華工2016-2017第1學(xué)期物理作業(yè)

1、2016-2017第一學(xué)期物理作業(yè)（2016年12月15日前應(yīng)提交）一：選擇題1（本題為隨堂練習(xí)第1題，）  一質(zhì)點在平面上作一般曲線運動，其瞬時速度為，瞬時速率為v，某一時間內(nèi)的平均速度為，平均速率為，它們之間的關(guān)系必定有：（A） （B）（C） （D）答案：D2. （本題為隨堂練習(xí)第14題，）  站在電梯中的人，看到用細繩連接的質(zhì)量不同的兩物體，跨過電梯內(nèi)一個掛在天花板上的無摩擦的定滑輪而處于“平衡靜止”狀態(tài)，由此，他斷定電梯在作加速度運動，加速度是： (A) 大小為g，方向向上 (B) 大小為g，方向向下 (C) 大小為，方向向上 (D) 大小為，方向向下 答

2、案：B 3. （本題為隨堂練習(xí)第24題，） 如圖所示，一個小球先后兩次從P點由靜止開始，分別沿著光滑的固定斜面l1和圓弧面l2下滑則小球滑到兩面的底端Q時的 (A) 動量相同，動能也相同 (B) 動量相同，動能不同 (C) 動量不同，動能也不同(D) 動量不同，動能相同 答案：D4（本題為隨堂練習(xí)第29題，）  一豎直懸掛的輕彈簧下系一小球，平衡時彈簧伸長量為d現(xiàn)用手將小球托住，使彈簧不伸長，然后將其釋放，不計一切摩擦，則彈簧的最大伸長量(A)為d (B)為 (C)為2d (D)條件不足無法判定 答案：C5（本題為隨堂練習(xí)第32題，）  一質(zhì)量為m的小球A，在距離

3、地面某一高度處以速度水平拋出，觸地后反跳在拋出t秒后小球A跳回原高度，速度仍沿水平方向，速度大小也與拋出時相同，如圖則小球A與地面碰撞過程中，地面給它的沖量的方向為_，沖量的大小為_ (A)地面給它的沖量的方向為垂直地面向上，沖量的大小為m g t (B)地面給它的沖量的方向為垂直地面向下，沖量的大小為m g t (C) 地面 (C)給它的沖量的方向為垂直地面向上，沖量的大小為2m g t (D) 地面給它的沖量的方向為垂直地面向下，沖量的大小為m v  答案：A6（本題為隨堂練習(xí)第47題，） 若勻強電場的場強為，其方向平行于半徑為R的半球面的軸，如圖所示則通過此半球面的電場強度通量

4、Fe為_， （A） (B) (C) 0 (D) 100 答案：A7. （本題為隨堂練習(xí)第13題）  如圖所示，兩個“無限長”的、半徑分別為R1和R2的共軸圓柱面均勻帶電，沿軸線方向單位長度上所帶電荷分別為l1和l2，則在內(nèi)圓柱面里面、距離軸線為r處的P點的電場強度大小E為_.(A) . (B) .(C) 0 . (D) .  答案： D 8（本題為隨堂練習(xí)第44題，）如圖所示，在電荷為q的點電荷的靜電場中，將一電荷為q0的的試驗電荷從a點經(jīng)任意路徑移動到b點，外力所作的功A_ (A) . (B) .(C) . (D) . 答案：C 9（本題為隨堂練習(xí)第5

5、7題，） 無限長直導(dǎo)線在P處彎成半徑為R的圓，當(dāng)通以電流I時，則在圓心O點的磁感強度大小等于 (A) (B) (C) (D)  答案：C10（本題為隨堂練習(xí)第61題，）如圖，流出紙面的電流為2I，流進紙面的電流為I，則下述各式中哪一個是正確的？ (A) (B) (C) (D)  答案：D11（本題為隨堂練習(xí)第67題，）.  如圖所示，一根長為ab的導(dǎo)線用軟線懸掛在磁感強度為的勻強磁場中，電流由a向b流此時懸線張力不為零(即安培力與重力不平衡)欲使ab導(dǎo)線與軟線連接處張力為零則必須： (A) 改變電流方向，并適當(dāng)增大電流 (B) 不改變電流方向，而適當(dāng)增大電流 (C

6、) 改變磁場方向，并適當(dāng)增大磁感強度的大小 (D) 不改變磁場方向，適當(dāng)減小磁感強度的大小 答案：B12（本題為隨堂練習(xí)第13題，）如圖，長度為l的直導(dǎo)線ab在均勻磁場中以速度移動，直導(dǎo)線ab中的電動勢為 (A) Blv (B) Blv sina (C) Blv cosa (D) 0 答案：D13. （本題為隨堂練習(xí)第77題，）反映電磁場基本性質(zhì)和規(guī)律的積分形式的麥克斯韋方程組為 ， ， ， 試判斷下列結(jié)論是包含于或等效于哪一個麥克斯韋方程式的將你確定的方程式用代號填在相應(yīng)結(jié)論后的空白處 (1) 變化的磁場一定伴隨有電場；_ (2) 磁感線是無頭無尾的；_ (3) 電荷總伴隨有電場_

7、 (A) 第一空為，第二空為，(E)第三空為. (B) 第一空為，第二空為，(E)第三空為. (C) 第一空為，第二空為，(E)第三空為. (D) 第一空為，第二空為，(E)第三空為答案：A14. （本題為隨堂練習(xí)第81題，）圖中用旋轉(zhuǎn)矢量法表示了一個簡諧振動旋轉(zhuǎn)矢量的長度為0.04 m，旋轉(zhuǎn)角速度w = 4p rad/s此簡諧振動以余弦函數(shù)表示的振動方程為x =_(SI) (A) . (B) (C) . (D) 答案：B15. （本題為隨堂練習(xí)第87題，） 兩個質(zhì)點各自作簡諧振動，它們的振幅相同、周期相同第一個質(zhì)點的振動方程為x1 = Acos(wt + a)當(dāng)?shù)谝粋€質(zhì)點從相對于其平衡位置的

8、正位移處回到平衡位置時，第二個質(zhì)點正在最大正位移處則第二個質(zhì)點的振動方程為 (A) (B) (C) (D) 答案：B16. （本題為隨堂練習(xí)第89題，）  機械波的表達式為y = 0.03cos6p(t + 0.01x ) (SI) ，則 (A) 其振幅為3 m (B) 其周期為 (C) 其波速為10 m/s (D) 波沿x軸正向傳播 答案：B17（本題為隨堂練習(xí)第93題，）已知波源的振動周期為為4.00×10-2 s，波的傳播速度為300 m/s，波沿x軸正        

9、                                                  

10、   方向傳播，則位于x1 = 10.0 m 和x2 = 16.0 m的兩質(zhì)點振動相位差為_       (A) 8p (B) 2p (C) 3p (D) p  答案：D18（本題為隨堂練習(xí)第94題，）一平面簡諧波在彈性媒質(zhì)中傳播，在某一瞬時，媒質(zhì)中某質(zhì)元正處于平衡位置，此時它的能量是 (A) 動能為零，勢能最大 (B) 動能為零，勢能為零 (C) 動能最大，勢能最大 (D) 動能最大，勢能為零答案：C二：問答題19什么是矢徑？矢徑和對初始位置的位移矢量之間有何關(guān)系？怎樣選取坐標(biāo)原點才

11、能夠使兩者一致？（提示：看教材第一章1-1節(jié)找答案）答：矢徑即位置矢量，是從坐標(biāo)原點O指向質(zhì)點所在處P 的有向線段。位移 r v D 和矢徑 r v 不同，矢徑確定某一時刻質(zhì)點的位置，位移則描述某段時間內(nèi)始未質(zhì)點位置的變化。矢徑 是相對坐標(biāo)原點的，位移矢量是相對初始位置的。對于相對靜止的不同坐標(biāo)系來說，位矢依 賴于坐標(biāo)系的選擇，而位移則與所選取的坐標(biāo)系無關(guān)。若取初始位置為坐標(biāo)原點才能夠使兩 者一致。20 判斷下列說法是否正確？說明理由 (1) 質(zhì)點作圓周運動時受到的作用力中，指向圓心的力便是向心力，不指向圓心的力不是向心力 (2) 質(zhì)點作圓周運動時，所受的合外力一定指向圓心 （提示：看教材第一

12、章1-2節(jié)找答案）答：（1）不正確。不指向圓心的力的分量可為向心力。 （2）不正確。合外力為切向和法向的合成，而圓心力只是法向分量。21請從教材上找出為什么質(zhì)點系中的內(nèi)力不能改變質(zhì)點系的總動量的解釋（提示：看教材第3章3-1節(jié)找答案）答：1、質(zhì)點，particle，跟質(zhì)點的力是內(nèi)力；質(zhì)點A給與質(zhì)點B一個action， 質(zhì)點B必然也給與質(zhì)點A一個大小相等、方向相反的reaction。 由于彼此作用的時間是一樣的， 所以彼此給以對方的沖量impulse也是大小相等、方向相反的。 根據(jù)沖量原理impulseprinciple， 這兩個質(zhì)點各自的動量的增量也是大小相等，方向相反的。 因此，沒有改變系統(tǒng)

13、的總動量。2、以此兩兩類推，結(jié)果總動量沒有改變。22一簡諧波沿x軸正方向傳播已知x = 0點的振動曲線如圖，試在它下面的圖中畫出t = T時的波形曲線試根據(jù)教材上關(guān)于波動的相位傳播規(guī)律，考慮三個，即1x = 0點t = 0時刻的相位，x = 0點在t = T / 4時刻的相位，以及x = 0點在t = (3 /4)T時刻的相位，在t = T時刻分別傳到何處（提示：看教材第10章10-2找答案） t=T的波形曲線 x=0. t=0. 相位為 x=0. t=. 相位為0 x=0. t=. 相位為0 x=0. t=T. 相位為23兩個物體作同方向、同頻率、同振幅的簡諧振動在振動過程中，每當(dāng)?shù)谝粋€物體

14、經(jīng)過位移為的位置向平衡位置運動時，第二個物體也經(jīng)過此位置，但向遠離平衡位置的方向運動試利用旋轉(zhuǎn)矢量法求它們的相位差 （提示：看教材第9章9-2找答案）答：依題意畫出旋轉(zhuǎn)矢量圖 由圖可知兩簡諧振動的位相差為 24 電荷為q1的一個點電荷處在一高斯球面的中心處，問在下列三種情況下，穿過此高斯面的電場強度通量是否會改變？電場強度通量各是多少？(1) 將電荷為q2的第二個點電荷放在高斯面外的附近處； (2) 將上述的q2放在高斯面內(nèi)的任意處； (3) 將原來的點電荷移離高斯面的球心，但仍在高斯面內(nèi)（提示：看教材第5章5-4節(jié)找答案）答：根據(jù)高斯定理，穿過高斯面的電通量僅取決于面內(nèi)電量的代數(shù)和，而與面內(nèi)

15、電荷的分布情況及面外電荷無關(guān)，故：(1) 電通量不變，F(xiàn)1q1 / e0； (2) 電通量改變，由F1變?yōu)镕2(q1q2 ) / e0； (3) 電通量不變，仍為F1 25 如圖所示，金屬棒AB在光滑的導(dǎo)軌上以速度向右運動，從而形成了閉合導(dǎo)體回路ABCDA楞次定律告訴我們，AB棒中出現(xiàn)的感應(yīng)電流是自B點流向A點有人說：電荷總是從高電勢流向低電勢因此B點的電勢應(yīng)高于A點，你說這種說法對么？為什么？ （提示：看教材第8章8-2節(jié)找答案）答：不對；金屬棒AB在光滑的導(dǎo)軌上運動，產(chǎn)生電流，此時金屬棒相當(dāng)于電源在電源內(nèi)部感應(yīng)電流由B到A，說明A是正極，B是負極，即A點電勢應(yīng)高于B點。一 計算題26. （

16、本題為隨堂練習(xí)第100題，） 如圖所示裝置，光滑水平面與半徑為R的豎直光滑半圓環(huán)軌道相接，兩滑塊A、B的質(zhì)量均為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，其一端固定在O點，另一端與滑塊A接觸開始時滑塊B靜止于半圓環(huán)軌道的底端今用外力推滑塊A，使彈簧壓縮一段距離x后再釋放滑塊A脫離彈簧后與B作完全彈性碰撞，碰后B將沿半圓環(huán)軌道上升升到C點與軌道脫離，OC與豎直方向成a =60°角，求彈簧被壓縮的距離x 解：(1) 設(shè)滑塊A離開彈簧時速度為v，在彈簧恢復(fù)原長的過程中，機械能守恒，因而有 (2) A脫離彈簧后速度不變，與B作完全彈性碰撞后，交換速度，A靜止，B以初速度v沿圓環(huán)軌道上升 (3) B在圓環(huán)軌道上

17、運動時，它與地球系統(tǒng)的機械能守恒以v表示B脫離軌道時的速度，則有 由、式解出 27. （本題為隨堂練習(xí)第101題，） 如圖所示，質(zhì)量為m2的物體與輕彈簧相連，彈簧另一端與一質(zhì)量可忽略的擋板連接，靜止在光滑的桌面上彈簧勁度系數(shù)為k今有一質(zhì)量為m1速度為的物體向彈簧運動并與擋板正碰，求彈簧最大的被壓縮量 解：彈簧被壓縮量最大距離時，m1、m2相對速度為零這時動量守恒 機械能守恒 由上二式可解得彈簧的最大被壓縮量為 28 （本題為隨堂練習(xí)第102題，）一質(zhì)量為m的子彈，水平射入懸掛著的靜止砂袋中，如圖所示砂袋質(zhì)量為M，懸線長為l為使砂袋能在豎直平面內(nèi)完成整個圓周運動，子彈至少應(yīng)以多大的速度射入？解:

18、 解：動量守恒 越過最高點條件 機械能守恒 解上三式，可得 29. （本題為隨堂練習(xí)第103題，） 如圖所示，一內(nèi)半徑為a、外半徑為b的金屬球殼，帶有電荷Q，在球殼空腔內(nèi)距離球心r處有一點電荷q設(shè)無限遠處為電勢零點，試求： (1) 球殼內(nèi)外表面上的電荷 (2) 球心O點處，由球殼內(nèi)表面上電荷產(chǎn)生的電勢 (3) 球心O點處的總電勢解：(1) 由靜電感應(yīng)，金屬球殼的內(nèi)表面上有感生電荷-q，外表面上帶電荷q+Q (2) (3 104. 圖示為一半徑為a的、帶有正電荷Q的導(dǎo)體球球外有一內(nèi)半徑為b、外半徑為c的不帶電的同心導(dǎo)體球殼設(shè)無限遠處為電勢零點，試求內(nèi)球和球殼的電勢. 解： 30. （本題為隨堂練

19、習(xí)第104題，） 圖示為一半徑為a的、帶有正電荷Q的導(dǎo)體球球外有一內(nèi)半徑為b、外半徑為c的不帶電的同心導(dǎo)體球殼設(shè)無限遠處為電勢零點，試求內(nèi)球和球殼的電勢. 解： 105. 載有電流I的平面閉合回路由半徑為R1及R2 (R1 > R2 )的兩個同心半圓弧和兩個直導(dǎo)線段組成已知兩個直導(dǎo)線段在半圓弧中心O點產(chǎn)生的磁感強度均為零若閉合回路在O點產(chǎn)生的總的磁感強度B大于半徑為R2的半圓弧在O點產(chǎn)生的磁感強度B2，(1) 畫出載流回路的形狀；(2) 求出O點的總磁感強度B解：(1) 可知 故閉合回路形狀如圖所示.(2) ， 31. （本題為隨堂練習(xí)第105題，）載有電流I的平面閉合回路由半徑為R1及

20、R2 (R1 > R2 )的兩個同心半圓弧和兩個直導(dǎo)線段組成已知兩個直導(dǎo)線段在半圓弧中心O點產(chǎn)生的磁感強度均為零若閉合回路在O點產(chǎn)生的總的磁感強度B大于半徑為R2的半圓弧在O點產(chǎn)生的磁感強度B2， (1) 畫出載流回路的形狀； (2) 求出O點的總磁感強度B 解：(1) 可知 故閉合回路形狀如圖所示.(2) ， 32. （本題為隨堂練習(xí)第106題，） 空中電流分布如圖，兩個半圓共面，且具有公共圓心，試求O點處的磁感強度 解：設(shè)半徑分別為R和2R的兩個載流半圓環(huán)在O點產(chǎn)生的磁感強度的大小分別為B1和B2 O點總磁感強度為 (方向指向紙內(nèi))33. （本題為隨堂練習(xí)第107題，）一無限長的直導(dǎo)

21、線載有如圖所示的電流，長度為b的金屬桿CD與導(dǎo)線共面且垂直，相對位置如圖CD桿以速度平行直線電流運動，求CD桿中的感應(yīng)電動勢，并判斷C、D兩端哪端電勢較高？ 解：建立坐標(biāo)(略)： ， 方向 感應(yīng)電動勢方向為CD，D端電勢較高34（本題為隨堂練習(xí)第108題，）有電流的I長直導(dǎo)線附近，放一導(dǎo)體半圓環(huán)MeN與長直導(dǎo)線共面，且端點MN的連線與長直導(dǎo)線垂直半圓環(huán)的半徑為b，環(huán)心O與導(dǎo)線相距a設(shè)半圓環(huán)以速度 平行導(dǎo)線平移，求半圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小和方向以及MN兩端的電壓UM - UN 解：動生電動勢 為計算簡單，可引入一條輔助線MN，構(gòu)成閉合回路MeNM, 閉合回路總電動勢 負號表示的方向與x軸相反 方向NM 35（本題為隨堂練習(xí)第109題，）已知一平面簡諧波的表達式為 (SI) (1) 分別求x1 = 10 m，x2 = 25 m兩點處質(zhì)點的振動方程； (2) 求x1