大学物理课后习题答案(上).doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date大学物理课后习题答案(上)大学物理课后习题答案(上)练习一 质点运动学1、 ， ， ，2、所以选（C）3、因为位移，又因为所以。所以选（B）4、选（C）5、（1）由，所以：，积分得： （2）因为，即：，有：练习二 质点运动学 （二）1、 平抛的运动方程为，两边求导数有：，那么，。2、3、 （B）4、 （A）练习三 质点运动学1、2、3、（B）4、（C）练习四 质点动力学（一）1、2、（A）3、（C）4、（A）练习五 质点动力学（二）1、2、（A）3、（B）4、（C） 5、（1） （2）练习六、质点动力学（三）1、2、3、（B）4、（D）5、练习七 质点动力学（四）1、2、动量、动能、功3、（B）4、（B）练习八 刚体绕定轴的转动（一）1、解：（1）摩擦力矩为恒力矩，轮子作匀变速转动因为；同理有。（2）由；2、解：；解得：。3、选（A）因A、B盘质量和厚度相等，而，必有。圆盘的转动惯量，所以。4、（C）解：因为力矩M和角加速度是瞬时作用关系，撤去M，说明有阻力矩存在。撤去M前： （1）撤去M后： （2）联立即得：。练习九 刚体绕定轴的转动（二）1、 A、B两轮转动惯量的比值为1：3和1：9。解：轮和皮带间无相对滑动意为两轮边缘一点的线速度相等：。（1）若。（2）2、3、天体的自转周期将减少（C），转动动能将增大（A）。解：引力是内力，球体角动量守恒。由于球体绕直径的转动惯量正比于半径平方，减小，增大，而，所以周期将减小，转动动能将增大，4、在上摆过程中，以子弹和木棒为系统，重力为外力，故动量不守恒；上摆过程中，重力作功，所以机械能不守恒；对转轴的合外力矩（重力矩）的功不为零，所以角动量不守恒。选（A）。5、选（D）解：分别取单摆、地球和细棒、地球为系统，摆动过程中，机械能守恒：（1）；（2），。6、取盘和子弹为系统，角动量守恒：，因为所以。选（C）练习十 刚体绕定轴的转动（三）1、解：根据机械能守恒定律：2、用平动的规律解决平动： （1）用转动的规律解决转动： （2）利用平动和转动的关系： （3）三式联立解得3、（A）4、（C）5、系统受重力作用，动量不守恒；摩擦力作功（在地面参照系中），机械能不守恒；合外力矩为0，所以角动量守恒。选（C）。练习十一 狭义相对论（一）1、 K系：；系：2、 ，3、 选（C）解：S系中测得A、B事件的时间间隔和空间间隔分别为：由洛伦茨变换。选（C）4、（C）解：；而飞行的距离5、（B）提示：应用光速不变原理和相对性原理。练习十二 狭义相对论（二）1、解：S系中观察者测得正方形体积；质量是；密度。2、（C）利用求得，再利用求速度。3、（C）；而4、（A）解：取为研究对象，因为自发地分裂，所以总能量守恒：上式中：；，故有：，因为，均大于1，所以。练习十三 静电场（一）1、共解得两个解：（不合题意，舍去）2、（A）如不是足够小，那么放入后，在附近负电荷密度加大，电力线变密，所以场强增大。3、（B）4、（B）练习十四 静电场（二）1、解：。（）2、；。3、（C）解：均匀带电球面在距离球面R处产生的场相当于一个在球心处的点电荷在2R处产生的场：。4、（A）解：。5、（D）解：只与面内电荷有关，而不仅与面内、面外电荷有关，且与它们的分布有关。练习十五 静电场（三）1、2、；此系统的电势能。3、-=4、电势的正负取决于电势零点的选取：5、（C）解：两板间的场为：；电场力做功为：练习十六 静电场（四）1、；。2、。3、（C）4、（A）5、0点处的电势应是AB弧和BC直线产生场的叠加： （1）（带电圆环在圆心处产生的电势）P点处的电势也应是AB弧和BC直线产生场的叠加： （2）联立（1）、（2）式得： 练习十七 静电场中的导体和电介质（一）1、解：两球相距很远意为忽略两球之间的静电感应，用导线连接后，两球电势相等：=，所以有：2、。解：3、球心处的电势+。4、（A）练习十八 静电场中的导体和电介质（二）1、 两板上自由电荷面密度为，两介质分界面上。2、 电位移通量；场强。3、 （A）。4、 （C）解：因为B带正电，电势最高，所以排除（）、（）；又因为导体空腔内电场不为零，；而，所以。练习十九 静电场中的导体和电介质（三）1、2倍；倍。2、。3、（C）4、（C）练习二十 电流的磁场（一）1、；。方向垂直纸面向里。2、3、（A）4、（D）练习二十一 电流的磁场（二）1、；2、0点处的B是半径为R、载流的圆形电流在0点处产生的场、无限长载流的长直电流在0点处产生的场及载流长直导体圆管在0点处产生的场的叠加。取垂直纸面向外为正方向，有：；方向垂直纸面向外。3、把回路分为两部分：左边部分与回路绕行方向成左螺关系，右边部分与回路绕行方向也成左螺关系，所以，选（D）4、的线积分只与回路内的电流有关，与回路外的电流无关，且与回路内电流的分布也无关；而回路上任一点不仅与回路内、外的电流有关且与回路内、外电流的分布也有关。所以，选（D）5、因为电阻正比于导线长度，所以铜环两边电流大小如图，用右手螺旋法则判断回路练习二十二 磁场对电流的作用（一）1、解：2、，所以。方向如图。3、（D）解：；方向为的方向，竖直向上。4、（B） 各电流元受力 关于X轴对称，所以，Y方向合力为零，又因为左半圆各电流元处的磁场强于右半圆，所以线圈向右平移。练习二十三 磁场对电流的作用（二）1、1、 解： 解：2、（A）没放入均匀外场前， ；放入均匀外场后，向心力增大： ，在r不变的情况下， 应增大。3、（B）解：由 得 的方向向下，要使电子束不偏转，电子受静电力必须向上，所以，电场的方向应向下。4、（C）解：带电量为q的粒子在磁场内作半径为的圆周运动，磁通量。即：。所以选（C）练习二十四 电磁感应（一）1、，点电势高。，b点电势高。，b点电势高。2、；N端电势高。3、（B）整个过程有三个阶段：1）进入场区阶段：，说明，磁通量增加，由Lenz定律，方向与原磁场方向相反（逆时针方向），且磁通量变化率在增大，。回路中I如同电动势；2）线框在磁场区阶段：线框中磁通量的变化为0，无感应电动势。3）出场区阶段：，说明，磁通量减少，由Lenz定律，方向与原磁场方向相同（顺时针方向），且磁通量变化率在增大，。回路中I如同电动势。4、（B）解：用排除法：转动过程中， 构成的回路磁通量不变，所以，排除（C）、（D）；用右手定则判定，所以，故选（B）练习二十五 电磁感应（二）1、。解：长直螺线管通入变化的电流，因而内部的场为变化的磁场，变化的磁场产生涡旋电场，电子受到的是涡旋电场力：，因为：当时，将代入，再将代入即可。由于轴线上=0，所以。2、解：磁场具有轴对称性，所以。由于，所以方向为逆时针且垂直于。（与成左螺关系）3、解：因为，所以，又，故有。4、（C）解：根据题意，管内只有涡旋电场（变化的磁场产生），而管内的涡旋电场沿垂直于轴线的径向是递增的，即当时，因而均匀地分布着电场的说法是错误的；又因涡旋电场绕任意闭合回路的线积分不为零（有旋场），所以（B）说法也是错误的；由于磁场和涡旋电场都是无源场，所以，对任意封闭曲面的面积分为零。5、（B）解：，所以-=-。由Lenz定律，N点电势高，所以-。练习二十六 电磁感应（三）1、把无限长直导线看成是回路1（在无穷远处认为两端是闭合的），矩形线圈为回路2，回路1产生的穿过回路2段磁通，。长直导线中的感应电动势。2、（C）解：因为，而，且，由题意，所以， 。3、（D）解：在时间内，由知： 且为负值；在时间内，则且为正值。4、（A）利用公式计算。练习二十七 磁介质、电磁场1、。2、。前后两个式子分别揭示：随时间变化的电场的空间能激起磁场；随时间变化的磁场的空间能激起电场。3、（A）4、（C）练习二十八 电磁振荡、电磁波1、2、坡印廷矢量的物理意义是：电磁波能流密度矢量；其定义式为：。3、（C）4、（B）5、（B）-