大学物理习题资料.doc

习题-12图HLHhH4-12 一个器壁竖直的开口水槽，如图所示，水的深度为H=10m，在水面下h=3m处的侧壁开一个小孔。试求：（1）从小孔射出的水流在槽底的水平射程L是多少？（2）h为何值时射程最远？最远射程是多少？解：4-14 水在粗细不均匀的水平管中作稳定流动，已知在截面1处的压强为110a，流速为0.2m/s，在截面2处的压强为a，求2处的流速（把水看作理想流体）。解 4-16在水管的某一端水的流速为1.0m/s，压强为Pa，水管的另一端比第一端降低了20.0m，第二端处水管的横截面积是第一端处的1/2。求第二端处的压强。设管中的水为理想流体，且作稳定流动。解: 5-14 当温度为时，可将气体分子视为刚性分子，求在此温度下：（1）氧分子的平均平动动能和平均转动动能；（2）氧气的内能；（3）氦气的内能。解： 5-17 储有氧气（可视为刚性分子），容积为的容器以速度运动，设容器突然停止，其中氧气的的机械运动动能转化为气体分子热运动动能。试求气体的温度及压强各升高了多少？解6-10 一压强为,体积为的氧气自加热到，问：（1）当压强不变时，需要多少热量？当体积不变时，需要多少热量？（2）在等压和等体过程中各作了多少功？解：6-12 的理想气体在时，从等温压缩到，求气体所做的功和放出的热量？6-17 一卡诺热机的低温热源温度为，效率为，若要将其效率提高到，问高温热源的温度应提高多少？7-2 半径为R的均匀带电球面的静电场中各点的电场强度的大小E与距球心的距离r之间的关系曲线为 。 7-3、下分析与解 根据静电场的高斯定理可以求得均匀带电球面的电场强度分布为。正确答案为（B）。7-4 真空中一均匀带电量为Q的球壳，将试验正电荷q从球壳外的R处移至无限远处时,电场力的功为 。（A） （B） （C） （D） 分析与解 静电场力是保守力，电场力做的功等电势能增量的负值，也可以表示成这一过程的电势差与移动电量的乘积，由习题7-2可知电场强度分布，由电势定义式可得球壳与无限远处的电势差。正确答案为（D）。7-5 关于静电场的高斯定理有下面几种说法，其中正确的是 。（A）如果高斯面上电场强度处处为零，则高斯面内必无电荷；（B）如果高斯面内有净电荷，则穿过高斯面的电场强度通量必不为零；（C）高斯面上各点的电场强度仅由面内的电荷产生；（D）如果穿过高斯面的电通量为零，则高斯面上电场强度处处为零分析与解 静电场的高斯定理表明，高斯面上的电场强度是由面内外电荷共同产生，而高斯面的电通量只由面内电荷决定。正确答案为（B）。A BQP习题7-7图7-7 如图所示，当把正电荷Q从A点缓慢移动到B点时，则导体内某点P的电场强度与电势（取无限远处为电势零点）的变化情况为 。导体（A）电场强度不变，电势升高（B）电场强度变大，电势升高（C）电场强度不变，电势不变（D）电场强度变大，电势不变 分析与解 静电平衡条件下的导体内部场强恒为零，故P点的场强不变；电场线的方向是电势降落的方向，当正电荷从A点移向B点时，相当于P点逆着电场线方向移动靠近正电荷Q，电势升高。正确答案为（A）。7-8 一空气平行板电容器，充电后与电源断开，当在极板间充满介电体时，则下列叙述错误的是 。（A）极板间的电场强度变小 （B）极板间的电势差变小（C）电容器包含的电场能变小 （D）电容器的电容变小 分析与解 介电体放入电场中因发生极化，从而改变自身的电荷分布并对电场产生影响。当电容器板间填充介电体后，可以提高电容器的容电能力和耐压能力。正确答案为（D）。OxRdEdqy7-15 7-15如图所示，一个半径为R的1/4圆弧状橡皮绳，均匀地分布着线密度为的电荷，求其中心O处的电场强度和电势。7-16 两个带有等量异号电荷的无限长同轴圆柱面，半径分别为R1和R2（R1R2），单位长度上的电荷为。求离轴线为r处的电场强度：（1）；（2）R1rR2。R1R2r习题7-16图3-2Lr分析 电荷分布在无限长同轴柱面上，电场强度也必定沿轴对称分布，取同轴圆柱面为高斯面，只有侧面的电场强度通量不为零，再求出不同半径高斯面内的电荷代数和，即可求得各区域电场分布。解 这一跃变是将带电圆柱面的厚度抽象为零的必然结果，且具有普遍性。7-17 两个同心球面的半径分别为R1和R2各自带有电荷Q1和Q2。求（1）各区域电势的分布，并画出分布曲线；（2）两球面上的电势差为多少？R1R2O习题7-17图分析 求电势分布通常可采用两种方法：（1）由于电荷分布具有球对称性，因此，可根据电势与电场强度的积分关系求电势；（2）利用电势叠加原理求电势，一个均匀带电球面内外的电势为：其中R是球面的半径。将两个球面在各区域产生的电势叠加，可求得电势分布。解1 （1）由高斯定理可求得电场分布由电势可求得各区域的电势分布。（2）两球面间的电势差解2 （1）由各球面电势的叠加计算电势分布。（2）两个球面间的电势差8-1 均匀磁场的磁感强度B垂直于半径为r的圆面今以该圆周为边线，作一半球面S，则通过S面的磁通量的大小为 。 (A) (B) (C) 0 (D) 无法确定分析与解 根据高斯定理，磁感线是闭合曲线，穿过圆平面的磁通量与穿过半球面的磁通量相等。正确答案为（B）。8-3 磁场中的安培环路定理说明稳恒电流的磁场是 。(A) 无源场 (B) 有旋场 (C) 无旋场 (D) 有源场分析与解 磁场的高斯定理与安培环路定理是磁场性质的重要表述，在恒定磁场中B的环流一般不为零，所以磁场是涡旋场；而在恒定磁场中，通过任意闭合曲面的磁通量必为零，所以磁场是无源场；静电场中E的环流等于零，故静电场为保守场；而静电场中，通过任意闭合面的电通量可以不为零，故静电场为有源场。正确答案为（B）。8-10 宽度为a的薄长金属板中通有电流I，电流沿薄板宽度方向均匀分布。求在薄板所在平面内距板的边缘为b的P点处磁感强度大小和方向。Pab习题8-10图Ix8-13 如图所示，有一根长的载流导体直圆管，内半径为a，外半径为b，电流强度为I，电流沿轴线方向流动，并且均匀地分布在管壁的横截面上。空间某点到管轴的垂直距离为r，求ra，arb，rb各区间的磁感应强度。习题8-13图 10-7 一简谐振动的旋转矢量如图所示，振幅矢量长2cm,则该简谐振动的初相为 ，振动方程为 。习题10-8图10-8 质点的振动曲线如图所示。试求：（1）振动表达式（2）点P对应的相位（3）到达点P对应位置所需时间。10-22 一横波波函数为 (m)，求： （1）振幅 、波长、频率和初相位； （2）X=2m处质点在 t=2s 时振动的位移；（3）传播方向上时间间隔为1s 的两质点的相位差。10-26 一平面波在介质中以沿轴正方向传播，已知点振动方程，A、B两质点相距，AB，求：（1）以A点为坐标原点写出波动方程；（2）以B点为坐标原点写出波动方程。11-11 在杨氏双缝实验中，双缝间距d=0.20mm, 缝间距D=1.0m，试求：（1） 若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm，所用单色光的波长；（2） 相邻两明条纹间的距离。11-14 如图所示，制造半导体元件时，常常要精确测定硅片上二氧化硅薄膜的厚度，这时可把二氧化硅薄膜的一部分腐蚀掉，使其形成劈尖，利用等厚条纹测出其厚度。 已知Si的折射率为3.