大学物理期末考试题型答案详细讲解.doc

.第一章 质点运动学1-1 一质点沿x轴运动的规律是，求前3s它的位移和路程。解：由得质点做匀加速运动，在时运动方向改变。时，时，（如图习题1-1解答图），时，。则时间质点的位移为时间质点的位移为习题1-1解答图前3s它的路程前3s它的位移1-3 一质点的运动方程为。求时的速度、的平均速度和平均加速度。解：质点的速度矢量为时的速度为。的平均速度为的平均加速度为1-7 一质点沿半径为的圆周运动，运动方程为。求时，质点的切向角速度和法向加速度。解：质点的角速度为质点的速度为则质点的切向加速度为质点的法向加速度为故，时，质点的切向加速度为法向加速度为第二章 牛顿运动定律2-1 质量为的质点，受力的作用，时该质点以的速度通过坐标原点。求该质点任意时刻的位置矢量。解：由牛顿第二定律分离变量并积分，得因为积分得习题2-2图解答图2-2 如习题2-2图所示，质量为m的物体用平行于斜面的细线连接并置于光滑的斜面上，若斜面向左边做加速运动，当物体刚脱离斜面时，求它的加速度的大小。解：如习题2-2图解答图所示，由牛顿第二定律，有解得2-4 在质点运动中，已知，。求质点的加速度和它的轨迹方程。解：由得积分，得 则质点的位置矢量为 质点的速度为 质点的加速度为由质点的位置矢量可知，两式相乘，得质点的轨迹方程为第三章 动量守恒定律3-4 质量为的质点在合外力的作用下沿x轴作直线运动，已知t=0时，。求（1）前3秒合外力的冲量；(解题思路：进行反求导)（2）第3s末的速度。解：（1）前3秒合外力的冲量为（2）由动量定理得第3s末的速度为3第四章 功和能 机械能守恒定律4-1 一个质点在力的作用下发生位移。求此力做的功。解：这是常力做功问题。力做的功为4-3（AAAAA） 用水桶从10m深的井中提水。开始时，水桶中装有10kg的水，桶的质量为1kg。由于水桶漏水，每升高1m要漏去0.2kg的水。求水桶匀速地从井中提到井口人所做的功。解：水平面为坐标原点，竖直向上为轴建立坐标系。水桶在匀速上提过程中，拉力F与重力平衡水桶匀速地从井中提到井口人所做的功为（未复习）4-5 质量为的小石块从A点静止下落，到达B点是速率为，再沿BC滑行后停止，如图习题4-5图。滑行轨道AB是半径为的四分之一圆周，BC是水平面。求（1）AB段摩擦力做的功；（2）水平轨道BC与石块间的摩擦系数。习题4-5解答图解：小石块和地球为系统。（1）AB段，以末态B为势能零点，由功能原理，得AB段摩擦力做的功为（2）BC段，系统势能不变，只有摩擦力做功，由功能原理，BC段摩擦力做的功为由此得水平轨道BC与石块间的摩擦系数为4-6 质量为的子弹以初速度水平射入质量为的木块中。木块与倔强系数为的弹簧相连且置于光滑的水平面上，如图习题4-6图。当子弹射入木块后（停留在木块中），弹簧被压缩了。忽略空气阻力。求子弹初速的大小。习题4-6图解：由动量守恒定律，有由机械能守恒定律，有解方程组，得第八章 真空中的静电场8-5 （1）电荷均匀分布在一个无限大平面上，求它所激发的电场强度。（2）计算一对电荷面密度等值异号的无限大均匀带电平面间的电场强度。解：（1）如习题8-5解答图a取高斯面，应用高斯定理习题8-5解答图a它所激发的电场强度为（2）如习题8-5解答图b取高斯面，应用高斯定理习题8-5解答图b它所激发的电场强度为8-6 一半径为的均匀带电球面，电荷为。求电势分布。解：由高斯定理，电场强度分布为当时，电势为当时，电势为第九章 静电场中的导体和电介质9-1 两个半径分别为和的球形导体（），用一根很长的细导线连接起来（习题9-1图），使这个导体组带电，电势为U。求两球表面电荷面密度与曲率的关系。习题9-1图解：设大球带电，小球带电，静电平衡时它们的电势相等由此得两球的电荷面密度分别为两球表面电荷面密度与曲率的关系为第十章 稳恒磁场10-5 一根很长的同轴电缆，由一导体圆柱（半径为a）和一同轴的导体圆管（外径半径分别为b，c）构成。电流I从一导体流去，从另一导体流回（习题10-5图）。设电流是均匀分布在导体的横截面上的。求（1）导体圆柱（）；（2）两导体之间();（3）导体圆筒（）；（4）电缆外（）各点处磁感应强度的大小。习题10-5解答图解：如习题10-5解答图所示，以电缆轴线上某点为圆心、以为半径做圆为安培环路。应用安培环路定理（1）导体圆柱（）磁感应强度的大小为（2）两导体之间（）磁感应强度的大小为（3）导体圆筒（）磁感应强度的大小为（4）电缆外（）磁感应强度的大小为第十一章 磁介质11-1 磁介质有三种，用相对磁导率表征它们各自的特性时，则有（ B ）A 顺磁质，抗磁质，铁磁质B 顺磁质，抗磁质，铁磁质C 顺磁质，抗磁质，铁磁质D 顺磁质，抗磁质，铁磁质解： B11-2 下列说法中，正确的是（ C ）A磁场强度的安培环路定理表明，闭合回路没有包围自由电流，则回路上各点必为零。B 仅与自有电流有关。C 对各向同性的非铁磁质，不论顺磁质还是抗磁质，总是与同向。D 对于所有的磁介质都成立，其中均为常数。解：C第十八章 光的衍射18-1 有一单缝，宽a=0.1mm，在缝后放一焦距为50cm的会聚透镜。用平行绿光（）垂直照射单缝。求位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹及第二级明纹的宽度。解：依题意，设光屏上第k级暗纹的位置为x。根据单缝夫琅禾费衍射暗纹条件很小，即有位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹的宽度为第k级明条纹的宽度为第二级明条纹的宽度为18-2 在单缝夫琅禾费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小。若钠黄光（）为入射光，中央明纹宽度为4mm；若以蓝紫光（）为入射光，计算中央明纹的宽度。解：中央明纹的宽度公式为对于钠黄光，有对于蓝紫光，有由以上两式，得以蓝紫光为入射光时中央明纹的宽度为12 / 12