21世纪大学物理(上)第七章 答案

第一篇：21世纪大学物理(上)第七章 答案

7—1

解：已知t1=15.0℃P1=4.0*10^5Pat2=37.0℃由，查理定律p/T=C3可知

T1=273.15+15.0=288.15K

T2=273.15+37.0=310.15K

P1/t1=C=P2/t2

解的P2=4.31*10^5Pa

7---2

解：已知P1=1.013*10^5PaP2=3.039*15^5Pa T2=270K

PV/T=nK

P1V/T1=PV3/T

P2V/T2=PV4T

V3/V4=P1T2/P2T1=1/7

L1/L2=L1S/L2S=V3/V4=1/7

7—3

解；P=nKT

T=P/(nK)=4*3.14PMHRS/(3MSK)=1.16*10^7K 7—4

P=nKT

n=P/(KT)=2.44*10^25m^(-3)

ρ=M/V=PMmol/kT=1.30KgM^(-3)

T1=630K 1

ε=3/2KT=6.21*10^(-21)J

d=(1/n)^(1/3)=3.45*10^-9m

7—

5PV=MRT/Mmol

T=PV Mmol/(MR)=90/8.31K

ε=3KT/2=2.24*10^(-22)J

7—6

ε=3KT/2

ε1= 3KT1/2= 5.56*10^(-21)

ε2=3KT2/2=7.72*10^(-21)

7—7

ε=3KT/2=2.07*10^(-15)J

ε=3KT/2=MV^2/2

(V^2)^(1/2)=(3KT/M)^(1/2)=1.574*10^6m/s

7---8

ε=3KT/2 只与T有关

所以平动动能相等为ε=3KT=6.21*10^（-21）J

(V^2)^(1/2)=(3kt/m)^(1/2)

(V^2)H=1934(V^2)o=483(V^2)hg=19

37---9

EH=5RT/2 EO=5RT/4

EHO=3RT 2

△ = EH2O—EH--EO =3RT-5RT/2--5RT/4=-3RT/4

7—10

平动动能ε=3KT/2=3740.3J

ER= KTNA =2492.28J

7—11

P=2nε/3=nmv^2/3=Ρv^2/3

Ρ=3P/v^2=1.723kg/m^3

7—12

P=NKT/V=2E/(iV)

i=5

P=8.25*10^4Pa

ε/E=(3KT/2)/(N5KT/2)=7.86*10^(-21)J

T=2E/(5NK)=379.6K

7—13

V=(2*VO+3*2VO+5*3VO+4*4VO+3*5VO+2*6VO+7VO)/(2+3+5+4+3+2+1)=3.65VO

(V^2)^(1/2)=((2*(VO)^2+3*(2VO)^2+5*(3VO)^2+4*(4VO)^2+3*(5VO)^2+2*(6VO)^2+(7VO)^2)/(2+3+5+4+3+2+1))^(1/2)= 3.99VO

最概然速度为3VO

7---14

ε=3KT/2 只与T有关

ε(N2)=6.21*10^(-21)J

T=2ε/(3k)=300K

Vp=(2kT/m)^(1/2)=(2RT/ mmol)=422m/s

7—15

dn/N=f(x)dv

Vp=(2kT/m)^(1/2)

f(x)=4*3.14(m/(2*3.14kt))^(3/2)e^(-mv^2/(2kt))v^2dv dn/N=f(x)dv=4*3.14（3.14 Vp）^(-3/2)v^2dv/e=0.83% 7—16

图略

∫f(v)dv=Nf(v)=K∫kdv=NkVO= Nk=N/VO

V=∫vf(v)dv= VO/2

V^2=∫v^2f(v)dv= VO^2/3

(V^2)^(1/2)= VO/(3)^(-2)

7—17

(1)由于分子所允许的速度0—2V的范围内，由归一的条件可知曲

线下的积分为S=∫Nf（x）dv=N

(2)∫Nf（x）dv=N

∫av/vodv+∫adv=N

a=2N/3vo

(3)N=∫av/vodv+∫adv=7N/12

(4)ε=mv^2/2=m(∫av^3/Nvodv+∫av^2/Ndv)=31mv^2/36 7—18

Z=kTIn(Po/P)/(Mmolg)=2858.6m

7—19

Z=(2)^(1/2)d^2nv=(2)^(1/2)d^2*(8kT/3.14M)^(1/2)*p/kT=3.18*10^6Hz

7-20

P=nkT

n=pv/kT=3.21*10^17

λ=1/(2)^(1/2)*3.14d^2*n=7.8m

7—21

Pv/kT=n

Z=(2)^(1/2)*3.14d^2*nv=(2)^(1/2)*3.14d^2*V0 P/kT =5.42*10^8

Z=(2)^(1/2)*3.14d^2*nV=(2)^(1/2)*3.14d^2*(P/kT)(8RT/3.14M)^(1/2)=7.17--2

2λ=kT/(2)^(1/2)*3.14d^2*P

因为p、t一定，所以(dAr/dn)=(λn/λAr)^(1/2)=5/3 λ=kT/(2)^(1/2)*3.14d^2*P

因为T一定p为原来的1/4

所以

λ =4λo=1.1*10^(-6)

Z=V/λ=(8RT/3.14Mmol)^(1/2)/ λ=4.27*10^8

第二篇：15届 大学物理上 作业答案

2015大学物理上作业答案

第1章

质点运动学

一、选择题:

1.D

2.B

3.C

4.D

5.B，6B，7A

A

二、填空题

1.，。

2.3.4.16rad,16rad/s,5.三计算题

解：轨迹方程，物体做的圆周运动，半径为3m

（2）（m/s）

(m/s2)

（3）

2．3．

答案：

解

（1）由消去t得轨迹方程

（2）位置矢量

（3）t=1s和t=2s时位置矢量分别为

(4)速度矢量

（5）加速度矢量

4.解(1)

(2)

5．第2章

牛顿运动定律

一选择题：

1.C

2.D

3.C

4.A

5.B

6.D

二．填空题

1.惯性系，非惯性系

2.，3.，4.a=1.5m/s2,v=2.7m/s,a=1.5m/s2，5.，3mg.三．计算题

1．1、2.3.建立自然坐标，切向

法向

而

分离变量积分

得

4．(1)

(2)

（3）

x值最大，5.证明

第3章

动量守恒定律和能量守恒定律

一、选择题

1.B，2.C

3.C，4C

5.C，6.B，7.A，8A。

二、填空题

1．外力和非保守内力不做功或做功的代数和为零，不受外力或外力的矢量和为零。

2．0.21

cm，400J

3.3.2m/s，25.6J。

4.。、、5.a=1.5m/s2,v=2.7m/s,a=1.5m/s2,三、计算题

1.(a)

根据功能原理，有

4.25

(m)

(b)根据功能原理有

8.16

(m/s)

2.3.t=0时,t=2s时,t=1s时，4.解：（1）已知势能零点位于坐标原点，则x处的势能

（2）质点由x=2m运动到x=3m时，势能的增量为

保守力做的功为

可见，保守力做的功等于势能增量的负值，即

5.解：利用题中条件可以得到力的表达式，然后根据功的定义求解，由可知物体运动速度,所以阻力为

又由，将消去后可得

所以阻力做功为

6.解：（1）由位矢方程可知，质点在方向的运动方程分别为，消去，得轨迹方程，质点做轨迹为椭圆的曲线运动。

（2）质点所受作用力

可见指点所受作用力指向坐标原点，是有心力.力的两个分量分别为，质点从点到点时，作功

作功

（3）考察质点从任意点运动到任意点，作的功

+=+

可见作功只与始末位置有关，与路径无关，是保守力。

解法1：，解法2：动能定理

解法3：功能原理，，第4

章

刚体力学

一、选择题

1C

2.B，3.A，4.C，5.B，6.D

二、填空

1．匀角速转动，转动惯性

2.(1);(2)

;(3)

3.(1);(2);

4.22rad,19rad/s,，三、计算

解：（1）用隔离体法，分别画出三个物体的受力图。

对物体1，在竖直方向应用牛顿运动定律

对物体2，在水平方向和竖直方向分别应用牛顿运动定律，对滑轮，应用转动定律，并利用关系，由以上各式，解得

；；

（2）时

；；

2.解：（1），(2)，3

解：，又，所以，两边积分得：，所以

4、解：碰撞角动量守恒：

5．解：根据角动量守恒

（1）

（2）

6.7.答案：1）转动惯量：

2）角速度：转动过程中机械能守恒

于是

角加速度：

3）速度：

加速度：切向加速度

法向加速度

合加速度

8．（1）

第5章

真空中的静电场

一

选择题

1.B

2.A

3.B

4.C

5.D、6D

二

填空题1、、0、2、,有源场,=

0、保守场.3.0、三、计算题

1.2.由对称可知，x

方向电场强度为0，3.（1）

4.（1）作半径为r，高位h的同轴高斯柱面

5、解：在球体作半径为r的同心高斯球面，设上的电场强度为，对运用高斯定理，有

式中是所围的电荷量

=

所以，在球体内离球心r处的电场强度为

在球外作半径为r的同心高斯球面，设上的电场强度为，对运用高斯定理，有

包围了整个球体

所以，在球体外离球心r处的电场强度为

6、得

2分

当r

4分

当r>R时，则

6分

（2）

8分

U=

10分

第六章

电场中的导体

一、选择题

1E、2D、3D、4C、5B

二、计算题

1.解：（1）

r

R1

R2R3时，由于高斯面内部电荷代数和为零，场强为零

（2）由于球壳接地，其电势为零，在r=R2上选一点Q，（3）根据(2),V2=0，V1=

2.(1)

球心处的电势以及金属球上的感应电荷在球心处产生的场强。

(2)若将金属球接地，球上的静电荷为多少？

2、电势：金属球面上总电荷为零，所以u==0

因为在金属球内，总场强为零，E=E总-E点=

方向向右

（2）电势为零，第7章

恒定磁场

一选择题

1C、2A、3C、4E、5B、6C、7A

二、填空题

1、，方向垂直纸面向内。

2、；垂直纸面向外

3、μ04、；与角速度方向相同

5．6．。

7.，向里。

三、计算题

2.。

3.4.5.（1）

（2）

（3）

（4）

6、第8章

电磁感应作业题

一、选择题

1D、2C、3B、4C、5A、6D、7B

二、填空题

1.电动势的大小

0.8V

方向

顺时针方向

2.感应电动势的大小

3．感生电场产生的原因：变化的磁场产生感生电场

4.动生电动势的产生的原因是：电荷在磁场中运动受到洛伦兹力

.，ℇi。

三、计算题：

1．解：据法拉第电磁感应定律：

其中任意时刻的磁通量为：

2．解：据动生电动势：，可得

方向：

3．解：以电流位置为坐标原点，水平方向建立X坐标轴。在杆上取一元线段dl，其坐标为，杆AB上的电动势为

代入上式

方向由指向

4．解：方法一

据动生电动势公式：

令

则方向为水平向右

对边：

对边：＝

方向：

对：

方向：

与大小相等、方向相反、故整个扇形线圈

方法二：

对整个线圈：

大小相等，方向相反。

5．解：（1）沿半径方向，不作功，故，同理。

（2）。

（3）同（2）理由，6．

解：（1），为abcd闭合回路感应电动势大小的方向为顺时针沿闭合回路，方向为

（2）

刚好沿半径方向，而涡旋电场力始终垂直半径，沿半径移动电荷涡旋电场力作功为零

作功

7、答案（1）

方向为逆时针方向

方向向右

第三篇：大学物理实验报告答案

大学物理实验报告答案大学物理实验报告答案

1.伏 安 法 测 电 阻

实 验 目 的(1)利 用 伏 安 法 测 电 阻。(2)验 证 欧 姆 定 律。(3)学 会 间 接 测 量 量 不 确 定 度 的 计 算 ； 进 一 步 掌 握 有 效 数 字 的 概 念。

实 验 方 法 原 理 根 据 欧 姆 定 律，I U R =，如 测 得 U 和 I 则 可 计 算 出 R。值 得 注 意 的 是，本 实 验 待 测 电 阻 有 两 只，一 个 阻 值 相 对 较 大，一 个 较 小，因 此 测 量 时 必 须 采 用 安 培 表 内 接 和 外 接 两 个 方 式，以 减 小 测 量 误 差。实 验 装 置 待 测 电 阻 两 只，0 ～ 5 m A 电 流 表 1 只，0 － 5 V 电 压 表 1 只，0 ～ 5 0 m A 电 流 表 1 只，0 ～ 1 0 V 电 压 表 一只，滑 线 变 阻 器 1 只，D F 1 7 3 0 S B 3 A 稳 压 源 1 台。实 验 步 骤 本 实 验 为 简 单 设 计 性 实 验，实 验 线 路、数 据 记 录 表 格 和 具 体 实 验 步 骤 应 由 学 生 自 行 设 计。必 要 时，可 提 示 学生 参 照 第 2 章 中 的 第 2.4 一 节 的 有 关 内 容。分 压 电 路 是 必 须 要 使 用 的，并 作 具 体 提 示。(1)根 据 相 应 的 电 路 图 对 电 阻 进 行 测 量，记 录 U 值 和 I 值。对 每一 个 电 阻 测 量 3 次。(2)计 算 各 次 测 量 结 果。如 多 次 测 量 值 相 差 不 大，可 取 其平均 值 作 为 测 量 结 果。(3)如 果 同 一 电 阻 多 次 测 量 结 果 相 差 很 大，应 分 析 原 因 并 重 新 测 量。数 据 处 理测 量 次 数 1 2 3 U 1 / V 5.4 6.9 8.5 I 1 / m A 2.0 0 2.6 0 3.2 0 R 1 / Ω 2 7 0 0 2 6 5 4 2 6 5 6 测 量 次 数 1 2 3 U 2 / V 2.0 8 2.2 2 2.5 0 I 2 / m A 3 8.0 4 2.0 4 7.0 R 2 / Ω 5 4.7 5 2.9 5 3.2(1)由 %.m a x 5555 1111 ×××× ==== U U ∆，得 到 ,.V U 1 5 1 5 1 5 1 5 0000 1111 ==== ∆ V U 0 7 5 0 7 5 0 7 5 0 7 5 0000 2222.==== ∆ ；(2)由 %.m a x 5555 1111 ×××× ==== I I ∆，得 到 ,.m A I 0 7 5 0 7 5 0 7 5 0 7 5 0000 1111 ==== ∆ m A I 7 5 7 5 7 5 7 5 0000 2222.==== ∆ ；(3)再 由 2222 2222 33 33 33 33)()(I I V U R u R ∆ ∆ ++++ ====，求 得 Ω Ω 1111 1 0 1 0 1 0 1 0 9999 2222 1111 1111 ==== ×××× ==== R R u u , ；(4)结 果 表 示 Ω ± = Ω × ± =)1 4 4(, 1 0)0 9.0 9 2.2(2 3 1 R R 实 验 目 的(1)了 解 分 光 计 的 原 理 和 构 造。(2)学 会 分 光 计 的 调 节 和 使 用 方 法。(3)观 测 汞 灯 在 可 见 光 范 围 内 几 条 光 谱 线 的 波 长实 验 方 法 原 理若 以 单 色平行 光 垂 直 照 射 在 光 栅 面 上，按 照 光 栅 衍 射 理 论，衍 射 光 谱 中 明 条 纹 的 位 置 由 下 式 决 定 ：(a + b)s i n ψ k = d s i n ψ k = ± k λ 如 果 人 射 光 不 是 单 色，则 由 上 式 可 以 看 出，光 的 波 长 不 同，其 衍 射 角 也 各 不 相 同，于 是 复 色 光 将 被 分 解，而 在 中 央 k = 0、ψ = 0 处，各 色 光 仍 重 叠 在 一 起，形 成 中 央 明 条 纹。在 中 央 明 条 纹 两 侧 对 称 地 分 布 着 k = 1，2，3，… 级 光 谱，各 级 光 谱线 都 按 波 长 大 小 的 顺 序 依 次 排 列 成 一 组 彩 色 谱 线，这 样 就 把 复 色 光 分 解 为 单 色 光。如 果 已 知 光 栅 常 数，用 分 光 计 测 出 k 级 光 谱 中 某 一 明 条 纹 的 衍 射 角 ψ，即 可 算 出 该 明 条 纹 所 对 应 的 单 色 光 的 波 长 λ。实 验 步 骤(1)调 整 分 光 计 的 工 作 状 态，使 其 满 足 测 量 条 件。(2)利 用 光 栅 衍 射 测 量 汞 灯 在 可 见 光 范 围 内 几 条 谱 线 的 波 长。① 由 于 衍 射 光 谱 在 中 央 明 条 纹 两 侧 对 称 地 分 布，为 了 提 高 测 量 的 准 确 度，测 量 第 k 级 光 谱 时，应 测 出 + k 级 和l 级 到 + 1 级 依 次 测 量，以 免 漏 测 数 据。数 据 处 理(1)与 公 认 值 比 较计 算 出 各 条 谱 线 的 相 对 误差 λ λ λ 0 0 x E − = 其 中 λ 0 为 公 认 值。(2)计 算 出 紫 色 谱 线 波 长 的 不 确 定 度 u(λ)=(((()))))(| c o s |)()(s i n)(ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ u b a u b a ++++ ==== ⎥⎥⎥⎥ ⎦⎦⎦⎦ ⎤⎤⎤⎤ ⎢⎢ ⎢ ⎢ ⎣⎣ ⎣ ⎣ ⎡⎡ ⎡ ⎡ ∂∂∂∂ ++++ ∂∂∂∂ 2222 = 1 8 0 1 8 0 1 8 0 1 8 0 6 0 6 0 6 0 6 0 0 9 2 0 9 2 0 9 2 0 9 2 1 5 1 5 1 5 1 5 6 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 0 1111 ×××× ×××× ×××× π �.c o s = 0.4 6 7 n m;U = 2 × u(λ)= 0.9 n m 最 后 结 果 为 : λ =(4 3 3.9 ± 0.9)n m 1.当 用 钠 光(波 长 λ = 5 8 9.0 n m)垂 直 入 射 到 1 m m 内 有 5 0 0 条 刻 痕 的平面 透 射 光 栅 上 时，试 问 最 多 能 看 到 第 几 级 光 谱 ? 并请 说 明 理 由。答 ： 由(a + b)s i n φ = k λ 得 k = {(a + b)/ λ } s i n φ ∵ φ 最 大 为 9 0 º 所 以 s i n φ = 1 又 ∵ a + b = 1 / 5 0 0 m m = 2 * 1 09 m ∴ k = 2 * 1 09 = 3.4 最 多 只 能 看 到 三 级 光 谱。2.当 狭 缝 太 宽、太 窄 时 将 会 出 现 什 么 现 象 ? 为 什 么 ? 答 ： 狭 缝 太 宽，则 分 辨 本 领 将 下 降，如 两 条 黄 色 光 谱 线 分 不 开。狭 缝 太 窄，透 光 太 少，光 线 太 弱，视 场 太 暗 不 利 于 测 量。3.为 什 么 采 用 左 右 两 个 游 标 读 数 ? 左 右 游 标 在 安 装 位 置 上 有 何 要 求 ? 答 ： 采 用 左 右 游 标 读 数 是 为 了 消 除 偏 心 差，安 装 时 左 右 应 差 1 8 0 º。谱 线 游 标左 1 级(k =1 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 实 验 目 的(1)观 察 光 电 效 现 象 , 测 定 光 电 管 的 伏 安 特 性 曲 线 和 光 照 度 与 光 电 流 关 系 曲 线;测 定 截 止 电 压 , 并 通 过 现 象 了 解 其 物理 意 义。(2)练习电 路 的 连 接 方 法 及 仪 器 的 使 用;学习用 图 像 总 结 物 理 律。实 验 方 法 原 理(1)光 子 打 到 阴 极 上 , 若 电 子 获 得 的 能 量 大 于 逸 出 功 时 则 会 逸 出，在 电 场 力 的 作 用 下 向 阳 极 运 动 而 形 成 正 向电 流。在 没 达 到 饱 和 前，光 电 流 与 电 压 成 线 性 关 系 , 接近饱 和 时 呈 非 线 性 关 系 , 饱 和 后 电 流 不 再 增 加。(2)电 光 源 发 光 后 , 其 照 度 随 距 光 源 的 距 离 的平方 成(r 2)反 比 即 光 电 管 得 到 的 光 子 数 与 r 2 成 反 比 , 因 此 打 出 的 电 子数 也 与 r 2 成 反 比 , 形 成 的 饱 和 光 电 流 也 与 r 2 成 反 比 , 即 I ∝ r0.6 4 0 1.0 2.0 4.0 6.0 8.0 1 0.0 2 0.0 3 0.0 4 0.0 I / m A 0 2.9 6 5.6 8 1 0.3 4 1 6.8 5 1 8.7 8 1 9.9 0 1 9.9 2 1 9.9 4 1 9.9 5 1 9.9 7(2)照 度 与 光 电 流 的 关 系 L / c m 2 0.0 2 5.0 3 0.0 3 5.0 4 0.0 5 0.0 6 0.0 7 0.0 8 0.0 1 / L 2 0.0 0 2 5 0.0 0 1 6 0.0 0 1 1 0.0 0 0 8 0.0 0 0 6 0.0 0 0 4 0.0 0 0 3 0.0 0 0 2 0.0 0 0 1 5 I / µ A 1 9.9 7 1 2.5 4 6.8 5 4.2 7 2.8 8 1.5 1 0.8 7 0.5 3 0.3 2 伏 安 特 性 曲 线 照 度 与 光 电流 曲 线(3)零 电 压 下 的 光 电 流 及 截 止 电 压 与 照 度 的 关 系 L / c m 2 0.0 2 5.0 3 0.0 3 5.0 4 0.0 5 0.0 6 0.0 7 0.0 I 0 / µ A 1.9 6 1.8 5 1.0 6 0.8 5 0.6 4 0.6 1 0.5 8 0.5 5 U S / V 0.6 4 0.6 3 0.6 5 0.6 6 0.6 2 0.6 4 0.6 5 0.6 3 1.临 界 截 止 电 压 与 照 度 有 什 么 关 系 ? 从 实 验 中 所 得 的 结 论 是 否 同 理 论 一 致 ? 如 何 解 释 光 的 波 粒 二 象 性 ? 答 ： 临 界 截 止电 压 与 照 度 无 关，实 验 结 果 与 理 论 相 符。光 具 有 干 涉、衍 射 的 特 性，说 明 光 具 有 拨 动 性。从 光 电 效 应 现 象 上 分 析，光 又 具 有 粒 子 性，由 爱 因 斯 坦 方 程 来 描述 ： h ν =(1 / 2)m v 2 m a x + A。2.可 否 由 U s ′ν 曲 线 求 出 阴 极 材 料 的 逸 出 功 ? 答 ： 可 以。由 爱 因 斯 坦 方 程 h υ = e | u s | + h υ o 可 求 出 斜 率 Δ u s / Δ υ = h / e 和 普 朗 克 常 数，还 可 以 求 出 截 距（h / e）υ o，再 由 截 距 求 出 光 电 管 阴 极 材 料 的 红 限 υ o，从 而 求 出 逸 出 功 A = h υ o。实 验 目 的(1)观 察 等 厚 干 涉 现 象 及 其 特 点。(2)学 会 用 干 涉 法 测 量 透 镜 的 曲 率 半 径 与 微 小 厚 度。实 验 方 法 原 理利 用 透 明 薄 膜(空 气 层)上 下 表 面 对 人 射 光 的 依 次 反 射，人 射 光 的 振 幅 将 分 成 振 幅 不 同 且 有 一 定 光 程 差 的 两 部 分，这 是 一 种 获 得 相 干 光 的 重 要 途 径。由 于 两 束 反 射 光 在 相 遇 时 的 光 程 差 取 决 于 产 生 反 射 光 的 薄 膜 厚 度，同 一 条 干 涉 条 纹 所对 应 的 薄 膜 厚 度 相 同，这 就 是 等 厚 干 涉。将 一 块 曲 率 半 径 R 较 大 的平凸 透 镜 的 凸 面 置 于 光 学平板 玻 璃 上，在 透 镜 的 凸面 和平板 玻 璃 的 上 表 面 间 就 形 成 一 层 空 气 薄 膜，其 厚 度 从 中 心 接 触 点 到 边 缘 逐 渐 增 加。当平行 的 单 色 光 垂 直 入 射 时，入 射 光 将 在 此 薄 膜 上 下 两 表 面 依 次 反 射，产 生 具 有 一 定 光 程 差 的 两 束 相 干 光。因 此 形 成 以 接 触 点 为 中 心 的 一 系 列 明 暗 交替 的 同 心 圆 环 — — 牛 顿 环。透 镜 的 曲 率 半 径 为 ： λ λ)(4)(4 2 2 n m y n m D n D m R − = − − = 实 验 步 骤(1)转 动 读 数 显 微 镜 的 测 微 鼓 轮，熟 悉 其 读 数 方 法 ； 调 整 目 镜，使 十 字 叉 丝 清 晰，并 使 其 水平线 与 主 尺平行(判 断 的方 法 是 ： 转 动 读 数 显 微 镜 的 测 微 鼓 轮，观 察 目 镜 中 的 十 字 叉 丝 竖 线 与 牛 顿 环 相 切 的 切 点 连 线 是 否 始 终 与 移 动 方 向平行)。(2)为 了 避 免 测 微 鼓 轮 的 网 程(空 转)误 差，在 整 个 测 量 过 程 中，鼓 轮 只 能 向 一 个 方 向 旋 转。应 尽 量 使 叉 丝 的 竖 线 对 准 暗干 涉 条 纹 中 央 时 才 读 数。(3)应 尽 量 使 叉 丝 的 竖 线 对 准 暗 干 涉 条 纹 中 央 时 才 读 数。(4)测 量 时，隔 一 个 暗 环 记 录 一 次 数 据。(5)

由 于 计 算 R 时 只 需 要 知 道 环 数 差 ma ′ | x ∆ 起 始 位 置 a 终 了 位 置 a ′ 1 8.0 9 5 3.5 7 5 1 0 4.5 2 0 0.4 5 2 0 2 3.5 5 4 8.0 3 5 1 0 4.4 8 1 0.4 4 8 1 3 8.0 3 0 3.5 7 3 1 0 4.4 5 7 0.4 4 5 7 4 3.5 5 0 8.1 0 0 1 0 4.5 5 0 0.4 5 5 0 5 8.1 8 4 3.6 8 0 1 0 4.5 0 4 0.4 5 0 4 6 3.5 9 3 8.0 8 0 1 0 4.4 8 7 0.4 4 8 7 = ∆ x 0.4 4 9 9 8 m m 测 d 数 据 记 录 m m 次 数放 大 像 间 距 d 1 缩 小 像 间 距 d 2 a 1 a 1 ′ | a 1a 2 ′ | 1 7.5 6 0 5.7 7 4 1.7 8 6 7.3 5 7 6.9 6 5 0.4 1 0 2 5.7 7 1 7.5 6 1 1.7 9 0 6.9 3 3 7.3 6 0 0.4 2 8 3 7.5 3 8 5.7 6 6 1.7 7 2 7.3 8 1 6.9 6 8 0.4 1 3 4 5.7 5 5 7.5 4 9 1.7 9 4 6.9 1 0 7.3 3 0 0.4 2 0 5 7.5 2 0 5.7 5 3 1.7 6 7 7.3 5 5 6.9 4 0 0.4 1 5 6 5.7 3 5 7.5 1 5 1.7 8 0 6.9 5 1 7.3 6 0 0.4 0 9 = 1 d 1.7 9 1 5 m m ； = 2 d 0.4 1 5 8 m m 测 D 数 据 记 录 m m 狭 缝 位 置 b 测 微 目 镜 差 丝 位 置 b ′ D = | b4 1 0 5.8 7 7 3 1 × = λ m m。2()7 1 0 4 2 7.2 − × = λ c u m m ； 包 含 因 子 k = 2 时，λ 的 扩 展 不 确 定 度()λ c u U 2 = 结 果 表 达 式 为 4 1 0)0 0 5.0 8 7 7.5(− × ± = + = U λ λ m m。1.测 量 前 仪 器 调 节 应 达 到 什 么 要 求 ? 怎 样 才 能 调 节 出 清 晰 的 干 涉 条 纹 ? 2.答 ： 共 轴，狭 逢 和 棱 背平行 与 测 微 目 镜 共 轴，并 适 当 调 节 狭 逢 的宽 度。2.本 实 验 如 何 测 得 两 虚 光 源 的 距 离 d ? 还 有 其 他 办 法 吗 ? 答 ： d =(d 1 * d 2)1 / 2 或 利 用 波 长 λ 已 知 的 激 光 作 光 源，则 d =(D / Δ x)λ 3.狭 缝 与 测 微 目 镜 的 距 离 及 与 双 棱 镜 的 距 离 改 变 时，条 纹 的 间 距 和数 量 有 何 变 化 ? 答 ： 狭 缝 和 测 微 目 镜 的 距 离 越近，条 纹 的 间 距 越 窄，数 量 不 变，狭 缝和 双 棱 镜 的 距 离 越近，条 纹 间 距 越 宽，数 量 越 小。4.在 同 一 图 内 画 出 相 距 为 d 虚 光 源 的 S 1 和 S 2 所 成 的 像 d 1 和 d 2 的 光 路 图。实 验 目 的(1)掌 握 测 薄 透 镜 焦 距 的 几 种 方 法 ；(2)掌 握 简 单 光 路 的 分 析 和 调 整 的 方 法 ；(3)了 解 透 镜 成 像 原 理，掌 握 透 镜 成 像 规 律 ；(4)进 一 步 学习不 确 定 度 的 计 算 方 法。实 验 方 法 原 理(1)自 准 法当 光(物)点 在 凸 透 镜 的 焦平面 上 时，光 点 发 出 的 光 线 经 过 透 镜 变 成平行 光 束，再 经 过 在 透 镜 另 一 侧 的平面 镜 反 射 后又 汇 聚 在 原 焦平面 上 且 与 发 光 点(物 点)对 称。(2)物 距 像 距 法测 出 物 距(u)与 相 距(v)代 入 公 式 ： 1 / u + 1 / v = 1 / f 可 求 f(3)共 轭 法保 持 物 与 屏 的 距 离(L)不 变 , 移 动 透 镜，移 动 的 距 离 为(e)，其 中 一 次 成 放 大 像 另 一 次 成 缩 小 像 , 放 大 像 1 / u + 1 / v = 1 / f , 缩 小 像 1 /(u + e)+ 1 /(ve 2)/ 4 L。(4)凹 透 镜 焦 距 的 测 量利 用 光 路 可 逆 原 理，将 凸 透 镜 所 成 的 实 像 作 为 凹 透 镜 的 物，即 可 测 出 凹 透 镜 成 实 像 的 物 距 和 像

距，代 入 公 式 1 / u + 1 / v = 1 / f 可 求 出 焦 距 f。实 验 步 骤本 实 验 为 简 单 设 计 性 实 验，具 体 实 验 步 骤 由 学 生 自 行 确 定，必 要 时 课 建 议 学 生 按 照 实 验 原 理 及 方 法 中 的 顺 序 作 试 验。要 求 学 生 自 行 设 计 的 能 直 接 反 映 出 测 量 结 果 的 数 据 记 录 表 格。数 据 处 理(1)自 准 法，物 距 像 距 法，则 凹 透 镜 焦 距 三 个 试 验 将 所 测 数 据 及 计 算 结 果 填 写 在 自 行 设 计 的 表 格 中。(2)对 共 轭 法 的 测 量 数 据 及 处 理 实 例测 量 数 据 记 录 表 O 1 O 2 e = o 2e 2)/ 4 L f O 1 左 O 1 右 O 1 O 2 左 O 2 右 O 2 5 2.4 3 5 2.9 0 5 2.6 7 9 8.0 0 9 9.0 0 9 8.5 0 4 5.8 3 1 9.8 2 1 9.6 9 5 3.5 0 5 2.7 0 5 3.1 0 9 7.9 8 9 9.2 0 9 8.5 9 4 5.4 9 1 9.9 2 5 1.6 7 5 2.8 9 5 2.2 8 9 9.0 0 9 9.5 0 9 9.2 5 4 6.9 7 1 9.5 2 5 2.7 0 5 2.9 0 5 2.8 0 9 8.8 0 9 9.2 1 9 9.0 1 4 6.2 1 1 9.6 4 5 1.3 0 5 2.8 0 5 2.0 5 9 8.6 0 9 8.9 0 9 8.7 5 4 6.7 0 1 9.5 9 5 2.3 4 5 2.8 0 5 2.5 7 9 8.3 4 9 9.1 0 9 8.7 2 4 6.1 5 1 9.7 0 ① 不 确 定 度 的 计 算 过 程 : u A(e)=()

()= − − ∑ 1 6 6 6 1 2 e e i 0.0 4 7 c m(((())))e u B = 0.3 0 c m u(e)=(((())))(((())))e u e u B A 2222 2222 ++++ = 0.3 1 c m u(L)= 0.3 0 c m 所 以(((())))(((())))(((())))(((())))2222----2222 2222 2222 2222 2222 2222 2222 2222 2222 2222 1 0 1 0 1 0 1 0 0.3 6 8 0.3 6 8 0.3 6 8 0.3 6 8 2222 ×××× ==== ⎥⎥⎥⎥ ⎦⎦⎦⎦ ⎤⎤⎤⎤ ⎢⎢ ⎢ ⎢ ⎣⎣ ⎣ ⎣ ⎡⎡ ⎡ ⎡ −−−− ++++ ⎥⎥⎥⎥ ⎦⎦⎦⎦ ⎤⎤⎤⎤ ⎢⎢ ⎢ ⎢ ⎣⎣ ⎣ ⎣ ⎡⎡ ⎡ ⎡ −−−− ++++ ==== e u e L e L u L e L e L f f u u(f)= 0.3 6 8 × 1 0-2 × 1 9.6 8 3 c m = 0.0 7 2 c m U = 2 u(f)= 0.1 4 5 c m = 0.1 c m ② 最 后 表 达 式 : f =(1 9.7 ± 0.1)c m 1.你 认 为 三 种 测 量 凸 透 镜 焦 距 的 方 法，哪 种 最 好 ? 为 什 么 ? 答 ： 共 轭 法 最 好，因 为 这 个 方 法 把 焦 距 的 测 量 归 结 为 对 可 以 精 确 测 定 的 量 L 和 e 的 测 量，避 免 了 在 测 量 u 和 v 时，由 于估 计 透 镜 光 心 位 置 不 准 确 所 带 来 的 误 差。2.由 L e L f 4 2 2 − = 推 导 出 共 轭 法 测 f 的 标 准 相 对 合 成 不 确 定 度 传 递 公 式。根 据 实 际 结 果，试 说 明 u B(L)、u B(e)、u A(e)哪 个 量 对 最 后 结 果 影 响 最 大 ? 为 什 么 ? 由 此 你 可 否 得 到 一 些 对 实 验 具 有 指 导 性 意 义 的 结 论 ? 答 ： u A(L)对 最 后 结 果 影 响 最大，因 为 L 为 单 次 测 量 量。对 O 1、O 2 的 测 量 时，要 采 用 左 右 逼近法 读 数。3.测 量 凹 透 镜 焦 距 f 和 实 验 室 给 出 的 f 0，比 较 后 计 算 出 的 E 值（相 对 误 差）一 般 比 较 大，试 分 析 E 大 的 原 因 ? 答 ： E 较 大 的 原 因 可 能 是 因 为 放 入 凹 透 镜 后 所 成 像 的 清 晰 度 很 难 确 定，即 像 的 聚 焦 情 况 不 好，从 而 导 致 很 难 测 出 清

第四篇：大学物理第三章题目答案

第三章

3.10平板中央开一小孔，质量为m的小球用细线系住，细线穿过小孔后挂一质量为M1的重物．小球作匀速圆周运动，当半径为r0时重物达到平衡．今在M1的下方再挂一质量为M2的物体，如题3.10图．试问这时小球作匀速圆周运动的角速度和半径r为多少?

题3.10图

解: 在只挂重物时M1，小球作圆周运动的向心力为M1g，即

M1gmr00挂上M2后，则有

①

(M1M2)gmr2

②

重力对圆心的力矩为零，故小球对圆心的角动量守恒． 即 r0mv0rmv

r020r2 ③

联立①、②、③得

0M1gmr0M1gM1M22()3mr0M1

1M1M2M1rg()3r02mM1M2

3.13 计算题3.13图所示系统中物体的加速度．设滑轮为质量均匀分布的圆柱体，其质量为M，半径为r，在绳与轮缘的摩擦力作用下旋转，忽略桌面与物体间的摩擦，设m1＝50kg，m2＝200 kg,M＝15 kg, r＝0.1 m 解: 分别以m1,m2滑轮为研究对象，受力图如图(b)所示．对m1,m2运用牛顿定律，有

m2gT2m2a ① T1m1a ②

对滑轮运用转动定律，有

1T2rT1r(Mr2) ③

2又，ar ④ 联立以上4个方程，得

am2gm1m2M22009.87.61552002ms2

题3.13(a)图 题3.13(b)图

3.15 如题3.15图所示，质量为M，长为l的均匀直棒，可绕垂直于棒一端的水平轴O无摩擦地转动，它原来静止在平衡位置上．现有一质量为m的弹性小球飞来，正好在棒的下端与棒垂直地相撞．相撞后，使棒从平衡位置处摆动到最大角度 30°处．(1)设这碰撞为弹性碰撞，试计算小球初速v0的值；(2)相撞时小球受到多大的冲量?

题3.15图

解:(1)设小球的初速度为v0，棒经小球碰撞后得到的初角速度为，而小球的速度变为v，按题意，小球和棒作弹性碰撞，所以碰撞时遵从角动量守恒定律和机械能守恒定律，可列式：

mv0lImvl ①

121212mv0Imv ② 222上两式中I12Ml，碰撞过程极为短暂，可认为棒没有显著的角位移；碰撞后，棒从竖直3o位置上摆到最大角度30，按机械能守恒定律可列式：

12lIMg(1cos30)③ 22由③式得

1212(1cos30)(1)

2Il由①式

Mgl3g3vv0由②式

I ④ mlI2 ⑤ vvm220所以

(v0求得

I2I2)v02 mlmv0(2)相碰时小球受到的冲量为

lIl1M(12)(1)2ml23m6(23)gl3mM12m

Fdt(mv)mvmv由①式求得

0

Fdtmvmv0I1Ml l36(23)glM

6负号说明所受冲量的方向与初速度方向相反．

3.16 一个质量为M、半径为R并以角速度转动着的飞轮(可看作匀质圆盘)，在某一瞬时突然有一片质量为m的碎片从轮的边缘上飞出，见题3.16图．假定碎片脱离飞轮时的瞬时速度方向正好竖直向上．(1)问它能升高多少?(2)求余下部分的角速度、角动量和转动动能．

题3.16图

解:(1)碎片离盘瞬时的线速度即是它上升的初速度

v0R

设碎片上升高度h时的速度为v，则有

2v2v02gh

令v0，可求出上升最大高度为

2v0122HR

2g2g(2)圆盘的转动惯量I11MR2，碎片抛出后圆盘的转动惯量IMR2mR2，碎片脱22离前，盘的角动量为I，碎片刚脱离后，碎片与破盘之间的内力变为零，但内力不影响系统的总角动量，碎片与破盘的总角动量应守恒，即

IImv0R

式中为破盘的角速度．于是

11MR2(MR2mR2)mv0R 2211(MR2mR2)(MR2mR2) 22得(角速度不变)圆盘余下部分的角动量为

1(MR2mR2) 2转动动能为Ek 11(MR2mR2)2 22

第五篇：07-08版大学物理试题及答案

大学物理2007年期末试题

班级

学号

姓名

成绩

一

填空题

(共55分)

请将填空题答案写在卷面指定的划线处。

1（3分）一质点沿x轴作直线运动，它的运动学方程为x

=3+5t+6t2-t3

(SI)，则

(1)

质点在t

=0时刻的速度__________________；

(2)

加速度为零时，该质点的速度＝____________________。

(4分)两个相互作用的物体A和B，无摩擦地在一条水平直线上运动。物体A的动量是时间的函数，表达式为

PA

=

P0

–

b

t，式中P0、b分别为正值常量，t是时间。在下列两种情况下，写出物体B的动量作为时间函数的表达式：

(1)

开始时，若B静止，则

PB1＝______________________；

(2)

开始时，若B的动量为

–

P0，则PB2

=

_____________。

(3分)一根长为l的细绳的一端固定于光滑水平面上的O点，另一端系一质量为m的小球，开始时绳子是松弛的，小球与O点的距离为h。使小球以某个初速率沿该光滑水平面上一直线运动，该直线垂直于小球初始位置与O点的连线。当小球与O点的距离达到l时，绳子绷紧从而使小球沿一个以O点为圆心的圆形轨迹运动，则小球作圆周运动时的动能EK与初动能EK0的比值EK

/

EK0

=______________________________。

4（4分）

一个力F作用在质量为

1.0

kg的质点上，使之沿x轴运动。已知在此力作用下质点的运动学方程为

(SI)。在0到4

s的时间间隔内，(1)

力F的冲量大小I

=__________________。

(2)

力F对质点所作的功W

=________________。

2m

m

O

5（5分）一长为l，质量为m的均匀细棒，两端分别固定有质量分别为m和2m的小球（小球的尺寸不计）。棒可绕通过棒中点O的水平轴在铅直平面内自由转动，如图所示。则由两个小球和细棒组成的这一刚体相对于转轴O轴的转动惯量J＝____________。若棒从水平位置由静止开始转动，则该刚体在水平位置时的角加速度a＝

；该刚体通过铅直位置时的角速度w

=。

6（5分）

一长为l、重W的均匀梯子，靠墙放置，如图。梯子下端连一劲度系数为k的弹簧．当梯子靠墙竖直放置时，弹簧处于自然长度。墙和地面都是光滑的．当梯子依墙而与地面成q

角且处于平衡状态时，(1)

地面对梯子的作用力的大小为__________________，(2)

墙对梯子的作用力的大小为________________________，(3)

W、k、l、q

应满足的关系式为______________________。

7（3分）A、B、C三个容器中皆装有理想气体，它们的分子数密度之比为nA∶nB∶nC＝4∶2∶1，而分子的平均平动动能之比为∶∶＝1∶2∶4，则它们的压强之比∶∶＝__________。

8（5分）用总分子数N、气体分子速率v和速率分布函数f(v)

表示下列各量：

(1)

速率大于v

0的分子数＝____________________；

(2)

速率大于v

0的那些分子的平均速率＝_________________；

(3)

多次观察某一分子的速率，发现其速率大于v

0的概率＝_____________。

9（3分）一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为

200

J。若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热_____________

J；若为双原子分子气体，则需吸热______________

J。

10（4分）熵是______________________________________的定量量度。若一定量的理想气体经历一个等温膨胀过程，它的熵将________________________。(填入:增加，减少，不变。)

11（3分）一质点作简谐振动。其振动曲线如图所示。根据此图，它的周期T

=___________，用余弦函数描述时初相f

=_________________。

12（4分）如图所示，假设有两个同相的相干点光源S1和S2，发出波长为l的光。A是它们连线的中垂线上的一点。若在S1与A之间插入厚度为e、折射率为n的薄玻璃片，则两光源发出的光在A点的相位差Df＝________。若已知l＝500

nm，n＝1.5，A点恰为第四级明纹中心，则

e＝_____________nm。(1

nm

=10-9

m)

（3分）

已知在迈克耳孙干涉仪中使用波长为l的单色光。在干涉仪的可动反射镜移动距离d的过程中，干涉条纹将移动________________条。

（3分）用波长为l的单色平行光垂直入射在一块多缝光栅上，已知光栅常数d=3

mm，缝宽a=1

mm，则在单缝衍射的中央明条纹中共有________条谱线(主极大)；该光栅缺级的主极大级次为k

=。

15（3分）一束自然光垂直穿过两个偏振片，两个偏振片的偏振化方向成45°角。已知通过此两偏振片后的光强为I，则入射至第二个偏振片的线偏振光强度为________________。

二

计算题(共45分)

请将计算题答案写在答题本上。

1.(10分)

用波长为600

nm的单色光垂直入射到宽度为a

=

0.10

mm的单缝上，来观察夫琅禾费衍射图样。若已知透镜焦距f

=1.0

m，屏在透镜的焦平面处。求：

(1)

中央衍射明条纹的宽度Dx0；

(2)

屏幕上第二级暗纹离中央明纹中心的距离x2。

w

唱片

转盘

2．（10分）唱机的转盘可绕着通过盘心的固定竖直轴转动，如图所示。将唱片放到转动的唱盘上去，它会受到转盘摩擦力作用而随转盘转动。已知唱片质量为m，半径为R，可被看成均匀薄圆盘，且唱片与转盘之间的滑动摩擦系数为mk。若转盘原来以角速度w

匀速转动，唱片刚放上去时它受到的摩擦力矩是多大？唱片达到角速度w

需要多长时间？

(10分)一列平面简谐波以u＝0.5m/s的速度沿x轴的负向传播。已知t

=

2s

时的波形如图，求这列平面简谐波的波函数。

x(m)

y(m)

O

0.5

A

B

He

N2

（10分）如图所示，在绝热刚性容器中有一可无摩擦移动且不漏气的极薄导热隔板，将容器分为A、B两部分。A、B中分别有1

mol的氦气和1

mol的氮气，它们可被视为刚性分子理想气体。已知初态氦气和氮气的温度分别为、，压强。忽略导热板的质量并不计其体积的变化，求：

(1)

整个系统达到平衡时两种气体的温度。

(2)

整个系统达到平衡时两种气体压强。

(3)

氮气末态与初态的熵差。

5（5分）已知在同一直线上两个频率不同的简谐振动

y1=

Acos(w1t+j)

与

y2=

Acos(w2

t+j)的合振动为

当两个振动频率都较大且相近时，合振动会产生拍的现象。

将两个正弦波信号发生器的输出端各接一个扬声器，并在这两个扬声器之间放置一个麦克风。已知两个信号发生器发出的信号的频率相近，将麦克风的输出信号经放大接到示波器后，观察到如图所示图形。求（1）图示合振动的拍频

（2）

这两个信号发生器发出的信号频率各为多大？

参考答案

一

填空题

(共55分)

1（3分）

5m/s，17m/s

(4分)

b

t，–

P0

+

b

t

3（3分）

h2

/l

2，4（4分）

N·s，176

J

5（5分），6（5分）

W，klcosq

或，W＝2klsinq

7（3分）

∶∶＝1∶1∶1

8（5分），9（3分）

500，700

10（4分）大量微观粒子热运动所引起的无序性(或热力学系统的无序性)，增加。

11（3分）

3.43

s，-2p/3

12（4分）2p

(n

-1)

e

/

l，4×103

13（3分）

2d/l

14（3分）

5，±3m（m＝1，2，3，…）

15（3分）

2I。

二

计算题(共45分)

1.(10分)

解：(1)

对于第一级暗纹，有a

sinj

1≈l

因j

1很小，故

tan

j

1≈sinj

=

l

/

a

3分

故中央明纹宽度



Dx0

=

2f

tg

j

1=2fl

/

a

=

1.2

cm

3分

(2)

对于第二级暗纹，有

a

sinj

2≈2l

2分

x2

=

f

tg

j

2≈f

sin

j

=2f

l

/

a

=

1.2

cm

2分

2．（10分）

解：

dS

=2pr

d

r

w

=

w0

+

a

t=

a

t

(10分)

解：

A

=

0.5m，l

=

2m

2分

1分

w

=

ku=

0.5p

1分

j0

=

p/2

3分

3分

（10分）

解：(1)

将氦气和氮气作为一个系统，因为容器是绝热刚性的，所以系统进行的过程与外界没有热交换，系统对外不作功。由热力学第一定律可知，系统的总内能始终不变，即

2分

所以

1分

（2）设A、B两部分初态的体积为、，末态的体积为、，则有

由状态方程，可得

2分

所以

1分

(3)

由理想气体的克劳修斯熵变公式

2分

氮气熵变

2分

5（5分）

解：由图见拍的周期为

120

–

=

60×10-3s,则有拍频

f拍

=

1/(60×10-3)=16.6Hz

由图可以看出80-40之间13次振动

故合振动振幅变化的周期为

相应的频率为

3分

由题中已给出的振动合成公式得，联立以上两式求出，每个话筒的频率分别是

f1

=325+8.4=333.4Hz

f2

=325-8.4=316.6Hz

2分