大學(xué)物理作業(yè)題答案

1、二章2-2質(zhì)量為16 kg的質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，受一恒力作用，力的分量為fx6 N，fy7 N.當(dāng)t0時(shí)，xy0，vx2 m·s1，vy0.求當(dāng)t2 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位矢和速度.解： (1)于是質(zhì)點(diǎn)在時(shí)的速度(2)2-6一顆子彈由槍口射出時(shí)速率為v0 m·s1，當(dāng)子彈在槍筒內(nèi)被加速時(shí)，它所受的合力為F(abt)N(a，b為常數(shù))，其中t以s為單位： (1)假設(shè)子彈運(yùn)行到槍口處合力剛好為零，試計(jì)算子彈走完槍筒全長(zhǎng)所需時(shí)間；(2)求子彈所受的沖量；(3)求子彈的質(zhì)量.解: (1)由題意，子彈到槍口時(shí)，有,得(2)子彈所受的沖量將代入，得(3)由動(dòng)量定理可求得子彈的質(zhì)量2-8如題2

2、-8圖所示，一物體質(zhì)量為2 kg，以初速度v03 m·s1從斜面A點(diǎn)處下滑，它與斜面的摩擦力為8 N，到達(dá)B點(diǎn)后壓縮彈簧20 cm后停止，然后又被彈回.求彈簧的勁度系數(shù)和物體最后能回到的高度.題2-8圖解: 取木塊壓縮彈簧至最短處的位置為重力勢(shì)能零點(diǎn)，彈簧原長(zhǎng)處為彈性勢(shì)能零點(diǎn)。則由功能原理，有式中，再代入有關(guān)數(shù)據(jù)，解得再次運(yùn)用功能原理，求木塊彈回的高度代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得 ,則木塊彈回高度五章5-7試說(shuō)明下列各量的物理意義.(1) kT； (2)kT； (3)kT；(4)RT； (5) RT； (6) RT.解：()在平衡態(tài)下，分子熱運(yùn)動(dòng)能量平均地分配在分子每一個(gè)自由度上的能量均為T(mén)()

3、在平衡態(tài)下，分子平均平動(dòng)動(dòng)能均為.()在平衡態(tài)下，自由度為的分子平均總能量均為.()由質(zhì)量為，摩爾質(zhì)量為，自由度為的分子組成的系統(tǒng)的內(nèi)能為.(5) 摩爾自由度為的分子組成的系統(tǒng)內(nèi)能為.(6) 摩爾自由度為的分子組成的系統(tǒng)的內(nèi)能，或者說(shuō)熱力學(xué)體系內(nèi)，1摩爾分子的平均平動(dòng)動(dòng)能之總和為.八章8-4如題8-4圖所示，AB、CD為長(zhǎng)直導(dǎo)線，BC為圓心在O點(diǎn)的一段圓弧形導(dǎo)線，其半徑為R.若通以電流I，求O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.解：如題8-4圖所示，點(diǎn)磁場(chǎng)由、三部分電流產(chǎn)生其中產(chǎn)生 產(chǎn)生，方向垂直向里段產(chǎn)生 ，方向向里，方向向里題8-8圖8-8一根很長(zhǎng)的同軸電纜，由一導(dǎo)體圓柱(半徑為a)和一同軸的導(dǎo)體圓管(內(nèi)、外

4、半徑分別為b，c)構(gòu)成，如題8-8圖所示.使用時(shí)，電流I從一導(dǎo)體流去，從另一導(dǎo)體流回.設(shè)電流都是均勻地分布在導(dǎo)體的橫截面上，求：(1)導(dǎo)體圓柱內(nèi)()，(2)兩導(dǎo)體之間()，(3)導(dǎo)體圓筒內(nèi)()，(4)電纜外()各點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.解： (1) (2) (3) (4) 8-10如題8-10圖所示，在長(zhǎng)直導(dǎo)線AB內(nèi)通以電流，在矩形線圈CDEF中通有電流，AB與線圈共面，且CD，EF都與AB平行.已知a9.0 cm，b20.0 cm，d1.0 cm，求：(1)導(dǎo)線AB的磁場(chǎng)對(duì)矩形線圈每邊所作用的力；(2)矩形線圈所受合力和合力矩.解：(1)方向垂直向左，大小 同理方向垂直向右，大小 方向垂直向上

5、，大小為 方向垂直向下，大小為(2)合力方向向左，大小為合力矩 線圈與導(dǎo)線共面 十四章 14-11當(dāng)基態(tài)氫原子被12.09 eV的光子激發(fā)后，其電子的軌道半徑將增加多少倍？解： , ,軌道半徑增加到倍.14-20原子內(nèi)電子的量子態(tài)由n，l，ml，ms四個(gè)量子數(shù)表征.當(dāng)n，l，ml一定時(shí)，不同的量子態(tài)數(shù)目是多少？當(dāng)n，l一定時(shí)，不同的量子態(tài)數(shù)目是多少？當(dāng)n一定時(shí)，不同的量子態(tài)數(shù)目是多少？解：(1) (2)，每個(gè)有個(gè)，每個(gè)可容納的個(gè)量子態(tài)(3)10章 機(jī)械振動(dòng)10-5有兩個(gè)同方向、同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其合成振動(dòng)的振幅為0.20 m，位相與第一振動(dòng)的位相差為，已知第一振動(dòng)的振幅為0.173 m，求第二

6、個(gè)振動(dòng)的振幅以及第一、第二兩振動(dòng)的位相差.題10-5圖解：由題意可做出旋轉(zhuǎn)矢量圖如下由圖知 設(shè)角，則即 即，這說(shuō)明，與間夾角為，即二振動(dòng)的位相差為.11章 機(jī)械波11-4已知波源在原點(diǎn)的一列平面簡(jiǎn)諧波，波動(dòng)方程為yAcos (BtCx)，其中A，B，C為正值恒量.求：(1)波的振幅、波速、頻率、周期與波長(zhǎng)；(2)寫(xiě)出傳播方向上距離波源為l處一點(diǎn)的振動(dòng)方程；(3)任一時(shí)刻，在波的傳播方向上相距為d的兩點(diǎn)的位相差.解: (1)已知平面簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程 ()將上式與波動(dòng)方程的標(biāo)準(zhǔn)形式比較，可知：波振幅為，頻率，波長(zhǎng)，波速，波動(dòng)周期(2)將代入波動(dòng)方程即可得到該點(diǎn)的振動(dòng)方程(3)因任一時(shí)刻同一波線上兩

7、點(diǎn)之間的位相差為 將，及代入上式，即得11-5沿繩子傳播的平面簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程為y0.05cos(10t4x)，式中x，y以m計(jì)，t以s計(jì).求：(1)波的波速、頻率和波長(zhǎng)；(2)繩子上各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)的最大速度和最大加速度；(3)求x0.2 m處質(zhì)點(diǎn)在t1 s時(shí)的位相，它是原點(diǎn)在哪一時(shí)刻的位相？這一位相所代表的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在t1.25 s時(shí)刻到達(dá)哪一點(diǎn)？解: (1)將題給方程與標(biāo)準(zhǔn)式相比，得振幅，頻率，波長(zhǎng)，波速(2)繩上各點(diǎn)的最大振速，最大加速度分別為(3) m處的振動(dòng)比原點(diǎn)落后的時(shí)間為故,時(shí)的位相就是原點(diǎn)()，在時(shí)的位相，即 設(shè)這一位相所代表的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在s時(shí)刻到達(dá)點(diǎn)，則11-6如題11-6圖所示，

8、S1和S2為兩相干波源，振幅均為A1，相距，S1較S2位相超前，求：題11-6圖(1)S1外側(cè)各點(diǎn)的合振幅和強(qiáng)度；(2)S2外側(cè)各點(diǎn)的合振幅和強(qiáng)度.解：（1）在外側(cè)，距離為的點(diǎn)，傳到該點(diǎn)引起的位相差為（2）在外側(cè).距離為的點(diǎn)，傳到該點(diǎn)引起的位相差.11-7如題11-7所示，設(shè)B點(diǎn)發(fā)出的平面橫波沿BP方向傳播，它在B點(diǎn)的振動(dòng)方程為y12×103cos 2t；C點(diǎn)發(fā)出的平面橫波沿CP方向傳播，它在C點(diǎn)的振動(dòng)方程為y22×103cos(2t)，本題中y以m計(jì)，t以s計(jì).設(shè)BP0.4 m，CP0.5 m，波速u(mài)0.2 m·s1，求：(1)兩波傳到P點(diǎn)時(shí)的位相差；(2)當(dāng)這兩列