大学物理(马文蔚 版)高等教育出版社 作业模拟及答案
大学物理活页作业答案(全套)马文蔚(二)2024
大学物理活页作业答案(全套)马文蔚（二）引言概述:在本文中，我们将提供马文蔚的《大学物理活页作业答案(全套)》第二部分的答案。
该答案集包含了大学物理课程中的各种难题和练习题的解答，将帮助学生更好地理解和掌握物理知识。
下面将分为五个大点，详细阐述每个大点下的小点内容。
1. 力学：- 物体的运动：包括匀速直线运动、加速直线运动、自由落体等运动形式的求解方法；- 牛顿运动定律：分析力的作用、摩擦力、弹力等的计算方法；- 循环运动：旋转、圆周运动等相关知识；- 力的合成与分解：应用向量运算解决力的合成与分解问题；- 动量与能量：动量守恒定律、机械能守恒定律等的应用。
2. 热学：- 温度与热量：温标、热量的单位、热量传递等的概念和计算；- 热力学第一定律：内能和热功的关系，热机效率的计算；- 热传导：导热系数、传热方程等内容；- 热膨胀：线膨胀、面膨胀和体膨胀等相关知识；- 气体定律：理想气体状态方程、等温过程和绝热过程的分析。
3. 光学：- 光的传播：光速、光线传播的规律等；- 光的折射与反射：折射定律、反射定律的应用；- 光的干涉与衍射：双缝干涉、单缝衍射等基本原理；- 光的色散与光谱：光的色散现象、光谱的特性和应用；- 光学仪器：透镜、显微镜、望远镜等光学仪器的工作原理和使用方法。
4. 电磁学：- 静电场：库仑定律、电场强度的计算等；- 电场的能量：电场能的计算、电场的静电势和电势差的概念；- 电流和电阻：电流的计算、欧姆定律的应用；- 磁场：磁感应强度、电流在磁场中受力等基本概念；- 电磁感应：法拉第电磁感应定律、应用于电感和互感等。
5. 物理实验：- 实验仪器与测量：常用物理实验仪器的常规使用方法；- 实验技巧和数据处理：实验数据的处理与分析方法；- 实验设计和报告：实验设计的基本原则、报告撰写的要点；- 实验安全与管理：实验过程中的安全措施和实验室规章制度；- 物理实验的应用与发展：物理实验在科学研究和工程技术中的应用和发展。
大学物理学教程第二(马文蔚)练习册答案6第六章 机械波
解：
6-8 图示为平面简谐波在t=0时刻的波形图，此简谐波 的频率为250Hz，且此图中P点的运动方向向上，求： 第 （1）此波的波动方程；（2）距原点7.5m处质点的运 六 动方程与t=0时该点的振动速度。 y/m 章 解： P点的运动方向向上
习 题 分 析
6-8
波向负方向传播
0.10 0.05 O
6-9
六 章 习 题 分 析
解：
xP 0.2 m
O 0.04
P
0.2 0.4 0.6
x/m
2 0.2 y P 0.04cos[ (t ) ]m 5 0.08 2 2 3 0.04cos[ t ] m 5 2 2 x y 0.04cos[ (t ) ]m 5 0.08 2
第 六 章 习 题 分 析
6-7
y15 A cos 100 t 15 cm 2
y5 A cos 100 t 5 cm 2
解：
15 15.5
5 5.5
2 2 波源振动方程： y0 A cos t cm 2 T 2 x 波动方程：
6-11
6-11 平面简谐波的波动方程为：
第 六 章 习 题 分 析
求:(1)t=2.1s时波源及距波源0.10m两处的相位；(2)离 波源0.80m及0.30m两处的相位差。 解：（1）
y 0.08cos 4 t 2 x (SI 制)
t 2.1s, x 0处， 4 2.1 8.4
x t x y A cos[ (t ) ] A cos[ 2 π ( ) ] u T
) 14-3 已知一波动方程为 y 0.05sin(10 t 2 x)(SI ， （1）求波长、频率、波速和周期； （2）说明 x 0 第 六 时方程的意义，并作图表示。
大学物理活页答案(马文蔚 版)高等教育出版社
10.机械波单元练习（一）答案 1． B 2． C 3． B 4． 1.67m 5．0cos[()]x ly A t uωϕ-=-+ 6． 6，307． 解：（1）由波动方程可知振幅0.05m A =，角频率20πω=，/3πu ω=，则波速16.67m s u-=⋅，频率/2π10Hz νω==，波长2π2/3m uλω==。
（2）maxπ 3.14m/s A ω==≈v8． 解：（1）由图可知振幅0.1m A =，波长4m λ=，波速1100m s u -=⋅ 则2π2π/50πuT ωλ===。
又O 点初始时刻位于平衡位置且向y 轴正向运动，则由旋转矢量法可得π/2ϕ=-，因此波动方程为0.1cos[50π(/100)π/2](m)y t x =--（2）P 处质点的振动方程为0.1cos(50π3π/2)(m)y t =-9． 解：由图可知振幅0.1m A =，波长100m λ=，则角频率2π2ππuT ωλ===。
由P 点的运动方向可知波向x 轴负方向传播。
又由图可知原点O 初始时刻位于A /2处，且向y 轴负方向运动，则由旋转矢量法可得0π/3ϕ=。
则波动方程为0.1cos[π(/50)π/3](m)y t x =++10．解：（1）以A 点为坐标原点的波动方程为2310cos[3π(/30)](m) y t x -=⨯-（2）π2π2BA ABABuωϕϕλ=-=-=-则以B 点为坐标原点的波动方程为2310cos[3π(/30)π/2](m)y t x -=⨯--11.机械波单元练习（二）答案1． C 2． B 3． C 4．/2λ，π5． 550Hz ，458.3Hz 6． 0.08W/m 2 7． 解：两列波传到1S 2S 连线和延长线上任一点P 的相位差212120102ππ2πr r r r ϕϕϕλλ--∆=--=--1S 左侧各点：2110π2ππ2π6π4r r ϕλ-∆=--=--=-，振动都加强； 2S 右侧各点：2110π2ππ2π4π4r r ϕλ--∆=--=--=，振动都加强；1S 、2S 之间：2111110π2ππ2π6ππ(21)π4r r r r r k ϕλ---∆=--=--=-+=+则距1S 点为：11m,3m,5m,7m,9m r =处各点静止不动。
大学物理第七版马文蔚答案第五章
大学物理第七版马文蔚答案第五章1、39．下列关于热现象的解释正确的是（）[单选题] *A．从冰箱中拿出的雪糕冒“白气”是雪糕升华后的水蒸气液化而成的B．汽车必须熄火加油，是因为汽油在常温下易升华成蒸气，遇明火容易爆炸C．被水蒸气烫伤比沸水烫伤更严重是因为水蒸气液化时要放出热量(正确答案)D．衣柜中的樟脑丸过一段时间会变小甚至没有了，这是汽化现象2、27．下列物态变化属于液化的是（）[单选题] *A．夏天，挂在衣架上的湿衣服晾干了B．北方的冬天，水蒸气在树上形成了雾凇C．春天到来，江河中的冰化成水D．初秋的清晨，树叶上的露珠(正确答案)3、72．学习质量和密度的知识后，小明同学想用天平、量筒和水完成下列实验课题，你认为不能够完成的是（）[单选题] *A．测量牛奶的密度B．鉴别金戒指的真伪C．鉴定铜球是否空心D．测一捆铜导线的长度(正确答案)4、44．下列现象不可能出现的是（）[单选题] *A．衣柜里的樟脑丸放置很长时间后会变小B．潮湿的夏天，从冰箱里取出的啤酒瓶上会出现小水珠C．有风的天气，游泳后从水中出来会感觉冷D．冬天，戴眼镜的人从室内走到室外，眼镜上会出现小水珠(正确答案)5、一吨棉花的体积会比一吨石头的体积大很多。
下列说法中正确的是（）*A.布朗运动是悬浮在液体中固体分子所做的无规则运动B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用(正确答案)C.当液晶中电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸收强度不同(正确答案)D.当两分子间距离大于平衡位置的间距ro时，分子间的距离越大，分子势能越小6、1．与头发摩擦过的塑料尺能吸引碎纸屑。
下列与此现象所反映的原理相同的是（）[单选题] *A．行驶的汽车窗帘被吸出去B．挤压后的吸盘吸在光滑的墙上C．用干燥的双手搓开的塑料袋会吸在手上(正确答案)D．两个表面光滑的铅块挤压后吸在一起7、3．这一秒末的速度是前一秒末的速度的2倍．[判断题] *错(正确答案)8、14．自习课上，老师能根据声音辨别出哪位同学在说话，依据的是声音的（）[单选题] *A．音调B．音色(正确答案)C．响度D．频率9、人潜水的深度不能太大，这是因为大气压随着水的深度的增加而增大[判断题] *对错(正确答案)答案解析：液体压强随着水的深度的增加而增大10、行驶的汽车关闭发动机后还能行驶一段距离是因为汽车受到惯性力作用[判断题] *对错(正确答案)答案解析：汽车具有惯性11、将钢棒一端靠近验电器，若验电器金属箔没有张开，则钢棒没有磁性[判断题] *对错(正确答案)答案解析：验电器是检测物体是否带电的12、8．将耳朵贴在长铁水（管中有水）管的一端，让另外一个人敲击一下铁水管的另一端。
大学物理(上)马文蔚版 测试题及答案(1,2章)
大学物理1-1测试题及答案（第一，二章）班级： 姓名： 得分： 一、 简答题(每题5分,共20分)(1) 什么情况下可以把待研究的物体抽象为质点?不能抽象为质点时该怎么办？答：当物体运动的尺度远大于物体本身的尺寸时可将其看成质点。
若物体不能被抽象为一个质点，则可将物体分成很多部分，使得每一部分足够小，以至于可将其看成质点；这样，便可将物体看成是由若干质点组成的质点系。
(2) 什么是质点的运动方程，它与质点的瞬时速度及瞬时加速度有何关系？答：质点运动方程是质点位置矢量与时间的函数关系，即()r t 。
瞬时速度()v t 是()r t关于时间的一阶微商，即()()dr t v t dt = ；瞬时加速度()a t 是()r t关于时间的二阶微商，即22()()d r t a t dt=。
(3) 描述质点圆周运动的线量与角量有哪些，它们有何关系？答：描述质点圆周运动的线量有：路程ds 、速率v 、切向加速度t a 、法向加速度n a ；角量有：角位移d θ、角速度ω、角加速度α。
它们之间有如下关系：ds R d θ=、ds v R dtω==、t dv a R dtα==、22n va R Rω==。
(4) 什么是惯性系和非惯性系，试举例说明？牛顿定律成立的条件是什么？答：惯性系是指牛顿定律在其中严格成立的参考系，否则为非惯性系；地球、太阳就近似为惯性系。
牛顿定律成立的条件是：针对宏观低速运动的物体；针对惯性系中的质点。
二、 选择题(每题4分,共20分)（1）下列说法正确的是：（ D ）(A)加速度恒定不变时，物体的运动方向也不变 (B)平均速率等于平均速度的大小 (C)当物体的速度为零时，加速度必定为零(D)质点作曲线运动时，其速度大小的变化产生切向加速度，速度方向变化产生法向加速度（2）质点作曲线运动，r表示位置矢量，v 表示速度，a 表示加速度，s 表示路程。
对下列表达式，[1]dv dt a = [2]dr dt v = [3]ds dt v = [4]dv dt a =下述判断正确的是( C )(A) [1]、[4]正确 (B) [2]、[4]正确 (C) [3]、[4]正确 (D) 只有[3]正确 （3）在升降机天花板上拴有轻绳，其下端系一重物，当升降机以加速度a 1上升时，绳中的张力正好等于绳子所能承受的最大张力的一半，问升降机以多大加速度上升时，绳子刚好被拉断？（ C ） (A) 2a 1． (B) 2(a 1+g )． (C) 2a 1＋g ． (D) a 1＋g ．（4）如图所示，一轻绳跨过一个定滑轮，两端各系一质量分别为1m 和2m 的重物，且12m m >。
大学物理（第五版）课后习题答案
面向21 世纪课程教材学习辅导书习题分析与解答马文蔚主编殷实沈才康包刚编高等教育出版社前言本书是根据马文蔚教授等改编的面向21世纪课程教材《物理学》第五版一书中的习题而作的分析与解答。
与上一版相比本书增加了选择题更换了约25的习题。
所选习题覆盖了教育部非物理专业大学物理课程教学指导分委员会制定的《非大学物理课程教学基本要求讨论稿》中全部核心内容并选有少量扩展内容的习题所选习题尽可能突出基本训练和联系工程实际。
此外为了帮助学生掌握求解大学物理课程范围内的物理问题的思路和方法本书还为力学、电磁学、波动过程和光学热物理、相对论和量子物理基础等撰写了涉及这些内容的解题思路和方法以期帮助学生启迪思维提高运用物理学的基本定律来分析问题和解决问题的能力。
物理学的基本概念和规律是在分析具体物理问题的过程中逐步被建立和掌握的解题之前必须对所研究的物理问题建立一个清晰的图像从而明确解题的思路。
只有这样才能在解完习题之后留下一些值得回味的东西体会到物理问题所蕴含的奥妙和涵义通过举一反三提高自己分析问题和解决问题的能力。
有鉴于此重分析、简解答的模式成为编写本书的指导思想。
全书力求在分析中突出物理图像引导学生以科学探究的态度对待物理习题初步培养学生―即物穷理‖的精神通过解题过程体验物理科学的魅力和价值尝试―做学问‖的乐趣。
因此对于解题过程本书则尽可能做到简明扼要让学生自己去完成具体计算编者企盼这本书能对学生学习能力的提高和科学素质的培养有所帮助。
本书采用了1996 年全国自然科学名词审定委员会公布的《物理学名词》和中华人民共和国国家标准GB3100 3102 -93 中规定的法定计量单位。
本书由马文蔚教授主编由殷实、沈才康、包刚、韦娜编写西北工业大学宋士贤教授审阅了全书并提出了许多详细中肯的修改意见在此编者致以诚挚的感谢。
由于编者的水平有限敬请读者批评指正。
编者2006 年1 月于南京目录第一篇力学求解力学问题的基本思路和方法第一章质点运动学第二章牛顿定律第三章动量守恒定律和能量守恒定律第四章刚体的转动第二篇电磁学求解电磁学问题的基本思路和方法第五章静电场第六章静电场中的导体与电介质第七章恒定磁场第八章电磁感应电磁场第三篇波动过程光学求解波动过程和光学问题的基本思路和方法第九章振动第十章波动第十一章光学第四篇气体动理论热力学基础求解气体动理论和热力学问题的基本思路和方法第十二章气体动理论第十三章热力学基础第五篇近代物理基础求解近代物理问题的基本思路和方法第十四章相对论第十五章量子物理附录部分数学公式第一篇力学求解力学问题的基本思路和方法物理学是一门基础学科它研究物质运动的各种基本规律由于不同运动形式具有不同的运动规律从而要用不同的研究方法处理力学是研究物体机械运动规律的一门学科而机械运动有各种运动形态每一种形态和物体受力情况以及初始状态有密切关系掌握力的各种效应和运动状态改变之间的一系列规律是求解力学问题的重要基础但仅仅记住一些公式是远远不够的求解一个具体物理问题首先应明确研究对象的运动性质选择符合题意的恰当的模型透彻认清物体受力和运动过程的特点等等根据模型、条件和结论之间的逻辑关系运用科学合理的研究方法进而选择一个正确简便的解题切入点在这里思路和方法起着非常重要的作用1正确选择物理模型和认识运动过程力学中常有质点、质点系、刚体等模型每种模型都有特定的含义适用范围和物理规律采用何种模型既要考虑问题本身的限制又要注意解决问题的需要例如用动能定理来处理物体的运动时可把物体抽象为质点模型而用功能原理来处理时就必须把物体与地球组成一个系统来处理再如对绕固定轴转动的门或质量和形状不能不计的定滑轮来说必须把它视为刚体并用角量和相应规律来进行讨论在正确选择了物理模型后还必须对运动过程的性质和特点有充分理解如物体所受力矩是恒定的还是变化的质点作一般曲线运动还是作圆周运动等等以此决定解题时采用的解题方法和数学工具2.叠加法叠加原理是物理学中应用非常广泛的一条重要原理据此力学中任何复杂运动都可以被看成由几个较为简单运动叠加而成例如质点作一般平面运动时通常可以看成是由两个相互垂直的直线运动叠加而成而对作圆周运动的质点来说其上的外力可按运动轨迹的切向和法向分解其中切向力只改变速度的大小而法向力只改变速度的方向对刚体平面平行运动来说可以理解为任一时刻它包含了两个运动的叠加一是质心的平动二是绕质心的转动运动的独立性和叠加性是叠加原理中的两个重要原则掌握若干基本的简单运动的物理规律再运用叠加法就可以使我们化―复杂‖为―简单‖此外运用叠加法时要注意选择合适的坐标系选择什么样的坐标系就意味着运动将按相应形式分解在力学中对一般平面曲线运动多采用平面直角坐标系平面圆周运动多采用自然坐标系而对刚体绕定轴转动则采用角坐标系等等叠加原理在诸如电磁学振动、波动等其他领域内都有广泛应用是物理学研究物质运动的一种基本思想和方法需读者在解题过程中不断体会和领悟3.类比法有些不同性质运动的规律具有某些相似性理解这种相似性产生的条件和遵从的规律有利于发现和认识物质运动的概括性和统一性而且还应在学习中善于发现并充分利用这种相似性以拓宽自己的知识面例如质点的直线运动和刚体绕定轴转动是两类不同运动但是运动规律却有许多可类比和相似之处如txddv 与tθωdd taddv 与tωαdd 其实它们之间只是用角量替换了相应的线量而已这就可由比较熟悉的公式联想到不太熟悉的公式这种类比不仅运动学有动力学也有如maF 与JαM0dvvmmtF 与0dLωJωtM 2022121dvvmmxF 与2022121dωJωJθM 可以看出两类不同运动中各量的对应关系十分明显使我们可以把对质点运动的分析方法移植到刚体转动问题的分析中去当然移植时必须注意两种运动的区别一个是平动一个是转动状态变化的原因一个是力而另一个是力矩此外还有许多可以类比的实例如万有引力与库仑力、静电场与稳恒磁场电介质的极化与磁介质的磁化等等只要我们在物理学习中善于归纳类比就可以沟通不同领域内相似物理问题的研究思想和方法并由此及彼触类旁通4微积分在力学解题中的运用微积分是大学物理学习中应用很多的一种数学运算在力学中较为突出也是初学大学物理课程时遇到的一个困难要用好微积分这个数学工具首先应在思想上认识到物体在运动过程中反映其运动特征的物理量是随时空的变化而变化的一般来说它们是时空坐标的函数运用微积分可求得质点的运动方程和运动状态这是大学物理和中学物理最显著的区别例如通过对质点速度函数中的时间t 求一阶导数就可得到质点加速度函数另外对物理量数学表达式进行合理变形就可得出新的物理含义如由tddav借助积分求和运算可求得在t1 -t2 时间内质点速度的变化同样由tddvr也可求得质点的运动方程以质点运动学为例我们可用微积分把运动学问题归纳如下第一类问题已知运动方程求速度和加速度第二类问题已知质点加速度以及在起始状态时的位矢和速度可求得质点的运动方程在力学中还有很多这样的关系读者不妨自己归纳整理一下从而学会自觉运用微积分来处理物理问题运用时有以下几个问题需要引起大家的关注1 运用微积分的物理条件在力学学习中我们会发现ta0vv和2021ttarv等描述质点运动规律的公式只是式tt0ddavvv0和式tttrdd000arv在加速度a为恒矢量条件下积分后的结果此外在高中物理中只讨论了一些质点在恒力作用下的力学规律和相关物理问题而在大学物理中则主要研究在变力和变力矩作用下的力学问题微积分将成为求解上述问题的主要数学工具2 如何对矢量函数进行微积分运算我们知道很多物理量都是矢量如力学中的r、v、a、p 等物理量矢量既有大小又有方向从数学角度看它们都是―二元函数‖在大学物理学习中通常结合叠加法进行操作如对一般平面曲线运动可先将矢量在固定直角坐标系中分解分别对x、y 轴两个固定方向的分量可视为标量进行微积分运算最后再通过叠加法求得矢量的大小和方向对平面圆周运动则可按切向和法向分解对切线方向上描述大小的物理量a 、v、s 等进行微积分运算3 积分运算中的分离变量和变量代换问题以质点在变力作用下作直线运动为例如已知变力表达式和初始状态求质点的速率求解本问题一条路径是由F m a 求得a的表达式再由式dv adt 通过积分运算求得v其中如果力为时间t 的显函数则a at此时可两边直接积分即ttta0ddvvv0但如果力是速率v 的显函数则a av此时应先作分离变量后再两边积分即tta0dd1vvvv0又如力是位置x 的显函数则aax此时可利用txddv得vxtdd并取代原式中的dt再分离变量后两边积分即xxtxa0ddvvvv0 用变量代换的方法可求得vx表达式在以上积分中建议采用定积分下限为与积分元对应的初始条件上限则为待求量5.求解力学问题的几条路径综合力学中的定律可归结为三种基本路径即1 动力学方法如问题涉及到加速度此法应首选运用牛顿定律、转动定律以及运动学规律可求得几乎所有的基本力学量求解对象广泛但由于涉及到较多的过程细节对变力矩问题还将用到微积分运算故计算量较大因而只要问题不涉及加速度则应首先考虑以下路径2 角动量方法如问题不涉及加速度但涉及时间此法可首选3 能量方法如问题既不涉及加速度又不涉及时间则应首先考虑用动能定理或功能原理处理问题当然对复杂问题几种方法应同时考虑此外三个守恒定律动量守恒、能量守恒、角动量守恒定律能否成立往往是求解力学问题首先应考虑的问题总之应学会从不同角度分析与探讨问题以上只是原则上给出求解力学问题一些基本思想与方法其实求解具体力学问题并无固定模式有时全靠―悟性‖但这种―悟性‖产生于对物理基本规律的深入理解与物理学方法掌握之中要学会在解题过程中不断总结与思考从而使自己分析问题的能力不断增强第一章质点运动学1 -1 质点作曲线运动在时刻t 质点的位矢为r速度为v 速率为vt 至t Δt时间内的位移为Δr 路程为Δs 位矢大小的变化量为Δr 或称Δ r 平均速度为v平均速率为v 1 根据上述情况则必有 A Δr Δs Δr B Δr ≠ Δs ≠ Δr当Δt→0 时有 dr ds ≠ dr C Δr ≠ Δr ≠ Δs当Δt→0 时有 dr dr ≠ ds D Δr ≠ Δs ≠ Δr当Δt→0 时有 dr dr ds 2 根据上述情况则必有 A v v v v B v ≠v v ≠ v C v v v ≠ v D v ≠v v v分析与解1 质点在t 至t Δt 时间内沿曲线从P 点运动到P′点各量关系如图所示其中路程Δs PP′ 位移大小Δr PP′而Δr r - r 表示质点位矢大小的变化量三个量的物理含义不同在曲线运动中大小也不相等注在直线运动中有相等的可能但当Δt→0 时点P′无限趋近P 点则有 dr ds但却不等于dr故选B 2 由于 Δr ≠Δs故tstΔΔΔΔr即 v ≠v 但由于 dr ds故tstddddr即 v v由此可见应选C 1 -2 一运动质点在某瞬时位于位矢rxy的端点处对其速度的大小有四种意见即1trdd 2tddr 3tsdd 422ddddtytx 下述判断正确的是 A 只有12正确B 只有2正确 C 只有23正确 D 只有34正确分析与解trdd表示质点到坐标原点的距离随时间的变化率在极坐标系中叫径向速率通常用符号vr表示这是速度矢量在位矢方向上的一个分量tddr表示速度矢量在自然坐标系中速度大小可用公式tsddv计算在直角坐标系中则可由公式22ddddtytxv求解故选D 1 -3 质点作曲线运动r 表示位置矢量v表示速度a表示加速度s 表示路程a 表示切向加速度对下列表达式即1d v /dt a2dr/dt v3ds/dt v4d v /dt a 下述判断正确的是A 只有1、4是对的B 只有2、4是对的C 只有2是对的D 只有3是对的分析与解tddv表示邢蚣铀俣萢 它表示速度大小随时间的变化率是加速度矢量沿速度方向的一个分量起改变速度大小的作用trdd在极坐标系中表示径向速率vr如题1 -2 所述tsdd在自然坐标系中表示质点的速率v而tddv表示加速度的大小而不是切向加速度a 因此只有3 式表达是正确的故选D 1 -4 一个质点在做圆周运动时则有 A 切向加速度一定改变法向加速度也改变B 切向加速度可能不变法向加速度一定改变C 切向加速度可能不变法向加速度不变D 切向加速度一定改变法向加速度不变分析与解加速度的切向分量a 起改变速度大小的作用而法向分量an起改变速度方向的作用质点作圆周运动时由于速度方向不断改变相应法向加速度的方向也在不断改变因而法向加速度是一定改变的至于a 是否改变则要视质点的速率情况而定质点作匀速率圆周运动时a 恒为零质点作匀变速率圆周运动时a 为一不为零的恒量当a 改变时质点则作一般的变速率圆周运动由此可见应选B 1 -5 如图所示湖中有一小船有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动设该人以匀速率v0 收绳绳不伸长且湖水静止小船的速率为v则小船作 A 匀加速运动θcos0vv B 匀减速运动θcos0vv C 变加速运动θcos0vv D 变减速运动θcos0vv E 匀速直线运动0vv 分析与解本题关键是先求得小船速度表达式进而判断运动性质为此建立如图所示坐标系设定滑轮距水面高度为ht 时刻定滑轮距小船的绳长为l则小船的运动方程为22hlx其中绳长l 随时间t 而变化小船速度22ddddhltlltxv式中tldd表示绳长l随时间的变化率其大小即为v0代入整理后为θlhlcos/0220vvv方向沿x 轴合蛴伤俣缺泶锸娇膳卸闲〈 鞅浼铀僭硕 恃 讨论有人会将绳子速率v0按x、y 两个方向分解则小船速度θcos0vv这样做对吗1 -6 已知质点沿x 轴作直线运动其运动方程为32262ttx式中x 的单位为mt 的单位为s求1 质点在运动开始后4.0 s内的位移的大小 2 质点在该时间内所通过的路程3 t4 s时质点的速度和加速度分析位移和路程是两个完全不同的概念只有当质点作直线运动且运动方向不改变时位移的大小才会与路程相等质点在t 时间内的位移Δx 的大小可直接由运动方程得到0Δxxxt而在求路程时就必须注意到质点在运动过程中可能改变运动方向此时位移的大小和路程就不同了为此需根据0ddtx来确定其运动方向改变的时刻tp 求出0 tp 和tp t 内的位移大小Δx1 、Δx2 则t 时间内的路程21xxs如图所示至于t 4.0 s 时质点速度和加速度可用txdd和22ddtx两式计算解 1 质点在4.0 s内位移的大小m32Δ04xxx 2 由0ddtx 得知质点的换向时刻为s2pt t0不合题意则m0.8Δ021xxx m40Δ242xxx 所以质点在4.0 s时间间隔内的路程为m48ΔΔ21xxs 3 t4.0 s时1s0.4sm48ddttxv2s0.422m.s36ddttxa 1 -7 一质点沿x 轴方向作直线运动其速度与时间的关系如图a所示设t0 时x0试根据已知的v-t 图画出a-t 图以及x -t 图分析根据加速度的定义可知在直线运动中v-t曲线的斜率为加速度的大小图中AB、CD 段斜率为定值即匀变速直线运动而线段BC 的斜率为0加速度为零即匀速直线运动加速度为恒量在a-t 图上是平行于t 轴的直线由v-t 图中求出各段的斜率即可作出a-t 图线又由速度的定义可知x-t 曲线的斜率为速度的大小因此匀速直线运动所对应的x -t 图应是一直线而匀变速直线运动所对应的x–t 图为t 的二次曲线根据各段时间内的运动方程xxt求出不同时刻t 的位置x采用描数据点的方法可作出x-t 图解将曲线分为AB、BC、CD 三个过程它们对应的加速度值分别为2sm20ABABABttavv 匀加速直线运动0BCa 匀速直线运动2sm10CDCDCDttavv 匀减速直线运动根据上述结果即可作出质点的a-t 图图B 在匀变速直线运动中有2021ttxxv 由此可计算在0 2 和4 6 时间间隔内各时刻的位置分别为用描数据点的作图方法由表中数据可作0 2 和4 6 时间内的x -t 图在2 4 时间内质点是作1sm20v的匀速直线运动其x -t 图是斜率k20的一段直线图c 1 -8 已知质点的运动方程为jir222tt式中r 的单位为mt 的单位为 求 1 质点的运动轨迹2 t 0 及t 2 时质点的位矢3 由t 0 到t 2 内质点的位移Δr 和径向增量Δr 4 2 内质点所走过的路程s 分析质点的轨迹方程为y fx可由运动方程的两个分量式xt和yt中消去t 即可得到对于r、Δr、Δr、Δs 来说物理含义不同可根据其定义计算其中对s的求解用到积分方法先在轨迹上任取一段微元ds则22dddyxs最后用ssd积分求 解1 由xt和yt中消去t 后得质点轨迹方程为2412xy 这是一个抛物线方程轨迹如图a所示2 将t 0 和t 2 分别代入运动方程可得相应位矢分别为jr20 jir242 图a中的P、Q 两点即为t 0 和t 2 时质点所在位置3 由位移表达式得jijirrr24Δ020212yyxx 其中位移大小m66.5ΔΔΔ22yxr 而径向增量m47.2ΔΔ2020222202yxyxrrrr 4 如图B所示所求Δs 即为图中PQ段长度先在其间任意处取AB 微元ds则22dddyxs由轨道方程可得xxyd21d代入ds则2 内路程为m91.5d4d402xxssQP 1 -9 质点的运动方程为23010ttx 22015tty 式中xy 的单位为mt 的单位为 试求1 初速度的大小和方向2 加速度的大小和方向分析由运动方程的分量式可分别求出速度、加速度的分量再由运动合成算出速度和加速度的大小和方向解 1 速度的分量式为ttxx6010ddv ttyy4015ddv 当t 0 时vox -10 m· -1voy 15 m· -1 则初速度大小为120200sm0.18yxvvv 设vo与x 轴的夹角为α则23tan00xyαvv α123°41′ 2 加速度的分量式为2sm60ddtaxxv 2sm40ddtayyv 则加速度的大小为222sm1.72yxaaa 设a 与x 轴的夹角为β则32tanxyaaβ β-33°41′或326°19′ 1 -10 一升降机以加速度1.22 m· -2上升当上升速度为2.44 m· -1时有一螺丝自升降机的天花板上松脱天花板与升降机的底面相距2.74 m计算1螺丝从天花板落到底面所需要的时间2螺丝相对升降机外固定柱子的下降距离分析在升降机与螺丝之间有相对运动的情况下一种处理方法是取地面为参考系分别讨论升降机竖直向上的匀加速度运动和初速不为零的螺丝的自由落体运动列出这两种运动在同一坐标系中的运动方程y1 y1t和y2 y2t并考虑它们相遇即位矢相同这一条件问题即可解另一种方法是取升降机或螺丝为参考系这时螺丝或升降机相对它作匀加速运动但是此加速度应该是相对加速度升降机厢的高度就是螺丝或升降机运动的路程解1 1 以地面为参考系取如图所示的坐标系升降机与螺丝的运动方程分别为20121attyv 20221gtthyv 当螺丝落至底面时有y1 y2 即20202121gtthattvv s705.02aght 2 螺丝相对升降机外固定柱子下降的距离为m716.021202gttyhdv 解2 1以升降机为参考系此时螺丝相对它的加速度大小a′g a螺丝落至底面时有2210tagh s705.02aght 2 由于升降机在t 时间内上升的高度为2021atthv 则m716.0.。
大学物理(马文蔚版)高等教育出版社作业模拟及答案
期末考试模拟试题一、判断题：〔10⨯1=10分〕1. 质点作圆周运动时，加速度方向一定指向圆心。
〔 〕 2．根据热力学第二定律，不可能把吸收的热量全部用来对外做功 〔 〕 3. 刚体的转动惯量与转轴的位置有关。
〔 〕 4. 刚体所受合外力矩为零，其合外力不一定为零。
〔 〕 5. 静电场中的导体是等势体 。
〔 〕 6. 平衡态下分子的平均动能为kT 23〔 〕 7. 绝热过程中没有热量传递，系统的温度不变。
〔 〕 8. 最概然速率就是分子运动的最大速率。
〔 〕 9. 电场强度为零的点的电势一定为零 。
〔 〕 10.真空中电容器极板上电量不同时，电容值不变。
〔 〕 二、选择题：〔1836=⨯分〕1. 某质点的运动学方程为3536t t x -+=，那么该质点作〔 〕〔A 〕匀加速直线运动，加速度为正值； 〔B 〕匀加速直线运动，加速度为负值； 〔C 〕变加速直线运动，加速度为正值； 〔D 〕变加速直线运动，加速度为负值。
2. 质点作匀速率圆周运动，它的〔 〕〔A 〕切向加速度的大小和方向都在变化； 〔B 〕法向加速度的大小和方向都在变化； 〔C 〕法向加速度的方向变化，大小不变； 〔D 〕切向加速度的方向不变，大小变化。
3. 两容积不等的容器内分别盛有可视为理想气体的氦气和氮气，假设它们的压强和温度相同，那么两气体〔 〕〔A 〕单位体积内的分子数必相同； 〔B 〕单位体积内的质量必相同； 〔C 〕单位体积内分子的平均动能必相同； 〔D 〕单位体积内气体的内能必相同。
4. 摩尔数相同，分子自由度不同的两种理想气体，从同一初态开始等压膨胀到同一末态时，两气体〔 〕〔A 〕从外界吸热相同； 〔B 〕对外界作功相同； 〔C 〕内能增量相同； 〔D 〕上述三量均相同。
5．如下图，在封闭的球面S 内的A 点和B 点分别放置q+和q-电荷，且OA=OB，P点为球面上的一点，那么〔 〕〔A 〕0≠p E ，⎰=⋅Sd 0S E ；〔B 〕0=p E ，⎰≠⋅Sd 0S E ；〔C 〕0≠p E ；⎰≠⋅Sd 0S E ；〔D 〕0=p E ，⎰=⋅Sd 0S E 。
大学物理学第二(马文蔚)练习册答案5第五章 机械振动答辩
1 T
10(Hz) t 2s 时
4
5-5 v dx 2 sin(20t 4 )(SI )
x 7.07102 m
dt
4
v 4.44m/ s
a dv 40 2 cos(20t )(SI ) a 279m / s2
5-17
x2
Байду номын сангаас
2Ep
m 2
0.5104 m2
x 7.1103 m
（4）x A 2
Ep
1 2
kx2
1 8
kA2
1 4
Ep max
1 4
E
Ek
3 4
E
14
5-19 已知两同方向同频率的简谐运动的运动方程分别
为 x1 0.05cos(10t 0.75 )(SI ),
v0
m1 m1 m2
v
1(m
/
s)
x0 0
k 40(s1)
A
m1 m2
A
x02
v0
2
2.5102 (m)
2
x/m
11
5-15 如图所示，质量为 1.00102 kg 的子弹，以500m/s
的速度射入并嵌在木块中，同时使弹簧压缩从而作简
（4） 2 / 3 x 2.0102 cos(4 t 32 )m
3
2
5-9 有一弹簧，当其下端挂一质量为m的物体的时，其
伸长量为9.8cm，若使物体上下振动，且规定向下为正
- 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)。
期末考试模拟试题一、判断题：（10⨯1=10分）1. 质点作圆周运动时，加速度方向一定指向圆心。
（ ） 2．根据热力学第二定律，不可能把吸收的热量全部用来对外做功 （ ） 3. 刚体的转动惯量与转轴的位置有关。
（ ） 4. 刚体所受合外力矩为零，其合外力不一定为零。
（ ） 5. 静电场中的导体是等势体 。
（ ） 6. 平衡态下分子的平均动能为kT 23（ ） 7. 绝热过程中没有热量传递，系统的温度不变。
（ ） 8. 最概然速率就是分子运动的最大速率。
（ ） 9. 电场强度为零的点的电势一定为零 。
（ ） 10.真空中电容器极板上电量不同时，电容值不变。
（ ） 二、选择题：（1836=⨯分）1. 某质点的运动学方程为3536t t x -+=，则该质点作（ ）（A ）匀加速直线运动，加速度为正值； （B ）匀加速直线运动，加速度为负值； （C ）变加速直线运动，加速度为正值； （D ）变加速直线运动，加速度为负值。
2. 质点作匀速率圆周运动，它的（ ）（A ）切向加速度的大小和方向都在变化； （B ）法向加速度的大小和方向都在变化； （C ）法向加速度的方向变化，大小不变； （D ）切向加速度的方向不变，大小变化。
3. 两容积不等的容器内分别盛有可视为理想气体的氦气和氮气，若它们的压强和温度相同，则两气体（ ）（A ）单位体积内的分子数必相同； （B ）单位体积内的质量必相同； （C ）单位体积内分子的平均动能必相同； （D ）单位体积内气体的内能必相同。
4. 摩尔数相同，分子自由度不同的两种理想气体，从同一初态开始等压膨胀到同一末态时，两气体（ ）（A ）从外界吸热相同； （B ）对外界作功相同； （C ）内能增量相同； （D ）上述三量均相同。
5．如图所示，在封闭的球面S 内的A 点和B 点分别放置q +和q -电荷，且OA=OB ，P 点为球面上的一点，则（ ）（A ）0≠p E ，⎰=⋅Sd 0S E ；（B ）0=p E ，⎰≠⋅S d 0S E ；（C ）0≠p E ；⎰≠⋅S d 0S E ；（D ）0=p E ，⎰=⋅S d 0S E 。
6. 平行板电容器充电后与电源断开，然后将其间充满均匀介质，则电容C 和电压U 的变化情况是（ ）（A ）C 减小，U 增大； （B ）C 增大，U 减小； （C ）C 减小，U 减小； （D ）C 增大，U 增大；三、填空题：（32216=⨯分）1. 一质点速度矢量为j i v t t 55+=m ·s -1，若0=t 时质点在j r 20=位置，则任意时刻的加速度矢量为 ，t 时刻的位置矢量为 ，质点做的是 运动2. 如图所示，1mol 单原子分子理想气体从初态),(V P A 开始沿图中直线变到末态)2,2(V P B 时，其内能改变量为 ；从外界吸热为 ；对外界作功为 。
3. 气体分子在一个自由度上的平均能量是 ，分子的平均平动动能为 ，自由度数为i 的1摩尔的理想气体其内能为4. 带电导体球壳（内半径1R ，外半径为2R ），带电量为q ，则21~R R 壳内的场强为 ，外部距球心r 处的电势为 ，壳内外表面的电势差为5. 如图为气体分子速率分布曲线，其中N 为气体分子总数，以N 和0V 表示a ，则a = 。
0～2V 内的分子数为 ，0～20V 内的)(v f 为6、在某惯性系中同时发生的两件事相距2m ，另一个惯性系沿此距离方向以c 6.0的速度相对于此惯性系运动，在这个惯性系中会观察到两事件相距 四、计算题：（40分）1. 质量为m ，以速度0v 运动的物体，所受阻力为kv f =，求其速度降至20v 时所需要的时间（6分）2、长为l 的均匀细棒，一端悬于O 点，另一端自由下垂，如图。
一子弹以速度0v 水平射入杆的下端，并嵌入杆中。
设子弹的质量为m ，杆的质量为M ，求杆和子弹共同获得的角速度。
（6分）3. 1mol 理想气体在400K 与300K 的高低温热源间完成一次卡诺循环，在400K 等温线上，气体起始体积为0.0010m 3，终态体积为0.0050m 3。
求循环效率；气体从高温热源吸收的热和向低温热源放出的热的大小；气体对外界所作的功。
(8分）4. 一均匀带电导线（带电线密度为λ），弯曲如图形状，圆弧半径为a ，a CD AB ==，求O 点处的电势。
(8分)5. 一不稳定粒子静止时存在时间为8102-⨯s ，以后即衰变为其它粒子。
若它以0.5C 的速度运动，则其存在时间将变为多少衰变为其它粒子之前走了多少距离（8103⨯=c 1-⋅s m ）(6分)6、质量为2g 的子弹，在枪筒中受推力的表达式为x F 98000400-=（SI 制），（x 为枪筒中子弹距弹出点的距离）若枪筒长度为0.45m ，求子弹离开枪口时的速率。
（6分）期末考试模拟试题答案一、判断题：1. ×2. ×3. √4. √5. √6. ×7.×8.×9. × 10. √ 二、选择题:1. D2. C3. A4. B5. A6. B 三、填空题：1. j i 55+， j i )225(2522++t t ， 匀加速2. PV 29 ，PV 6 ，PV 233. kT 21 ， kT 23 ， RT i24. 0=E ， rq V 04πε=， 05.034V N ， N 32， 034V 6. 2.5m 四、计算题： 1. 解：dt dv mkv =- kvdvm dt -=⎰⎰-=2000v v tkv dv mdt 2ln kmt = 2. 解 ωω)31()(220ml Ml J J l mv m M +=+=mlMl mv 330+=ω3、解：312111035.50010.00050.0ln 40031.8ln⨯=⨯⨯==V V RT Q J 常用物理常数Km b K m W s J h ma A m T m F kgm C e K J k K mol J R mol N s m c e .10897.2)....../(1067.5.....1063.61029.5....../.104......./1085.81011.9..........10602.1........./1038.1)./(31.8........../1002.6........../100.334283411070120311*******---------⨯=⨯=⨯=⨯=⨯=⨯=⨯=⨯=⨯==⨯=⨯=σπμε25400300400121=-=-=T T T η﹪ 3311034.11035.525.0⨯=⨯⨯=⋅=Q W ηJ 33121034.11035.5⨯-⨯=-=W Q Q4. 解：半圆环：00144ελπελπ==⎰aa dl V直线：2ln 4)(4002πελπελ=+=⎰ax a dxV 2ln 2420021πελελ+=+=V V V 5. 解：8282103.2)5.0(1102)(1--⨯=-⨯=-=cc cv ττs5.35.0=⋅=τc S m6、解 245.0021mv Fdx =⎰2345.0010221]98000400[v dx x -⨯⨯=-⎰1s m 300-⋅=v期末考试模拟试题一、判断题：（10分）（每题1分、对的打‘√’、错的打‘×’）1. 只考虑物体平动时，可将其当作质点。
（ ）2. 作用力与反作用力一定是同种性质的力。
（ ）3. 机械能为零的物体速度一定为零。
（ ）4. 物体的转动惯量只与物体的质量大小和质量分布有关。
（ ）5. 在一惯性系同时发生的两事件，在另一惯性系中也一定同时发生。
（ ）6. 系统经历一循环过程回到初态，系统内能不变。
（ ）7. 由热力学第二定律知，系统吸收的热量不能全部用来对外作功。
（ ）8. 在同一温度下，不同气体分子的平均平动动能不相等。
（ ）9. 静电场中电场线不会相交。
（ ） 10.静电平衡时，导体表面处的电场强度方向与导体表面垂直。
（ ）二、填空题：（32分）（每空2分）1. 已知质点的位置矢量为j i r 223t t +=，则其速度矢量为 ，加速度矢量为 。
2. 一卡诺热机效率为40﹪，低温热源温度为300K 。
若保持高温热源温度不变，低温热源温度降低 ，热机效率为50﹪；若保持低温热源温度不变，高温热源温度升高 ，热机效率为50﹪。
3. 物体从光滑的斜面顶端由静止开始滑到底端的速率为v ，则它经过斜面中点的速率为 。
4. 某人测得一棒静止时长为l ，质量为m ，于是求得此棒线密度lm=λ。
假定此棒以速率v 在棒长方向上运动，此人再测得棒的长度为 ，质量为 ，线密度为 。
3. 力所做的功仅仅依赖于受力质点的始末位置，与质点经过的 无关 ，这种力称为保守力。
万有引力是 ，摩擦力是 。
6. 一定质量的某种理想气体，分子质量为m ，其分子速率遵守麦克斯韦速率分布,在温度为T 的平衡态下，方均根速率为 、最概然速率为 。
7. 一带电量为Q ±的平板电容器，极板面积为S ，间距为d 。
中间为真空时其电容值为，中间充以相对电容率为r ε的电介质后其电容值 ，极板间电场强度为 。
三、选择题：（18分）（每题3分）1. 两瓶不同种类的理想气体，它们的分子数密度不同，但分子的平均平动动能相同，则它们的 （ ）（A ）内能一定相同；（B ）分子的平均动能一定相同； （C ）压强一定相同； （D ）温度一定相同。
2. 在高台上分别沿水平方向和竖直方向以同样的速率投出两颗石子，忽略空气阻力，他们落地时速度 （ ）（A ）大小不同，方向不同； （B ）大小相同，方向不同；（C ）大小不同，方向相同； （D ）大小相同，方向相同。
3. 一点电荷在电场中某点所受的电场力为零，则该点（ ）（A ）场强一定为零，电势一定为零； （B ）场强不一定为零，电势一定为零； （C ）场强一定为零，电势不一定为零； （D ）场强不一定为零，电势不一定为零。
4. 1mol 理想气体从V P -图上初态a 分别经历（1）或（2）过程到达末态b （如图1所示）。
已知b a T T <，则这两过程中气体吸收的热量1Q 和2Q 的关系是（ ） （A ）021>>Q Q （B ）021<<Q Q （C ）012>>Q Q （D ）012<<Q Q图1图25. 在场强为E 的均匀静电场中取一半球面，其半径为R ，E 的方向和半球面的轴平行（如图2所示）。
求通过这个半球面的电场强度通量（ ）（A ）E R 2π （B ）E R 22π （C ）E R 22π （D ）E R 222π 6. 下列说法正确的是 （ ）（A ）质点作圆周运动时的加速度一定指向圆心； （B ）匀速圆周运动的加速度为一恒矢量； （C ）只有法向加速度的运动一定是圆周运动； （D ）只有切向加速度的运动一定是直线运动。