同济大学物理下册答案

同济大学大学物理下册答案（缺11章）

第九章热力学基础解答

一、选择题

1．C 2．D 3．D 4．D 5．A 6．C 7．B 8．D

二、填空题

1．传热；做功；其温度的改变量；过程 2．124.7； -84.3 3．21； 2 4．9.52； 570

5．Pa 1058.74

6．等压；绝热；等压；绝热 7．卡诺； %25 8．320K ； 3.9

三、计算题

1．解：(1)等体过程：01=A

()()5J .1246208031.82

11211=-???=-=

?=∴T T C M m E Q V 等温过程：02=?E

()J 32033ln28027331812ln d 2222..V

RT M m V p A Q V V =?+??====∴?

J 3203321.A A A =+=∴ J 8.93273.20335.124621=+=+=∴Q Q Q J 5.1246=?E (2)等温过程：03=?E

()J 71687ln22027331812ln 133..V

RT M m A Q =?+??===∴

等体过程：04=A ()()J 5.1246208031.82

11244=-???=-=?=∴T T C M m E Q V

J 7168743.A A A =+=∴ J 22934512467168743...Q Q Q =+=+=∴ J 5124643.E E E =?+?=?

2．解：γ

C C B B V p V p = ， 3

m 49.3=B V

由图可看出，C C A A V p V p = ；从状态方程 RT M

pV = 可知 C A T T = 因此在全过程 C B A →→中， 0=?E

C B →过程是绝热过程，有0=BC Q

B A →过程是等压过程，有

J 109.14)(2

)(5?=-=-=

A A

B B A B P AB V p V p T T

C M m

Q 故全过程C B A →→的J 109.145

?=+=AB BC Q Q Q 根据热力学第一定律E A Q ?+=，得

全过程C B A →→的J 109.145

?=?-=E Q A

3．解：设状态c 的体积为2V ，则由于两状态a 、c 的温度相等，故

在a c b a →→→中，1221

1144

V V V p V p =∴=

在循环过程 A Q ,E =∴=?0

在等体过程b a →中，气体作功为 01=A

在等压过程c b →中，气体作功为 ()()1111112124

444V p V V p V V p A =-=-=

在等温过程a c →中，气体作功为 4ln ln 112

1113V p V V

V p A -==

则在整个循环过程中，系统对外作功和吸收的净热量分别为

11321ln443V p A A A A ??? ??-=++= 11ln443V p A Q ??

??-==

4．解：在等压过程32→中吸热为

()23T T C M

Q p -=

吸在等压过程14→中放热为

()14T T C M

Q p -=

放所以，2

411T T T T Q Q ---

=吸

放η

由于在绝热过程21→和43→中，相关状态参量存在如下关系，即

γγγ111212T p T p --= 1

-2121)()(γγp p T T = γ

γγγ411312T p T p --= 1

-2

134)()(γγp p T T = 由水两式，得

43421T T T T T T T T --== 从而证得所述循环的效率为

γη12121

11-???

? ??-=-

=p p T T

第十章气体分子动理论解答

一、选择题

1．D 2．C 3．B 4．C 5．A 6．D 7．C 8．A

二、填空题 1．Pa 10936.9J 10

21.6321

--??；

2．（1）等压；（2）等体；（3）等温

3．462； 5

102.1? 4．（2）；（1） 5．1:1 16:1

6．温度；分子的平均动能； 1mol 气体分子的内能；质量为m 千克气体分子的内能 7．cm 106s 103.15-1

-??；

8．1K J 2.20-?

三、计算题

1．解：

RT M

pV =

由题给条件可知两种气体p 、V 、T 都相等，因此，两种气体的

R M

也相等。即

R M m R M m He

H H 2

所以质量比

110410233He

H He

H 22=??==

--M M m m 内能比为 352325He He H

H He

H 222=???

? ?????

? ??=RT M m RT M m E E

2．解：（1） 3

1632523

5mm 1042.2m 1042.2300

1038.1101---?=?=???==kT p n 1633161042.2mm 1mm 1042.2?=??=?=-V n N

（2）分子的平均平动动能为

J 1021.63001038.12

232121232--?=???==kT m v （3）分子平均速率

3s m 59.44610

3230031.860.160

.1--?=??==M RT v （4）平均每个分子占据的空间为1/n ，设此空间为正方体，则分子间平均距离等于该正方体的

边长，即

m 1046.31042.21

-?=?=

尽管分子间平均距离很小，但比起氧分子自身线度（～m 1010

-）来说，分子间的平均距离还是很大的（前者约为后者的10倍），即分子间存在很大的活动空间。（5）分子平均碰撞频率为

()()1

9252

102s 1007.659.4461042.21056.314.322--?=??????==v n d z π（6）分子运动的平均自由程为

(

)(

)()[

]

m 1036.71042.210

56.314.32281

101

----?=?????==

d πλ

3．解：（1）a P 1035.1100.21075.652521255

2?=???====-V E RT V M m p RT M m E

（2）K 36210

38.1104.551075.625223

222

=??????====-Nk E T kT V N nkT p J 105.72

3621038.132********

--?=???==kT m v

4．解：

)

2(0

)2()0()(00000v v v v v v v v v v ><<<

?=N a N a f （1）

1d )(0

∞

v v f 0

32v N

a =

? （2）000.25.1v v -之间的分子数可由图中面积算得，即 N 3

1 （3）020

020

11d d d )(00

v v v v v v v v v v v v v =+==??

∞

N a N a f

第十二章（一）波动光学解答

一、选择题

1．C 2．A 3．C 4．E 5．D 6．D 7．B 8．B

二、填空题

1．1 mm

2．频率相同；振动方向相同；相位相等或相位差恒定；

相干光在相遇点的相位差等于π的偶数倍；相干光在相遇点的相位差等于π的奇数倍。 3．向棱边移动；向远离棱边移动；向棱边移动且条纹间距减小，条纹变密。 4．7

22.1-? m

5．λ

d 2

6．6；暗； a

f λ3±

7．单缝处波前被分成的波带数越多，每个波带面积越小。 8．3 mm

三、计算题

1．解：由

λλ

k e n =+

22 得

242-=

k e

n λ

由此可分别求得相应于k =1,2,3,4的波长为： 22401＝λnm ； 7.7462＝λnm ； 4483＝λnm ； 3204＝λnm

、

2λ3λ在可见光范围（400nm-760nm ）内，故波长为746.7nm 和448nm 的两种光在反射时加强。

2．解：（1）m 11.010210550210224

910=?????==?∴=--x x d kD x k λ

（2）0)(12=-+-e ne r r

()m 10828.3158.110

6.6)1(66

12--?=-??=-=-n e r r

710

55010828.39

2≈??=-=

∴--λ

r r k

3．解：

)

12(2

220λ

+=+

+k e e

由几何关系R

r e 22

代入，得：R e k r )2(0-=

λ 其中，k 为整数，且λ

2e k >

4．解：

()2

12s i n λ

θ＋k a ±= 2,1＝

k 得 12100.3m 4.01020.112105.0212212sin 26

33+?=??+??=+≈+=---k k f x k a k a ?λm

令k =1 10001=λnm （红外光）

令k =2 6002=λnm （黄光）令k =3 6.4283=λnm （紫光）

题给入射光是紫色平行光，所以观察到的波长为428.6nm 即为第三级明条纹。又因k =3，则

()2

7212sin λ

λθ＝＋k a =

所以，对应于这个衍射方向，可以把单缝处的波前分为7个波带。

第十二章（二）波动光学解答一、选择题

1 D

2 A

3 B

4 B

5 D

6 B

7 B

8 A

二、填空题

1．666.8

2．m 10

0.66

-?； m 105.16-?； 9

3．nm 2.546； m 1067.66

4．3； 5； 2 5．51.7

6．自然光或圆偏振光；线偏振光；部分偏振光或椭圆偏振光 7．横；电场强度矢量E ；E 8．37?；垂直于纸面

三、计算题

1．解：（1） λθk b a =+sin )(

m 1004.2103.589360sin )(69o --?=+??=+b a b a ，

由 λ230sin 10

04.2o 6

=??-

得 m 105109

-?=λ

(2) ?==???=--09.233922.01004.2104002sin 40069

400??

?==???=--17.487451.010

04.2107602sin 7606

760?? 由此得 ?=-=?08.25400760???

2．解：（1）λθk b a =+sin )(

m 104.210

600230sin )(69

o --?=+??=+b a b a

（2）第三级缺级 'k a b a k += 3'=+k a b

m 108.03

1'6m in -?=+==b

a a k

（3）λm ax 1)(k b a =?+ 410600104.29

max =??=+=--λb a k 屏幕上呈现的全部主极大的级次为 2,1,0±±

3．解：光强度为0I 的自然光通过偏振片1P 后成为偏振光，光强度为20I ，其振动方向与1P 的偏

振化方向相同。据题意，当0=t

时，2P 与1P 的偏振化方向的夹角为零，在t 时刻，2P 与1P 的偏振

化方向的夹角t ωα=。此时，透过偏振片2P 的光强度2I 为

t I I ω202cos 2

即为入射到偏振片3P 的偏振光光强度。此时，入射偏振光的振动方向与3P 的偏振化方向的夹角

为()t ωπ

-2，由马吕斯定律，得

t I t t I

t I I ωωωωπ2sin 8sin cos 2

2cos 2022022=??? ??=＝－

第十三、十四章相对论解答

一、选择题

1．A 2．B 3．C 4．C 5．B 6．D 7．C 8．A

二、填空题

1．物理定律对所有惯性系都具有相同的表达形式，即所有惯性系都是等价的；在所有惯性系中，真空中的光速都等于c ，且与光源运动无关；运动；相对；缩短；慢。

2．v x ?；221c x

v v -? 3．22

c u -11

4．lS m ； )(925lS

5．8

1033.4-?

6．c c 2323； 7．c c ；93.0 8．MeV 128.0

三、计算题

1．解：题中计算时，应用了伽利略速度变换式求两把尺子的相对速度，即0002)(v v v v =--=，这显然是错误的。

应采用相对论速度变换式求相对速度，即

20000v v v v v v v c

c +=?++=

121 则 ()()

0220

200002

0c c L c c L c 1L L v v v v v +-==??

????

???????????? ??+-=???

??????

??-= 2

22121

2．解：

182

2s m 1053

3111-??==

-?=

'?c c

t t v v v

222

111

11c t x x c t x x v

v v

v --='--='

882

212105610452

?=???=

-?=

'?∴=-=?c

t x x x x v v m=m 1034.19?

3．解：设地球为S 系，宇宙飞船为'S 系；'S 系对S 系以速率u 运动，c u 6.0=。事件1：发射高速子弹 )'S ()','(11系t x )S (),(11系t x 事件2：高速子弹射中靶 )'S ()

','(22系t x

)S ()

,(22系t x

由洛仑兹变换式：2221111''c u c ux t t -+

= ，2

2221'

u c ux t t -+=

)1(1)''()''(2

21221212c

u x x c u

t t t t --+

按题意有： m 6012='-'x x c

c x x t t 8.060

8.0''''1212=-=-

代入式（1）得地球上观察者测得子弹飞行时间为

s 1063.46.01606.08.06072

212-?=-?+=-c c

c t t

4. 解： (1) 初动能为 20202202

0k 091.0)14.011

(

1c m c m c m c c m E =--=--=

末初动能为 20202202

220k

667.0)18.011(41c m c m c m c

c m E =--=--='v 则 33.7091

.0667

.0k k ==

'E E 且 06.341121412222

2220220=--=--='c c

m c m P P v

v v v v v

（2）初动量为

2022

002

0144.04.04

.011c

m P Pc

m P c

m c m c m m P +=

=?-=

=v v v v v

设P '为末动量，则得

42.2)144.0100()144.0(101001022022

202220222022

2022202=+?+=++=++''='

m c

m c m P c m P c

m P Pc c m P c

P v

第十五章量子物理解答

一、选择题

1．C 2．A 3．C 4．B 5．C 6．E 7．A 8．D

二、填空题

1．λc

；

h ； c h λ

2．1.44V ； -1

5s m 101.7??

3．0.316 m 4．12.75 5．m 10

38.23

6．)()(d d 2222x E x x m ψψ=- ； )()()d d 2(02

2x E x U x m ψψ=+-

7．短波

8．粒子数反转；光放大；进一步得到光放大；使激光的方向性好；使激光的单色性好

三、计算题

1．解：（1）A m h m +=22

1v ν

a eU m =2m 2

1v e A

e h U a -=ν

则 ==e

U a νd d 恒量，由此可知，对不同金属而言AB 线的斜率相同。

（2）s J 104.610

)0.50.10(0-2.0106.1tan 3414

??=?-??==--θe h

2．解：（1）散射的X 射线的波长为

m 10724.0)90cos 1(10

3101.91063.6107.0)cos 1(10

o 8

3134

10000－－?=-????+

?=-+

=?+=--?λλλλc

m h

由能量守恒

E hc

λ? J 104.9170k -?=?=

λλ

hc E （2）o

44724.07

.0tan =?===

θλλλλθh h

3．解：6.136.12+=-=n k n E E E

7.313.6

-eV 0.16.136.122

n =?=

-=-=∴n n E

氢原子吸收12.6eV 能量的后，可跃迁至n =3的激发态上。

122nm 103nm

6571

2211

3311

3322

3=-=

→=-=→=-=→E E hc

E E E E hc

E E λλλ

其中，nm 65732=λ属于可见光谱

4．解：（1）

)4cos 1(12sin 2)(22

x a a x a x ππψ-==

04sin

d )

(d 2

2=?=a x

x x πψ 4

3,4a a x =处为极大值。

在4a x =处（以及43a 处）的几率密度为a

x a x 2)(42

2==ψ

（2） %2.403

4sin 4131)d 4cos 1(1d )(3

03022=-=-=??πππψa a x a x a x x

第十六、十七、十八章原子核物理粒子物理简介

固体物理简介解答

一、选择题

1．C 2．B 3．A 4．D 5．D 6．C 7．B 8．A

二、填空题

1．17

1076.1?； 13

1098.1? 2．13.5；放能

3．118.4

4．0； 1； -1； 0 5．杂质；本征 6．禁带 7．10

1064.3?个

8．Mev 5.67； -1

c Mev 5.67?； Hz 1063.122

三、计算题

1．解：qB

m T p π2=

M H z 63.71063.710

67.114.325.0106.1216

2719=?=?????===--p m qB T πν

2．解：（1）H 11+F 199→O 168+He 4

（2）P 30

15→Si 3014+e 0

1 （3）Cl 3517+H 11→S 3216+He 4

3．解：（1）+

K ：1S +=，+

μ：0S =，μν：0S = 不满足

（2）n ：0S =，+K ：1S +=，p ：0S =，0

π：0S = 不满足（3）+K ：1S +=，-K ：1S -=，0

π：0S =，0

π：0S = 满足（4）p ：0S =，-K ：1S -=，0Λ：1S -=，0

π：0S = 满足

4．解：钠的原子量为23

（1）载流子浓度 328233

2m 1054.210022.623

101071.9-?=????==V N n （2）费米能

32??

? ??=

V N m F πε ()() 3.2ev J 1018.51054.28.931011.921005.1193

22831

34=?=??????=

---

（3）费米速度

()

163

343

2s m 1004.11054.28.931011.91005.13---??=?????=

??? ??=V N m F π v

大学物理课后习题答案详解

第一章质点运动学 1、(习题1.1)：一质点在xOy 平面内运动，运动函数为2 x =2t,y =4t 8-。（1）求质点的轨道方程；（2）求t =1 s t =2 s 和时质点的位置、速度和加速度。解：（1）由x=2t 得， y=4t 2-8 可得： y=x 2 -8 即轨道曲线（2）质点的位置： 2 2(48)r ti t j =+- 由d /d v r t =则速度： 28v i tj =+ 由d /d a v t =则加速度： 8a j = 则当t=1s 时，有 24,28,8r i j v i j a j =-=+= 当t=2s 时，有 48,216,8r i j v i j a j =+=+= 2、（习题1.2）：质点沿x 在轴正向运动，加速度kv a -=，k 为常数．设从原点出发时速度为0v ，求运动方程)(t x x =. 解： kv dt dv -= ??-=t v v kdt dv v 001 t k e v v -=0 t k e v dt dx -=0 dt e v dx t k t x -?? =0 00 )1(0 t k e k v x --= 3、一质点沿x 轴运动，其加速度为a = 4t (SI)，已知t = 0时，质点位于x 0=10 m 处，初速度v 0 = 0．试求其位置和时间的关系式．解： =a d v /d t 4=t d v 4=t d t ? ?=v v 0 d 4d t t t v 2=t 2 v d =x /d t 2=t 2 t t x t x x d 2d 0 20 ?? = x 2= t 3 /3+10 (SI) 4、一质量为m 的小球在高度h 处以初速度0v 水平抛出，求：（1）小球的运动方程；（2）小球在落地之前的轨迹方程；（3）落地前瞬时小球的 d d r t ，d d v t ，t v d d . 解：（1） t v x 0= 式（1） 2gt 21h y -= 式（2） 201 ()(h -)2 r t v t i gt j =+ （2）联立式（1）、式（2）得 2 2 v 2gx h y -= （3） 0d -gt d r v i j t = 而落地所用时间 g h 2t = 所以 0d -2g h d r v i j t = d d v g j t =- 2 202y 2x )gt (v v v v -+=+= 21 20 212202)2(2])([gh v gh g gt v t g dt dv +=+=

同济版大学物理学第五章练习题

第5章静电场一、选择题 1. 关于电场线, 以下说法中正确的是 [ ] (A) 电场线一定是电荷在电场力作用下运动的轨迹 (B) 电场线上各点的电势相等 (C) 电场线上各点的电场强度相等 (D) 电场线上各点的切线方向一定是处于各点的点电荷在电场力作用下运动的加速度方向 2. 高斯定理(in ) 01d i s S E S q ε?=?∑??r r ò, 说明静电场的性质是 [ ] (A) 电场线是闭合曲线 (B) 库仑力是保守力 (C) 静电场是有源场 (D) 静电场是保守场 3. 根据高斯定理(in ) 01d i s S E S q ε?=?∑??r r ò，下列说法中正确的是 [ ] (A) 通过闭合曲面的电通量仅由面内电荷的代数和决定 (B) 通过闭合曲面的电通量为正时面内必无负电荷 (C) 闭合曲面上各点的场强仅由面内的电荷决定 (D) 闭合曲面上各点的场强为零时, 面内一定没有电荷 4. 高斯定理成立的条件是 [ ] (A) 均匀带电球面或均匀带电球体所产生的电场 (B) 无限大均匀带电平面产生的电场 (C) 高斯面的选取必须具有某些简单的对称性 (D) 任何静电场 5. 将点电荷Q 从无限远处移到相距为2l 的点电荷＋和－q 的中点处, 则电势能的增加量为 [ ] (A) 0 (B) l q 0π4ε (C) l Qq 0π4ε (D) l Qq 0π2ε 6. 下面关于某点电势正负的陈述中, 正确的是 [ ] (A) 电势的正负决定于试探电荷的正负 (B) 电势的正负决定于移动试探电荷时外力对试探电荷做功的正负 (C) 空间某点电势的正负是不确定的, 可正可负, 决定于电势零点的选取 (D) 电势的正负决定于带电体的正负 7. 由定义式?∞ ?=R R l E U ρρd 可知 8. 静电场中某点电势的数值等于 [ ] (A) 试验电荷q 0置于该点时具有的电势能 (B) 单位试验电荷置于该点时具有的电势能 (C) 单位正电荷置于该点时具有的电势能 (D) 把单位正电荷从该点移到电势零点外力所做的功 9. 在电场中有a 、b 两点, 在下述情况中b 点电势较高的是

同济大学物理下册答案

同济大学大学物理下册答案（缺11章）第九章热力学基础解答一、选择题 1．C 2．D 3．D 4．D 5．A 6．C 7．B 8．D 二、填空题 1．传热；做功；其温度的改变量；过程 2．124.7； -84.3 3．21； 2 4．9.52； 570 5．Pa 1058.74 ? 6．等压；绝热；等压；绝热 7．卡诺； %25 8．320K ； 3.9 三、计算题 1．解：(1)等体过程：01=A ()()5J .1246208031.82 5 11211=-???=-= ?=∴T T C M m E Q V 等温过程：02=?E ()J 32033ln28027331812ln d 2222..V V RT M m V p A Q V V =?+??====∴? J 3203321.A A A =+=∴ J 8.93273.20335.124621=+=+=∴Q Q Q J 5.1246=?E (2)等温过程：03=?E ()J 71687ln22027331812ln 133..V V RT M m A Q =?+??===∴ 等体过程：04=A ()()J 5.1246208031.82 5 11244=-???=-=?=∴T T C M m E Q V J 7168743.A A A =+=∴ J 22934512467168743...Q Q Q =+=+=∴ J 5124643.E E E =?+?=? 2．解：γ γ C C B B V p V p = ， 3 m 49.3=B V 由图可看出，C C A A V p V p = ；从状态方程 RT M m pV = 可知 C A T T = 因此在全过程 C B A →→中， 0=?E C B →过程是绝热过程，有0=BC Q B A →过程是等压过程，有

同济大学大学物理下册答案

同济大学大学物理下册答案（缺11 12章）第九章热力学基础解答一、选择题 1．C 2．D 3．D 4．D 5．A 6．C 7．B 8．D 二、填空题 1．传热；做功；其温度的改变量；过程 2．124.7； -84.3 3．21； 2 4．9.52； 570 5．Pa 1058.74? 6．等压；绝热；等压；绝热 7．卡诺； %25 8．320K ；3.9 三、计算题 1．解：(1)等体过程：0 1=A ()()5J .1246208031.82 5 11211=-???=-= ?=∴T T C M m E Q V 等温过程：0 2=?E ()J 32033ln28027331812ln d 2222..V V RT M m V p A Q V V =?+??====∴? J 3203321.A A A =+=∴J 8.93273.20335.124621=+=+=∴Q Q Q J 5.1246=?E (2)等温过程：0 3=?E ()J 71687ln22027331812ln 133..V V RT M m A Q =?+??===∴ 等体过程：04=A ()()J 5.1246208031.82 5 11244=-???=-=?=∴T T C M m E Q V J 7168743.A A A =+=∴J 22934512467168743...Q Q Q =+=+=∴ J 5124643.E E E =?+?=? 2．解：γγ C C B B V p V p =，3 m 49.3=B V 由图可看出，C C A A V p V p =；从状态方程RT M m pV =可知C A T T = 因此在全过程C B A →→中，0=?E C B →过程是绝热过程，有0=BC Q B A →过程是等压过程，有

高等代数与解析几何同济答案

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同济大学大学物理下知识点总结

普通物理（下）学习总结第九章——热力学基础章节概述：热力学整章的重点在于理想气体动态方程、热力学两大定律在各种状态下的应用以及卡诺定理用来计算各种热机的效率。 1、开尔文温度和摄氏温度的换算。t=T-273.15 2、平衡状态、准静态过程和非静态过程的区别。对于一个孤立系统而言，如果其宏观性质经过充分长的时间后保持不变，即系统的状态参量不再随时间改变，此时系统属于平衡态。而如果系统在变化过程中，每一个中间状态都无线接近于平衡态，则称之为准静态过程。 3、理想气体的状态方程：注意玻尔兹曼常量和斯密特常量的定义。 4、焦耳的实验，定义了热功当量。如用做功和传热的方式使系统温度升高相同时，所传递的热量和所做的功总有一定的比例关系，即1卡热量=4.18焦耳的功可见，功与热量具有等效性。做功与传热虽然有等效的一面，但本质上有着区别。做功：通过物体作宏观位移完成。作用是机械运动与系统内分子无规则运动之间的转换。从而改变内能。传热：通过分子间相互作用完成。作用是外界分子无规则热运动与系统内分子无规则热运动之间的转换。从而改变了内能。 5、对微小过程，即准静态过程，dW dE dQ += 6、等温等压过程、绝热过程、多方过程中热力学第一定律的应用。 7、热循环、制冷机与热机的关系、卡诺循环及其效率的计算。

8、热力学第二定律的两种表述（克劳斯修表述和开尔文表述）。开尔文表述（开氏表述）：不可能从单一热源吸取热量，使它完全变为有用功而不引起其它变化。克劳修斯表述（克氏表述）：热量不能自动地从低温物体传到高温物体。第十章——气体动理论章节概述：本章主要讲述了气体动理论的两个基本公式——压强公式和能量公式，理解分子热运动的原理，能够理解热力学第二定律和熵的意义。在本章中还大量地运用了统计规律来对分子的热运动进行分析，即通过对微观物理量求统计平均值的方法得到宏观物理量。 1、自然界的一切宏观物体，无论是气体、液体亦或是固体，都是由大量分子或原子构成。分子间存在相互作用力。构成物质的分子处于永恒的、杂乱无章的运动之中。 2、理想气体的压强公式和气体温度的微观实质。气体的温度其实标志着气体内部分子无规则热运动的剧烈程度，代表了气体分子的平均平动动能。 3、刚性分子的自由度。多原子分子 3 3 6 内能公式为。

同济大学大学物理复习资料

第一章质点运动学班号学号姓名日期一、选择题 1．一个质点在Oxy 平面上运动，已知质点的运动方程为j t i t r 2252 （SI ），则该质点作（A ）匀速直线运动；（B ）变速直线运动；（C ）抛物线运动；（D ）一般曲线运动。（ B ） 2．一个质点作曲线运动，r 表示位置矢量，s 表示路程，表示曲线的切线方向。下列几个表达式中，正确的表达式为C （A ）a t d d v ；（B ）v t r d d ；（C ） v t s d d ；（D ） a t d d v 。（ C ） 3．沿直线运动的物体，其速度的大小与时间成反比，则其加速度的大小与速度大小的关系是（A ）与速度大小成正比；（B ）与速度大小的平方成正比；（C ）与速度大小成反比；（D ）与速度大小的平方成反比。（ B ） 4．下列哪一种说法是正确的 (A) 在圆周运动中，加速度的方向一定指向圆心； (B) 匀速率圆周运动的速度和加速度都恒定不变； (C) 物体作曲线运动时，速度的方向一定在运动轨道的切线方向上，法向分速度恒等于零；因此其法向加速度也一定等于零； (D) 物体作曲线运动时，必定有加速度，加速度的法向分量一定不等于零。（ D ） 5．如图所示，路灯距离地面高度为H ，行人身高为h 以匀速v 背向路灯行走，则人头的影子移动的速度为 (A) v H h H ；（B ）v h H H ； (C ） v H h ；（D ） v h H 。（ B ） 6．一物体从某一确定高度以0v 的速度水平抛出，已知它落地时的速度为 t v ，那么它运动的时间是 (A) g t 0v v ； (B) g t 20v v ； (C) g 2120 2 t v v ； (D) g 2120 2 t v v 。选择题5图

同济大学2013 — 2014 学年第一学期大学物理期终考试试题

同济大学2013 — 2014 学年第一学期大学物理期终考试普通物理（ A 卷）学号 2012 级专业姓名一、选择题（每题4分） 1、一物质系统从外界吸收了一定的热量，则（A ）系统的温度一定保持不变；（B ）系统的温度一定降低；（C ）系统的温度一定升高；（D ）系统的温度一定可能升高，也可能降低或保持不变。 [ ] 2、理想气体从某一初态经过绝热自由膨胀过程，达到一个新的平衡态，则其（A ）温度降低，熵增加；（B ）温度升高，熵增加；（C ）温度不变，熵增加；（D ）温度不变，熵不变。 [ ] 3、设分子的速率分布函数为 f （v ），总分子数为N ，分子密度为n ，则处在速率区间 v → v + d v 内的分子数为（A ） ()d n f v v （B ） ()d N f v v （C ） ()d f v v （D ） ()d Nn f v v [ ] 4、当质点以频率ν作简谐振动时，它的动能的变化频率为（A ）ν ，（B ）2ν ，（C ）4ν ，（D ）2 ν . [ ] 5、当一个平面简谐波在弹性介质中传播时，某一段介质元在从最大位移处回到平衡位置的过程中（A ）它的势能转化为动能；（B ）它的动能转化为势能；（C ）它从相邻的一段介质元获得能量，其能量逐渐增加；（D ）它把自己的能量传给相邻的一段介质元，其能量逐渐减少。 [ ] 6、根据惠更斯—菲涅耳原理，若已知光在某一时刻的波阵面为S ，则S 的前方某点P 的光强度决定于波阵面S 上所有面积元发出的子波各自传到P 点的（A ）振动的相干叠加；（B ）光强之和；（C ）振动振幅之和；（D ）振动振幅之和的平方。 [ ] 7、已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子的最大动能是1.2 e V ，而钠的红限波长是540 nm ，那么入射光的波长是（ 1 e V = 1.6×10－19 J ，h = 6.63×10－34 Js ）（A ）535 nm ；（B ）500 nm ；（C ）435 nm ；（D ）355 nm . [ ] —— 1 ——

同济大学普通物理活页作业答案

第一章质点运动学班号学号姓名日期一、选择题 1．一个质点在Oxy 平面上运动，已知质点的运动方程为j t i t r 2 252-=（SI ），则该质点作（A ）匀速直线运动；（B ）变速直线运动；（C ）抛物线运动；（D ）一般曲线运动。（ B ） 2．一个质点作曲线运动，r 表示位置矢量，s 表示路程，τ表示曲线的切线方向。下列几个表达式中，正确的表达式为C （A ） a t =d d v ；（B ）v =t r d d ；（C ） v =t s d d ；（D ）τa =t d d v 。（ C ） 3．沿直线运动的物体，其速度的大小与时间成反比，则其加速度的大小与速度大小的关系是（A ）与速度大小成正比；（B ）与速度大小的平方成正比；（C ）与速度大小成反比；（D ）与速度大小的平方成反比。（ B ） 4．下列哪一种说法是正确的 (A) 在圆周运动中，加速度的方向一定指向圆心； (B) 匀速率圆周运动的速度和加速度都恒定不变； (C) 物体作曲线运动时，速度的方向一定在运动轨道的切线方向上，法向分速度恒等于零；因此其法向加速度也一定等于零； (D) 物体作曲线运动时，必定有加速度，加速度的法向分量一定不等于零。（ D ） 5．如图所示，路灯距离地面高度为H ，行人身高为h 匀速v 背向路灯行走，则人头的影子移动的速度为 (A) v H h H -；（B ）v h H H -； (C ） v H h ；（D ） v h H 。（ B ） 6．一物体从某一确定高度以0v 的速度水平抛出，已知它落地时的速度为 t v ，那么它运动的时间是 (A) g t 0v v -； (B) g t 20 v v -；选择题5图

同济版大学物理上册第一章练习题

第1章质点运动学一、选择题 1. 一质点作抛体运动, 忽略空气阻力, 在运动过程中, 该质点的t d d v 和t d d v 的变化情况为 [ ] (A) t d d v 的大小和t d d v 的大小都不变 (B) t d d v 的大小改变, t d d v 的大小不变 (C) t d d v 的大小和t d d v 的大小均改变 (D) t d d v 的大小不变, t d d v 的大小改变 2. 一质点在平面上作一般曲线运动, 其瞬时速度为v , 瞬时速率为v , 平均速度为v , 平均速率为v , 它们之间的关系必定为 [ ] (A) v v = v v = (B) v v ≠ v v = (C) v v ≠ v v ≠ (D) v v = v v ≠ 3. 下面各种判断中, 错误的是 [ ] (A) 质点作直线运动时, 加速度的方向和运动方向总是一致的 (B) 质点作匀速率圆周运动时, 加速度的方向总是指向圆心 (C) 质点作斜抛运动时, 加速度的方向恒定 (D) 质点作曲线运动时, 加速度的方向总是指向曲线凹的一边 4. 一抛射物体的初速度为0v , 抛射角为θ, 如图所示．则该抛物线最高点处的曲率半径为 [ ] (A) ∞ (B) 0 (C) g 20v (D) θ22 0cos g v 5. 质点作曲线运动, r 表示位置矢量的大小, s 表示路程, a 表示加速度大小, 则下列各式中正确的是 [ ] (A) a t =d d v (B) v =t r d d (C) v =t s d d (D) a t =d d v 6. 质点作变速直线运动时, 速度及加速度的关系为 [ ] (A) 速度为0, 加速度一定也为0 (B) 速度不为0, 加速度也一定不为0 (C) 加速度很大, 速度也一定很大 (D) 加速度减小, 速度的变化率也一定减小 7. 一质点在平面上运动, 已知质点位置矢量的表示式为j t b i t a r 2 2+=(其中a 、b 为常量) , 则该质点作 [ ] (A) 匀速直线运动 (B) 变速直线运动 (C) 抛物曲线运动 (D) 一般曲线运动 8. 一质点在xOy 平面内运动, 其运动方程为Rt t R x ωω+=sin ,

大学物理课后习题答案(全册)

《大学物理学》课后习题参考答案习题1 1-1. 已知质点位矢随时间变化函数形式为 )ωt sin ωt (cos j i +=R r 其中ω为常量．求：（1）质点轨道；(2)速度和速率。解：1）由)ωt sin ωt (cos j i +=R r 知 t cos R x ω= t sin R y ω= 消去t 可得轨道方程 222R y x =+ 2） j r v t Rcos sin ωωt ωR ωdt d +-== i R ωωR ωt ωR ωv +-=2 cos ()sin [( 1-2. 已知质点位矢随时间变化的函数形式为j i r )t 23(t 42++=，式中r 的单位为m ， t 的单位为s .求：（1）质点的轨道；（2）从0=t 到1=t 秒的位移；（3）0=t 和1=t 秒两时刻的速度。解：1）由j i r )t 23(t 42++=可知 2t 4x = t 23y += 消去t 得轨道方程为：2)3y (x -= 2）j i r v 2t 8dt d +== j i j i v r 24)dt 2t 8(dt 1 1 +=+==??Δ 3） j v 2(0)= j i v 28(1)+= 1-3. 已知质点位矢随时间变化的函数形式为j i r t t 22+=，式中r 的单位为m ，t 的单

位为s .求：（1）任一时刻的速度和加速度；（2）任一时刻的切向加速度和法向加速度。解：1）j i r v 2t 2dt d +== i v a 2dt d == 2）21 22 12)1t (2] 4)t 2[(v +=+= 1 t t 2dt dv a 2 t +== 2221 n t a a a t =-= + 1-4. 一升降机以加速度a 上升，在上升过程中有一螺钉从天花板上松落，升降机的天花板与底板相距为d ，求螺钉从天花板落到底板上所需的时间。解：以地面为参照系，坐标如图，升降机与螺丝的运动方程分别为 2012 1 at t v y += （1）图 1-4 2022 1 gt t v h y -+= （2） 21y y = （3）解之 2d t g a = + 1-5. 一质量为m 的小球在高度h 处以初速度0v 水平抛出，求：（1）小球的运动方程；（2）小球在落地之前的轨迹方程；（3）落地前瞬时小球的t d d r ，t d d v ，t v d d . 解：（1） t v x 0= 式（1） 2gt 2 1 h y -= 式（2） j i r )gt 2 1 -h (t v (t)20+= （2）联立式（1）、式（2）得 2 02 v 2gx h y -= （3） j i r gt -v t d d 0= 而落地所用时间 g h 2t =

同济大学物理大作业解答7至9章答案

第七章电流与磁场解答一、选择题 1．B 2．B 3．D 4．D 5．B 6．D 7．B 8．C 二、填空题 1．不变；增大 2．T 1014.33-? 3．0 4．沿Ox 轴；沿Oy 轴正向；在oxy 平面内与Ox 轴正向成?30角 5．1 6．R F m e e 1 7．IaB 8．π 4 三、计算题 1．解：电流强度为π ω λπ22? =R I ，按圆电流轴线上磁场的公式，轴线上距圆心为x 处的磁感应强度为 2 3 22 30) (2x R R B B x +==λω μ，方向沿Ox 轴正向。圆心处0=x ，2 00λω μ==x B B 2．解：电流密度) (2 2r R I -= πδ （1）O '处磁感应强度为 a δB ?=012 1 μ ， 2=B a δB B ?==∴'012 1 μo （2）空腔内任一点的磁感应强度为 1r δB ?=0121 μ 2022 1 r δB ?-=μ δr r δB B B 21?=-?=+=00212 1 )(21μμ 由此结果可知空腔内任意点P 处磁感应强度与空腔轴线上O '处磁感应强度相同，因此空腔内为均匀磁场。

3．解：在圆环上取电流元I 1d l ，受力为B l F ?=d d 1I 其方向如图所示，其大小为θθ πμθπθμd cos 2cos 2d d d 2102101I I R R I I B l I F == = θcos d d F F x =，θsin d d F F y = 21020210cos d cos 2d I I I I F F x x μθ θ θπμπ== =?? ()[]0cos ln 2cos d sin 2d 2021020210=-===??π πθπ μθθθπμI I I I F F y y 所以安培力的大小为210I I F F x μ== 方向沿Ox 轴正向 4．解：按运动电荷的磁场公式3 04r q r B ?= v πμ，A 处质子以a v 运动时，在B 处激发的磁场为2 045sin 4r q B ? = a v πμ，方向垂直纸面向外。位于B 处的质子所受洛仑兹力的大小为 N 1062.345sin 445sin 490sin 19 2 2020-?=?=?==?=r q r q q B q B q F b a a b b b m v v v v v v πμπμ方向垂直于b v 与B 构成的平面，故在纸面上，其指向与r 的延长线构成?45角。因为质子带有正电荷，它要激发电场，在电场中的质子同时要受到电场力的作用，所以在B 处质子还同时受到A 处质子所激发电场的电场力作用。第八章电磁感应与电磁场解答一、选择题 1．B 2．B 3．D 4．C 5．C 6．B 7．B 8．C 二、填空题 1．B ?v 2． b a b a I -+?ln 20πμv 3． t a r I ωπμcos 220； t Ra r I ωωπμsin 22 0 4．()d d a I +ln 200πμv ； 2 22020ln 4??? ??+d d a R I πμv ；指向左方 5．J 6.9 6．4 105-?Wb 7．RC t RC E r --e 002επ；相反 8．2 ； 3 ； 1 x I 1

同济大学物理大作业解答4至6章答案

第四章（一）振动学基础解答一、选择题 1．D 2．B 3．C 4．C 5．B 6．B 7．D 8．B 二、填空题 1．振动系统自身的性质；π2秒内的的振动次数；振动系统运动的初始条件；表示振动的幅度或振动的强度；表征计时零点的振动状态。 2．；cm 2 ； 4s ；1-s 2 π ；π2 3 )2 32 cos(02.0ππ+t ；m )2 3 2 s i n (01.0πππ+-t -1s m ?；)2 32 cos( 2 01.02 ππ π + -t -2s m ?； ππ或3 3．0.158 m ； 0.5 s ； 2 π 4．)4 1cos(02.0ππ+t m ； )4 3c o s (02.0ππ+t m 5．π3 2 6． 8 T ， T 8 3 7．ππ 2 32 或- 8．合力的大小与位移成正比，方向与位移方向相反； 0d d 2 22 =+x t x ω 三、计算题 1．解：(1) s 638.084.922,s 84.9258 .0251 -== = == = π ω π ωT m k (2) m/s 17.03 sin 02.084.9sin ,30-=??-=-==π ?ωπ?A v (3) )3 84.9cos(02.0)cos(π ?ω+=+=t t A x m 2．解：（1）)3 2cos(3π ππ?-=-=t T A x （2）0=a ?，2π ?=b （3）作振幅矢量图，得到： 6 23 3 T T t a = = = ππ ωπ 12 5223 T T t b = ?? ? ??=πππ＋

3．解：木块下移时，恢复力 )1(2 2 x gL gxL f -=-=水ρ m k =ω , 由（1）式知 2gL k = 所以，木块做简谐运动。在水中的木块未受压而处于平衡时 a gL mg 2 水ρ= ，于是可求得 a g a L gL m k = = = 2 2水ρω g a T π ω π 22== 振幅：a b A -= 4．解：（1）两个同方向、同频率简谐运动的合振动仍为简谐运动，且合振动的频率与分振动的频率相同，即 1 21s 3-＝＝＝ωωω 合振动振幅A 和初相0?为 ()cm 52cos 43243cos 22 221212 22 1=??++= ++= π??－A A A A A ?==+?+?=++=--13.5334tg 2 4cos 3cos024sin 3sin0tg cos cos sin sin tg 11 -2 21122111 0π π ?????A A A A 即0?在第一象限内。按题设绘出第一、第二两个分振动及其合振动的旋转矢量，它们均在第一象限内，故0?＜2π。综上所述，第一、二两个振动的合振动表达式为： ()1033cos 521π+=+=t x x x cm (2) 合振动31x x x +=的振幅为极大时应满足π??k 21＝- (k = 0, ±1, ±2,…) 而01＝?，由此得π?k 2＝ (k = 0, ±1, ±2,…) 此时合振动的振幅为 85331=+=+=A A A cm (3) 合振动32x x x += 的振幅为极小时，应满足： ()π??122+-k ＝ (k = 0, ±1, ±2,…) 而22π?=，由此：()()πππ?232212+=++k k ＝ (k = 0, ±1, ±2,…) 此时合振动振幅为：15432=-=-=A A A cm 第四章（二）波动学基础解答一、选择题 1．D 2．C 3．B 4．B 5．D 6．D 7．D 8．C 二、填空题 1． 3； 300 2． (SI))2 2 200cos(10 23 π π π- - ?=-x t y

同济大学物理大作业解答13至18章答案

第十三、十四章相对论解答一、选择题 1．A 2．B 3．C 4．C 5．B 6．D 7．C 8．A 二、填空题 1．物理定律对所有惯性系都具有相同的表达形式，即所有惯性系都是等价的；在所有惯性系中，真空中的光速都等于c ，且与光源运动无关；运动；相对；缩短；慢。 2．v x ?；221c x v v -? 3．22 c u -11 4．lS m ； )(925lS m 5．8 1033.4-? 6．c c 2323； 7．c c ；93.0 8．MeV 128.0 三、计算题 1．解：题中计算时，应用了伽利略速度变换式求两把尺子的相对速度，即0002)(v v v v =--=，这显然是错误的。应采用相对论速度变换式求相对速度，即 2 2 00 0000v v v v v v v c c + =?++= 121 则 ()() 2 0220 200002 1 2 0c c L c c L c 1L L v v v v v +-==?? ???? ???????????? ??+-=??? ?????? ? ? ??-= 2 1 22 22121 2．解： 182 22 2s m 1053 5 2 3111-??== ?= -? -?= '?c c c t t v v v

2 2 222 2 2 111 11c t x x c t x x v v v v --='--=' 882 212105610452 3 10 ?=???= -?= '?∴=-=?c t x x x x v v m=m 1034.19? 3．解：设地球为S 系，宇宙飞船为'S 系；'S 系对S 系以速率u 运动，c u 6.0=。事件1：发射高速子弹 )'S ()','(11系t x )S () ,(11系t x 事件2：高速子弹射中靶 )'S ()','(22系t x )S (),(22系t x 由洛仑兹变换式：2221111''c u c ux t t -+= ，2 222 221''c u c ux t t -+= )1(1) ''()''(2 21221212c u x x c u t t t t --+-= - 按题意有： m 6012='-'x x c c x x t t 8.060 8.0''''1212=-=- 代入式（1）得地球上观察者测得子弹飞行时间为 s 1063.46.01606.08.06072 212-?=-?+= -c c c t t 4. 解： (1) 初动能为 20202202 220k 091.0)14.011( 1c m c m c m c c m E =--=--= v 末初动能为 20202 202 22 0k 667.0)18.011 (41c m c m c m c c m E =--=--='v 则 33.7091 .0667 .0k k =='E E

《大学物理》答案

习题二 1 一个质量为P 的质点，在光滑的固定斜面（倾角为α）上以初速度0v 运动，0v 的方向与斜面底边的水平线AB 平行，如图所示，求这质点的运动轨道．解: 物体置于斜面上受到重力mg ，斜面支持力N .建立坐标：取0v 方向为X 轴，平行斜面与X 轴垂直方向为Y 轴.如图2-2. 题2-2图 X 方向： 0=x F t v x 0= ① Y 方向： y y ma mg F ==αsin ② 0=t 时 0=y 0=y v 由①、②式消去t ，得 2 质量为16 kg 的质点在xOy 平面内运动，受一恒力作用，力的分量为x f ＝6 N ，y f ＝-7 N ，当 t ＝0时，==y x 0，x v ＝-2 m ·s -1，y v ＝0．求当t ＝2 s 时质点的 (1)位矢；(2)速度．解： 2s m 8 3166-?===m f a x x (1) 于是质点在s 2时的速度 (2) 3 质点在流体中作直线运动，受与速度成正比的阻力kv (k 为常数)作用，t =0时质点的速度为0v ，证明(1) t 时刻的速度为v ＝t m k e v )( 0-；(2) 由0到t 的时间内经过的距离为 x ＝(k mv 0)［1-t m k e )(-］；(3)停止运动前经过的距离为)(0k m v ；(4)证明当k m t =时速答: (1)∵ t v m kv a d d =-=

分离变量，得即 ? ?-=v v t m t k v v 00d d ∴ t m k e v v -=0 (2) ??---===t t t m k m k e k mv t e v t v x 000)1(d d (3)质点停止运动时速度为零，即t →∞，故有 ?∞ -= ='00 0d k mv t e v x t m k (4)当t= k m 时，其速度为即速度减至0v 的e 1 . 4一质量为m 的质点以与地的仰角θ=30°的初速0v 从地面抛出，若忽略空气阻力，求质点落地时相对抛射时的动量的增量．解: 依题意作出示意图如题2-6图题2-6图在忽略空气阻力情况下，抛体落地瞬时的末速度大小与初速度大小相同，与轨道相切斜向下, 而抛物线具有对y 轴对称性，故末速度与x 轴夹角亦为o 30，则动量的增量为由矢量图知，动量增量大小为0v m ，方向竖直向下． 5 作用在质量为10 kg 的物体上的力为i t F )210(+=N ，式中t 的单位是s ，(1)求4s 后，这物体的动量和速度的变化，以及力给予物体的冲量．(2)为了使这力的冲量为200 N ·s ，该力应在这物体上作用多久，试就一原来静止的物体和一个具有初速度j 6-m ·s -1 的物体,回答这两个问题．解: (1)若物体原来静止，则 i t i t t F p t 1 40 1s m kg 56d )210(d -??=+==???,沿x 轴正向，若物体原来具有6-1s m -?初速，则

同济版大学物理学第五章练习题

同济版大学物理学第五章练习题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

2 第5章静电场一、选择题 1. 关于电场线, 以下说法中正确的是 [ ] (A) 电场线一定是电荷在电场力作用下运动的轨迹 (B) 电场线上各点的电势相等 (C) 电场线上各点的电场强度相等 (D) 电场线上各点的切线方向一定是处于各点的点电荷在电场力作用下运动的加速度方向 2. 高斯定理(in ) 01d i s S E S q ε?=?∑??, 说明静电场的性质是 [ ] (A) 电场线是闭合曲线 (B) 库仑力是保守力 (C) 静电场是有源场 (D) 静电场是保守场 3. 根据高斯定理(in ) 01d i s S E S q ε?=?∑??，下列说法中正确的是 [ ] (A) 通过闭合曲面的电通量仅由面内电荷的代数和决定 (B) 通过闭合曲面的电通量为正时面内必无负电荷 (C) 闭合曲面上各点的场强仅由面内的电荷决定 (D) 闭合曲面上各点的场强为零时, 面内一定没有电荷 4. 高斯定理成立的条件是 [ ] (A) 均匀带电球面或均匀带电球体所产生的电场 (B) 无限大均匀带电平面产生的电场 (C) 高斯面的选取必须具有某些简单的对称性 (D) 任何静电场 5. 将点电荷Q 从无限远处移到相距为2l 的点电荷＋和－q 的中点处, 则电势能的增加量为 [ ] (A) 0 (B) l q 0π4ε (C) l Qq 0π4ε (D) l Qq 0π2ε 6. 下面关于某点电势正负的陈述中, 正确的是 [ ] (A) 电势的正负决定于试探电荷的正负 (B) 电势的正负决定于移动试探电荷时外力对试探电荷做功的正负 (C) 空间某点电势的正负是不确定的, 可正可负, 决定于电势零点的选取 (D) 电势的正负决定于带电体的正负 7. 由定义式?∞ ?=R R l E U d 可知 8. 静电场中某点电势的数值等于 [ ] (A) 试验电荷q 0置于该点时具有的电势能

大学物理公式(同济大学第五版)

质点力学、刚体力学运动方程：k z j y i x r ++= ；速度：t r t r t d d lim 0 =??=→?v 加速度角速度 t t t d )(d )(θω= ；角加速度 t d d ω α= ； )()(t r t ω=v 切向加速度 αωr t r t a ===d d d d t v ；法向加速度 r r a 22n v v ===ωω 伽利略速度变换 u +='v v 牛顿第二定律 )()(,d )(d )(t m t p t t p t F v == 当c <