天津理工大学大学物理同步训练下答案

1、选择题大学物理同步训练电磁感应答案1. b 2. a 3.d 4.a 5.d 6.d 7.d二.填空题8a 9.d 10.b9_ _22. bo r。点23 .导线端点；导线中点4 .2 bqr2;沿曲线由外指向中心5 .答案见图.6 . 20 j7. 1:2 ; 1:28. 2a9.不能三.计算题1 .解：长直导线在如图坐标x处所产 生的磁场为=bds =, d也，ola/ d x jia()2 7td x 2nd jaln(d b)di出 2二 d dt2.解:t时刻通过半圆的磁通量为_2.-二 r：，m = b cos t2d ：,m b二 r2 sin tz =-=dt22,b r ,

2、 sin ti 二一二r 2ri3.解：建立坐标(如图)则：b=一2 二xd =bvdx= vjdx2 二 x名 x二 a：0iv/1z”oiv| a+b=de = (-)dxln 2 二 x 2 二 a a124.解：(1) uoe =uo ue =-0a b2b方向。dx +dx a+bo* 添加辅助线of,由于整个oef内感应电动势为零，所以eoe eef =eof即可直接由辅助线上的电动势eqf来代替oe、ef两段内的电动势.of =2a 8s45 =2a uof =uo_uf，b( 2a)2 = .a2b 2(3)。点电势最高机械振动答案选择题cdbbb cacaa dc填空题1、2

3、、3、4、t/n4t , v2s/2asin% , -8 2acos中02rad/s, 0, x=2cos2t (si), 12v2 n,负方向5、6、10cm, 2 n , 3如图所示5 二2 、4.8s, x = 0.1cos(t+-n) (si)1237、1+v22 kk x0 ，2m8、9、31a2-ka 810、二计算题1、解：处于平衡位置时，弹簧的伸长量 al满足如下关系k l 二 mg(1)对滑块m,m进行受力分析，设绳子的张力为则当滑块m位移为x时, 有mg -t = ma_ k(x ll) t 二 ma由于绳子不可伸长，故有a = a,则上述两式联立消去t并考虑(1)式 可得

4、-kx = (m m)a由上式可知滑块m做简谐振动，具振动原频率为已知t=0时滑块m处于负的最大位移处，即 m滑块的振幅及初相a = ：lmgk(si)题4则可得m滑块的运动方程x=mgcosmmt+nl(si)2、解：设该质点的简谐运动方程为x = acos（t+平）（si）则可以知道该质点的速度满足)(si)由图可以看出速度振幅为 切a =10,利用旋转矢量法可得速度方程的初相 与圆频率为236.：.：，411030，=.4 = a =二 一：t33二/3 二因此可以得到该质点的振动方程30 二 二x =cos t 二 363、解：如图所示，画出旋转矢量图，可以知道质点从a/2处（速度为正

5、） 运动到a/v2处（速度为正）时旋 转矢量转过的角度为.,19ag = n12已知旋转矢量的旋转角速度（即质点振动圆频率）为6 =冗/ 4 ,故需 要的时间为l =19 /、级= =（s）34、解：将振动方程x2写为x2 =3cost （si）画出三个旋转矢量，如右图所示。先 又t x1与x3进行合成再与x2合成，容 易得到合振动的振幅为a = j（6 -2）2 32 =5初相位为4 a a arctan3其圆频率与这三个振动圆频率相同。即这三个同方向同频率的振动的合 振动为,4、x =5cos(nt + arctan-) (si)3机械波答案选择题bdacc 6. y=2cos(10 二t

6、 万)abcd ac填空题1、负方向，5m, 2s, 0.5m, 0.25m/s2、2u3、右，向上，向下，向上4、y =0.03cos(104-5nx) (si)一 .22二，、2 二5、yo = acos i(t 10)+ (si), y = as .1(tt。)x + (si)_t2lttu 26、yi =7cos(3t +15) (si), 350小t (x-4)0, u(si)r 0 i7、 y = acosjt+x + 平0(si), y = aob -a , .一一8、 (n = 1,2,3.) n9、 a10、 y = acos(m +kx) , y =2acoskxcos6t

7、计算题1、解：(1)由图可得该质点的振幅为10cm,初相为冗/3,圆频率为1仞/60 , 故该质点的振动方程为.(tln)y =0.1cos.-1+ i (si)63(2)该简谐波的波动方程为二 2 二二二 二 2 二y=0.1cos.-1+ (x3)+ = 0.1cos jt+ x(si)6-3_633(3)原点处的振动方程为(si)c , 二 2 二y0 = 0.1cos t - 一632、解：已知xa=a, ya = acost , k=8/u,可得该简谐波的波动方程y = acos |t -一（x - a）u(1)。点的振动方程为yo : acos( t a) u(2) b点的振动方程

8、coyb = acos( t - 2 a) u(3)与b点振动状态相同的点22nu (xa)=a+2nnt x=3a - (n=1,七2,)uu3、解：由频率可求得圆频率切：=2 =7二由已知条件可得x=1m处质点的相位27 :7nm 2+邛,即甲=or 222故该点的振动方程为y1 =0.08cos(7 二 t)2利用旋转矢量法可以得到x = 2m处的质点落后于x = 1m处质点的相位为.,5=二=kx = k6因此该简谐波的波动方程为5 二二5 二4 二 y =0.08cos(7 nt - (x -1) + ) =0.08cos(7nt -x +)(si) 62634、解：(1)由已知条件

9、可得 a =5m , co =2nf =200n , a = 0 ,中b =n，k =0/u =n/2故a , b波源的振动方程分别为ya =5cos(200e) (si), yb =5 0 骑+兀)(si)(2)法一：a点左侧某点p两列波的相位差2 二2 二:二b - ：a 一一 (bp - ap)=二- 30 = -144此相位差满足振动加强条件，所以合振幅 a=a + 4=10m；同理b点左侧某点p两列波的相位差2 二2 二/% - a 一一(bp-ap) - -： - 一 (-30) 二16二4此相位差亦满足振动加强条件，所以合振幅a = a + a2=10m法二：由已知容易得到a、b

10、向x负方向传播的简谐波方程为ya = 5cos(200 二 t 2(x 15)=5cos(200 二 t 2*一)_ 二t ,_、 _ 二 二、y b = 5cos(200二t 一 (x -15)二)=5cos(200二t x -) 222故在a左侧的各点的振幅为10m。同理，沿正方向传播的简谐波方程为jj jtya =5cos(200二t 一 2 (x 15) = 5cos(200二t - x )_ 二t ,、yb = 5cos(200二t - 一(x -15)二)=5cos(200二t - - x ) 222即在b右侧的各点的振幅也为10m。(3) a、b之间的振动合成为a向右传播的波与b

11、向左传播的波的合成, 即jjtjtjty =5cos(200二t - - x ) 5cos(200二t x -)2222h ji= 10cos(x - ) cos t由 a = 10cos( x 工)=0可得 22在ab之间振幅为零的点为x = 2(n+1)m,其中 nwz 且 |n|7。光的干涉答案一.选择题1. a 2.a 3.b 4.a 5.b 6.c 7.b二.填空题1 .不2.2+(-2-1九-t1+(r-1)t13.2n (n -1)e /九 ;3x1034.暗 5. 2ne +k/2 或 2ne-八/26. 1.1257. 218九8. 3，j (2n)9.不变；近棱边10.变密

12、 11. 2n-1三.计算题1 解：(1)ax= 10 da / a= 0.02 m(2)覆盖云玻璃后，零级明纹应满足(n 1)e+ 门=2设不盖玻璃片时，此点为第k级明纹，则应有21=口所以(n 1)e = k儿k=(n1) e / 九=3.02= 3零级明纹移到原第3级明纹处九2 .解：2 =2ne + = k 九2k =1 =2021.6nmk=2儿=673.7nm(红)k=3九=404.3nm(紫)k = 4 =288.8nm正面的颜色是紫红色的。3 .解：上下表面反射都有相位突变 叫计算光程差时不必考虑附加的半波长.设 膜厚为e , b处为暗纹，2ne= 1( 2k+ 1 )一，(k

13、= 0, 1, 2,)2a处为明纹，b处第6个暗纹对应上式k= 5e = (2k +1 1卜=i.ox io-3 mm4n根据题意可得4 .解：由牛顿环暗环半径公式rk =vkr九，11 = 9r i - 4r i = r i12 = 9r 2 -，4r 2 = r 2222 =12 l/ll222/1 =12八1光的衍射一.选择题1. d 2. a 3. b 4. d 5. c 6. b 7. a 8. d 9. c i0.b二.填空题1. 6xi0m , 600nm；2. 10,第一级明(只填“明”也可以)；3. 0.10mm；4. 0.5m；5. 0, 1, 3, ;6. 2;7.更暗更

14、宽； 8. 600nm.三.计算题1 .解：(1)对于第一级暗纹，有b sin中产儿因中i很小，故tg啊=sin中i =八/ b故中央明纹宽度；：x0 = 2f tg ;：i =2f1 / b= 0.6 cm(2)对于第二级暗纹，有bsin2-2x2 = f tg 2=f sin ;:2 =2f / b= 0.6cm2 解：(1)bsin = k九tg = x / f当x f时，tg平定sin审让9, bx / f = k九,取k= 1有x= f / b= 0.03 m中央明纹宽度为x= 2x= 0.06 m(2)(b+b)sin* = kk= (b+ b )x / (f k)= 2.5取k

15、= 2,共有k = 0, 1, 2等5个光栅衍射主明纹。3 .解：(1)由光栅衍射主极大公式(b+ b )sin* =q 得b+ b =小=2.4 x 10-6 msin ：(2)若第三级不缺级，则由光栅公式得b b sin:： 1 -3,由于第三级缺级，则对应于最小可能的b,邛方向应是单缝衍射第一级暗纹:两式比较，得bsi n一.b= (b+b )/3=0.8x10-6 m(3) (b + bsinkz ,(主极大)bsin.=k2,(单缝衍射极小)(k =1, 2, 3,)因此 k=3, 6, 9,缺级.又因为kmax=( b+b)/ 4=4,所以实际可观察到k=0, 1, 2级共5个主明

16、纹.4 .解：(1)照相机的角分辨率应为uc=d/l =5 10-/(160 103)=3 10 2 rad(2)由夫琅禾费圆孔衍射知：照相机孔径应为d =1.22 / 1-2m c光的偏振一.选择题1.b2.b 3.a 4.d 5.d 6.a 7.c 8.c二.填空题1 .自然光，线偏振光，部分偏振光或椭圆偏振光；2 .线偏振光光(矢量)振动，偏振化；3. 3/2;4. 45 ; 5 . 73;6. 54.7 7. n2 / n1 ；8.部分,n / 2 (或 90 ).三.计算题1 .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6.透过第一个偏振片后的光强|1 = 1。/ 2.透

17、过第二个偏振片后的光强为i2 ,由马吕斯定律，2 .i2= (i0 /2)cos 1透过第三个偏振片的光强为i3 = i2 cos (90 ) = (i0 / 2) cos2h sin2 = (i0 / 8)sin229由题意知i3=i0 / 8所以sin220 = 1 ,- 1si n1= 45。2.解：(1)透过第一个偏振片的光强i1|1 = 1。cos 30 =3 i0 / 4透过第二个偏振片后的光强i2,i2=l1cos260 =3i。/ 16(2)原入射光束换为自然光，则|1= i。/ 212= 1185260 =10/ 83 .解：设太阳光(自然光)以入射角i入射到水面上，则所求仰

18、角日=n/ 2-i, 当反射太阳光是线偏振光时，根据布儒斯特定律，有 i = io = arctan (n2 / m),其 中n1为空气的折射率，n2为水的折射率。所以 i = i0 =n / 2日=arctan (n2 / m)贝= n / 2 arctan (n2 / m) =36.9 .反射光中的e矢量的方向是垂直于入射面.4.解：(1)根据布儒斯特定律tan i = n2 / ni = 1.60 /1.00所以 i = 58.0(2)r =90 i =32.0(3)因两个界面平行，所以下表面处入射角等于r,tan r = ctan i = ni / n2满足布儒斯特定律，所以图中玻璃板

19、下表面处的反射光也是线偏振 光.分子物理部分答案选择题:1 . b 2. b 3. c4. a 5. c 6. d 7. b 8. a9. b 10.填空题1 . 62 . pv / (kt).3 . 1.64 3kt , 5kt ,225. 46. 3二 / 87. 28. 2pv/m5jrt2 m mi三.计算题1 .解：理想气体在标准状态下，分子数密度为n = p / (kt) = 2.69x 1025 个/ m3以550nm为边k的立方体内应有分子数为n = nv= 4.48x 106 个.2.解:w =3kt2t ;血=2 90k 3kehemhrt =18.07 105 j 2mm

20、ieh2 - e - ehe -0.64 106 jeh2rtmolmh -0.21 kg3.解：（1）ek =3pv =3.11x105 j2ekn1 n2= 6.22x10-21 j(2)2wt =300k3k(或由 p= nkt 得t =pv = 300 k)nk n1 n2k1/24 .解：据v2) =j3rt/mml =、；3rt/nam ,得na=3rt / (mv2 ) = 6.11x 1023 mol-1.热力学基础一.选择题1.b 2.c 3.c 4.d 5d 6.a 7.b 8.a 9.a 10.c二.填空题1.mm moln = no -m-m mol2. 326j443

21、. 41.3mol, 4.29 10 j, 1.71 10 j4. 940.5j, 2810.3j, 1869.75 j,747.9j, 2617.65 j, 1869.75 j5. 5.57j6. p2 = -p1rtvi7. 3.14j8. 15%9. 6 106 j, 010. 相等，不等三.计算题1.解：(1) q=仙 cvm at=64*5m8.31m(50 0) = 2.0803j32 2a e=q=2.08 103jw=064 5 23 q= a cpm at= x5父8.31 父(500) = 2.91 03j322ae=q=2.08 103j3w=q- ae=0.83x103

22、j2解：（1）等温a - b:a e=0vv2q=w= v pdv=-十 , v1=a rti ln = ap10.50.3rt1ln - =3 8.31 293 ln p2 28 108.1=1.433m105(j)(2)等容a-c再等压c-b由于a,b温度相同，ae=0qacb =wacb =wac + wcb = 0 + p2w2 一5)二- 1.13 父 106(j)3 解：a-cb q=80j, w=30j, a e=q-w=80-30=50j(1) a-db w=10j, q=a e+w=50+10=60j(2)沿曲线 ba w=-20j, q=a e+w= 50 20= 70j所

23、以系统放 热。-54.解：(1)ae =cv(t2 t1) =2(p2v2 p1v1)1(2) w = (p1 + p2 )(v2 -v1),2w为梯形面积，根据相似三角形有 p1v2= p2v1,则1w =kp2v2 - p1v1)2(3) q =a e+w=3( p2v2p1v1 ).以上计算对于a-b过程中任一微小状态变化均成立，故过程中aq =3 a ( pv).由状态方程得故摩尔热容a(pv) =rat,aq =3ra t,c=aq/a t=3r.狭义相对论答案一.选择题1.d2.a3.a4.d5.b6.c7.a8.c9.c二.填空题1 .所有惯性系对于物理学定律都是等价的所有惯性系中，真空中的光速都是相等的2 . c3.mt4.0.6c5.c，1-(i/i0)2参考解： 根据运动杆长度收缩公式 l =l01-(v/c)2则 l 之10/-(v/c)2 , v 之c，1 (l /l0)26.0.8c7 .同时；不同地8 .m()1(v2/c)229. 0.25mlec22ek = mc -m0c三.计算题1解：(1)观测站测得飞船船身的长度为l =l0j1 -(v/c)2 =60m则 &= l/v =2.5x10-7 s(2)宇