大物课后答案详解

简答题

5.1 什么是简谐运动？说明下列运动是否是简谐运动？ （1）活塞的往复运动； （2）皮球在硬地上的跳动；

（3）一小球在半径很大的光滑凹球面底部的来回滑动，且经过的弧线很短； （4）锥摆的运动。

答：质点的简谐振动一定要有平衡位置，以平衡位置作为坐标原点，如果以x表示质点偏离平衡位置的位移，质点所受合外力一定具有F??kx的形式。

（１）活塞的往复运动不是简谐运动，因为活塞受力的方向和它的位移是同一方向，任一时刻所受的合外力不具有F??kx的形式，所以活塞的往复运动是简谐运动。

（２）皮球在硬地上的跳动不是简谐运动，因为忽略空气阻力，皮球在上升和下落阶段，始终受到竖直向下的重力的作用，任一时刻所受的合外力不具有F??kx的形式，所以皮球的运动不是简谐运动。

（３）一小球在半径很大的光滑凹球面底部的来回滑动，且经过的弧线很短是简谐运动。符合简谐运动的定义。

（４）锥摆的运动不是简谐运动，此时锥摆受到重力和绳的拉力的作用，这两个力的合力的大小为恒量，而方向在不断的改变，任一时刻所受的合外力不具有F??kx的形式，所以锥摆的运动不是简谐运动。

5.2（1）试述相位和初相的意义，如何确定初相？

（2）在简谐振动表达式x?Acos(?t

第

七章 气体动理论

7 －1 处于平衡状态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，则它们( )

(A) 温度，压强均不相同 (B) 温度相同，但氦气压强大于氮气的压强 (C) 温度，压强都相同 (D) 温度相同，但氦气压强小于氮气的压强 分析与解 理想气体分子的平均平动动能?k?3kT/2，仅与温度有关．因此当氦气和氮气的平均平动动能相同时，温度也相同．又由物态方程p?nkT，当两者分子数密度n 相同时，它们压强也相同．故选(C)．

7－2 三个容器A、B、C 中装有同种理想气体，其分子数密度n相同，方均根速

2率之比vA??:?v?:?v?1/221/2B21/2C?1:2:4，则其压强之比pA:pB:pC为( )

(A) 1∶2∶4 (B) 1∶4∶8 (C) 1∶4∶16 (D) 4∶2∶1

分析与解 分子的方均根速率为v2?3RT/M，因此对同种理想气体有

222vA:vB:vC?T1:T2:T3，又由物态方程ρnkT，当三个容器中分子数密

第

七章 气体动理论

7 －1 处于平衡状态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，则它们( )

(A) 温度，压强均不相同 (B) 温度相同，但氦气压强大于氮气的压强 (C) 温度，压强都相同 (D) 温度相同，但氦气压强小于氮气的压强 分析与解 理想气体分子的平均平动动能?k?3kT/2，仅与温度有关．因此当氦气和氮气的平均平动动能相同时，温度也相同．又由物态方程p?nkT，当两者分子数密度n 相同时，它们压强也相同．故选(C)．

7－2 三个容器A、B、C 中装有同种理想气体，其分子数密度n相同，方均根速

2率之比vA??:?v?:?v?1/221/2B21/2C?1:2:4，则其压强之比pA:pB:pC为( )

(A) 1∶2∶4 (B) 1∶4∶8 (C) 1∶4∶16 (D) 4∶2∶1

分析与解 分子的方均根速率为v2?3RT/M，因此对同种理想气体有

222vA:vB:vC?T1:T2:T3，又由物态方程ρnkT，当三个容器中分子数密

1.如图8-1所示，载流的圆形线圈（半径a1）与正方形线圈（边长a2）通有相同电流，若两个线圈中心O1，O2 处的磁感应强度大小相同，则半径a1与边长a2之比为[ ]。 A.2?:4 B.2?:8

C.1:1 D.2?:1 答案：【B】

解：圆电流I在其轴线上产生的磁场的磁感应强度为

B1??0a12I2(a1?x)2232，方向沿着轴线

在圆心处（x?0），B1??0I2a1。

通电正方形线圈，可以看成4段载流直导线，由毕萨定律知道，每段载流直导线在正方形中心产生的磁场的磁感应强度大小相等，方向相同，由叠加原理B2?4B2。

/B2?/?0I?I?0I(cos?1?cos?2)?0(cos450?cos1350)?

a24?a2?a24?2

B1??0I2a1a18 ?a22??B2?4B2?4/?0I2?a2

2. .如图8-2所示,四条平行的无限长直导线，垂直通过边长为a?20cm正方形顶点，每条导线中的电流都是I?20A，这四条导线在正方形中心O点产生的磁感应强度为[ ]。

?4?4A. B?0.8?10T B.B?1.6?10T C.B?

静电学填空题

71、两个大小完全相同的带电金属小球，电量分别为5q和－4q，已知它们相距为r时作用力为F，则将它们放在相距3r位置同时其电量均减半，相互作用力大小为________1/36__F。

72、高斯定理表明磁场是 无源 场,而静电场是有源场。任意高斯面上的静电场强度通量积分结果仅仅取决于该高斯面内全部电荷的代数和。现有图1-1所示的三个闭合曲面S1、S2、S3，通过这些高斯面的电场强度通量计算结果分别为：

?1???E?dSS1,

?2???E?dS?3???E?dSS2,

S3，则

?1=___2q/?o_______;?2+?3=___?4q/?o_______。

73、两个平行的无限大均匀带电平面，其电荷面密度分别如图所示，则A、B、C三个区域的电场强度大小分别为：EA=_____?/2?o____；EB=______5?/2?o___；EC=_____-_?/2?o___。

74、初速度为零的正电荷在电场力的作用下,总是从_高_____电势处向__低___电势处运动。 75、静电场中场强环流为零，这表明静电力是___保守力________。

76、电场会受到导体或电介质的影响，通常情况下，导体内部的电场强度___处

浦江物理B-1期末考试说明

本学期物理B-1考试在20周。考试用题库出卷。主要要求如下：

1、 考试范围

考试范围完全按照开学时教学要求和教学进程表进行。题目不超出《解题指导书》范围，其中选择和填充题目全部在《解题指导书》的各章作业和各章自测题的选择、填充题里面；但是有40%左右要换数据或者作适当变化，所以要求学生理解这些题目。考虑到物理（上）内容多，学时紧张，而且计算题又比较多。为了重点复习，计算题给一定数量的重点复习题目。物理B热学部分不考计算题。但是选择和填充题要考大约12分左右。 2、题型

选择（10个单项选择题）30%，填充大约30%，计算大约40%。

3、计算题要求（对应新解题指导练习书页码）

质点力学（九题）： P12：例2.2和2.3； P94： 8 与9 ； P97：8与9；

P100：10； P101：11； P102：14；

静电学（七题）： P38：例5.3； P119：14与15；P121：18；

P124：9； P125：10与11

磁学（七题）： P50：例6.5； P130：13； P131：15

2．在砝码盘上加载时为什么采用正反向测量取平均值的办法？

答：因为金属丝弹性形变有滞后效应，从而带来系统误差。

【思考题】 1．光杠杆有什么优点？怎样提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度？

答：（1）直观 、简便、精度高。

?L?x?x2D?，即?，所以要提高光杠杆测量微b2D?Lb?x小长度变化的灵敏度，应尽可能减小光杠杆长度b（光杠杆后

?L（2）因为

支点到两个前支点连线的垂直距离），或适当增大D（光杠杆小镜子到标尺的距离为D）。

2．如果实验中操作无误，得到的数据前一两个偏大，这可能是什么原因，如何避免？

答：可能是因为金属丝有弯曲。避免的方法是先加一两个发码将金属丝的弯曲拉直。

3．如何避免测量过程中标尺读数超出望远镜范围？

答：开始实验时，应调节标尺的高低，使标尺的下端大致与望远镜光轴等高，这样未加砝码时从望远镜当中看到的标尺读数接近标尺的下端，逐渐加砝码的过程中看到标尺读数向上端变化。这样就避免了测量过程中标尺读数超出望远镜范围。

实验十六 示波器的使用

【预习题】

1．示波器为什么能把看不见的变化电压显示成看得见的图象？简述其原理。

答：（1）示波管内高速电子束使荧光屏上产生光亮点，而电子束的偏转角度（光点在荧光屏上的位移）是 受

习题7

7-1．如图所示的弓形线框中通有电流I ，求圆心O 处的磁感应强度B 。 解：圆弧在O 点的磁感应强度：00146I I

B R R

μθμπ=

=，方向：；

直导线在O

点的磁感应强度：0000

20

[sin 60sin(60)]4cos602I

I B R R

μππ=

--=

，方向：?；

∴总场强：01

)23

I

B R

μπ=-，方向?。

7-2．如图所示，两个半径均为R 的线圈平行共轴放置，其圆心O 1、O 2相距为a ，在两线圈中通以电流强度均为I 的同方向电流。

（1）以O 1O 2连线的中点O 为原点，求轴线上坐标为x 的任意点的磁感应强度大小；

（2）试证明：当a R =时，O 点处的磁场最为均匀。 解：见书中载流圆线圈轴线上的磁场，有公式：2

032

22

2()

I R B R z μ=+。

（1）左线圈在x 处P 点产生的磁感应强度：2

013222

2[()]

2P I R B a R x μ=

++，

右线圈在x 处P 点产生的磁感应强度：2

02

3222

2[()]2

P I R B a

R x μ=+-，

1P B 和2P B 方向一致，均沿轴线水平向右，

∴P 点磁感应强度：12P P P B B B =+=23302

222

22[()][()]2

22I R a a

第 8 章

8-1 目前可获得的极限真空为1.33?10?11Pa，，求此真空度下1cm3体积内有多少个分子?(设温度为27℃)

[解] 由理想气体状态方程P?nkT

NPV kT，N?VkT1.33?10?11?1?10?6?3.21?103(个) 故 N??231.38?10?300得 P?

8-2 使一定质量的理想气体的状态按p?V图中的曲线沿箭头所示的方向发生变化，图线的BC段是以横轴和纵轴为渐近线的双曲线。

(1)已知气体在状态A时的温度是TA?300K，求气体在B、C、D时的温度。 (2)将上述状态变化过程在 V?T图(T为横轴)中画出来，并标出状态变化的方向。 [解] (1)由理想气体状态方程PV/T＝恒量，可得：由A→B这一等压过程中

VAVB? TATB则 TB?VB20?TA??300?600 (K) VA10因BC段为等轴双曲线，所以B→C为等温过程，则

TC?TB?600 (K)

C→D为等压过程，则

VDVC? TDTCTD?VD20?TC??600?300 (K) VC40(2)

v(l) C40 30D B20 10

习题3

3-1．原长为0.5m的弹簧，上端固定，下端挂一质量为0.1kg的物体，当物体静止时，弹簧长为0.6m．现将物体上推，使弹簧缩回到原长，然后放手，以放手时开始计时，取竖直向下为正向，写出振动式。（g取9.8）

解：振动方程：x?Acos(?t??)，在本题中，kx?mg，所以k?9.8； ∴??k9.8??98。 m0.1取竖直向下为x正向，弹簧伸长为0.1m时为物体的平衡位置，所以如果使弹簧的初状

态为原长，那么：A=0.1m，

当t=0时，x=-A，那么就可以知道物体的初相位为π。

（98t??）所以：x?0.1cos即：x??0.1cos(98t)。

3-2．有一单摆，摆长l?1.0m，小球质量m?10g，t?0时，小球正好经过???0.06rad??0.2rad/s向平衡位置运动。设小球的运动可看作简谐振动，试求：处，并以角速度?（1）

角频率、频率、周期；（2）用余弦函数形式写出小球的振动式。（g取9.8） 解：振动方程：x?Acos(?t??)我们只要按照题意找到对应的各项就行了。

（1）角频率：??9.8?0.5Hz， 2?2??2s； 9.8???3.13Asin（3.13t??） （2）振动方程可表示为：??Acos（3