.0s時(shí)質(zhì)點(diǎn)沿x軸反方向運(yùn)動(dòng)；由位移和路程的定義可以求得答案。）6135m（提示：質(zhì)點(diǎn)作變加速運(yùn)動(dòng)，可由加速度對(duì)時(shí)間t的兩次積分求得質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程。）7解：（1） （2） 8解：ths9解：（1）設(shè)太陽(yáng)光線對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為（2）當(dāng)旗桿與投影等長(zhǎng)時(shí)，10解： -kv dv / dy 已知y=yo ，v=vo 則2.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)單元練習(xí)（二）答案1D2A3B4C5；6； 7解：（1）由速度和加速度的定義；（2）由切向加速度和法向加速度的定義（3）8解：火箭豎直向上的速度為火箭達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)垂直方向

2、速度為零，解得9解：10解：；3.牛頓定律單元練習(xí)答案1C2C3A4；5；6解：（1） （2）FN=0時(shí)；a=gcot7解： 8解：由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得分離變量積分 9解：由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得分離變量積分 10解：設(shè)f沿半徑指向外為正，則對(duì)小珠可列方程，以及 ，積分并代入初條件得 ，4.動(dòng)量守恒和能量守恒定律單元練習(xí)（一）答案1A； 2A；3B；4C；5相同6；7解：（1）；（2）8解：9解： 物體m落下h后的速度為 當(dāng)繩子完全拉直時(shí)，有 10解：設(shè)船移動(dòng)距離x，人、船系統(tǒng)總動(dòng)量不變?yōu)榱愕仁匠艘詃 t后積分，得 5.動(dòng)量守恒和能量守恒定律單元練習(xí)（二）答案1C2D3D4C518J；6m/s65/3

3、7解：摩擦力由功能原理 解得 .8解：根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律 由能量守恒定律 質(zhì)點(diǎn)脫離球面時(shí) 解得：9解：(1)在碰撞過(guò)程中，兩球速度相等時(shí)兩小球間距離最小 (2) 兩球速度相等時(shí)兩小球間距離最小，形變最大，最大形變勢(shì)能等于總動(dòng)能之差 聯(lián)立、得 10解：(1)由題給條件m、M系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，m、M、地系統(tǒng)機(jī)械能守恒 解得： ； (2) 當(dāng)m到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，M以V運(yùn)動(dòng)，且對(duì)地加速度為零，可看成慣性系，以M為參考系 6.剛體轉(zhuǎn)動(dòng)單元練習(xí)（一）答案1B2C3C4C5v = 1.23 m/s；an = 9.6 m/s2； = 0.545 rad/ s2；N = 9.73轉(zhuǎn)。67解：（1）由轉(zhuǎn)動(dòng)定律，（2）

4、由剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理（3）根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和轉(zhuǎn)動(dòng)定律：mgF=marF=Ja=r聯(lián)立解得飛輪的角加速度8解：（1）由轉(zhuǎn)動(dòng)定律 （2）取棒與地球?yàn)橄到y(tǒng)，機(jī)械能守恒 (3)棒下落到豎直位置時(shí) 9解：（1）系統(tǒng)的能量守恒，有 聯(lián)立解得： ； （2）設(shè)繩子對(duì)物體(或繩子對(duì)輪軸)的拉力為T，則根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和轉(zhuǎn)動(dòng)定律得： mg Tma T rJb 由運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系有： a = rb 聯(lián)立解得： 10解：以中心O 為原點(diǎn)作坐標(biāo)軸Ox、Oy和Oz如圖所示，取質(zhì)量為 式中面密度為常數(shù)，按轉(zhuǎn)動(dòng)慣量定義， 薄板的質(zhì)量 所以 7.剛體轉(zhuǎn)動(dòng)單元練習(xí)（二）答案1C2A3D4B 5；6；7解：小球轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中角動(dòng)量守恒 8子

5、彈與木桿在水平方向的角動(dòng)量守恒 9解：圓環(huán)所受的摩擦力矩為，由轉(zhuǎn)動(dòng)定律 ， 至圓環(huán)停止所經(jīng)歷的時(shí)間 10解：落下過(guò)程棒的機(jī)械能守恒。設(shè)棒剛到豎直位置時(shí)角速度為， 碰撞過(guò)程，物體與棒系統(tǒng)角動(dòng)量守恒， 碰撞過(guò)程軸不受側(cè)向力，物體與棒系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒， 、消去，得 ， 、消去，得.8.機(jī)械振動(dòng)單元練習(xí)（一）答案1 B2 B3 C4 A56 2:17 解：，運(yùn)動(dòng)方程（1）由旋轉(zhuǎn)矢量法，；（2）由旋轉(zhuǎn)矢量法，；（3）由旋轉(zhuǎn)矢量法，。8 解：木塊處于平衡位置時(shí)，浮力大小。上下振動(dòng)時(shí)，取其處于力平衡位置點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向下作為x軸正向，則當(dāng)木塊向下偏移x位移時(shí)，合外力為其中，浮力合外力為常數(shù)，表明木塊

6、在其平衡位置上下所作的微小振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。由可得木塊運(yùn)動(dòng)的微分方程為令，可得其振動(dòng)周期為圖8-19 解：如圖，由旋轉(zhuǎn)矢量法可知 10. 解：（1）（2）9.機(jī)械振動(dòng)單元練習(xí)（二）答案10 B11 B12 C13 ，1415 （1）0.5s，1.5s；（2）0s，1s, 2s 。16 解：（1）由已知的運(yùn)動(dòng)方程可知：，（2），17 解：振動(dòng)系統(tǒng)的角頻率為圖9-1由動(dòng)量守恒定律得振動(dòng)的初速度即子彈和木塊的共同運(yùn)動(dòng)初速度的值為又因初始位移，則振動(dòng)系統(tǒng)的振幅為如圖由旋轉(zhuǎn)矢量法可知，則簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程為18 解：如圖由旋轉(zhuǎn)矢量法可知，合振動(dòng)振幅為圖9-2合振動(dòng)初相為 10. 解：圖9-3如圖由旋轉(zhuǎn)矢量法可知

7、，。可見(jiàn)它們是反相的，因此合振動(dòng)振幅為：合振動(dòng)初相為：同樣由旋轉(zhuǎn)矢量法可知10.機(jī)械波單元練習(xí)（一）答案19 B20 C21 B22 1.67m2324 6，3025 解：（1）由波動(dòng)方程可知振幅，角頻率，則波速，頻率，波長(zhǎng)。（2）26 解：（1）由圖可知振幅，波長(zhǎng)，波速則。又O點(diǎn)初始時(shí)刻位于平衡位置且向y軸正向運(yùn)動(dòng)，則由旋轉(zhuǎn)矢量法可得，因此波動(dòng)方程為（2）P處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為27 解：由圖可知振幅，波長(zhǎng)，則角頻率。由P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向可知波向x軸負(fù)方向傳播。又由圖可知原點(diǎn)O初始時(shí)刻位于A/2處，且向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則由旋轉(zhuǎn)矢量法可得。則波動(dòng)方程為10解：（1）以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的波動(dòng)方程為（2）則

8、以B點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的波動(dòng)方程為11.機(jī)械波單元練習(xí)（二）答案28 C29 B30 C31 ，32 550Hz，458.3Hz33 0.08W/m234 解：兩列波傳到連線和延長(zhǎng)線上任一點(diǎn)P的相位差左側(cè)各點(diǎn)：，振動(dòng)都加強(qiáng)；右側(cè)各點(diǎn)：，振動(dòng)都加強(qiáng)；圖11-7、之間：則距點(diǎn)為：處各點(diǎn)靜止不動(dòng)。35 解：（1）（2）時(shí)振動(dòng)加強(qiáng)，即36 解：反射點(diǎn)為固定端，即為波節(jié)，則反射波為=駐波表達(dá)式10. 解：乙接受并反射的信號(hào)頻率為甲接受到的信號(hào)頻率為12.靜電場(chǎng)單元練習(xí)（一）答案37 B38 D39 B40 C4142 利用點(diǎn)電荷電場(chǎng)的矢量疊加求y軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度。43 解：通過(guò)點(diǎn)電荷在電場(chǎng)力作用下的平衡條件求出

9、平衡時(shí)點(diǎn)電荷的電量。44 解：利用電荷元電場(chǎng)的積分疊加，求O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。45 解：取同心球面為高斯面，利用高斯定理求電場(chǎng)強(qiáng)度的分布。10解：用對(duì)稱性取垂直帶電面的柱面為高斯面，求電場(chǎng)強(qiáng)度的分布。（1） 帶電面外側(cè)（2） 帶電面內(nèi)13.靜電場(chǎng)單元練習(xí)（二）答案46 C47 D48 B49 C5051 52 解：假設(shè)陰極A與陽(yáng)極B單位長(zhǎng)度帶電分別為與，由高斯定律求電場(chǎng)分布，并進(jìn)一步求出陰極與陽(yáng)極間的電勢(shì)差U，由已知量求電場(chǎng)強(qiáng)度并由陰極表面的電場(chǎng)強(qiáng)度求電子剛從陰極射出時(shí)所受的電場(chǎng)力8解：（1）方法一：取同心球面為高斯面，利用高斯定理求電場(chǎng)強(qiáng)度的分布再求電勢(shì)分布；方法二：帶電量為Q，半徑為R的帶電球

10、面對(duì)電勢(shì)的貢獻(xiàn)球面內(nèi)電勢(shì)： 球面外電勢(shì)：有電勢(shì)的疊加求電勢(shì)分布；結(jié)果與方法一一致。（2）電勢(shì)差9解：（1）電場(chǎng)作用于電偶極子的最大力矩：（2）電偶極子從受最大力矩的位置轉(zhuǎn)到平衡位置過(guò)程中，電場(chǎng)力作的功*10解：帶電粒子處在h高度時(shí)的靜電勢(shì)能為 到達(dá)環(huán)心時(shí)的靜電勢(shì)能為 據(jù)能量守恒定律 聯(lián)立求解得 14.導(dǎo)體電介質(zhì)和電容單元練習(xí)（一）答案53 B54 C55 D56 C57 58 負(fù)電；59 解：兩個(gè)球形導(dǎo)體用細(xì)導(dǎo)線相連接后電勢(shì)相等，解得：； 8解：依照題意dR，導(dǎo)體上的電荷分布基本保持不變，電場(chǎng)可以視為兩個(gè)長(zhǎng)直帶電線電場(chǎng)的疊加。取其中一導(dǎo)線軸心為坐標(biāo)原點(diǎn)，兩根導(dǎo)線的垂直連線為x軸。任意一點(diǎn)P的電

11、場(chǎng)強(qiáng)度兩直導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電容 9 解：方法一：導(dǎo)體電荷的自能就是系統(tǒng)的靜電能方法二：依照孤立導(dǎo)體球電容的能量求系統(tǒng)的靜電能 方法三：依照電場(chǎng)能量密度對(duì)電場(chǎng)空間的積分求系統(tǒng)的靜電能 *10解：（1）導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體板上電荷分布的規(guī)律可參見(jiàn)物理學(xué)教程習(xí)題分析與解答，根據(jù)電荷守恒定律以及C板的電勢(shì)，有解得： （2）C板的電勢(shì)15.導(dǎo)體電介質(zhì)和電容單元練習(xí)（二）答案60 C61 B62 C63 B64 e r，e r65 466 解：設(shè)芯線單位長(zhǎng)度帶電荷l，芯線附近的電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng)，當(dāng)電壓增高時(shí)該點(diǎn)首先被擊穿8解：（1）電容器充滿介質(zhì)后，導(dǎo)體板間的電勢(shì)差不變 （2）介質(zhì)表面的極化電荷面密度 9解

12、：依照孤立導(dǎo)體球電容的能量求系統(tǒng)的靜電能若斷開電源導(dǎo)體所帶電荷保持不變，浸沒(méi)在相對(duì)電容率為er的無(wú)限大電介質(zhì)中電容增大為e rC，系統(tǒng)的靜電能*10解：用的高斯定理求得電位移的大小為 D = s8.8510-10 C/m2 (0x2) 真空中電場(chǎng)強(qiáng)度 100 V/m 介質(zhì)中電場(chǎng)強(qiáng)度 50 V/m真空中電勢(shì) U1 = Eo (d1 x)+Ed21.5100x (SI) U2 = E(d2 + d1-x)1.050x (SI) 各區(qū)域內(nèi)均為線性分布16.恒定磁場(chǎng)單元練習(xí)（一）答案1E 2D3C 4D 50 60；7 解：（1）（2）（3）8 解：（1）電子沿軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)等效一圓電流，電流強(qiáng)度為原子核

13、 (圓心) 處的磁感應(yīng)強(qiáng)度： 方向：垂直紙面向外（2）軌道磁矩： 方向：垂直紙面向外9 解：（1）在螺線管內(nèi)取一同心的圓為安培回路 （2）*10解：無(wú)限長(zhǎng)的載流薄導(dǎo)體板可看作由許多無(wú)限長(zhǎng)的載流直導(dǎo)線組成距板左側(cè)為l,寬為dl的窄導(dǎo)體板內(nèi)電流為：由磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加原理：17.恒定磁場(chǎng)單元練習(xí)（二）答案1B 2C 3A 4C 5398 6. ，垂直于磁場(chǎng)向上，7解：電子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)軌道半徑：旋轉(zhuǎn)頻率：AAxyzcabBI8. 解：（1）根據(jù)洛侖茲力公式可判斷：載流子為帶負(fù)電的電子，因而半導(dǎo)體是n型半導(dǎo)體（2）由于（個(gè)/m3）9. 解：經(jīng)分析可知，同軸電纜內(nèi)外磁場(chǎng)具有柱對(duì)稱性，

14、所以取同心的圓為安培環(huán)路 *10. 半徑為R的均勻帶電薄圓盤，總電荷為q圓盤繞通過(guò)盤心且垂直盤面的軸線以角速度w 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求（1）盤心處的磁感強(qiáng)度；（2）圓盤的磁矩解：（1）均勻帶電薄圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)后在圓盤面上會(huì)形成許多半徑不同的圓電流半徑為r,厚度為dr的圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)后形成的圓電流為：此圓電流在盤心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：盤心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度：（2）圓盤的磁矩：磁矩的方向：根據(jù)電流的方向用右手定則判斷18.電磁感應(yīng)單元練習(xí)（一）答案1C2B3B4D567解：用導(dǎo)線連接MN與圓環(huán)一起構(gòu)成閉合環(huán)路，環(huán)路電動(dòng)勢(shì)為零，因而半圓環(huán)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)等于直導(dǎo)線MN的電動(dòng)勢(shì)。由動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系式：E =電動(dòng)勢(shì)方向向左。8解：

15、感應(yīng)電荷； 解得 B=0.05(T)9金屬圓板的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E =方向: 中心指向邊緣*10解：由麥克斯韋電磁場(chǎng)方程，r a時(shí)，19.電磁感應(yīng)單元練習(xí)（二）答案1C2C3D4C5 = 6 ，相反7解：（1）設(shè)回路中電流為I, 在導(dǎo)線回路平面內(nèi)，兩導(dǎo)線之間的某點(diǎn)的磁感強(qiáng)度沿導(dǎo)線方向單位長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)回路面積上的磁通量為 （2）磁場(chǎng)的能量.8解：（1）先求出回路的磁通量，再求互感系數(shù)。（2）由互感電動(dòng)勢(shì)的定義E=9解 方法一：由自感磁場(chǎng)能量的方法求單位長(zhǎng)度電纜的磁場(chǎng)能量。方法二：由磁場(chǎng)能量密度的體積分求單位長(zhǎng)度電纜的磁場(chǎng)能量。*10解：（1）電容器板極板上的電量（2）忽略邊緣效應(yīng)，t時(shí)刻極板間總的位

16、移電流（3）由安內(nèi)環(huán)路定律，可求感應(yīng)磁場(chǎng)的分布20.幾何光學(xué)單元練習(xí)答案67 B圖20-168 D69 C70 凹透鏡，凸透鏡.71 凸透，實(shí)，虛72 MN，CO，OA ，水，空氣73 由O點(diǎn)發(fā)出的光線在圓形荷葉邊緣處恰好發(fā)生全反射則， 74 如圖20-2所示，物距圖20-2，則由公式可得即所成的是在凹面鏡后處的一個(gè)虛像。75 已知，代入第一個(gè)透鏡的高斯公式，即則 對(duì)于第二個(gè)透鏡，此像點(diǎn)位于處，代入第二個(gè)透鏡的高斯公式，即得 ，即象點(diǎn)位于第二個(gè)透鏡后1.4a處。由分析可知，又，則得物鏡和目鏡的像方焦距為21.波動(dòng)光學(xué)單元練習(xí)（一）答案76 D77 B78 A79 C80 500nm81 折射率

17、較小，折射率較大，82 屏上任一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光程差為（1）第零級(jí)明紋所在處，則，即條紋上移。（2）原中央處O點(diǎn)則云母片的折射率83 反射光加強(qiáng)的條件為則 時(shí)， 時(shí)，84 10 ，則400nm22.波動(dòng)光學(xué)單元練習(xí)（二）答案85 C86 B87 A454，1，暗60.3867（）由單縫衍射明條紋公式可得相鄰明條紋間距（）由光柵方程可得明條紋位置則相鄰明條紋間距8 望遠(yuǎn)鏡的最小分辨角能分辨的最小距離9 （1）由光柵方程可得光柵常數(shù) （2）同理由光柵方程可得則，10 （1）（2）第二級(jí)明條紋距離中央明紋中心的距離第二級(jí)暗條紋距離中央明紋中心的距離23.波動(dòng)光學(xué)單元練習(xí)（三）答案88 C89 C90 B9

18、1 92圖23-193 0，9495 （1）由布儒斯特定律，得介質(zhì)的折射率（2）由于，則折射角96 設(shè)入射光強(qiáng)為，其中自然光強(qiáng)為，線偏振光強(qiáng)為，出射光強(qiáng)為 ，則由已知可得 ，10（）透過(guò)第一個(gè)偏振片后的光強(qiáng)度，透過(guò)第二個(gè)偏振片后的光強(qiáng)度（）透過(guò)第一個(gè)偏振片后的光強(qiáng)度，透過(guò)第二個(gè)偏振片后的光強(qiáng)度。24氣體動(dòng)理論單元練習(xí)1B；2D；3A；4C；52，1，61:1，2:1，10:37（1）（2）（3）（4）8（1）（2）（3）9（1）由得（2）由得由得1025熱力學(xué)基礎(chǔ)單元練習(xí)（一）答案1C；2C；3D；4略5等壓，絕熱。等壓，絕熱，等壓6 （由圖知）7兩過(guò)程圖如圖所示（1）對(duì)124過(guò)程：（2）對(duì)134過(guò)程：8由pV=RT知：故全過(guò)程 則其中對(duì)絕熱過(guò)程有 式中故代入有關(guān)數(shù)據(jù)可得 9