大学物理祝之光第三版练习答案

大学物理练习题答案（祝之光第三版）1、一质点在平面运动，方程为r=3t2i+4t2j,则它作匀变速直线运动2、对于质点组，内力可以改变的物理量是总动能3、一绳穿过水平光滑桌面中心的小孔联结桌面上的小物体角动量不变、动量、动能都改变4、均匀木棒OA可绕其端点O并与棒垂直的水平光滑轴转动角速度小到大，角加速度大到小5、均匀木棒可绕过其中点的水平光滑轴在竖直面内转动角动量、动能守恒6、长方形容器用一隔板AB分成两个体积向左移7、1mol He和O2在温度相同时两种气体分子的平均平动动能相同、两种气体分子的总平动动能相同8、在密闭容器中有0.5mol的氧气，内能为9、判断题A、功与过程相联系，而热量不一定与过程相联系错B、从作功与热传递都能改变内能的观点看，一定量的功与一定量的热量相对对C、功是状态量，热量是过程量错D、在两个平衡态之间进行的一切平衡过程，作功相等，传递的热量也相等错10、平行板空气电容器的两极板间的距离为d, 极板面积为S，静电力为11、闭合面S内有一点电荷q1，P为S面上的一点，在S面外穿过S面的E通量不变，P点的场强改变12、B和C是同一圆周上的两点，A为圆内的任意点13、有一半径为R的金属球壳14、极板间为真空的平行板电容器充电后与电源断开电容器两板间的电场强度增大15、环形导线中通有电流I，回路L磁感应强度B的环流为2u0I16、判断题（1）电荷在空间各点要激发电场，电流元Idl在空间各点也要激发磁场错（2）在稳恒磁场中，若闭合曲线不围绕有任何电流，则该闭合曲线上的各点的磁感应强度必为0错（3）静止的电荷在磁场中不受磁场力，运动电荷在磁场中必受磁场力。错（4）所有电场都是保守力场，磁场都是涡旋场错（5）在同一均匀磁场中，两个形状不同，但面积和匝数相同的线圈，通有相等的电流时，则两线圈所受最大磁力矩相等对（6）铁磁质的磁导率u是一常量。错17、在一圆形电流I的平面内，取一个同心的圆形闭合回路L，且Bl=018、在均匀磁场B中的导体棒AB，绕通过C点的轴OO转动A点比B点电势低19、两个质量相同的物体挂在两个不同的弹簧上，弹簧的伸长分别为l1和l220、一谐振子作振幅为A的简谐振动，它的动能和势能相等时21、a、b、c三个振幅与频率相同的谐谐振动，但初相位各不相同，其中a为a与c22、质点的运动方程为(1)在第1S内的位移-10im ,第1s内的的路程(2)第1s内的平均速度-10im/s，第1s内的平均速率(3)任意时的速度 任意时的速率(4)任意时刻的切向加速度0，任意时刻的总加速度的大小，方向指向原点23、质量为m的火箭从地面发射上升一个地球半径Re，地球引力W=24、容器中有1mol氮气，压强1.33Pa,温度70C,则(1)1m3气体中氮气的分子数为3.44×1020个/m3(2)容器中氮气的密度为1.60×10-5kg/m3.(3)氮气分子的平均动能为9.66×10-21J(4) 1m3气体中氮气分子的总平动动能2.0J25、已知f(v)是分子速率分布函数(1) f(v)dv=dN/N，表示速率在v-v+dv区间的分子数占总分子数的比率。也等于单个气体分子具有的速率在v-v+dv区间的概率。（2）N f(v)dv=dN,表示在平衡态下，速率在v-v+dv区间的分子数（3），表示在占总分子数的比率（4），表示速率在速率区间v1-v2的分子数(5) 表示速率不大于vp的分子数的比率（6）表示在平衡态下速率大于最概然速率vp的分子数占总分子数的比率；或一个分子具有大于最概然速率的概率。26、将折射率为n的透明薄膜涂于玻璃片基上膜厚至少应为27、平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅和费衍射波面可划分6个半波带，P处将为第一级明纹28、衍射光栅主极大分式光程差29、一束自然光由折射率为n1的介质射入折射率为n2,入射角.方向垂直于入射面30、说明下列各式的物理意义（1）Eds：穿过面无d通量，即穿过面无d线数（2）：穿过封闭曲面S的E通量等于S所包围的电荷的代数和的0分之一。（3）E.dl:在线元dl上移送单位正电荷电场力所作的元功。（4）：沿某路径L将单位正电荷从点a移送到点b时电场力所作的功。（5）：沿封闭路径L移送单位正电荷一圈，电场力所作的功为0。31、一均匀带电的空心橡校球，在维持球状吹大的过程中，球内任意点的场强不变，电势变小；始终在球外的任意点的场强不变，电势不变32、一边长为a的正六边形的六个质点放置六个点电荷+q(-q)，则此六边形中心O处场强大小炎E=，场强方向沿x轴负向，若如图b放置，并把一试验电荷q0无限远处移至O，则电场力作功为33、一点电荷q位于不带电的空腔导体腔内，设有三个封闭曲面S1S2S3,在这三个曲面中E通量为0的曲面是S1、S2，场强处处为0的曲面是S234、两无限大的平行平面均匀带电，面电荷密度都是，图中场强E1=，区域II中各点场强E2=0；区域III中各点场强E3=35、半径为R1导体球A，带有电荷q，球外有一内外半径分别为R2和R3的同心导体球壳B，壳上带有电荷Q，则球A的电势VA=，球壳B的电势VB=36、已知一质点的运动方程x=2t,y=2-t2（1）运动轨迹并图示（2）1s2s平均速度（3）1s末和2s末的速度（4）1s末和2s末的加速度解（1）由x=2t得t=x/2 代入y=2-t2得y=2-x2/4利用描点法作图如下（2）t=(2-1)s=1s x=4m-2m=2m y=-2m-1m=-3m由公式，得（3）由得当1s末速度,当2s末速度（4）由得37、质点从静止出发沿半径R=3m的圆周作匀变速运动，（1）经过多少时间后质点的总加速度恰好与半径成45o（2）上述，质点所经历的角位移和路程解：(1)当时，an=at=3m/s2, an=R2, at=R,所以,=at/R=3/3=1rad/s2,又由=0+t, =0得t=1s(2) =0t+t2/2=t2/2=0.5rad,S=R=1.5m38、回答下列问题（1）物体同时受到几个力作用，是否一定产生加速度（不一定）（2）物体的速度很大，是否意味着物体所受外力的合力也一定很大？（不一定）（3）物体运动时的方向一定与合外力的方向相同，对吗？（对）（4）物体运动时，如果它的速率保持不变，它所受的合外力是否一定为0？（不一定）38、质量为60kg的人以2m/s的水平速度从后面跳上质量为80kg的小车上(1)车速度变为多少？（2）人如迎面跳，车的速度又将为多少？解：人跳上车后，人车具有共同速度v2,水平方向忽略阻力，人车系统动量守恒。取车速度方向为正方向.(1)m1v10+m2v20=(m1+m2)v2v10=2m/s ，v20=1m/s 代入数据得v2=1.43m/s，车速方向与原向相同。(2)m1v10+m2v20=(m1+m2)v2v10=-2m/s ，v20=1m/s 代入数据得v2=-0.29m/s，车速方向与原向相反。39、两个不同半径的皮带轮A、B（1）两轮边缘各点的线速度大小是否相等（相等）（2）两轮角速度的大小是否相等（不等）（3）两轮边缘处质点法向加速度大小是否等（不等）（4）两轮边缘处质点切向加速度大小是否等（相等）40、一飞轮以转速n=1500r/min转动（1）角加速度和转数N（2）t=25s时角速度（3）r=1m,t=25s时边缘点的速度和加速度。解：（1），t-0=t,且t=0,=-t/t=-3.14rad/s2 ,得N=625r.(2) =0+t=78.5rad/s(3)v=r=1×78.5m/s=78.5m/sat=r=1×(-3.14)m/s2, an=v2/r=78.52/1=6.16×103m/s2故,由于at<<an,方向与方向偏离极小，故略大于90041、质量为m1、长为l的均匀直棒，可绕垂直于棒的一端的水平轴O无摩擦地转动（1）球初速度大小（2）相撞时，球受多大的冲量？解：由动量矩守恒，可得mvl=mv+J1,又弹性碰撞动能守恒有棒由平衡位置摆到最大偏转角=300的过程：棒的机械能守恒，得，又因为，联立上四式，解得：。（2）对小球的动量定理负号表示棒施予球的冲量与棒初速反向。42、质量为0.06Kg,长0.2m的均匀细棒，可绕垂直于棒的一端的光滑水平轴转动。如将此棒放在水平位置（1）开始转动时的角加速度（2）竖直位置时动能（3）竖直位置时的动量矩。解：由转动定律M=J，有，故（2）由机械能守恒，可得(3)又因为, 故43、（1）1/2kT是物质分子在温度为T时每一个自由度上的平均能量 （2）3/2kT是物质的一个分子在温度为T时的平均平动动能，或单原子分子理想气体（在室温附近时）每一个分子的平均能量。（3）i/2kT表示自由度为i的物质的一个分子的平均能量（4）i/2RT表示1mol理想气体在温度为T时的内能（5）是质量为m的理想气体在温度为T时总平动动能或mkg单原子理想气体在温度为T时的内能（6）是质量为m的理想气体在温度为T时的内能。44、1mol氢气，在温度为300K，分子的总平动动能，总转动动能和气体的内能各是多少？总平动动能总转动动能内能E=Et+Er=6.23×103J45、系统从状态a 沿acb变化到状态b,有334J的热量传递给系统，而系统对外作功为126J,(1)若沿曲线adb时，系统做功42J，有多少热量传递给系统。（2）沿bea,外界对系统作功84J，吸还放多少热？（3）Ed-Ea=167J，沿ad及db各吸引多少热量。解:Qacb=334J,Wacb=126J,Eb-Ea=Qacb-Wacb=334-126J=208J(1)已知Wadb=42J，由a态到b态,无论是沿acb还是adb，内能增量是相等的。故Qadb=Eb-Ea+Wadb=208J+42J=250J(2)Wbea=-84J,Ea-Eb=-(Eb-Ea)=-208J,Qbea=Ea-Eb+Wbea=-208J-84J=-292J,这里“-”号表示系统放热。(3)Ed-Ea=167J,因db是等体过程，系统不作功，故Wad=Wadb=42J,所以Qad=Ed-Ea+Ead=167J+42J=209JEb-Ed=(Eb-Ea)-(Ed-Ea)=208J-167J=41J.Wdb=0,所以Qdb=Eb-Ed=41J46、压强为1.013×105Pa,体积为1×10-3m3的氧气(1)压强不变，要多少热量（2）体积不变，要多少热量（3）等压和等体各作多少功解：（1），由状态方程知：，又，由题条件知：T2-T1=160K,代入Qp=(T2-T1)=208J(2)Qv=Cv(T2-T1)=148J(3)等压过程中，系统作功为W=Qp-E=Qp