物理课后作业答案高一

目 录

第一章 运 动 的 描 述 .................................................................... 1

第一节 质点 参考系和坐标系...................................................................................................... 1 第二节 时间和位移 ....................................................................................................................... 1 第三节 运动快慢的描述-----速度 ................................................................................................ 3 第四节 实验：用打点计时器测速度...........................................

1-2理发吹风器的结构示意图如附图所示，风道的流通

2A?60cm2面积，进入吹风器的空气压力p?100kPa，温度t1?25℃。要求吹风器出口的空气

h?温度t2?47℃，试确定流过吹风器的空气的质量流量以及吹风器出口的空气平均速度。电加热器的功率为1500W。 解：

1-3淋浴器的喷头正常工作时的供水量一般为每分钟

wf所以 ＝49.33W/(m.k) 1-18 宇宙空间可近似地看成为0K的真空空间。一航天器在太空中飞行，其外表面平均温度为250℃，表面发射率为0.7，试计算航天器单位表面上的换热量。

?d?t?tq?2解：

q???T4=0.7

?5.67?10?8W/(m2.K4)?2504?155W/m2

1-19 在1-14题目中，如果把芯片及底板置于一个封闭的机壳内，机壳的平均温度为20℃，芯片的表面黑度为0.9，其余条件不变，试确定芯片的最大允许功率。 解：

1000cm。冷水通过电热器从15℃被加热到43℃。试

问电热器的加热功率是多少？为了节省能源，有人提出

可以将用过后的热水（温度为38℃）送入一个换热器去加热进入淋浴器的冷水。如果该换热器能将冷水加热到27℃，试计算采用余热回收换热器后洗澡15min可以节省多少能源？

第三章相互作用

第一节重力基本相互作用

难度系数

1、有关力的概念，下列说法正确的是（）

A．力不可能离开物体而独立存在 B．受力物体不一定是施力物体

C．一个力的发生必定涉及到两个物体 D．重力的大小和方向与物体的运动状态无关2、关于力这一概念的认识，下列说法正确的是（）

A．只有相互接触的物体之间才会有力的作用

B．弹簧测力计与天平都是用来测量力大小的工具

c．只要物体受到力的作用，运动状态必然发生改变

D．物体受到的每一个力都有它的施力物体

3、下列关于力的说法中，正确的是

①力是不能离开施力物体和受力物体而独立存在的

②力可以离开物体而独立存在

③受力物体同时也是施力物体，施力物体同时也是受力物体

④马拉车前进，马对车有拉力，但车对马没有拉力

A．①③B．①④ C．②③ D．②④

4、用图示法画出力，并指出施力物体和受力物体.

(1)在水平桌面上重50N的书的重力.

(2)空气对气球的20N浮力.

(3)小孩对小车的100N的拉力，方向东偏北30°

5、在下列各组力中，属于同一性质的力是

A．重力、弹力、摩擦力、拉力B．拉力、压力、支持力、推力

C．重力、拉力、动力、阻力D．重力、分子力、电磁力、推力

6、关于重力，下列说法正确的是

A．重力就是地球

作业

1-1填空题

?1?m?s(1) 一质点，以的匀速率作半径为5m

的圆周运动，则该质点在5s内，位移的大小是 ；经过的路程是 。

[答案： 10m； 5πm]

(2) 一质点沿x方向运动，其加速度随时间的变化关系为a=3+2t (SI)，如果初始时刻

-1

质点的速度v0为5m2s，则当t为3s时，质点的速度v= 。

-1

[答案： 23m2s ] 1-2选择题

(1) 一质点作直线运动，某时刻的瞬时速度v?2m/s，瞬时加速度a??2m/s2，则一秒钟后质点的速度

(A)等于零 (B)等于-2m/s (C)等于2m/s (D)不能确定。

[答案：D]

(2) 一质点沿半径为R的圆周作匀速率运动，每t秒转一圈，在2t时间间隔中，其

平均速度大小和平均速率大小分别为

2?R2?R2?R,0,(A)tt (B) t

2?R(C) 0,0 (D) t,0

[答案：B]

?(3)一运动质点在某瞬时位于矢径r(x,y)的端点处，其速度大小为

?drdr(A)dt (B)dt

1.1 如果将等体积球分别排列成下列结构，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 π / 6 ≈ 0.52 体心立方 3π / 8 ≈ 0.68 面心立方 2π / 6 ≈ 0.74六方密排 2π / 6 ≈ 0.74 金刚石 3π /16 ≈ 0.34

解：设钢球半径为r ，根据不同晶体结构原子球的排列，晶格常数a 与r 的关系不同，分别为：简单立方：a = 2r

金刚石：根据金刚石结构的特点，因为体对角线四分之一处的原子与角上的原子紧贴，因此有

1.3 证明：体心立方晶格的倒格子是面心立方；面心立方晶格的倒格子是体心立方。 证明：体心立方格子的基矢可以写为

面心立方格子的基矢可以写为

根据定义，体心立方晶格的倒格子基矢为

同理

与面心立方晶格基矢对比，正是晶格常数为4π / a的面心立方的基矢，说明体心立方晶格的倒格子确实是面心立方。注意，倒格子不是真实空间的几何分布，因此该面心立方只是形式上的，或者说是倒格子空间中的布拉菲格子。根据定义，面心立方的倒格子基矢为

同理

而把以上结果与体心立方基矢比较，这正是晶格常数为4π a的体心立方晶格的基矢。

证明：根据定义，密勒指数为的截距分别为

的晶面系中距离原点最近的平

1.1算法： 是对特定问题求解步骤的一种描述，是指令的有限序列。

程序：当一个算法用某种程序设计语言来描述时，得到的就是程序，也就是说,程序是用某种程序设计语言对算法的具体实现.

算法有输入、输出、确定性、能行性和有限性等特征，当不具备有穷性时，只能叫做计算过程，而不能称之为算法，算法可以终止，而程序没有此限制。 1.2程序证明和程序测试的目的各是什么？

程序证明是确认一个算法能正确无误的工作. 程序测试的目的是发现错误

1n!?{1-9 解: n!的递归定义： n*(n?1)!n?0n?1

求解n!的递归函数 long Factorial (long n)

{

if(n<0)

{

cout<<”error!”; exit(0); }

if(n==0)

return 1;

else return n *Factorial (n-1);

}

1-10 使用归纳法，证明上题所设计的计算n！的递归函数的正确性 证明(归纳法证明)：

(1)首先，如果n=0，那么程序执行

if(n==0) return 1;

返回1,算法显然正确;

(2)假定函数Fact

1.1算法： 是对特定问题求解步骤的一种描述，是指令的有限序列。

程序：当一个算法用某种程序设计语言来描述时，得到的就是程序，也就是说,程序是用某种程序设计语言对算法的具体实现.

算法有输入、输出、确定性、能行性和有限性等特征，当不具备有穷性时，只能叫做计算过程，而不能称之为算法，算法可以终止，而程序没有此限制。 1.2程序证明和程序测试的目的各是什么？

程序证明是确认一个算法能正确无误的工作. 程序测试的目的是发现错误

1n!?{1-9 解: n!的递归定义： n*(n?1)!n?0n?1

求解n!的递归函数 long Factorial (long n)

{

if(n<0)

{

cout<<”error!”; exit(0); }

if(n==0)

return 1;

else return n *Factorial (n-1);

}

1-10 使用归纳法，证明上题所设计的计算n！的递归函数的正确性 证明(归纳法证明)：

(1)首先，如果n=0，那么程序执行

if(n==0) return 1;

返回1,算法显然正确;

(2)假定函数Fact

第一章 质点运动学

1.1 一质点沿直线运动，运动方程为x(t) = 6t2 - 2t3．试求：

（1）第2s内的位移和平均速度；

（2）1s末及2s末的瞬时速度，第2s内的路程； （3）1s末的瞬时加速度和第2s内的平均加速度． [解答]（1）质点在第1s末的位移大小为

x(1) = 6×12 - 2×13 = 4(m)．

在第2s末的位移大小为

x(2) = 6×22 - 2×23 = 8(m)．

在第2s内的位移大小为

Δx = x(2) – x(1) = 4(m)，

经过的时间为Δt = 1s，所以平均速度大小为

v=Δx/Δt = 4(m·s-1)．

（2）质点的瞬时速度大小为 v(t) = dx/dt = 12t - 6t2，

因此v(1) = 12×1 - 6×12 = 6(m·s-1)，

v(2) = 12×2 - 6×22 = 0，

质点在第2s内的路程等于其位移的大小，即Δs = Δx = 4m．

（3）质点的瞬时加速度大小为

a(t) = dv/dt = 12 - 12t，

因此1s末的瞬时加速度为

a(1) = 12 - 12×1 = 0， 第2s内的平均加速度为

a= [v(2) - v(1)]/Δt = [0 –

习 题 七

7—1 如图所示，S1O?S2O。若在S1O中放入一折射率为n，厚度为e的透明介质片，求S1O与S2O之间的光程差。如果S1和S2是两个波长为?的同相位的相干光源，求两光在O点的相位差。

[解] S1O与S2O的几何路程相等 光程差为???n?1?e 位相差为???2????2???n?1?e

7—2 一束绿光照射到两相距 0.06mm的双缝上，在距双缝2.5m处的屏上出现干涉条纹。测得两相邻明条纹中心间的距离为2.27mm，试求入射光的波长。

D? d?xd2.27?103?0.60?10?3??5448? 所以??D2.5[解] 由杨氏双缝干涉知，?x?

7—3 如图所示，在双缝干涉实验中，SS1?SS2，用波长为?的单色光照S，通过空气后在屏幕E上形成干涉条纹。已知点P处为第3级干涉明条纹，求S1和S2到点P的光程差。若整个装置放于某种透明液体中，点P为第4级干涉明条纹，求该液体的折射率。

[解] S1和S2到P点的光程差??k??3? 在液体中??n?r2?r1??4? 从第一问中知 r2?r1=3? 所以n3??4? 得到n?

4?1.33 3S1和S2是两个同相位的相干光源，7—4 如习题7—1

1P.30 1—1 一质点在xOy平面上运动，运动方程为x?3t?5,y?t2?3t?4式中t以s计，x，y以m计。

2（1）以时间t为变量，写出质点位置矢量的表示式； （2）计算第1秒内质点的位移；

（3）计算t?0 s时刻到t?4 s时刻内的平均速度；

（4）求出质点速度矢量表示式，计算t?4 s时质点的速度； （5）计算t?0 s到t?4 s内质点的平均加速度；

（6）求出质点加速度矢量的表示式，计算t?4 s是质点的加速度。

（位置矢量、位移、平均速度、瞬时速度、平均加速度、瞬时加速度都表示成直角坐标系中的矢量式）

??12?? 解：(1) 质点t时刻位矢为：r?(3t?5)i??t?3t?4?j(m)

?2????(2) 第一秒内位移 ?r1?(x1?x0)i?(y1?y0)j

??1??2?3(1?0)i?(1?0)?3(1?10)?j ?2?

???3i?3.5j(m)???r????1(3) 前4秒内平均速度 V???(12i?20j)?3i?5j(m?s?1)

?t4??dr???(4) 速度V??3i?(t?3)j(m?s?1)

dt????? ∴ V4?3i?(4?3)j?3i?7