大学物理I(二)讨论题

第一篇：大学物理I(二)讨论题

大学物理I

（二）讨论题

一、讨论下列日常生活中的衍射现象：（1）假如人眼的可见光波段不是0.55μm左右，而是移到毫米波段，而人眼的瞳孔仍保持4mm左右的孔径，那么人们看到外部世界将是一幅什么景象？（2）人体的线度是米的量级，这个数值恰与人耳的可听声波波长相近。假设人耳的可听声波波长移至毫米量级，外部世界给予我们的听觉形象将是什么状况？

F

二、类比如静电场中电场强度E的定义，由库仑定律得出点电荷q0

的电场强度公式Eqrg，你能否得出引力场中质点的场强为多340r

少？同理，由高斯定理得到电荷均匀的带电球体内、外场强公式分别为E1qrqr，你能否得出引力场的高斯定理并求出均匀,E23340R40r

质量分布的球体内、外的引力场场强g为多少？假设地球的质量分布

均匀，设想从北极和南极之间凿穿一条隧道，放置其中的质量为m的小球将做什么运动？试证明之。

三、测量可见光的波长有哪些方法？试给出不少于三种方法的测量原理图，说明各自的测量原理、方法、过程和测量精确度并加以对比。

四、运用类比方法和对称的思想讨论电学、磁学的研究内容与研究思路及结论。

第二篇：大学物理I(教学大纲)

《大学物理I》课程教学大纲

1.课程的目的和任务

物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本最普遍的运动形式及其相互转化规律的学科。物理学的基本理论渗透在自然科学的一切领域，应用于生产技术的各个部门，它是自然科学和工程技术领域的基础。

以物理学基础知识为内容的大学物理课，它所包括的经典物理、近代物理和物理学在科学技术上应用的初步知识等都是一个高级工程技术人员所必备的。因此，大学物理课是高等工业学校各专业学生的一门重要的必修基础课。

高等学校中开设大学物理课的作用，一方面在于为学生系统地打好必要的物理基础；另一方面使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的方法。这些都起着开阔思路、激发探索和创新精神、增强适应能力、提高人才素质的重要作用。学好大学物理，不仅对学生在校学习十分重要，而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论、新知识、新技术、不断更新知识，都将发生深远的影响。

2.课程教学基本要求

通过大学物理教学，使学生在以下能力、素质方面得到培养：

(1)独立获取知识的能力：逐步掌握科学的学习方法，能够阅读并理解相当于大学物理水平的物理累教材、参考书、文献资料等，能写出条理清晰的笔记、小结或小论文，得增强独立思考能力。

(2)科学观察和思维能力：应用物理学基本理论，通过观察、分析、综合、科学抽象、类比联想、实验等方法，培养学生发现问题、分析问题的能力并对所涉猎问题有一定深度的理解。

(3)分析问题和解决问题的能力：根据物理问题的特征、性质及实际情况，进行合理简化，建立物理模型，并用物理语言和基本数学方法进行描述，运用所学的物理理论和研究方法进行分析、研究。

(4)培养学生严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风，引导学生树立科学的世界观，激发学生的求知热情和创新欲望。树立实事求是的科学态度和辩证唯物主义的世界观。

3.课程教学内容、主要知识点和基本要求

3.1力学

(1)掌握位矢、位移、速度、加速度、角速度和角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。能借助于直角坐标系计算质点在平面内运动时的速度、加速度。能计算质点做圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。

(2)掌握牛顿运动三定律及其适用条件。能求解一维变力作用下简单的质点动力学问题。

(3)掌握功的概念，能计算直线运动情况下变力的功。理解保守力作功的特点及势能的概念，会计算重力、弹性力和万有引力势能。

(4)掌握质点的动能定理和动量定理，掌握机械能守恒定律、动量守恒定律，掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法，能分析简单系统在平面内运动的力学问题。通过质点在平面内的运动情况理解角动量和角动量守恒定律，并能用它们分析、解决质点在平面内运动时的简单力学问题。

(5)了解转动惯量概念。掌握刚体转动的描述，理解刚体绕定轴转动的转动定律和刚体在绕定轴

转动情况下的角动量定理、角动量守恒定律。了解刚体转动中的功和能。

(6)理解伽利略相对性原理，理解伽利略坐标、速度变换。3.2振动和波动

(1)掌握描述简谐振动和简谐波的各物理量（特别是相位）及各量间的关系。掌握旋转矢量法。(2)掌握简谐振动的基本特征，能建立一维简谐振动的微分方程，能根据给定的初始条件写出一维简谐振动的运动方程，并理解其物理意义。

(3)掌握简谐振动的能量特征，能根据特定条件计算简谐振动的能量。(4)理解同向简谐振动的合成规律。了解振动方向相互垂直的谐振动合成。(5)了解阻尼振动、受迫振动和共振。

(6)理解机械波产生的条件。掌握由已知质点的简谐振动方程得出平面简谐波的波函数的方法及波函数的物理意义。理解波形图线。理解波的能量传播特征及能流、能流密度概念。

(7)理解惠更斯原理和波的叠加原理。理解波的相干条件，能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。

(8)理解驻波及其形成条件，理解相位突变(半波损失)产生条件。了解驻波和行波的区别。

(9)理解机械波的多普勒效应及其产生原因。在波源或观察者单独相对介质运动，且运动方向沿二者连线的情况下，能用多普勒频移公式进行计算。

3.3气体动理论及热力学

(1)理解平衡态、态参量及热力学第零定律；理解理想气体物态方程。

(2)掌握功、热量和内能的概念。理解准静态过程。掌握热力学过程中的功、热量、内能改变量；掌握等压摩尔热容、等容摩尔热容计算，并理解其物理意义。了解绝热过程中的功、热量、内能改变量；了解绝热方程。

(3)了解循环过程的概念，了解循环过程中的循环效率、制冷系数及其物理意义。掌握卡诺循环等简单循环的效率。

(4)了解可逆过程和不可逆过程。理解热力学第二定律及其统计意义。3.4电磁学

(1)掌握库仑定律、静电场的电场强度和电势的概念以及电场强度叠加原理和电势叠加原理。掌握电势与电场强度的积分关系。能计算一些简单问题中的电场强度和电势。

(2)理解静电场的规律：高斯定理和环路定理。理解用高斯定理计算电场强度的条件和方法。(3)掌握磁感应强度的概念。理解毕奥—萨伐尔定律。能计算一些简单问题中的磁感应强度。(4)理解稳恒磁场的规律：磁场高斯定理和安培环路定理。理解用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法。

(5)理解安培定律和洛仑兹力公式。了解电偶极矩和磁矩的概念。能计算电偶极子在均匀电场中，简单几何形状载流导体和载流平面线圈在均匀磁场中或在无限长直载流导线产生的非均匀磁场中所受的力和力矩。能分析运动点电荷在均匀磁场中的受力和运动。

(6)理解导体的静电平衡条件及处于静电平衡导体的性质。了解介质的极化、磁化现象及其微观解释。了解顺磁质、抗磁质及铁磁质的特性。了解各向同性介质中D和E、H和B之间的关系和区别。理解介质中的高斯定理和安培环路定理。

(7)理解电动势的概念，掌握法拉第电磁感应定律。理解动生电动势及感生电动势。(8)理解解电容、自感系数和互感系数。(9)理解电能密度、磁能密度的概念。

(10)理解涡旋电场、位移电流的概念；理解麦克斯韦方程组(积分形式)及其物理意义。了解电磁场的物质性。

3.5波动光学

(1)理解获得相干光的方法。掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系。能分析、确定杨氏双

缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置，了解麦克尔孙干涉仪的工作原理。

(2)理解惠更斯—非涅耳原理。理解分析单缝夫琅禾费衍射暗纹分布规律的方法。会分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响。

(3)理解光栅衍射公式。会确定光栅衍射谱线的位置。会分析光栅常量及波长对光栅衍射谱线分布的影响。

(4)了解圆孔的夫琅禾费衍射规律，理解光学仪器的分辨本领。了解晶体的X射线衍射。

(5)理解自然光和线偏振光。理解布儒斯特定律及马吕斯定律。了解双折射现象。了解线偏振光的获得方法和检验方法。

3.6近代物理(狭义相对论简介及量子物理基础)3.6.1狭义相对论简介

(1)了解迈克尔迅－莫雷实验，理解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。(2)理解洛仑兹坐标及速度变换。

(3)理解狭义相对论中同时性的相对性以及时间膨胀和长度收缩概念。了解牛顿力学中的时空观和狭义相对论中的时空观以及二者的差异。

(4)理解狭义相对论中质量和速度的关系，理解狭义相对论动力学方程(5)了解质量和能量的关系。3.6.2量子物理基础

(1)了解黑体辐射，了解普朗克量子化假设。理解光电效应和康普顿效应的实验规律以及爱因斯坦的光子理论对这两个效应的解释，理解光的波粒二象性。

(2)了解氢原子光谱的实验规律及玻尔的氢原子理论。

(3)了解弗兰克—赫兹实验，了解原子里德伯态和对应原理。

(4)了解戴维孙－革末实验思想，理解德布罗意的物质波假设。理解实物粒子的波粒二象性。掌握动量－能量不确定关系。

(5)理解描述物质波动性的物理量（波长、频率）和粒子性的物理量（动量、能量）间的关系。(6)理解波函数及及其统计解释。了解一维定态薛定谔方程。理解一维无限深势阱问题求解。(7)了解如何用驻波观点说明能量量子化。了解角动量量子化及空间量子化。

(8)了解描述原子中电子运动状态的四个量子数。了解施特恩—格拉赫实验及微观粒子的自旋。了解泡利不相容原理和原子的电子壳层结构。4．时间分配表

附：对于了解内容，任课教师可根据实际情况并结合专业特点选讲。５．参考教材

(1)黄新民主编.《大学物理学》（上、下册）西安：陕西科学技术出版社，2010.8(2)马文蔚改编.《大学物理》（第四版，上、中、下册），北京：高等教育出版社，2001.7

执 笔 人：

修订时间：2010年10月

第三篇：09级大学物理I(二)考试复习要点

09级大学物理I

（二）56学时考试复习要点

1、掌握电场强度的定义及点电荷的电场强度公式，理解带电细圆环在圆心处场强的计算方法。

2、掌握高斯定理的物理意义及适用条件，理解球对称、轴对称和面对称情况下场强分布的特点，熟悉均匀带电球面、球体、球壳、无限长圆柱体、无限长圆柱面以及无限大平面情形下的场强公式或结论，利用场强叠加原理处理组合带电体的场强计算问题。

3、理解电势的概念，熟悉点电荷、均匀带电球面的电势公式，能用电势的定义法、叠加法求均匀带电球面、球体组合的电荷分布。

4、掌握导体静电平衡的条件、特征，会分析导体静电平衡时的电荷分布并根据电荷分布计算电势分布。

5、理解孤立导体电容的定义、静电场能量密度概念，熟悉平行板电容器的电容公式，会计算平行板电容器中静电场的能量密度。

6、熟记直线电流（包括无限长直线电流）和圆弧电流的磁感应强度的公式，据此掌握其组合情形下的磁感应强度的计算。

7、正确理解安培环路定理，理解利用安培环路定

理计算磁场的前提条件，会运用安培环路定理计算无限长电流导线及圆柱电流的磁感应强度。

8、理解安培定律，能运用电流元的安培力公式采用积分法计算一段宏观电流受到的安培力（包括非均匀磁场情形下）。

9、熟练掌握法拉第电磁感应定律的形式、物理意义，掌握利用动生电动势的定义法计算感应电动势，根据感生电场的分布特点利用法拉第电磁感应定律和楞次定律计算或判断感生电动势的方向。

10、掌握位移电流、全电流概念，理解平行板电容器中位移电流分布特征。

11、理解光程、光程差的计算，了解半波损失概念，熟记双缝干涉的条纹特点和条纹位置、间距公式。

12、熟练掌握等厚膜和劈尖膜干涉的条纹分布特点及变化规律，能做简单计算和判断。

13、理解单缝夫朗禾费衍射的菲涅耳半波带分析法，理解光栅衍射缺级现象，熟记单缝、光栅衍射条纹特点和相关计算公式。

14、理解光的偏振性，了解自然光和偏振光的特点，理解马吕斯定律和布儒斯特定律并利用两定律做简单应用。

15、理解光电效应及其规律，掌握爱因斯坦光电

效应方程并做简单应用。

部分复习参考题

习题册P3（一、1)，P3（二、2)，P7（三、1)，P9（二、1、3)，P10（三、3)，P13（二、2、3)，P15（一、1)，P18（三、1)，P21（二、1)，P24（三、1)，P26（三、2)，P31（一、1)，P33（一、1)、P34（三、2)，P35（一、2，三、1)，P36（三、2)，P37（一、1)，P39（二、2)，P40（三、1)，P41（三、1)，P41（三、2、3)，P45（一、1、3)，P46（三、1)，P47（一、1、2，二、2)。

第四篇：《大学物理I》(下)(模拟题)

成都理工大学2012—2013学年第一学期

《大学物理I》（下）（模拟题）

一、选择题（每小题3分，共30分）

得 分

1、关于温度的意义，有下列几种说法：

(1)气体的温度是分子平均平动动能的量度．

(2)气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义．(3)温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同．(4)从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度． 这些说法中正确的是

(A)(1)、(2)、(4)．(B)(1)、(2)、(3)．(C)(2)、(3)、(4)．

(D)(1)、(3)、(4)．［］

2、温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能和平均平动动能有如下关系：(A)和都相等．(B)相等，而不相等．

(C)相等，而不相等．(D)和都不相等．［］

3、设图示的两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子的速率分布曲线；令vp



O和

2vp

H

分别表示氧气和氢气的最概然速率，则

2(A)图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线；vpO/v2

p

H=4．

(B)图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线；vp/vp

＝1/4．

O2

H2

(C)图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线；vp

O/2

vpH

＝1/4． 2

(C)图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线；vpO

/v＝ 4．

pH

［

］

—1—

4、两个质点各自作简谐振动，它们的振幅相同、周期相同．第一个质点的振动方程为x1 =

Acos(t + )．当第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位置时，第二个质点正在最大正位移处．则第二个质点的振动方程为(A)x2Acos(t

1π)．(B)x2Acos(tπ)．22

3(C)x2Acos(tπ)．(D)x2Acos(t)．［］

5、一弹簧振子，当把它水平放置时，它可以作简谐振动．若把它竖直放置或放在固定的光滑斜面上，试判断下面哪种情况是正确的：

(A)竖直放置可作简谐振动，放在光滑斜面上不能作简谐振动．

(B)竖直放置不能作简谐振动，放在光滑斜面上可作简谐振动．

放在光滑斜面上

(C)两种情况都可作简谐振动．

(D)两种情况都不能作简谐振动．［］

6、下列函数f(x, t)可表示弹性介质中的一维波动，式中A、a和b是正的常量．其中哪个

函数表示沿x轴负向传播的行波？

ax(bt)．(B)f(x,t)Acos(axbt)．(A)f(x,t)Acos

(C)f(x,t)Acosaxcosbt．(D)f(x,t)Asinaxsinbt． ［］

7、在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射，在反射光中看到干涉

条纹，则在接触点P处形成的圆斑为

(A)全明．(B)全暗．

(C)右半部明，左半部暗．(D)右半部暗，左半部明．［］

图中数字为各处的折射率

8、在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度为a＝4的单缝上，对

应于衍射角为30°的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为

(A)2 个．(B)4 个．

(C)6 个．(D)8 个．［］

9、一匀质矩形薄板，在它静止时测得其长为a，宽为b，质量为m0．由此可算出其面积

密度为m0 /ab．假定该薄板沿长度方向以接近光速的速度v作匀速直线运动，此时再测算该矩形薄板的面积密度则为

m0(v/c)2m0

(A)(B)

2abab(v/c)

(C)

m0m0

(D)［］ 223/

2ab[1(v/c)]ab[1(v/c)]

10、康普顿效应的主要特点是

(A)散射光的波长均比入射光的波长短，且随散射角增大而减小，但与散射体的性质无关．

(B)散射光的波长均与入射光的波长相同，与散射角、散射体性质无关．(C)散射光中既有与入射光波长相同的，也有比入射光波长长的和比入射光波长短的.这与散射体性质有关．

(D)散射光中有些波长比入射光的波长长，且随散射角增大而增大，有些散射光波长与入射光波长相同．这都与散射体的性质无关．

［］

二、填空题（每小空2分，共24分）

得 分

1、某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作功|W1|，又经绝热膨胀返回原来体积时气体对外作功|W2|，则整个过程中气体

(1)从外界吸收的热量Q = _____________________；(2)内能增加了E = ______________________。

2、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．)

3、图中所示为两个简谐振动的振动曲线．若以余弦函数表

示这两个振动的合成结果，则合振动的方程为

xx1x2_____________________(SI).-

4、设空气中声速为340 m/s，一机车汽笛频率为750 Hz，机车以时速90公里远离静止的观察者．观察者听到的声音的频率是________________ Hz．

5、在迈克耳孙干涉仪的一支光路上，垂直于光路放入折射率为n、厚度为h的透明介质薄膜．与未放入此薄膜时相比较，两光束光程差的改变量为___________．

6、某种单色光垂直入射到一个光栅上，由单色光波长和已知的光栅常数，按光栅公式算

得k＝4的主极大对应的衍射方向为90°。（1）若知道无缺级现象．实际上可观察到的主极大明条纹共有___________条；（2）若知道缺第2级，实际上可观察到的主极大明条纹共有___________条。

7、只有在同一惯性系中___________________________发生的两个事件，在另一惯性系中

才一定同时发生．

8、已知某电子的德布罗意波长和光子的波长相同，则(1)它们的动量大小_____________；

(2)它们的(总)能量_____________。（填相同或不同）

三、计算题（共46分）

得 分

1、（10分）一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程．已知气体在状态A的温度

为TA＝300 K，求(1)气体在状态B、C的温度；

(2)各过程中气体对外所作的功；(3)经过整个循环过程，气体从外界吸收的总热量(各过程

吸热的代数和)．

(m3)

2、（10分）图示一平面简谐波在t = 0 时刻的波形图，求

(1)该波的波动表达式；(2)P处质点的振动方程．

(m)-

3、（5分）用波长为＝600 nm(1 nm＝10-9 m)的光垂直照射由两块平玻璃板构成的空气

劈形膜，劈尖角＝2×104 rad．改变劈尖角，相邻两明条纹间距缩小了l＝1.0 mm，求劈尖角的改变量．

分）一束具有两种波长1和2的平行光垂直照射到一衍射光栅上，测得波长1的第三级主极大衍射角和2的第四级主极大衍射角均为30°．已知1=560 nm(1 nm= 109 m)，试求:

(1)光栅常数a＋b

(2)波长

25、（5分）设有宇宙飞船A和B，固有长度均为l0 = 100 m，沿同一方向匀速飞行，在飞

船B上观测到飞船A的船头、船尾经过飞船B船头的时间间隔为t =(5/3)×107 s，求飞船

B相对于飞船A的速度的大小．

6、（8分）一粒子被限制在相距为l的两个不可穿透的壁之间，如图所示．描写粒子状态的波函数为cx(lx)，其中c为待定常量．求在0~l 区间发现该粒子的概率．

第五篇：大学物理I练习册参考答案

大学物理I练习册参考答案

力学部分：

010004:(1)010011:(2)010014:(2)010016:(3)010044: B010057: D010095: B010098: C011002: 3t011009

：

011030：

011039: 5m/s;17m/s011061: 4.8m/s;3.15rad22011012

：

dvRcostjRsinti;o011067: dt

020003:(1)020012: C020015: B, D021002: 2g,0021016:(cos-sin)g

030023: B030028: D030038: D030061: D

030069:(3)

031005:031054: k/(mr);k/(2r)

2v0031062: 12J032046: h4.25m;v[2gh(1ctg)]1/28.16m/s 2g(1ctg)

040001: A040011: B040020: C040030: B040032: C

040054: A040064: D040070: C040076: C040090: C

222040097: D040099: D041019: R1v1/R2;mvR/R1121/2041043: Ma/2 

041078: M/9042031: 156N;118N

042005:

电磁学部分

1.B2.A3.C4.C5.20A6.–2Ax,-2Byqd

7.r,ln020r20r

U

R1lnR2

R1(2)Ek=4.810J , v=1.0310m/s 778.(1)F＝

9.EP=0；UPCC

PEdrrCRrdrlnC 20r20R

10.B11.B12.B13.C14.A15.D16.D17.q

40r2, 水平向左18.A19.rC0,0,U0E0W0， rrr

20.看书P6721.看书P6722.C23.A24.D25.C27.0I0II1.08103T,垂直纸面向外28,0，垂直纸面向里2R4R4a

29.0I, 20I, 20I, 20I30, 2BIR,/42;水平向右IaB,Ia2B34.mgab20Ilnab31,35.I1的磁场B0I1，方向垂直向里，因此由安培定律（1）AD受I1的磁力FAD=I2aB 2r

0I1I2a，方向向左。BC段，同理可做（略）。AB段，其上各点力方向相同，2(Lb/2)

FLb/2

Lb/2BI2dr0I1I2IILb/2dr012ln，方向向下。（2）（略）。Lb/22r2Lb/2Lb/2

36.解：（1）距I1为r处的磁场B0I0I。等距点（中点），（略）。2r2(Lr)

（2）r1r2

r1Bldrr1r2r1(0I0I)ldr=… 2r2(Lr)

37.解：（1）与35题相似（略）。

（2）AC边受力Fab

aabIIIIBI2012drdr012asin2sinr2bb2l2lnab，方向垂直a

AC向下。合力（略）。

38.C39.C40.1.5V, b指向a41.N/R

42.1.210V, b指向a，2

44.（1）NB2SB1SN(20II S0S),平均感应电动势t2r22r1

IN0I(S0S)。（2）由法拉第定律和电流定义得t2r22r1

qINI(0S0S)。RR2r22r1

45.（1）dBvdlBldl，Oa

同理UbOL/2011BldlBL2，UaOOaBL2，881BL2，所以 Uab0。8

47.D48.D49.A,D50.C51.C52.D53.C54.D

55.B56.A57.D58.R2E59.有源场，正电荷或无穷远，负电荷或无穷远

lqEdSs060.061.Edl0, 有势场，电荷始末位置，路径62.0,63.2r/064./2,/265.D66.B2q0l

68.C69.C70.C71.D72.B73.B74.B75.B76.D

77.C78.B79.A,B80.220I20I, 垂直纸面向外，a4a

81．均匀磁场中，载流曲线受力等于对应直线受力

F2BIR水平向右

2图示情况：MBIR(1)情况：M0