吉林大学大学物理作业答案综合练习题下二
吉林大学大学物理作业答案综合练习题(下)(二)页PPT文档
D. 物体振动频率与外力驱动力的频率相同， 振幅趋于无限大；
固有长度l0
3.两飞船，在自己的静止参照系中测得各自的长
度均为100m。飞船1上的仪器测得飞船1的前端
驶完飞船2的全长需5/3×10-7s。两飞船的相对速
度的大小是（ ）
同地钟——固有时间t0
其一绕级核明运动的角动量的大小
；该角动量的
空间取向a可s能in 有3;5 种a。sin k; k1.5
2
9.一电磁波在空气中通过某点时，该点
某一时刻的电场强度为E，则同时刻的磁
场强度H＝ 0 E ，能流密度S＝ 0 E 2 。
0
0
10.声源发出频率为100HZ的声波，声速340 米/秒。人以3.4米/秒的速度驾车背离声源而去 ，则人听到声音的频率 99 Hz。
c
c
h 1.2eVh
0
6
7.惠原斯引入 子波 的概念提出了惠原斯原理，
菲涅耳再用 子波相干叠加 的思想补充了惠
8.原在斯单原缝理的，夫发琅展和成费了衍惠射原实斯验－中菲，涅屏耳上原第理三。级暗
纹对应的单缝处波面可划分为___个半波带，若
将缝宽缩小一半，原来第三级暗6纹处将是 ＿＿
6.氢＿原纹子。中核外电子所处状态的角量子数是l＝2，
vB(1uuB)S (uB3.4m/s u34m/0s S10H0)z
(三1. 一) 定计滑算轮的题半径为R，转动惯量为J，其上挂有一轻
绳，绳的一端系一质量为m的物体，绳的另一端与一
固定的轻弹簧相连，设弹簧的劲度系数为k, 绳与滑轮
间无滑动，现将物体从平衡位置拉下一微小距离后释
吉林大学大学物理刚体转动作业答案(课堂PPT)
属的圆盘B，对于垂直于圆面的中心转轴，它两
的转动惯量有：
A．IA＝IB
B．IA＜IB
C．IA＞IB
D．不能判断 6
10．有一半径为R的水平圆转台，可绕通过其
中的竖直固定光滑轴转动，转动惯量为J，开始 时转台以匀角速度ω0转动，此时有一质量为m 的人站在转台中心，随后人沿半径向外跑去，
当人到达转台边缘时，转台的角速度为
为l / 2 ，杆和套管组成系统以角速度0 绕OO′轴
转动，如图所示。若在转动过程中细线被拉断，
套管将沿着杆滑动。在套管滑动过程中，该系统
转动的角速度 与套管轴的距离x的函数关系为
70l 2
(杆对OO′轴转动惯量为
1 3
ml
)2
4(l 2 3x2 ) 。
O
0
[
1 3
ml
2
m(
l 2
)2
]0
[
1 3
角速度在2s内均匀减速至 4rad s，1 则刚体
在此恒力矩的作用下的角加速度 -2 rad·s-2
刚体对此轴的转动惯量 I 4 kg·m2
匀变速转动：(1) 0 t
（2）M I I
13
8. 一刚体对某定轴的转动惯量为 I 10kg m2
在恒力矩作用下由静止开始做角加速度 2rad s2
定轴转动。在5s末的转动动能 EK 500 J
该恒力矩 M 20 N·m ，该恒力矩在0~5s这段
时间内所作的功 A 500 J ， 刚体转动的角度
这段时间内飞轮转过 N t / 4 转，
拉力做的功为 A 1 mD2 2。
16
匀加速 t ; 1 t 2 N ;
转动：
2
2
大学物理习题答案（下学期有图）
⼤学物理习题答案（下学期有图）1. (C)2.a4I0πµ, ? 3.)412(R 2I 0ππµ+-, ?4. 可看成许多平⾏的⽆限长载流直导线组成,其中⼀宽为θRd dl =的直导线载有电流dl RIdI π=θθπµθπd sin R2I)2cos(dB dB 20x -=+=-=-=ππµθθπµ02020x RI d sin R 2I Bθθπµθπd cos R 2I )2sin(dB dB 20y =+= 0d cos R2I B 020y ==?πθθπµ )T (i1037.6i RI B 620O -?-=-=πµ5. 将此盘看成⽆数同⼼带电圆环组成,半径为r的圆环带电rdr2dq πσ?=圆环转动形成的电流为rdr dq 2dI ωσπω==则 dr r dI dB ωσµµ00212== 各B d 同向R 21dr 21dB B 00Rσωµωσµ===∴??1. (B)2. 变量，I οµ-3. 1∶1, 304. 在横截⾯上以轴点为圆⼼，作半径为r 的圆形环路则（1） a r < ?=?Ll d B 0, 0=∴B(2) b r a << I a b a r rB l d B L )()(22222--==??ππµπο , ra b Ia r B )(2(22)22--=∴πµο (3) b r <I rB l d B L==?οµπ2,rIB πµο2=∴ 5. 取电流元 dI=(I/b)dx则 )x r b (b 2Idx)x r b (2dIdB 00-+=-+=πµπµrbr lnb 2I )x r b (b 2IdxB b00+=-+=?πµπµ ⽅向向⾥练习三（磁）1.（B ）2. 03. 1∶14.取⾯积元xdx ahydx dS ==,它距长直载流导线为（b+x ） m d φ=S d B ?=xdx ahx b I+)(2πµο=dx xb ba hI )1(2+-πµο∴ m φ=?m d φ=ahIπµο2dx xb ba)1(0+-=ahI πµο2[b ab ln b a +-]5. 在横截⾯上以轴点为圆⼼作半径为r 的圆形环路,由环路定理可得：R r < 222r R I rB ππµπο= r R I B 22πµο=内R r ≥ I rB οµπ=2 rIB πµο2=外矩形纵截⾯外内S S S +=，其总磁通量为：+?=S 外S 内m S d B S d Bφ)m 1l (2ln 212I ldr r 2I ldr R2Ir R 2R 0R20=+=+=）（πµπµπµο练习四（磁）1. (D)2. (B)3. (B)4. AB 处的B )6a3b (2IB AB -=πµο，?，受⼒)6a3b (2aI I F 211-=πµο, ⽅向AB ⊥向左1I 在BC 上与1I 相距x 的电流元l d I 2处的xIB πµο21=，?，由B l d I F=22 及 2330cos dxdx dl ==得 6a 3b 3a 3b ln 3I I 23dx x 2I I F 21a 33b a63b 212-+=?=+-πµπµοο⽅向：在?平⾯⾥BC ⊥向外同理知23F F =，CA F ⊥3向外（在?平⾯⾥）。
吉林大学大学物理作业答案综合练习题(下)(二)
A. 1.50µm B. 1.57µm C. 1.29µm D. 1.43µm
氧化钽
A
B
玻璃衬底 玻璃衬底
2ne＋λ/2＝(2k+1)λ/2 (k=10)
2.物体在周期性外力作用下发生受迫振动，且周期性外力的频率与物体固 有频率相同。若忽略阻力，在稳定情况下，物体的运动表现出如下特点
A. 物体振动频率与外力驱动力的频率不同， 振幅呈现有限值； B. 物体振动频率与外力驱动力的频率相同， 振幅呈现有限值； C. 物体振动频率与外力驱动力的频率不同， 振幅趋于无限大； D. 物体振动频率与外力驱动力的频率相同， 振幅趋于无限大；
固有长度l0
3.两飞船，在自己的静止参照系中测得各自的长度均为100m。飞船1上的 仪器测得飞船1的前端驶完飞船2的全长需5/3×10-7s。两飞船的相对速度 的大小是（ ）
同地钟——固有时间t
0
A.
c/ 6
B.
C.
c/2
l t0
D.
c/ 2
2c / 5
l l0
v2 1 2 c
v
4.光子A的能量是光子B的两倍。则光子A的动量是光子B的（ A.1/4 B.1 C. D.2 倍。
l 0 . 5 m m 解：
e e 3 9 0 0 n m 5 2 2
2 2n
l
1 . 71 0r a d
4
4.一平面透射光栅，当用白光垂直照射时，能在30°衍射方向上观察到600nm的第 二级干涉主极大，并能在该处分辨△λ=0.05nm的两条光谱线，但在此30°方向上却 测不到400nm的第三级主极大，计算此光栅的缝宽a和缝距b以及总缝数N 。
吉林大学大学物理练习册综合练习二答案
11. 图示为一具有球对称性分布的静电场的 ~ r关系曲 图示为一具有球对称性分布的静电场的E 关系曲 请指出该静电场E是由下列哪种带电体产生的 是由下列哪种带电体产生的。 线 ， 请指出该静电场 是由下列哪种带电体产生的。 A. 半径为 的均匀带电球面； 半径为R的均匀带电球面 的均匀带电球面； E B. 半径为 的均匀带电球体； 半径为R的均匀带电球体 的均匀带电球体； 1 E∝ 2 ρ = Ar C. 半径为 、电荷体密度为 半径为R、 r (A为常数 的非均匀带电球体。 为常数)的非均匀带电球体 为常数 的非均匀带电球体。 O D. 半径为 、电荷体密度为 ρ = A/ r 半径为R、 r R (A为常数 的非均匀带电球体； 为常数)的非均匀带电球体 为常数 的非均匀带电球体； 12.某电场的电力线分布情况如图所示，一负电荷从M 某电场的电力线分布情况如图所示，一负电荷从 某电场的电力线分布情况如图所示 点移到N点 有人根据这个图得出下列几点结论， 点移到 点。有人根据这个图得出下列几点结论，其中 哪点是正确的？ 哪点是正确的？ A. 电场强度 M < EN； 电场强度E B. 电势 M < UN； 电势U N M C. 电势能WM < WN； 电势能 6 D. 电场力的功 > 0。 电场力的功A 。
12
r r r 10.均匀静电场，电场强度 E = (400i + 600j )(V ⋅ m−1 ) 均匀静电场， 均匀静电场 （ 之间电势差_________ ） 点a(3，2)和b(1，0)之间电势差 －2000（V）。 ， 和 ， 之间电势差
11．有一内外半径分别为R及2R的金属球壳，在 ．有一内外半径分别为 及 的金属球壳 的金属球壳， 离其球心O为 处放一电量为 的点电荷， 处放一电量为q的点电荷 离其球心 为R/2处放一电量为 的点电荷，则球 3q 处电势=__________。在离球心 为3R处的 心O处电势 处电势 。在离球心O为 处的 8πε0 R q q 电场强度大小=__________，电势 12πε0R 电场强度大小 ，电势=__________。 。 36πε R
吉林大学大学物理练习册答案
q A
O
U D 6 0l
2l
q B
D
l
q
（2） A q(U D U ) 6 0l
4. 一厚度为d 的无限大平板，平板内均匀带电，
电荷体密度为，求板内、外场强的分布。
Dds 2 Dds q
s
s
s内
2Ds s d
d
零，则球面上的带电量σdS 面元在球面内产生
的电场强度是
A．处处为零
B．不一定为零
C．一定不为零
D．是常数
11. 如图，沿x轴放置“无限长”分段均匀带电
直线，电荷线密度分别为+ λ和- λ，点（0，a）
处的电场强度
A．0
B.
i
2 0a
C.
i
D.
(i j)
4 0a
4 0a
8．半径为R的不均匀带电球体，电荷体密度分 布为ρ＝Ar，式中 r 为离球心的距离，(r≤R)、A
为一常数，则球体上的总电量Q＝ A R4 。
9. 把一个均匀带电量+Q的球形肥皂泡由半径 r1吹胀到r2，则半径为R（ r1< R < r2）的高斯
球面上任一点场强大小E由 Q / 40 R2 变为 0 ；
2
0
r
r
6. 描述静电场性质两 个基本物理量是参考E点 和 U ；
它们定义式是 E f / q0 和 U p p E dl 。
7. 在场强为E 均匀电场中，A、B两点间距离为 d，A、B连线方向与E方向一致，从A点经任意
路径到B点的场强线积分 AB E dl = Ed .
大二物理下答案
答案作业题 (一）一、1-8 CBACADDC 二、4ε0E 0 / 39. －2ε0E 0 / 3; 10. －3σ / (2ε0); －σ / (2ε0); σ / (2ε0); 3σ / (2ε0)11.()30220824Rqdd R R qd εεπ≈-ππ; 从O 点指向缺口中心点． 12. Q / ε0 ;a E ＝0，()20018/5R r Q E b επ=三、13. 解：在φ处取电荷元，其电荷为d q =λd l = λ0R sin φ d φ它在O 点产生的场强为R R qE 00204d sin 4d d εφφλεπ=π= 3分 在x 、y 轴上的二个分量 d E x =－d E cos φ d E y =－d E sin φ 对各分量分别求和 ⎰ππ=00d c o s s i n 4φφφελR E x ＝0RR E y 0002008d sin 4ελφφελ-=π=⎰π∴ j Rj E i E E y x008ελ-=+=14. 解:设坐标系如图所示．将半圆柱面划分成许多窄条．d l 宽的窄条的电荷线密度为θλλλd d d π=π=l R取θ位置处的一条，它在轴线上一点产生的场强为 θελελd 22d d 020RR E π=π=如图所示. 它在x 、y 轴上的二个分量为：d E x =d E sin θ , d E y =－d E cos θ对各分量分别积分 RR E x 02002d sin 2ελθθελππ=π=⎰ 0d cos 2002=π-=⎰πθθελRE y 场强 i Rj E i E E y x02ελπ=+=15. 解：在球内取半径为r 、厚为d r 的薄球壳，该壳内所包含的电荷为r r Ar V q d 4d d 2π⋅==ρ 在半径为r 的球面内包含的总电荷为403d 4Ar r Ar dV q rVπ=π==⎰⎰ρ (r ≤R)以该球面为高斯面，按高斯定理有 0421/4εAr r E π=π⋅ 得到()0214/εAr E =， (r ≤R )方向沿径向，A >0时向外, A <0时向里． 在球体外作一半径为r 的同心高斯球面，按高斯定理有 0422/4εAR r E π=π⋅ 得到 ()20424/r AR E ε=， (r >R )方向沿径向，A >0时向外，A <0时向里． 16. 解：设闭合面内包含净电荷为Q ．因场强只有x 分量不为零，故只是二个垂直于x 轴的平面上电场强度通量不为零．由高斯定理得：-E 1S 1+ E 2S 2=Q / ε0 ( S 1 = S 2 =S ) 3分则 Q = ε0S (E 2- E 1) = ε0Sb (x 2- x 1)= ε0ba 2(2a －a ) =ε0ba 3 = 8.85³10-12 C作业题（二）一、1-8 DBCDDACB 二、9. 10cm 10.⎪⎭⎫⎝⎛π∆-π20414R S R Q ε 11. Q / (4πε0R 2); 0 ; Q / (4πε0R ); Q / (4πε0r 2)12. 0d =⋅⎰Ll E单位正电荷在静电场中沿任意闭合路径绕行一周，电场力作功等于零 有势（或保守力）三、13. 解：将题中的电荷分布看作为面密度为σ的大平面和面密度为－σ的圆盘叠加的结果．选x 轴垂直于平面，坐标原点Ｏ在圆盘中心，大平面在x 处产生的场强为i x x E012εσ=圆盘在该处的场强为i x R x x E ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=2202112εσ ∴ i x R xE E E 220212+=+=εσ该点电势为 ()22002202d 2x R R x R x x U x +-=+=⎰εσεσ14. 解: 由高斯定理可知空腔内E ＝0，故带电球层的空腔是等势区，各点电势均为U .在球层内取半径为r →r ＋d r 的薄球层．其电荷为d q = ρ 4πr 2d r该薄层电荷在球心处产生的电势为 ()00/d 4/d d ερεr r r q U =π= 整个带电球层在球心处产生的电势为 ()21220002d d 21R R r r U U R R -===⎰⎰ερερ 因为空腔内为等势区所以空腔内任一点的电势U 为 ()2122002R R U U -==ερ若根据电势定义⎰⋅=l E Ud 计算同样给分.15.解：设内球上所带电荷为Q ，则两球间的电场强度的大小为204r QE επ= (R 1＜r ＜R 2)两球的电势差⎰⎰π==212120124d R R R R r drQ r E U ε⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π=210114R R Q ε ∴ 12122104R R U R R Q -π=ε＝2.14³10-9 C16. 解：设原点O 在左边导线的轴线上，x 轴通过两导线轴线并与之垂直．在两轴线组成的平面上，在R ＜x ＜(d －R )区域内，离原点距离x 处的P 点场强为()x d x E E E -π+π=+=-+0022ελελ 则两导线间的电势差 ⎰-=R d Rx E U d ⎰-⎪⎭⎫ ⎝⎛-+π=Rd Rx x d x d 1120ελ()[]R d Rx d x ---π=ln ln 20ελ⎪⎭⎫ ⎝⎛---π=R d R R R d ln ln 20ελ RRd -π=ln0ελ +λ作业题（三）一、1-8 CBBBDBCB 二、9. λ/(2πr )；λ/(2π ε0 εr r ) 10. ,1,r r εε11.1r ε;1rε12. 无极分子;电偶极子 三、13. 解：(1) 由静电感应，金属球壳的内表面上有感生电荷-q ，外表面上带电荷q +Q ．(2) 不论球壳内表面上的感生电荷是如何分布的，因为任一电荷元离O 点的距离都是a ，所以由这些电荷在O 点产生的电势为a dq U q 04επ=⎰-a q 04επ-=(3) 球心O 点处的总电势为分布在球壳内外表面上的电荷和点电荷q 在O 点产生的电势的代数和 q Q q q O U U U U +-++= r q 04επ=a q 04επ-b q Q 04επ++ )111(40b a r q +-π=εbQ04επ+14. 解：设导体球带电q ，取无穷远处为电势零点，则导体球电势：r qU 004επ=内球壳电势： 10114R q Q U επ-=2024R Q επ+二者等电势，即 r q04επ1014R q Q επ-=2024R Q επ+解得 )()(122112r R R Q R Q R r q ++=15. 解：(1) 令无限远处电势为零，则带电荷为q 的导体球，其电势为R qU 04επ=将d q 从无限远处搬到球上过程中，外力作的功等于该电荷元在球上所具有的电势能 q RqW A d 4d d 0επ== (2) 带电球体的电荷从零增加到Q 的过程中，外力作功为⎰⎰==QR q q A A 004d d πεR Q 028επ=16. 解：设内外圆筒沿轴向单位长度上分别带有电荷+λ和-λ, 根据高斯定理可求得两圆筒间任一点的电场强度为 rE r εελ02π=则两圆筒的电势差为 1200ln 22d d 2121R R r r r E U r R R r R R εελεελπ=π==⎰⎰⋅ 解得 120ln 2R R Ur εελπ=于是可求得Ａ点的电场强度为 A E )/l n (12R R R U== 998 V/m 方向沿径向向外A 点与外筒间的电势差： ⎰⎰=='22d )/ln(d 12RR R Rr rR R U r E U RR R R U212ln )/ln(= = 12.5 V作业题（四）一、1-8 C C D C B D B A 二、9. 1:1 10. 0; 0I μ- 11. 0I μ 12.Rihπ20μ 13. 解：(1) 圆柱形载流导体在空间的磁感强度的分布为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>π≤≤π=R r r I R r r RIB 202020μμ∴穿过ABCD 的Φ为 ⎰=R r Bl 0d Φ⎰+RRr Bl 2d 2ln 2400π+π=lI l I μμ(2) 圆筒载流导体在空间的磁感强度分布为R r R R r rIR R R r r I R r B ≤≤⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧>π--π<≈002020200220μμ 穿过 A 'B 'C 'D ' 的Φ为：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+--π=⎰⎰R R RR r r r R R R r r l I 022022020d d 12μΦ=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--π2ln ln 2120202200R RR R R l I μ (3) 在题给条件下，筒壁中 0<B<μ0I /(2πR )，B 为有限值，当壁厚趋于零时壁截面上磁通量趋于零，即21ln 02220→-R R R R R ，可得 2ln 20π=lI μΦ14. 解：将导线分成1、2、3、4四部份，各部分在O 点产生的磁感强度设为B 1、B 2、B 3、B 4．根据叠加原理O 点的磁感强度为：4321B B B B B+++=∵ 1B 、4B 均为0，故 32B B B += 2分)2(4102RIB μ= 方向 ⊗ 2分2242)sin (sin 401203RIa IB π=-π=μββμ)2/(0R I π=μ 方向 ⊗其中 2/R a =， 2/2)4/sin(sin 2=π=β2/2)4/sin(sin 1-=π-=β∴ R I R I B π+=2800μμ)141(20π+=R I μ 方向 ⊗15. 解：由毕奥－萨伐尔定律可得，设半径为R 1的载流半圆弧在O 点产生的磁感强度为B 1，则 1014R IB μ=同理, 2024R IB μ=∵ 21R R > ∴ 21B B < 故磁感强度 12B B B -=204R I μ=104R I μ-206R Iμ=∴ 213R R = 16. 解：如图所示，圆筒旋转时相当于圆筒上具有同向的面电流密度i ，σωσωR R i =ππ=)2/(2 3分作矩形有向闭合环路如图中所示．从电流分布的对称性分析可知，在ab 上各点B 的大小和方向均相同，而且B的方向平行于ab ，在bc和fa 上各点B 的方向与线元垂直，在de , cd fe ,上各点0=B．应用安培环路定理∑⎰⋅=I l B 0d μ可得 ab i ab B 0μ=σωμμR i B 00== 圆筒内部为均匀磁场，磁感强度的大小为σωμR B 0=，方向平行于轴线朝右．作业题(五)一、1-8 ABAACBDB二、 9. 3R B πλω 10. aIB11.12. a l I 4/d 20μ三、13. 解：电子进入磁场作圆周运动，圆心在底边上．当电子轨迹 与上面边界相切时，对应最大速度，此时有如图所示情形． R R l =︒+45sin )(∴ l l R )12()12/(+=-=由 )/(eB m R v =，求出v 最大值为 mleBm eBR )12(+==v14. 解：考虑半圆形载流导线CD 所受的安培力 R IB F m 2⋅= 列出力的平衡方程式 T R IB 22=⋅ 故： IBR T = 15. 解：(1) S = ab =5³10-3 m 2p m = SI =1³10-2 (A ²m 2)，︒=60sin B p M m =4.33³10-2 N ²mβJ M =，β/M J ==2.16³10-3 kg ²m 2(2) 令从B 到m p的夹角为θ，∵ M 与角位移d θ 的正方向相反=-=⎰︒︒060d θM A ⎰︒︒-060d sin θθB p m=2.5³10-3J 16. 解：由安培环路定理：∑⎰⋅=i I l Hd0< r <R 1区域： 212/2R Ir rH =π212R Ir H π=， 2102R IrB π=μR 1< r <R 2区域： I rH =π2r I H π=2， rIB π=2μR 2< r <R 3区域： )()(22223222R R R r I I rH ---=π )1(22223222R R R r r IH ---π= )1(2222322200R R R r r IH B ---π==μμ r >R 3区域： H = 0，B = 0. O O ′ RR l45°C D作业题(六)一、1-8 D A B A B D D A 二、9. v BL sin θ ； a10. 225R B ω ; O 点11. dda b +πln 20μ12. 减小三、13. 解：大小： =⎪d Φ /d t ⎪= S d B / d t= S d B / d t =t B Oa R d /d )sin 2121(22θθ⋅-=3.68 mV方向：沿adcb 绕向．14. 解：(1) 设线圈转至任意位置时圆线圈的法向与磁场之间的夹角为θ，则通过该圆线圈平面的磁通量为θΦcos 2r B π=, nt t π==2ωθ∴ nt r B ππ=2cos 2Φ 在任意时刻线圈中的感应电动势为nt n r NB tNπππ=Φ-=2sin 2d d 2☜nt n BNr ππ=2sin 222 t ΤI nt R n NBr R i m π=ππ==22sin 2sin 22☜ 当线圈转过π /2时，t =T /4，则 987.0/22=π==2R NBn r I i m A(2) 由圆线圈中电流I m 在圆心处激发的磁场为==')2/(0r NI B m μ 6.20³10-4 T 方向在图面内向下，故此时圆心处的实际磁感强度的大小 500.0)(2/1220≈'+=B B B T方向与磁场B的方向基本相同．15. 解：由题意，大线圈中的电流Ｉ在小线圈回路处产生的磁场可视为均匀的．2/322202/32220)(2)(24x R IR x R IR B +=+ππ=μμ 故穿过小回路的磁通量为c22/32220)(2r x R IR S B π+==⋅μΦ 32202x RI r π≈μ 由于小线圈的运动，小线圈中的感应电动势为t x x IR r t i d d 23d d 4220π=Φ=μ☜v 422023x IR r π=μ 当x =NR 时，小线圈回路中的感应电动势为)2/(32420R N I r i v π=μ☜16. 解：动生电动势 ⎰⋅⨯=MNv l B MeN d )(☜为计算简单，可引入一条辅助线MN ，构成闭合回路MeNM , 闭合回路总电动势0=+=NM MeN ☜☜☜总 MN NM MeN ☜☜☜=-= 2分 x x I l B b a ba MN d 2d )(0⎰⎰⋅+-π-=⨯=μv v MN☜b a b a I -+π-=ln20v μ 负号表示MN ☜的方向与x 轴相反．ba ba I MeN -+π-=ln 20v μ☜ 方向N →Mba ba I U U MN N M -+π=-=-ln 20v μ☜作业题 (七)一、1-8 ACDCACCA 二、9. 2π (n -1) e / λ ； 4³103 10. (1) 使两缝间距变小． (2) 使屏与双缝之间的距离变大11. 2 ( n – 1) e – λ /2 或者2 ( n – 1) e + λ /212. 539.1 三、13. 解：已知：d ＝0.2 mm ，D ＝1 m ，l ＝20 mm依公式： λk l D dS ==∴ Ddlk =λ＝4³10-3 mm ＝4000 nm故当 k ＝10 λ1＝ 400 nm k ＝9 λ2＝444.4 nmk ＝8 λ3＝ 500 nm k ＝7 λ4＝571.4 nm k ＝6 λ5＝666.7 nm这五种波长的光在所给观察点最大限度地加强．14. 解：(1) ∆x ＝20 D λ / a ＝0.11 m (2) 覆盖云玻璃后，零级明纹应满足(n －1)e ＋r 1＝r 2设不盖玻璃片时，此点为第k 级明纹，则应有r 2－r 1＝k λ 所以 (n －1)e = k λ k ＝(n －1) e / λ＝6.96≈7 零级明纹移到原第7级明纹处15. 解：第四条明条纹满足以下两式：λλθ42124=+x ，即()θλ4/74=x2λλθ42124=+''x ，即()θλ'='4/74x 第4级明条纹的位移值为∆x =()()θθθθλ''-=-'4/744x x(也可以直接用条纹间距的公式算，考虑到第四明纹离棱边的距离等于3.5 个明纹间距．)16. 解：根据暗环半径公式有 R k r k λ=()R k r k λ1010+=+由以上两式可得 ()()λ10/2210k k r r R -=+ ＝4 m作业题(八) 答案一、1-8 B C B C C B D B 二、9. 1.2; 3.6 10. 4 第一暗 11. 一；三12. 6250Å (或625 nm)13. 解：(1) 由单缝衍射暗纹公式得111sin λθ=a 222sin λθ=a 由题意可知 21θθ= , 21sin sin θθ=代入上式可得 212λλ= (2) 211112sin λλθk k a == (k 1 = 1, 2, ……) a k /2sin 211λθ=222sin λθk a = (k 2 = 1, 2, ……) a k /sin 222λθ=若k 2 = 2k 1，则θ1 = θ2，即λ1的任一k 1级极小都有λ2的2k 1级极小与之重合． 14. 解：(1) 由单缝衍射明纹公式可知()111231221sin λλϕ=+=k a (取k ＝1 )()222231221sin λλϕ=+=k af x /tg 11=ϕ , f x /tg 22=ϕ 由于 11tg sin ϕϕ≈ , 22tg sin ϕϕ≈所以 a f x /2311λ=a f x /2322λ=则两个第一级明纹之间距为a f x x x /2312λ∆=-=∆=0.27 cm(2) 由光栅衍射主极大的公式 1111sin λλϕ==k d2221sin λλϕ==k d且有 f x /tg sin =≈ϕϕ所以d f x x x /12λ∆=-=∆=1.8 cm15. 解：(1) 由光栅衍射主极大公式得a +b =ϕλsin k =2.4³10-4 cm(2) 若第三级不缺级，则由光栅公式得()λϕ3sin ='+b a 由于第三级缺级，则对应于最小可能的a ，ϕ'方向应是单缝衍射第一级暗纹：两式比较，得 λϕ='sin aa = (a +b )/3=0.8³10-4 cm (3) ()λϕk b a =+sin ，(主极大)λϕk a '=sin ，(单缝衍射极小) (k ＇=1，2，3，......)因此 k =3，6，9，........缺级． 又因为k max =(a ＋b ) / λ=4, 所以实际呈现k=0，±1，±2级明纹．(k=±4在π / 2处看不到．)16. 解：由光栅衍射主极大公式得 111sin λϕk d = 222sin λϕk d =212122112132660440sin sin k k k k k k =⨯⨯==λλϕϕ 4分当两谱线重合时有 ϕ1= ϕ2即 69462321===k k ．．．．．．．两谱线第二次重合即是4621=k k ， k 1=6， k 2=4由光栅公式可知d sin60°=6λ160sin 61λ=d =3.05³10-3mm作业题 九一、选择题 1-8 ABBECBDC 二、填空题 9． 2；1/4 10． 2I 11．312． 完全（线）偏振光； 垂直于入射面； 部分偏振光 三、计算题13．解：设第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向间的夹角为θ．透过第一个偏振片后的光强 I 1＝I 0 / 2． 透过第二个偏振片后的光强为I 2，由马吕斯定律，I 2＝(I 0 /2)cos 2θ 透过第三个偏振片的光强为I 3，I 3 ＝I 2 cos 2(90°－θ ) = (I 0 / 2) cos 2θ sin 2θ = (I 0 / 8)sin 22θ 由题意知 I 3＝I 2 / 16 所以 sin 22θ = 1 / 2， ()2/2sin 211-=θ＝22.5°14．解：(1) 透过第一个偏振片的光强I 1I 1＝I 0 cos 230° ＝3 I 0 / 4 透过第二个偏振片后的光强I 2， I 2＝I 1cos 260°＝3I 0 / 16 (2) 原入射光束换为自然光，则I 1＝I 0 / 2I 2＝I 1cos 260°＝I 0 / 8 15．解：由布儒斯特定律tg i 0＝1.33 得 i 0＝53.1° 16．解：(1) 设该液体的折射率为n ，由布儒斯特定律tg i 0＝1.56 / n 得 n ＝1.56 / tg48.09°＝1.40 (2) 折射角r ＝0.5π－48.09°＝41.91° (＝41°55' )作业题(十)一、1-8 D D A C C C B C 二、9. λ/hc ; λ/h ; )/(λc h10. 3.82³103 11. 5³1014 ;212. 0.0549 三、13. 解：(1) 由 A h U e a -=ν 得 e A e h U a //-=ν e h U a /d /d =ν (恒量) 由此可知，对不同金属，曲线的斜率相同．(2) h = e tg θ 1410)0.50.10(00.2⨯--=e =6.4³10-34 J ²s 14. 解：(1) )11(2n Rhc E -=∆75.12)11(6.132=-=n eVn =4 2分(2) 可以发出λ41、λ31、λ21、λ43、λ42、λ32六条谱线． 能级图如图所示．15. 解：(1) ==λν/hc h 2.86 eV ． (2) 由于此谱线是巴耳末线系，其 k =24.32/21-==E E K eV (E 1 =－13.6 eV) νh E n E E K n +==21/ 51=+=νh E E n K ． (3) 可发射四个线系，共有10条谱线． 见图 波长最短的是由n =5跃迁到n =1的谱线．λ43 λ42 λ41λ32λ31 λ21 n =4321=5=4 =3=2=1。
吉林大学 大学物理下练习册答案
9. 一简谐振动的旋转矢量图如图所示，振幅矢量 长2cm，则该简谐振动的初相位为________ π/4 ，矢 量振动方程为________________ 。 x 0.02cos(πt π/4)
t时刻
πt π / 4 t 0 π/4
x
10. 物体的共振角频率与系统自身性质以及 阻尼大小 有关。系统的__________ 阻尼 越大， ___________ 共振时振幅值越低，共振圆频率越小。
5. 一弹簧振子作简谐振动，振幅为A，周期为T， 运动方程用余弦函数表示，若t=0时， π 。 (1)振子在负的最大位移处，则初相位为_____ (2)振子在平衡位置向正方向运动，则初相位为 _____ 。 -π 2 (3)振子在位移A/2处，向负方向运动，则初相位 π 3 。 为_____ 6. 将复杂的周期振动分解为一系列的 简谐振动之和 ____________，从而确定出该振动包含的频 率成分以及各频率对应的振幅的方法，称为 ___________ 频谱分析 。
7. 上面放有物体的平台，以每秒5周的频率沿竖直方向 作简谐振动，若平台振幅超过_______ 1cm ，物体将会脱离 平台。（g=9.8m/s2） 8. 两个同方向同频率的简谐振动，其合振动的振幅为 20cm，与第一个简谐振动的相位差为 1 π 6 若第一个简谐振动的振幅为 10 3cm 17.3cm 。则第 10cm 。第一、二个简 二个简谐振动的振幅为_________cm 谐振动的相位差1 2 为___________ 。 π/2
π x1 4 cos(2t ), 6 7π x2 3 cos(2t ) 6
则关于合振动有结论：( )
A. 振幅等于1cm，初相等于 π
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
9.在下述实验中能验证光的半波损失理论的是 （ ）
A.杨氏双缝干涉
C.洛埃镜实验
B.单缝衍射
D.光栅衍时
(二) 填空题 1.一根长为L，两端固定的弦，在弦上形成 基频驻波。弦上各点振动相位 相同 ，此 时驻波的波长是 2L 。
2.一质量为m的物体，在光滑的水平面上作简谐 振动，振幅是12cm，在距平衡位置6cm处速度 3 是24cm/s，则振动周期T为＿＿＿＿。
4.光子A的能量是光子B的两倍。则光子A的动 量是光子B的（ ）倍。 A.1/4 B.1 C. 2 D.2 p h hv
c
5. 5000 A的光沿 X轴正向传播，若光的波长不 o 确定量 10 3 A，则利用不确定关系式 X Px h 可得光的X坐标的不确定量至少为（ ）
2
1 2 1 1 2 kx m kA2 2 2 2
2 k T m
3.在波的传播路径上有A、B两点，媒质中质点均 作简谐运动，B点的位相比A点落后π/6，已知A、 B两点间距3m，振动周期为4s,则此波的波长为λ 1 36 m 9 m s ＝＿＿,波速u＝＿_ 4. 一驻波方程为y=0.5cos(πx/3)cos40 π t (x, y: cm, t: s），则形成驻波的两分波的振幅为0.25cm； 周期为0.05s；波速为120cm/s；两相邻波节间距 离为3cm。 5.已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子的 最大动能是1.2eV，而钠的红限波长是5400Å， 则入射光的波长是 3550 Å。 c c h 1.2eV h 0
2ne＋λ/2＝(2k+1)λ/2 (k=10)
玻璃衬底
玻璃衬底
2.物体在周期性外力作用下发生受迫振动，且周 期性外力的频率与物体固有频率相同。若忽略阻 力，在稳定情况下，物体的运动表现出如下特点
A. 物体振动频率与外力驱动力的频率不同， 振幅呈现有限值； B. 物体振动频率与外力驱动力的频率相同， 振幅呈现有限值； C. 物体振动频率与外力驱动力的频率不同， 振幅趋于无限大； D. 物体振动频率与外力驱动力的频率相同， 振幅趋于无限大；
综合练习题（二）
(一) 选择题
1. 如图所示，沉积在玻璃衬底上的氧化钽薄层从 A到B厚度递减，从而形成一劈尖，为测定氧化钽 薄层的厚度e，用波长为632.8nm的He-Ne激光垂 直照在薄层上，观察到楔形部分共出现11条暗条 纹，且A处恰好为暗纹位置。已知氧化钽的折射 率为2.21,玻璃的折射率为1.5，则氧化钽薄层的厚 A. 1.50µ m 氧化钽 度 e为 B. 1.57µ m A B C. 1.29µ m D. 1.43µ m
6.氢原子中核外电子所处状态的角量子数是l＝2， 其绕核运动的角动量的大小 ；该角动量的 6 空间取向可能有 5 种。
7.惠原斯引入 子波 的概念提出了惠原斯原理， 菲涅耳再用 子波相干叠加 的思想补充了惠 原斯原理，发展成了惠原斯－菲涅耳原理。 8.在单缝的夫琅和费衍射实验中，屏上第三级暗 6 个半波带， 纹对应的单缝处波面可划分为___ 若将缝宽缩小一半，原来第三级暗纹处将是 一级明 ＿＿＿纹。 a a sin 3 ; sin k ; k 1.5
( 2 2.2
2
2
P S1
S2
) ( 2 ) 2 0.1 2
2
8.一弹簧振子做简谐振动，总能量为E。若振幅增加为 原来的2倍，重物的质量增加为原来的4倍，则它的总 能量为
A. 2E
B. 4E
C. 8E
D. 16E
1 2 E kA 2
o
A 25cm B 50cm C 250cm D 500cm 2 h | p x | 2 x
6.一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质 元从最大位移处回到平衡位置过程中（ ） A.它的势能转换成动能；
B.它的动能转它把自己的能量传给相邻的一段媒质质 元，其能量逐渐减小。
7.如图所示，S1和S2为两相干波源，它们的振动 方向均垂直于图面，发出波长为 的简谐波，P点 是两列波相遇区域中的一点,已知 S1P 2 , S2 P 2.2 两列波在P点发生相消干涉，若S1的振动方程 为 y1 A cos(2t )，则S2的振动方程为( )
A y2 A cos(2t / 2) B y2 A cos(2t / 2) C y2 A cos(2t 0.1 ) D y2 A cos(2t )
固有长度l0
3.两飞船，在自己的静止参照系中测得各自的长 度均为100m。飞船1上的仪器测得飞船1的前端 驶完飞船2的全长需5/3×10-7s。两飞船的相对速 度的大小是（ ）
同地钟——固有时间t0
A. c /
6
v 1 2 c
2
B.
c / 2 C. c / 2 D. 2c / 5
l v t0
l l0
T2 k ( x x0 ) mg T1 ma m向下拉x时， T R T R J 1 2 kx a R a J T2 m R2 2 2 J k T k ( m ) 2 2 k R J m 2 R
(三) 计算题
1. 一定滑轮的半径为R，转动惯量为J，其上挂有一轻 绳，绳的一端系一质量为m的物体，绳的另一端与一 固定的轻弹簧相连，设弹簧的劲度系数为k, 绳与滑轮 间无滑动，现将物体从平衡位置拉下一微小距离后释 放。试证明此振动为简谐振动，并求周期。 解：取平衡位置为坐标原点，建立向下的x轴，如图。 在平衡位置处弹簧伸长量为x0，则 mg kx0
2
9.一电磁波在空气中通过某点时，该点 某一时刻的电场强度为E，则同时刻的磁 0 0 2 场强度H＝ E ，能流密度S＝ E 。
0
0
10.声源发出频率为100HZ的声波，声速340 米/秒。人以3.4米/秒的速度驾车背离声源而去 ，则人听到声音的频率 99 Hz。
uB v B (1 ) S u ( uB 3.4m / s u 340m / s S 100 Hz )