200道物理学难题第144题答案

200道物理学难题

1.

三只小蜗牛所在的位置形成一个等边三角形，三角

形的边长为 60 cm .第一只蜗牛出发向第二只蜗牛爬去，同时，第二只向第三只爬去，第三只向第一只爬去，每只蜗牛爬行的速度都是 5 cm/min . 在爬行的过程中，每只蜗牛都始终保持对准自己的目标. 经过多长时间蜗牛们会相遇？相遇的时候，它们各自爬过了多长的路程？它们经过的路线可以用怎样的方程来描述？若将蜗牛视为质点，那么在它们相遇前，绕着它们的最终相遇点转了多少圈？

2.

一个小物体在水平桌面的边沿，因受到一个力的作

10. 在维克多·雨果的小说《悲惨世界》中，主人公冉阿让是一个逃犯，他有能力利用两面直角相交的墙的墙角爬上墙头. 求他在爬墙时最小需要用多大的力来推墙？同时，求他要完成这项技艺，他和墙面之间可能的最小摩擦系数.

11. 一个由两个不一样的匀质半球粘在一起的球，在一个与水平面成 30°角的斜面上能否保持平衡么？

12. 一个小弹性球竖直落到长的倾斜平面上，平面和水平面间的夹角为α，球相邻落地点之间的距离是否成等差级数增加？假设碰撞是完全弹性的，空气阻力可以忽略不计.

13. 仓鼠的笼子是一个转轮，笼子有一个无摩擦的中轴. 一个水平的平台固定在中轴之下，

医用物理学答案

第十章 X射线

10—1. 设X射线管的工作电压为80kV，试计算X光子的最大能量和最短波长？ 解：

λmin=

hνmax1.241.24==0.0155(nm)80U 6.626×10 34×3×108c 14(J)=h==.×12810 9λmin0.0155×10

10—2. 在X射线管中，电子到达阳极靶面时的速度为1.5×108m.s –1，求连续X射线谱的最短波长和相应的最大光子能量。

解：

hνmax 1=Ek=mc m0c=m0c 1 v2c2

1 3182=9.1×10×3×10× 1 1.5×1083×108 222()2 1 =1.27×10 14(J)

λmin=hc

hνmax=6.626×10 34×3×1081.27×10 14=1.57×10 11(m)

10—3. 对波长为0.154nm的X射线，铝的衰减系数为1.32×104m –1 ，铅的衰减系数为2.61×105m –1 ，要和1mm

第一章 晶体结构

1.1、 如果将等体积球分别排成下列结构，设x表示钢球所占体积与总体积之比，证明：

结构 X

简单立方

?6?0.52

体心立方

3??0.68 82??0.74 62??0.74 63??0.34 6面心立方

六角密排

金刚石

解：实验表明，很多元素的原子或离子都具有或接近于球形对称结构。因此，可以把这些原子或离子构成的晶体看作是很多刚性球紧密堆积而成。这样，一个单原子的晶体原胞就可以看作是相同的小球按点阵排列堆积起来的。它的空间利用率就是这个晶体原胞所包含的点的数目n和小球体积V所得到的小球总体积nV与晶体原胞体积Vc之比，即：晶体原胞的空间利用率， x?（1）对于简立方结构：（见教材P2图1-1） a=2r， V=

nV Vc43?r，Vc=a3，n=1 34343?r?r?∴x?33?33??0.52

6a8r（2）对于体心立方：晶胞的体对角线BG=3a?4r?a?n=2, Vc=a3

43x 3442??r32??r3333????0.68 ∴x?8a3433(r)3（3）对于面心立方：晶胞面对角线BC=2a?4r,?a

第9章 电荷与真空中的静电场

第9章 电荷与真空中的静电场

9-1 两个小球都带正电，总共带有电荷5.0?10C,如果当两小球相距2.0m时，任一球受另一球的斥力为1.0N.试求：总电荷在两球上是如何分配的。 分析：运用库仑定律求解。

解：如解图9-1所示，设两小球分别带电q1，q2则有

q1+q2?5.0?10?5 ① 由库仑定律得

9q1q29?10q1q2 F???1 ② 24π?0r4?5

解图9-1

由①②联立解得

?5??q1?1.2?10C ? ?5??q2?3.8?10C

?10m9-2 两根6.0长的丝线由一点挂下，每根丝线的下端都系着一个质量为

?3的小球.当这两个小球都带有等量的正电荷时，每根丝线都平衡在与沿垂线成0.5?10kg?260°角的位置上。求每一个小球的电量。

分析：对小球进行受力分析，运用库仑定律及小球平衡时所受力的相互关系求解。 解：设两小球带电q1=q2?q，小球受力如解图9-2所示

q2F??Tcos30? ①

4π?0R2mg?Tsin30? ②

联立①②得

mg4??0R2?tan30o ③ 2q其中

解图

大气物理学(32+19+33=84题)

一、单项选择题：

1、陆地下垫面的热量差额主要是指__________。（ C ） A：下垫面与大气之间的热量交换 B：下垫面上的蒸发与凝结 C：地面辐射差额 D：土壤的性质

2、对流层与平流层交界处，有一个厚约__________公里的过渡层，叫对流层顶。 ( A )

A.1-2 B.10 C.0.2-0.3 D.5 3、如果已知本站气压、海拔高度和气柱的__________，就可以用压高公式求算海平面气压。( C )

A.相对湿度 B.气压垂直递减率 C.平均温度 D.垂直高度 4、大气的稳定度决定于该气团的层结，层结不稳定是__________。 ( C )

A.γ=γd B.γ<γd C.γ>γd D、γ=γd=0 5、常在T-lnP图上见到，自由对流高度以上的正不稳定能量面积大于其下面的负的不稳定能量面积,这种情况叫__________。( A )

A.真潜不稳定型 B.假不稳定型 C.绝对不稳

油层物理学答案

【篇一：油层物理课后习题答案】

合物的质量组成换算为物质的量的组成。气体混合物的质量组成如下：

ch4?40%,c2h6?10%，c3h8?15%，c4h10?25%，c5h10?10%。 解：按照理想气体计算：

2.已知液体混合物的质量组成：

c3h8?10%,c4h10?35%,c5h12?55%.将此液体混合物的质量组成换算为物质的量的组成。 解：

3．已知地面条件下天然气各组分的体积组成：ch4?96.23%,c2h6?1.85%，

c3h8?0.83%，c4h10?0.41%， co2?0.50%，h2s?0.18%。若地层压力为15mpa，

地层温度为50oc。求该天然气的以下参数：（1）视相对分子质量；（2）相对密度；（3）压缩因子；（4）地下密度；（5）体积系数；（6）等温压缩系数；（7）粘度；（8）若日产气为104m3,求其地下体积。 解：

（1）视相对分子质量 mg??(yimi)?16.836 （2）相对密度 ?g? mgma ?

16.836

?0.580552 29

（3）压缩因子 pr?

p15t50?273??3.244 tr???1.648 pc4.624tc196.

物理学史

1.（2013四川成都高三第二次诊断性检测理科综合试题，1）下列说法正确的是（）

A. 牛顿测出了引力常量

B. 爱因斯坦提出了系统的电磁理论

C. 理想实验不能用于科学研究

D. 公式与采取的定义方式相同

2.（2014山西忻州一中、康杰中学、临汾一中、长治二中四校高三第三次联考理科综合试题，14）在物理学的重大发现中科学家们总结出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假设法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述不正确的是（）

A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法运用了假设法

B．根据速度的定义式，当趋近于零时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思想法C．在实验探究加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法

D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，然后将各小段位移相加，运用了微元法

3.（2014山东潍坊高三3月模拟考试理科综合试题，14）许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列叙述中符合史实的是（）

A．伽利略研究了天体的运动，并提出了行星运动的三定律

B．牛顿发现了万有引力定律，并通过扭秤实验测出了引力常量

C．库仑发现了点电荷间的作用规

8 －6 一铁心上绕有线圈100匝，已知铁心中磁通量与时间的关系为

5?2Φ?8.0?10sin100πt?Wb?，求在t?1.0?10s时，线圈中的感应电动势．

分析 由于线圈有N 匝相同回路，线圈中的感应电动势等于各匝回路的感应电动势的代数和，在此情况下，法拉第电磁感应定律通常写成ξ??N链．

解 线圈中总的感应电动势

ξ??NdΦdt??2.51?cos?100π?t

dΦdt??dψdt，其中ψ?NΦ称为磁

当t?1.0?10?2s 时，ξ?2.51V．

8 －7 有两根相距为d 的无限长平行直导线，它们通以大小相等流向相反的电流，且电流均以

dIdt的变化率增长．若有一边长为d 的正方形线圈与两导线处于同一平面内，如图所

示．求线圈中的感应电动势．

分析 本题仍可用法拉第电磁感应定律ξ??通量就需用Φ?与B2 之和）．

为了积分的需要，建立如图所示的坐标系．由于B 仅与x 有关，即B?B(x)，故取一个平行于长直导线的宽为ｄx、长为d 的面元ｄS，如图中阴影部分所示，则dS?ddx，所以，总磁通量可通过线积分求得（若取面元dS?dxdy，则上述积分实际上为二重积分）．本题在工程技术中又称为互感现象，也可用公式EM??M解1 穿过面元ｄS

8 －6 一铁心上绕有线圈100匝，已知铁心中磁通量与时间的关系为

5?2Φ?8.0?10sin100πt?Wb?，求在t?1.0?10s时，线圈中的感应电动势．

分析 由于线圈有N 匝相同回路，线圈中的感应电动势等于各匝回路的感应电动势的代数和，在此情况下，法拉第电磁感应定律通常写成ξ??N链．

解 线圈中总的感应电动势

ξ??NdΦdt??2.51?cos?100π?t

dΦdt??dψdt，其中ψ?NΦ称为磁

当t?1.0?10?2s 时，ξ?2.51V．

8 －7 有两根相距为d 的无限长平行直导线，它们通以大小相等流向相反的电流，且电流均以

dIdt的变化率增长．若有一边长为d 的正方形线圈与两导线处于同一平面内，如图所

示．求线圈中的感应电动势．

分析 本题仍可用法拉第电磁感应定律ξ??通量就需用Φ?与B2 之和）．

为了积分的需要，建立如图所示的坐标系．由于B 仅与x 有关，即B?B(x)，故取一个平行于长直导线的宽为ｄx、长为d 的面元ｄS，如图中阴影部分所示，则dS?ddx，所以，总磁通量可通过线积分求得（若取面元dS?dxdy，则上述积分实际上为二重积分）．本题在工程技术中又称为互感现象，也可用公式EM??M解1 穿过面元ｄS

第4章 刚体的定轴转动

习 题

一 选择题

4-1 有两个力作用在一个有固定转轴的刚体下，对此有以下几种说法：（1）这两个力都平行于轴作用时，它们对轴的合力矩一定是零；（2）这两个力都垂直于轴作用时，它们对轴的合力矩可能是零；(3）当这两个力的合力为零时，它们对轴的合力矩也一定是零；（4）当这两个力对轴的合力矩为零时，它们的合力也一定是零．对L述说法下述判断正确的是[ ]

（A）只有（l）是正确的 （B）（1）、（2）正确，（3）、（4）错误 （C）(1)、（2）、（3）都正确 （D）（1）、（2）、（3）、（4）都正确 解析：力矩是描述力对刚体转动的作用，M?r?F。因此合力为零时，合力矩不一定为零；合力矩为零时，合力也不一定为零。两者并没有一一对应的关系。答案选B。

4-2 有A、B两半径相同，质量相同的细圆环。A环的质量均匀分布，B环的质量不均匀分布，设它们对过环心的中心轴的转动惯量分别为IA和IB，则有[ ]

（A）IA?IB （B）IA?IB （C）无法确定哪个大 （D）IA?IB 解析：转动惯量I??i?miri2，由于A、B两细圆环半径相同，质量相同，

所以转动惯量相同IA?IB?mR2，而