东华理工大学物理练习册答案

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东华理工大学 物理练习试卷答案 动量与动量守恒

东华理工大学 物理练习试卷答案 动量与动量守恒
m M 图6
mv 2 f t
由牛顿第三定律,小球以此力作用于M,其方向向下, 对M,由牛顿第二定律,在竖直方向上
N Mg f 0
N Mg f
又由牛顿第三定律,M给地面的平均作用力也为 mv 2 F f Mg Mg 方向竖直向下 t
(2) 同理,M受到小球的水平方向冲力大小应为
动量与动量守恒 1、质量为m的铁锤竖直落下,打在木桩上并停下,设打 击时间为t,打击前铁锤速率为v,则在打击木桩的时 间内,铁锤所受平均合外力的大小为 (A) mv/t. (B) mv/ t-mg. (C) mv/ t+mg. (D) 2mv/t. 【 A 】 2、粒子B的质量是粒子A的质量的4倍,开始时粒子A 的速度为(3i+4j), 粒子B的速度为(2i-7j),由于两者 的相互作用, 粒子A的速度变为(7i-4j),此时粒子B 的速度等于 (A) i-5j . (B) 2i-7j . (C) 0. (D) 5i-3 【A 】
v
解:
mv 0 mv cos MV cos 0 mv sin MV sin v0 sin v sin( ) V mv 0 sin M sin( )
v0

V
作用下,从静止开始运动,式中 i 为方向一定的单位矢 量, 则当t=1 s时物体的速度v =______ 2 i m / s 1
1、如图6所示,质量为M的滑块正沿着光滑水平地面向 右滑动.一质量为m的小球水平向右飞行,以速度1 (对地)与滑块斜面相碰,碰后竖直向上弹起,速率为 v2(对地).若碰撞时间为t,试计算此过程中滑块对 地的平均作用力和滑块速度增量的大小 解: (1) 小球m在与M碰撞过程中给M的竖 直方向冲力在数值上应等于M对小球 的竖直冲力.而此冲力应等于小球 在竖直方向的动量变化率即:

东华理工大学 物理练习试卷答案 光的衍射

东华理工大学 物理练习试卷答案 光的衍射


中央明条纹的宽度 x 2 ftg 0 2 f 5 103 m 5mm
a
若单缝装置浸入水中,中央明条纹的半角宽度
5 107 3 0 3 . 76 10 rad 3 na 1.33 0.1 10

17.用橙黄色的平行光垂直照射到宽度a=0.60mm的单缝上,在缝后 放置一个焦距f=40.0cm的凸透镜,则在屏幕上形成衍射条纹,若 在屏上离中央明条纹中心为1.40mm处的P点为一明条纹。试求: (1)入射光的波长;(2)P点的条纹级数;(3)从P点看,对 该光波而言,狭缝处的波阵面可分为几个半波带(橙黄色光的波 长约为5×103 Å~6×103 Å)。 解:(1)设入射光波长为,离屏中心x=1.4mm处为明条纹,则 由单缝衍射明条纹条件,x应满足
6.波长 = 5000 Å的单色光垂直照射到宽度a = 0.25 mm的单缝上, 单缝后面放置一凸透镜,在凸透镜的焦面上放置一屏幕,用以观测衍 射条纹,今测得屏幕上中央条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗 条纹之间的距离为d = 12 mm ,则凸透镜的焦距为 [ B ] (A) 2m ; (B) 1m ; (C) 0.5m ; (D) 0.2m ; (E) 0.1m . 7.波长为5000Å的单色光垂直入射到光栅常数为1.010-4cm的平 面衍射光栅上,第一级衍射主极大所对应的衍射角为 [ B ] (A) 60 ; (B) 30 ; (C) 45 ; (D) 75. 8.波长为5500Å的单色光垂直入射到光栅常数为2.010-4cm的平 面衍射光栅上,可能观察到的光谱线的最大级次为 [ B ] (A) 2 ; (B) 3 ; (C) 4 ; (D) 5.
解 (1) 由光栅方程 在sin=0.20处,有 0.2d =2 (2)由第四级缺级,有

东华理工大学 物理练习试卷答案 刚体力学

东华理工大学 物理练习试卷答案 刚体力学

J 00 J
J0 2mR2 /5,
2
J 2m( R / 2 )2 /5
40
2 T0 T 4 0 4
14. 一块方板,可以绕通过其一个水平边的光滑
固定轴自由转动.最初板自由下垂.今有一小团粘 土,垂直板面撞击方板,并粘在板上。对粘土和 方板系统,如果忽略空气阻力,在碰撞中守恒的 绕木板转轴的角动量 量是 ________________. (动能、 绕木板转轴的角动量、 机械能、 动量)
E p EK J
1 2
EK EP 0
2
Ep J
1 2
2
M J
即角速度从小到大,角加速度从大到小
7、一水平圆盘可绕通过其中心的固定竖直轴转动,盘上站着一个 人.把人和圆盘取作系统,当此人在盘上随意走动时,若忽略轴 的摩擦,此系统 [ C ] (A)动量守恒. (B)机械能守恒. (C) 对转轴的角动量守恒. (D) 动量、机械能和角动量都守恒. (E) 动量、机械能和角动量都不守恒.
2m 得 k 2 L 2 mg df dmg rdr 2
L
dM rdf
2m g 2 2 M dM r dr m gL 2 L 3 0
L
18.如图所示,一轻绳绕过一轻滑轮,绳的一端被一质量为m 的 人抓住,绳的另一端悬挂一质量为 m / 2的物体,定滑轮的质 量为 M ,半径为R,可视为匀质圆盘。设人从静止开始相对绳 匀速向上爬行时,绳子与滑轮间无相对滑动, 求物体上升的加速度。
8、如图所示,一静止的均匀细棒,长为L、质量为M,可绕通过 棒的端点且垂直于棒长的光滑固定轴O在水平面内转动,转动 1 ML 惯量为 。一质量为m、速率为v的子弹在水平面内沿与棒 3 1 v 垂直的方向射出并穿出棒的自由端,设穿过棒后子弹的速率 2 B 为 ,则此时棒的角速度应为[ ]。 1

大学物理练习册(上册)答案

大学物理练习册(上册)答案

练习一 (第一章 质点运动学) 一、选择题 1、(D )2、(C )3、(D )4、(B )5、(D ) 二、填空题1、(1)A (2)1.186s(或4133-s) (3)0.67s (或32s ) 2、8m 10m3、(1)t e t t A βωβωωωβ-+-]sin 2cos )[(22 (2)ωπωπk +2( ,2,1,0=k ) 4、3/30Ct v + 400121Ct t v x ++ 5、(1)5m/s (2) 17m/s 三、计算题1、解:dxdvv dt dx dx dv x dt dv a ==+==262分离变数积分⎰⎰+=xvdx x vdv 020)62(得 )1(422x x v +=质点在任意位置处的速度为 )1(22x x v +=(由初始时刻的加速度大于零,可知速度的大小为非负)。

2、解:(1)第二秒内的位移为 m x x x 5.0)1()2(-=-=∆ 第二秒内的平均速度为s m txv /5.0-=∆∆= (2)t 时刻的速度为 269t t dtdxv -==第二秒末的瞬时速度为 s m s m s m v /6/26/292-=⨯-⨯=(3)令0692=-==t t dtdxv ,解得s t 5.1= 第二秒内的路程为 m x x x x s 25.2)5.1()2()1()5.1(=-+-=。

3、解:(1)由几何关系θθsin cos r y r x ==质点作匀速率圆周运动故dtd θω=,代入初始条件0=t 时0=θ,得 t 时刻t ωθ=,所以j y i x r+=)sin (cos j t i t rωω+=(2)速度为)cos sin (j t i t r dtrd v ωωω+-==加速度为)sin (cos 2j t i t r dt vd a ωωω+-==(3)r j t i t r dtv d a 22)sin (cos ωωωω-=+-==由此知加速度的方向与径矢的方向相反,即加速度的方向指向圆心。

东华理工大学-物理练习试卷答案-质点运动学.

东华理工大学-物理练习试卷答案-质点运动学.

速率u 拉动纤绳,绞车定滑轮离水面的高度为h ,求小船向岸边
移动的速度和加速度。 解:设小船到坐标原点的距离为l,
uv
任意时刻小船到岸边的距离x总
l
满足 x2 l2 h2 ,两边对时间t
h l(t)
求导数,得
dx dl 2x 2l
x
O
x (t)
dt dt
d l u 为绞车拉动纤绳的速率,纤绳随时间在缩短,故 d l 0
解:1) 由r = R(ω + ω)知 x = ωt y = ωt
消去t可得轨道方程 x2 y2 R2
2)vvdrvRsintviRcostvj
dt
1
v[(Rsint)2(Rcost)2]2 R
17. 已知质点位矢随时间变化的函数形式为r = t2i + 2 ,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;
dt
dt
dx v 为小船向岸边移动的速率
dt
l v u
x2 h2 u 负号表示小船速度沿x 轴反方向
x
x
小船向岸边移动的加速度为
d2x dv u2h2
a dt2
dt
x3
20. 如图A、B两物体由一长为l 的刚性细杆相连,A、B 两物体可
在光滑轨道上滑行.如物体A以恒定的速率向左滑行,当 60o
18. 如图,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h ,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
y1
v0t
1 2
at2
y2
h

东华大学-物理-大学物理下册-练习册-近代物理练习解答

东华大学-物理-大学物理下册-练习册-近代物理练习解答

近代物理练习题与参考解答一选择题解:h v = mv2/2 +A → E K = h v – A, OP/OQ = h(斜率) [ C ]解:光子损失的能量即电子获得的能量。

E K = mc2- m o c2= m o c2/(1-v2/c2)1/2 - m o c2= m o c2/(1-0.62)1/2 - m o c2= m o c2/0.8 - m o c2= (1.25 –1) m o c2= 0.25 m o c2 [ D]解:电子获得的能量:hc/λo – hc/λ = E K→ hc (λ- λo)/λλo = E K → (λ-λo)/λo =△λ/λo = E K/(hc/λ) = E K/ (hc/λo – E K)= 0.1/(0.5 –0.1) = 0.25 [ B ]解:hc/λ= E Kmax + hc/λo→λ= (E Kmax /hc+ 1/λo)= (1.2×1.6×10-19/6.63×10-34×3×108 + 1/5400×10-10)= 3550×10-10 m[ D ]解:P= mv = m o v/(1-v2/c2)1/2= h/λ→λ = (1-v2/c2)1/2h/m o v = h/m o·(1/v 2- 1/c2)1/2 [C]解:mv2/2=eU,P =mv=h/λ→ U= h2/2meλ2 [D] 或直接利用λ= 12.25/U1/2,U = (12.25/λ)2 = (12.25/0.4)2 = 938 (m = 9.11×10-31kg ,e =1.6×10-19C)解:∵λ = h/p , a sin θ0 = kλ , k =1 → sin θ0 =λ/a = h/ap ∴ d = 2Rtgθ0≈ 2Rsin θ0 = 2Rλ/a = 2Rh/ap [D]解:因为λ = h/p, 所以动量p 相同. [A]解:[ D ]解: ψ2 =(1/a)cos2[3π(5a/6)/2a]=(1/a)cos2[5π/4]=1/2a [ A ]解:∆x∆p x≥h,若∆x大,∆p x小,动量的精确度高。

东华理工大学 物理练习试卷答案 静电场中的导体与电介质

东华理工大学 物理练习试卷答案 静电场中的导体与电介质
2q A qA 2 , 1 3S 3S
qB 2 S 110 7 C
U A EAC d AC
1 d AC 2.3 103V 0
12 在半径为R1的金属球之外包有一层外半径为R2的均匀电介质球 壳,介质相对介电常数为εr,金属球带电Q.试求: (1)电介质内、外的场强; (2)电介质层内、外的电势;
解: 利用有介质时的高斯定理
(1)介质内R1<r<R2场强 介质外r>R2场强 (2)介质外r<R2电势
Qr Qr D 3 , E内 4πr 4π 0 r r 3
Qr Qr D , E外 3 4πr 4π 0 r 3
D dS q
E0
r>R3的区域
1 Q Q2 1 2 2 W2 0 ( ) 4πr dr 2 R3 2 8π 0 R3 4π 0 r

Qr 4π 0 r 3 r>R3时 E2 E1
在R1<r<1 W W1 W2 ( ) 8π 0 R1 R2 R3
静电场中的导体与电介质
一、选择题
1.有一接地金属球,有一弹簧吊起,金属球原来 不 带 电,若在它的下方放置一电量为q的点电荷则 【C 】 (A)只有当q>0时,金属球才会下移 (B)只有当q<0时,金属球才下移 (C)无论q是正是负金属球都下移 ; (D)无论q是正是负金属球都不动
q
2.A、B为两导体板,面积均为S,平行放置, A板带电荷+Q1 , B板电荷 +Q2,如果使 B板接地,则AB间电场强度的大小E为 【C】
E 则两圆筒的电势差为 2 0 r r R2 R2 dr R2 U E d r ln 2 0 r r 2 0 r R1 R1 R1

东华理工大学 物理练习试卷答案 光的偏振

东华理工大学 物理练习试卷答案 光的偏振
i0
1
2
二、填空题 6.使光强为I0的自然光依次垂直通过三块偏振片P1、P2和P3。相 邻偏振片的偏振化方向成450角。则透过三块偏振片的光强I为 I0/8 . 7.如图所示,一束自然光入射到折射率分别为n1和n2的两种介质 的交界面上,发生反射和折射。已知反射光是完全偏振光,那 么折射角r的值为 π/2 - arctan n2/n. 1
14. (1)试求光在装满水的容器底部反射时的布儒斯特角。容器 用冕牌玻璃制成,折射率为1.50,水的折射率为1.333。 (2)今测得某釉质的起偏角i0=58 °,试求该釉质的折射率。 解:(1)由布儒斯特定律可得
n2 1.50 i0 arctg arctg 48 n1 1.333
(2)
0 1 I0 I 5 I0 得 I 4I0 1 I0 2I0 I I 2
11.一束自然光垂直穿过两个叠放在一起的偏振片,若透射光强 I 为 原入射光强I的1/4,则两偏振片的偏振化方向之间的夹角是多少? 解:设通过第一个偏振片后的光强为I0
1 I0 I 2
4.两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光线通过。 当其中一偏振片慢慢转动1800时透射光强度发生变化为[ B ] (A)光强单调增加; (B)光强先增加,后有减小至零; (C)光强先增加,后减小,再增加; (D)光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零.
5.一束自然光自空气射向 一块平板玻璃(如图),设入射角等于 布儒斯特角i0 ,则在界面2的反射光[ B ] (A)是自然光; (B)是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直入射面; (C)是完全偏振光且光矢量的振动方向平行入射面; (D)是部分偏振光.
16
证明:自然光通过P1后成为强度为 I0/2的线偏振光。设在t时刻, P1 与 P2的夹角为ωt, P2 与P3的夹角为 (90 °- ωt) 。由马吕斯定律可得
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一质点作简谐振动,周期为T.当它由平衡位置向x轴正方向运动时,
(C) T /6.
4.(5186)
(D) T /4.[ C ]
已知某简谐振动的振动曲线如图所示,位移的单位为厘米,时间
单位为秒.则此简谐振动的振动方程为:
2 2 (B). x2 (A).x2 cos ( t- ) cos( t )
1.(0580)
振动习题
一长为l的均匀细棒悬于通过其一端的光滑水平固定轴上,(如图
所示),作成一复摆.已知细棒绕通过其一端的轴的转动惯量,此 摆作微小振动的周期为
(A)
(C) .
l 2 g
2l 2 3g
(B) . 2
(D) .

O
l 2g
l
l 3g
A
[ C]
y y A
2.(3031) 已知一质点沿y轴作简
t (s)
4.(3013) 一单摆的悬线长l = 1.5 m,在顶端固定点的竖直下方0.45 m处有 一小钉,如图示.设摆动很小,则单摆的左右两方振幅之比 A1/A2的近似值为_______________ . 0.84
0.45 m l
小钉
5.(3570) 1 一物体同时参与同一直线上的两个简谐振动: x 0 . 05 cos( 4 t ) 1 3 2 (SI) ,x 合成振动的振幅为 0 . 03 cos( 4 t- ) (SI) 2 3 __________________m . 0.02
x (cm) t (s) 1
2 2 3 3 O 3 3 -1 4 2 4 2 (C). cos ( t- ) -2 x2 cos( t ) (D).x2 3 3 3 3
4 1 (E) .x2 cos ( t- ) 3 4
[C ]
5.(3023) 一弹簧振子,当把它水平放置时,它可以作简谐振动.若把它竖直 放置或放在固定的光滑斜面上,试判断下面哪种情况是正确的: (A) 竖直放置可作简谐振动,放在光滑斜面上不能作简谐振动. (B) 竖直放置不能作简谐振动,放在光滑斜面上可作简谐振动. (C) 两种情况都可作简谐振动. (D) 两种情况都不能作简谐振动.[C ] 填空题 竖 直 放置 1.(3015) 放 在 光滑 斜面 上 在t = 0时,周期为T、振幅为A的单摆分别处于图(a)、(b)、(c)三 种状态.若选单摆的平衡位置为坐标的原点,坐标指向正右方, 则单摆作小角度摆动的振动表达式(用余弦函数表示)分别为 2 t 1 x A cos( - π ) (a) ______________________________ ; T 2 2 t 1 xA cos( π ) (b) ______________________________ ; T 2 2 t v0 v0 v0 = 0 xA cos( π ) (c) ______________________________ .
mg N ma
1分
2.(3054)一简谐振动的振动 曲线如图所示.求振动方程.
x (cm) 10 O 2 t (s) -5 -10
A cos( t ) 解:(1) 设振动方程为 x
解上面两式,可得
10 sin 0 由曲线可知 A = 10 cm , t = 0,v 0
3.(3834) 一物体质量为0.25 kg,在弹性力作用下作简谐振动,弹簧的劲度系数 k = 25 N· m-1,如果起始振动时具有势能0.06 J和动能0.02 J,求 (1) 振幅; (2) 动能恰等于势能时的位移; (3) 经过平衡位置时物体的速度.
计算题1.(0318) 一个轻弹簧在60 N的拉力作用下可伸长30 cm.现将一物体悬挂在弹簧的下端 并在它上面放一小物体,它们的总质量为4 kg.待其静止后再把物体向下拉10 cm,然后释放.问: (1) 此小物体是停在振动物体上面还是离开它? (2) 如果使放在振动物体上的小物体与振动物体分离,则振幅A需满足何条件? 二者在何位置开始分离? 1.解:(1) 小物体受力如图. 设小物体随振动物体的加速度为a,按牛顿第二定律有(取向下为正) 当N = 0,即a = g时,小物体开始脱离振动物体,已知 1分 A = 10 cm, k 60 N/m 0.3 有 rad· s-1 2分 k /m 50 2 系统最大加速度为 a m· s-2 1分 A 5 max 此值小于g,故小物体不会离开. 1分 (2) 如使a > g,小物体能脱离振动物体,开始分离的位置由N = 0求得 2 2分 ga x 2 cm 1分 x g / 19 . 6 2 即在平衡位置上方19.6 cm处开始分离,由 a ,可得 A g max 2 A g/ ω =19.6 cm. 1分
(3382) 在两个相同的弹簧下各悬一物体,两物体的质量比为4∶1,则 二者作简谐振动的周期之比为______ 2:1
x (cm)
3.(3036) 已知一简谐振动曲线如图所示,由图确定振子: O 1 2 0.5(2n+1) n = 0, 1,2,3,… s时速度为零. (1) 在_________ ____ n n = 0,1,2,3,… (2) 在__________ __ s时动能最大. 0.5(4n+1) n = 0,1,2,3,… _ s时加速度取正的最大值. (3) 在___________
o t (A) y
o t (B) y
谐振动.其振动方程
A cos( t 3 / 4 ) 为 y
A
A
.与之对应的振动曲 线是 [B ]
-A
o t -A (C)
o t (D)
3.(3253) 从二分之一最大位移处到最大位移处这段路程所需要的时间为 (A) T /12. (B) T /8.
= 2/3
2分 由图可知质点由位移为 x0 = -5 cm和v 0 < 0的状态到x = 0和 v > 0的状态所需时间t = 2 s,代入振动方程得 0 10 cos( 2 2 / 3 )
2 / 3 3 / 2 则有, 2


= 5 /12
2分 1分
0 . 1 cos( 5 t / 12 2 / 3 ) 故所求振动方程为 x (SI)
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