2016西南交大大学物理A1第八次作业答案
大学物理课后习题答案.A1-8
r r 2 ˆ when t = 0s. The magnitude of the angular momentum about the origin of L = (20kg ⋅ m /s) k
0 0 0 0
2. A particle of mass 13.7g is moving with a constant velocity of magnitude 380m/s. The particle, moving in a straight line, passes with the distance 12cm to the origin. The magnitude of the angular momentum of the particle about the origin is 62.472 kg·m2/s . Solution: By the definition of the angular momentum, the angular momentum of the particle about the origin is
v v v L = r × mv = rmv sin θ = dmv = 12 × 10−3 × 13.7 × 10−3 × 380 = 6.25 × 10−2 kg ⋅ m 2 /s
3. The rotor of an electric motor has a rotational inertia Im=2.47×10-3kg⋅m2 about its central axis. The motor is mounted parallel to the axis of a space probe having a rotational inertia Ip=12.6kg⋅m2 about its axis. The number of revolutions of the motor required to turn the probe through 25.0° about its axis is 354rev . Solution: Assume the two axes are coaxial, the angular momentum is conserved, we have
西南交大大物试卷答案08A
西南交⼤⼤物试卷答案08A《⼤学物理AII 》作业 No.8 量⼦⼒学基础⼀、选择题1. 如果两种不同质量的粒⼦，其德布罗意波长相同，则这两种粒⼦的 [ A ] (A) 动量⼤⼩相同。
(B) 能量相同。
(C) 速度⼤⼩相同。
(D) 动能相同。
解：由德布罗意关系λhp =可知，粒⼦波长相同，动量⼤⼩必然相同。
由于粒⼦质量不同，所以，粒⼦速度、动能和能量将不同。
2. 若α粒⼦在磁感应强度⼤⼩为B 的均匀磁场中沿半径为R 的圆形轨道运动，则粒⼦的德布罗意波长是 [ A ] (A)eRB h 2 (B) eRBh(C) eRB 21 (D) eRBh 1 解：由B v q F ?=和Rv m F n 2=，有半径eB mvqB mv R 2==，所以德布罗意波长eBRhmv h 2==λ。
3. 设粒⼦运动的波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所⽰，那么其中确定粒⼦动量的精确度最⾼的波函数是哪个图？[ A ]解：由不确定关系 ≥x p x 可知，x ?⼤，x p ?⼩，图(A)x ?最⼤，所以x p ?最⼩，确定粒⼦动量的精确度最⾼。
4. 关于不确定关系??=≥π2h p x x有以下⼏种理解：(1) 粒⼦的动量不可能确定。
(2) 粒⼦的坐标不可能确定。
(3) 粒⼦的动量和坐标不可能同时确定。
(4) 不确定关系不仅适⽤于电⼦和光⼦，也适⽤于其它粒⼦。
()D xx x ()A()B ()C其中正确的是：[ C ] (A) (1)、(2) (B) (2)、(4) (C) (3)、(4) (D) (4)、(1)5. 已知粒⼦在⼀维矩形⽆限深势阱中运动，其波函数为：()()a x a a x ax ≤≤-?=23cos1πψ那么粒⼦在6/5a x =处出现的概率密度为[ A ] (A)a 21 (B) a 1(C) a21 (D) a1解：概率密度()a x a x 23cos 122πψ=，将6/5a x =代⼊，得()aa a a x 216523cos 122==πψ⼆、填空题1. 若中⼦的德布罗意波长为2?，则它的动能为J1029.321-?。
大学物理a1试题及答案
大学物理a1试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 以下哪个选项是描述光的粒子性的实验？A. 双缝干涉实验B. 光电效应实验C. 迈克尔逊-莫雷实验D. 法拉第电磁感应实验答案：B2. 根据牛顿第三定律，作用力和反作用力的大小关系是：A. 相等B. 不相等C. 有时相等，有时不相等D. 无法确定答案：A3. 在理想气体状态方程PV=nRT中，P代表的是：A. 温度B. 体积C. 压力D. 物质的量答案：C4. 根据量子力学，电子在原子中的运动状态是由什么决定的？A. 电子的质量B. 电子的速度C. 电子的轨道D. 电子的能级答案：D二、填空题（每题5分，共20分）1. 光速在真空中的值是_______m/s。
答案：299,792,4582. 根据热力学第一定律，能量守恒，一个系统的内能变化等于______和______之和。
答案：热量；做功3. 电磁波谱中，波长最长的是______波。
答案：无线电4. 根据薛定谔方程，一个粒子的波函数可以描述其______和______。
答案：位置；动量三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述牛顿第二定律的内容及其物理意义。
答案：牛顿第二定律指出，物体的加速度与作用在其上的合力成正比，与物体的质量成反比。
其物理意义是描述了力和物体运动状态之间的关系，即力是改变物体运动状态的原因。
2. 什么是电磁感应？请举例说明。
答案：电磁感应是指当磁场发生变化时，会在导体中产生电动势的现象。
例如，当一个闭合电路中的磁铁被移动时，电路中会产生电流，这就是电磁感应现象的一个例子。
3. 简述海森堡不确定性原理的基本思想。
答案：海森堡不确定性原理指出，粒子的位置和动量不能同时被精确测量。
具体来说，粒子位置的不确定性和动量的不确定性的乘积大于或等于约化普朗克常数的一半。
这个原理揭示了量子世界中粒子的非确定性本质。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 一个质量为2kg的物体从静止开始下落，忽略空气阻力，求物体下落5秒后的速度。
西南交通大学大物A作业解析
西南交通大学大物A作业解析西南交大物理系_2013_02《大学物理AI 》作业角动量角动量守恒定律班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、判断题：（用“T ”和“F ”表示）[ F ] 1．如果一个刚体所受合外力为零，其合力矩一定为零。
[ F ] 2．一个系统的动量守恒，角动量一定守恒。
[ T ] 3．一个质点的角动量与参考点的选择有关。
[ F ] 4．刚体的转动惯量反映了刚体转动的惯性大小，对确定的刚体，其转动惯量是一定值。
[ F ] 5．如果作用于质点的合力矩垂直于质点的角动量，则质点的角动量将不发生变化。
二、选择题:1．有两个半径相同、质量相等的细圆环A 和B 。
A 环的质量分布均匀，B 环的质量分布不均匀。
它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为A J 和B J ，则[ C ] (A) A J >B J(B) A J(D) 不能确定A J 、B J 哪个大2．绕定轴转动的刚体转动时, 如果它的角速度很大, 则[ D ] (A) 作用在刚体上的力一定很大 (B) 作用在刚体上的外力矩一定很大(C) 作用在刚体上的力和力矩都很大 (D) 难以判断外力和力矩的大小3．一个可绕定轴转动的刚体, 若受到两个大小相等、方向相反但不在一条直线上的恒力作用, 而且力所在的平面不与转轴平行, 刚体将怎样运动[ C ] (A) 静止 (B) 匀速转动 (C) 匀加速转动 (D) 变加速转动4．绳的一端系一质量为m 的小球, 在光滑的水平桌面上作匀速圆周运动. 若从桌面中心孔向下拉绳子, 则小球的[ A ] (A) 角动量不变 (B) 角动量增加(C) 动量不变 (D) 动量减少5．关于力矩有以下几种说法：(1) 对某个定轴而言，内力矩不会改变刚体的角动量 (2) 作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零(3) 质量相等，形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩的作用下，它们的角加速度一定相等在上述说法中，[ B ] (A) 只有(2)是正确的 (B) (1)、(2)是正确的(C) (2)、(3)是正确的 (D) (1)、(2)、(3)都是正确的6. 一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动，如图射来两个质量相同、速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并且留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度ω [ C ] (A) 增大 (B) 不变(C) 减小 (D) 不能确定三、填空题:1．如图所示的俯视图表示5个同样大小的力作用在一个正方形板上，该板可以绕其一边的中点P 转动。
西南交通大学物理作业题答案
No.3 角动量、角动量守恒定律一、选择题： 1．D解：设地球绕太阳做圆周运动的速率为v ，轨道角动量为L ，由万有引力定律和牛顿运动定律 R v m R m M G 22=可得 GMR m mvR L RGMv ===,2．B解：设棒长为l ，质量为m ，在向下摆到角θ时，由转动定律βθJ lmg =⋅cos 2（J 为转动惯量） 在棒下摆过程中，θ增大，β减小。
棒由静止开始下摆，ω与β转向一致，所以由小变大。
3．C解：设A 、B 连盘厚度为d ，半径分别为A R 和B R ，由题意，二者质量相等，即 B B A A d R d R ρπρπ22=因为B A ρρ>，所以22B A R R <，由转动惯量221mR J =，则B A J J <。
4．B解： （1）对转轴上任一点，力矩为F r M ⨯=。
若F 与轴平行，则M一定与轴垂直，即对轴的力矩0=z M ，两个力的合力矩一定为零。
正确。
（2）两个力都垂直于轴时，对轴上任一点的力矩都平行于轴，若二力矩大小相等，方向相反，则合力矩为零。
正确。
（3）两个力的合力为零，如果是一对力偶，则对轴的合力矩不一定为零。
（4）两个力对轴的力矩只要大小相等，符号相反，合力矩就为零，但两个力不一定大小相等，方向相反，即合力不一定为零。
5．C解：以两个子弹和圆盘为研究对象，外力矩为零，系统角动量守恒。
设圆盘转动惯量为J ，则有 ()ωω202mr J J mvr mvr +=+-022ωωmr J J+=可见圆盘的角速度减小了。
m二、填空题：1． M = 0 ； L= k ab m ω 。
解：由j t b i t a rωωsin cos +=，质点的速度和加速度分别为jt b i t a a jt b i t a vωωωωωωωωsin cos cos sin 22--=+-= 质点所受对原点的力矩为M a m r F r⨯=⨯=()()0sin cos sin cos 22=--⨯+=jt mb i t ma j t b i t a ωωωωωω质点对原点的角动量为()()j t mb i t ma j t b i t a v m r Lωωωωωωcos sin sin cos +-⨯+=⨯= k ab mω=2． M =mgl β=lg 。
西南交通大学2016大物作业10
(B) 4 倍和 1/2
(C) 2 倍和 1/4
(D) 2 倍和 1/2
解：由于导线长度不变，那么： 2πR = 2πR'⇒ R' = R ,圆电流的在圆心处的磁场 2
为： B
=
μI 0
, B'=
N
μI 0
=
μI 20
= 4B
2R
2R' R
线圈的磁矩为： P = IS = IπR2 ， P ' = 2IS' = 2IπR'2 = 2Iπ R2 = 1 P
与 vj 平行半圆形刚性线圈所受磁力矩为 M = 1 πR 2 I × B sin 0o = 0 2
由安培定律与 vj 平行半圆形刚性线圈直边和弯曲边所受力大小相等，方向相反，为 与 vj 平行半圆形刚性线圈受力为 0。
c
4. 如图所示，在真空中有一半径为 ar的 3/4 圆弧r 形的导线，其中通 以稳恒电流 I，导线置于均匀外磁场 B 中，且 B 与导线所在平面垂 I
ω
取半径为ξ ，宽为 dξ 的圆环，其上电流
d i = σ 2πξ dξ ⋅ ω = σωξ dξ 2π
它在中心 O 产生的磁感应强度为： dB
=
μ0d i 2ξ
=
1 2
μ 0σωdξ
∫ 正电荷部分产生的磁场为： B+ =
r 0
1 2
μ 0σω dξ
=
1 2
μ
0σω
r
∫ 负电荷部分产生的磁场为： B− =
IS nv
=
2×
夹角为 (90° − 60°)
1 π × 0.22 nv = 2π ×10−2 nv 4 = 30° ，所受磁力大小为
西南交大大学物理A 第八次作业答案
《大学物理AI》作业导体介质中的静电场班级________ 学号________ 姓名_________ 成绩_______ 一、判断题：（用“T”和“F”表示）[ F ] 1．达到静电平衡的导体，电场强度处处为零。
解：达到静电平衡的导体，内部场强处处为0，表面场强处处垂直于表面。
[ F ] 2．负电荷沿导体表面运动时，电场力做正功。
解：达到静电平衡的导体，表面场强与表面处处垂直，所以电场力做功为0。
也可以这样理解：达到静电平衡的导体是个等势体，导体表面是个等势面，那么当电荷在导体表面运动时，电场力不做功（因为电场力做功数值上等于电势能增量的负值）。
[ F ] 3. 导体接地时，导体上的电荷为零。
解：导体接地，仅意味着导体同大地等电势。
导体上的电荷是全部入地还是部分入地就要据实际情况而定了。
[ F ] 4．电介质中的电场是由极化电荷产生的。
解：电介质中的电场是总场，是自由电荷和极化电荷共同产生的。
[ T ] 5．将电介质从已断开电源的电容器极板之间拉出来时，电场力做负功。
解：拔出电介质，电容器的电容减少，而电容器已与电源断开，那么极板上的电量不变，电源不做功。
此时，电容器储能变化为：0222'2>-=∆CQ C Q W ,即电容器储能是增加的，而电场力做功等于电势能增量的负值，那么电场力应该做负功。
二、选择题:1．把A ，B 两块不带电的导体放在一带正电导体的电场中，如图所示。
设无限远处为电势零点，A 的电势为U A ，B 的电势为U B ，则[ D ] (A) U B > U A ≠0(B) U B > U A = 0(C) U B ＝ U A (D) U B < U A解：电力线如图所示，电力线指向电势降低的方向，所以U B < U A 。
2．半径分别为 R 和 r 的两个金属球，相距很远。
用一根细长导线将两球连接在一起并使它们带电。
在忽略导线的影响下，两球表面的电荷面密度之比为[ D ] (A) R/r (B) R 2/r 2(C) r 2/ R 2(D) r/R解：两个金属球用导线相接意味着它们的电势相等，设它们各自带电为21q q 、，选无穷远处为电势0点，那么有：rq Rq 020144πεπε=，我们对这个等式变下形r R rr rq R R R q 21020144σσπεπε=⇒⋅⋅=⋅⋅，即面电荷密度与半径成反比。
2014年西南交通大学《大学物理AII》作业No.08量子力学基础
©物理系_2014_09《大学物理AII 》作业 No.8 量子力学基础一、判断题：（用“T ”和“F ”表示）[ F ] 1．根据德存布罗意假设，只有微观粒子才有波动性。
解：教材188页表16.1.1，宏观物体也有波动性，不过是其物质波波长太小了，所以其波动性就难以显示出来，而微观粒子的物质波波长可以与这些例子本身的大小相比拟，因此在原子大小的范围内将突出表现其波动性。
[ F ] 2．关于粒子的波动性，有人认为：粒子运行轨迹是波动曲线，或其速度呈波动式变化。
解：例如电子也有衍射现象，这是微观粒子波动性的体现。
与其轨迹、速度无关。
[ T ] 3．不确定关系表明微观粒子不能静止，必须有零点能存在。
解：教材202页。
因为如果微观粒子静止了，它的动量和位置就同时确定了，这违反了不确定关系。
[ F ] 4．描述微观粒子运动状态的波函数不满足叠加原理。
解：教材207页。
[ F ] 5．描述微观粒子运动状态的波函数在空间中可以不满足波函数的标准条件。
解：教材208页，波函数必须是单值、有限、连续的函数，只有满足这些标准条件的波函数才有物理意义。
二、选择题：1．静止质量不为零的微观粒子作高速运动，这时粒子物质波的波长λ与速度v 有如下关系： [ C ] (A) v ∝λ(B) v1∝λ(C)2211cv −∝λ (D) 22v c −∝λ 解：由德布罗意公式和相对论质 — 速公式有 2201cv v m mv h p −===λ得粒子物质波的波长22011cv m h −=λ，即2211cv −∝λ 故选C2．不确定关系式表示在x 方向上=≥∆⋅∆x p x [ D ] (A) 粒子位置不能确定 (B) 粒子动量不能确定(C) 粒子位置和动量都不能确定 (D) 粒子位置和动量不能同时确定解：不确定关系式微观粒子的位置和动量不能同时准确确定。
=≥∆⋅∆x p x3. 将波函数在空间各点的振幅同时增大D 倍，则粒子在空间的分布概率将 [ D ] (A) 增大倍。
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q内 4 0 r3
q外 4 0 r3
4．用力 F把电容器中的电介质板拉出，在图
(D) Q 增大， E 增大， W 减小
极板上电势差 U 将保持不变
由 C 0 S / d 得电容值减小 由 Q CU 得极板上的电荷 Q 减小
由 E U / d 得电场强度 E 减小大
由 W 1 CU 2 得电场能量 W 减小
选B
2
三、填空题 :
1. 在一不带电荷的导体球壳的球心处放一点电荷，并测量球壳内外的场强分布．如果将
解：导体接地，仅意味着导体同大地等电势。导体上的电荷是全部入地还是部分入地就
要据实际情况而定了。
[ F ] 4．电介质中的电场是由极化电荷产生的。
解：电介质中的电场是总场，是自由电荷和极化电荷共同产生的。
[ T ] 5．将电介质从已断开电源的电容器极板之间拉出来时，电场力做负功。
解：拔出电介质，电容器的电容减少，而电容器已与电源断开，那么极板上的电量不变，
电源不做功。此时，电容器储能变化为：
W
Q2 2C '
Q2 2C
0,即电容器储能是增加的，
而电场力做功等于电势能增量的负值，那么电场力应该做
负功 。
二、选择题 :
1．把 A，B 两块不带电的导体放在一带正电导体的电场中，如图所示。
势零点， A 的电势为 UA， B的电势为 U B，则
[ D ] (A) UB> U A ≠０
[ D ] (A) R/r
22
(B) R /r
(C) r 2/ R2
(D) r/R
解： 两个金属球用导线相接意味着它们的电势相等
，
q 、 q 设它们各自带电为 1
2 ，选无穷远处为电势 0点，那么有：
q1 4 0R
q2 ，我们对这个等式变下形
4 0r
q1 R
q2 r
4 0R R 4 0r r
1R
r2 ，即面电荷密度与半径成反比。 所以选 D 。
位置无关 )，由电容器储能公式 W
1 Q2
可知， C 增加时，储能减少。
2C
11
分析：插入金属板后，相当于两个电容器串联，
C C1
(与金属板
1 ,其 中，
C2
C1
S d1 , C2
S ，于是：C d2
C1C2 C1 C 2
S d1 d2 ,d1 d2
所以，电容器的电容增加，并且与金属板的位置无关。
d ,且数值不变，
(B) U B> U A = 0
(C) UB＝ U A
(D) U B< U A
解 ： 电力线如图所示，电力线指向电势降低的方向，所以
UB < U A。
设无限远处为电
2．半径分别为 R 和 r 的两个金属球，相距很远。用一根细长导线将两球连接在一起并
使它们带电。在忽略导线的影响下，两球表面的电荷面密度之比为
此点电荷从球心移到球壳内其它位置，重新测量球壳内外的场强分布，则将发现球壳内
场强分布将
（选填变化、不变） ，球壳外的场强将
（选填变化、不变带有电荷 q，置于一任意形状的空腔导体中． 当
q
用导线将两者连接后，则与未连接前相比系统静电场能量将
（选
填增大、减小、不变） 。 解：减小。在两者连接之前，空腔内部有电场，即空腔内部空腔内的电场
[ F ] 2．负电荷沿导体表面运动时，电场力做正功。
解：达到静电平衡的导体，表面场强与表面处处垂直，所以电场力做功为
0。
也可以这样理解 ：达到静电平衡的导体是个等势体，导体表面是个等势面，那么当电荷
在导体表面运动时，电场力不做功（因为电场力做功数值上等于电势能增量的负值）
。
[ F ] 3. 导体接地时，导体上的电荷为零。
5．一平行板电容器充电后仍与电源连接，若用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大，则 极板上的电荷 Q、电场强度的大小 E 和电场能量 W 将发生如下变化
[ B ] (A) Q 增大， E 增大， W 增大 (B) Q 减小， E 减小， W 减小
(C) Q 增大， E 减小， W 增大 解：不断开电源使电容器两极板间距离拉大
能量不为零。而两者连接之后，空腔内部电场为零，外部电场不变，即空腔内部电场能
量为零，外部电场能量和原来一样，那么系统电场能量将
减小 。
-8
3．一半径 r1 = 5 cm的金属球 A，带电荷 q1 = +2.0 ×10 C，另一内半径
为 r2 = 10 cm、 外半径为 r3 = 15 cm的金属球壳 B， 带电荷 q2 = +4.0 ×
3. 在一个孤立的导体球壳内，若在偏离球中心处放一个点电荷，则在球壳内、外表面上 将出现感应电荷，其分布将是：
(A) 内表面均匀，外表面也均匀． (B) 内表面不均匀，外表面均匀．
(C) 内表面均匀，外表面不均匀． (D) 内表面不均匀， 外表面也不均匀．
［ B］
4. 将一空气平行板电容器接到电源上充电到一定电压后，断开电源。再将一块与极板面
-8
10 C，两球同心放置，如图所示。若以无穷远处为电势零点，则
A
球 电 势 U A = ___5400V_ __ ， B 球 电 势 UB = ___3600V 。
1 ( 40
9
109
N m2 C2 )
B
r3
A r1
r2 O
q1
q2
解： 由于静电感应， 金属球 A 表面带净电荷
q1
=
-8
+2.0× 10
《大学物理 AI 》作业
No.08 导体 介质中的静电场
班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______
一、判断题： （用“ T”和“ F”表示 ）
[ F ] 1．达到静电平衡的导体，电场强度处处为零。
解：达到静电平衡的导体，内部场强处处为
0，表面场强处处垂直于表面。
积相同的金属板平行地插入两极板之间，则由于金属板的插入及其所放位置的不同，对
电容器储能的影响为：
[ A ] (A) 储能减少，但与金属板位置无关； (B) 储能减少，但与金属板位置有关；
金属板
(C) 储能增加，但与金属板位置无关；
(D) 储能增加，但与金属板位置有关。
解 ： 充电后断开电源，则电容上电量保持不变，插入平板金属板，使电容增加
C，金属球
B 内表面带净电荷
-8
-8
q 内 = -2.0× 10 C ，外表面带净电荷 q 外 = q 1 + q 2= +6.0 ×10 C ，则由金属球面内、外
区域电势分布规律和电势叠加原理得
A 球电势 U A
q1 4 0 r1
q内 4 0r2
q外 4 0 r3
B 球电势 U B
q1 4 0 r3