2022年大学物理教学同步习题册答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第九章电磁场理论（一）优秀学习资料欢迎下载C2 极板上电量不变D C1极板上电量削减,学号姓名电介质和导体课程班序号二 填空题r 3 = 专业、班级1. 一半径 r 1 = 5cm 的金属球 A ,带电量为q1 = 2.0 10-8C; 另一内半径为r 2 = 10cm 、外半径为15cm 的金属球壳B , 带电量为q2 = 4.0 10-8C , 两球同心放置,如下列图；如以无穷远处为电势零点,就 A 球电势 UA5400V ,B 球电势 UB3600V ；一 挑选题名师归纳总结 C 1. 如下列图,一封闭的导体壳A 内有两个导体B 和 C；

2、A、C 不带电, B 带正电,就A、B、C2. 已知一平行板电容器,极板面积为s,两板间隔为d,其中布满空气,当两极板上加电压U 时,第 1 页,共 22 页三导体的电势U A、 UB、UC 的大小关系是A UB UA UCB UB UA UCACB忽视边缘效应,两极板间的相互作用力F= 0SU2；2d2C UB UCUAD UB UA UC3. 一平行板电容器,上极板带正电,下极板带负电,其间布满相对电容率为r=2 的各向同性的均 D 2. 一个未带电的空腔导体球壳内半径为R；在腔内离球心的距离为d 处 d UA0B UBUA0AB荷面密度为,就介质中电位移的大小D=,电场强度的大小E=D_

3、；0rC UB UAD UBUA5. 一个平行板电容器的电容值C=100pF,面积 S=100cm2 ,两板间充以相对电容率为r=6 的云母 A 4. 将一空气平行板电容器接到电源上充电到肯定电压后,断开电源；再将一块与极板面积相同片,当把它接到50V 的电源上时,云母中电场强度的大小E=9 .42103V/m,金属板上的自由电荷的金属板平行地插入两极板之间,就由于金属板的插入及其所放位置的不同,对电容器储能的影响为：电量 q=_5109C _.A 储能削减,但与金属板位置无关B 储能削减,但与金属板位置有关金属板6. 在电容为 C 0的平行板空气电容器中,平行地插入一厚度为两极板距离一半的金

4、属板,就电容器C 储能增加,但与金属板位置无关D 储能增加,但与金属板位置有关的电容 C2C0； C 5. C1和 C2两空气电容器并联以后接电源充电,在电源保持联接的7. 两个电容器1 和 2,串联以后接上电动势恒定的电源充电,在电源保持联接的情形下,如把电介情形下,在C1 中插入一电介质板,就C 1C2A C1极板上电量增加,C2 极板上电量削减质充入电容器2 中,就电容器1 上的电势差 _增大 _；电容器 1 极板上的电量增大 _. B C1极板上电量削减,C2 极板上电量增加C C1极板上电量增加,C2 极板上电量不变- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - -

5、- - 三 运算题dda ；优秀学习资料欢迎下载m ax2EgQ1. 半径为 a 的两根平行长直导线相距为40R1 设两导线每单位长度上分别带电+ 和O Q max40R2Eg-,求导线间的电势差；2 求 此 导 线 组 每 单 位 长 度 的 电 容 ；解（ 1）如下列图, P为两导线间的一点,P点场强为a EEE20r20dr两导线间的电势差为UABdaEdr20da11rdr0lndaaaard由于,所以U AB0lnd a（）单位长度的电容CUABln0da2. 半径为 R 的孤立导体球,置于空气中,令无穷远处电势为零,求1 导体球的电容；2 球上带电量为 Q 时的静电能；3 如空气的

6、击穿场强为 E g,导体球上能储存的最大电量值；解：（） 设孤立导体球上的电量为,就球上的电势为 U Q；依据孤立导体电容的定义式,4 0 R有 C Q4 0 RU2 2（）带电导体球的静电能 W Q Q2 C 8 0 R（）设导体球表面邻近的场强等于空气的击穿场强 E g 时,导体球上的电量为 Q max；此电量即为导体球所能储备的最大电量；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第九章电磁场理论（二）优秀学习资料欢迎下载L1 磁介质麦克斯韦方程组L 2 L3 学号姓名专业、班级课程班序号L 4 一 挑选题 D 5 关

7、于稳恒磁场的磁场强度 A H 仅与传导电流有关H 的以下几种说法哪个是正确的？ B 1. 顺磁物质的磁导率：B 如闭合曲线内没有包围传导电流,就曲线上各点的 H 必为零C 如闭合曲线上各点的 H 均为零,就该曲线所包围传导电流的代数和为零比真空的磁导率略小比真空的磁导率略大D 以闭合曲线为边缘的任意曲面的H 通量均相等远小于真空的磁导率远大于真空的磁导率 C 2. 磁介质有三种,用相对磁导率r表征它们各自的特性时,二 填空题（A ）顺磁质r0,抗磁质r0,铁磁质r11 图示为三种不同的磁介质的BH 关系曲线,其中B （B）顺磁质r1,抗磁质r1,铁磁质r1虚线表示的是B0H的关系；试说明a、b

8、、c 各代a （C）顺磁质r1,抗磁质r1,铁磁质r1（D）顺磁质r0,抗磁质r0,铁磁质r1表哪一类磁介质的BH 关系曲线： B 3. 如图,平板电容器（忽视边缘效应）充电时,沿环路L1,L2 磁场强度 H 的环流中,必有：a 代表铁磁质的 BH 关系曲线；b b 代表顺磁质的 BH 关系曲线；o c H c 代表抗磁质的 BH 关系曲线；（A ）L 1 HdlL H1 2dl（B）L H1dlL H1 2dl（C）L H1d lL H1 2dl（D）L H1 2dl02. 一个单位长度上密绕有n 匝线圈的长直螺线管,每匝线圈中通有强度为I 的电流,管内布满相对L 1L 2磁导率为r的磁介质

9、,就管内中部邻近磁感强度B= nI ,磁场强度H=_nI_；3. 硬磁材料的特点是磁滞回线宽大,矫顽力大,剩磁大,适于制造永磁铁,磁记录材料；4. 有两个长度相同,匝数相同,截面积不同的长直螺线管,通以相同大小的电流；现在将小螺线管 D 4. 如图,流出纸面的电流为2I,流进纸面的电流为II,就下述各式中哪一个是正确的？完全放入大螺线管里两者轴线重合 ,且使两者产生的磁场方向一样,就小螺线管内的磁能密度是原先的 _4_ 倍；如使两螺线管产生的磁场方向相反,就小螺线管中的磁能密度为_0_忽视边缘效应 ；A L H1dl2IB L 2 Hd lIC L3 Hd lD L 4 HdlI5. 反映电磁

10、场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为Dd SqslEdl0ddtmBdSs名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - lHd lIdD优秀学习资料欢迎下载dt试判定以下结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的,将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处；1 变化的磁场肯定相伴有电场：_；2 磁感应线是无头无尾的：_；3 电荷总相伴有电场：_ _ _；三 运算题1. 一同轴电缆由二导体组成,内层是半径为 R 1 的圆柱,外层是内、外半径分别为 R 、R 的圆筒,二导体的电流等值反向,且匀称分布在横截面上,圆柱和圆筒

11、的磁导率为 1,其间布满不导电的磁导率为 2的匀称介质,如下列图；求以下各区域中磁感应强度的分布：1rR 1 2 R rR 2 3 R rR 3 4rR 3解：依据磁场的对称性,在各区域内作同轴圆形回路, 应用安培环路定理,可得此载流系统的磁场分布：1rR 1r1Ir212IIIr2R 22LBldB2R 12B1IrldB2r2 R 122R rR 2L B2IB2r3R rR 3L BldB2rI22R 3R 21IR 32r2B2R 32R 22rI4rR 3ldB2rL B0名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - -

12、 第十章机械振动优秀学习资料欢迎下载xx0cosk1mk2tA学号姓名专业、班级课程班序号Bxx0cosm k 1k2k2tCxx 0cosk1mk2tk1一 挑选题Dxx0cosk1mk2tExx 0cosk1mk2t B 1. 一物体作简谐振动,振动方程为xAcos t/4,在t1TT 为周期 时刻,物体的 E 6. 一弹簧振子作简谐振动,当其偏离平稳位置的位移的大小为振幅的1/4 时,其动能为振动总4能量的：加速度为A 7B 9C 11D 13E 15A 12A212A2C 13A213A216161616162222 B 7. 图中所画的是两个简谐振动的振动曲线,如A / 2oxx2t

13、 B 2. 已知一质点沿y 轴作简谐振动, 其振动方程为yAcos t3/4；与其对应的振动曲线这两个简谐振动可叠加,就合成的余弦振动的初相为：A 1B是: 2Ax 1AyAtAyBtAyCtAyDtC 3D 0 2oooo二 填空题AAAA1. 一竖直悬挂的弹簧振子,自然平稳时弹簧的伸长量为x ,此振子自由振动的周期T=2x0；g B 3. 一质点在 x 轴上作简谐振动,振幅A = 4cm ,周期 T = 2s, 其平稳位置取作坐标原点；如t = 2. 一水平弹簧简谐振子的振动曲线如下列图,振子处在位移零、 速度为Axae0 时刻质点第一次通过x = -2cm 处,且向 x 轴负方向运动,

14、就质点其次次通过x = -2cm 处的时刻为：A 1s B 2sC 4sD 2s A 、加速度为零和弹性力为零的状态,对应于曲线上的b,f 点；33振子处在位移的肯定值为A、速度为零、 加速度为 - 2A 和弹性力 -kA 的0bdft C 4. 一质点作简谐振动 , 其运动速度与时间的关系曲线如下列图；如质点的振动规律用余弦函数描述,就其初相应为：v m s 15 5 v mA B C 1v m6 6 62 o t sD E 6 3 C 5. 如下列图, 一质量为 m 的滑块, 两边分别与劲度系数为 k1 和 k2 的轻弹簧联接, 两弹簧的状态,对应于曲线的 a,e 点；A c两个同方向同频

15、率的简谐振动,其合振动的振幅为 20.cm, 与第一个简谐振动的相位差为1= /6,如第一个简谐振动的振幅为 10 3 cm,就其次个简谐振动的振幅为 _10_cm,第一、二个简谐振动的相位差 1 2 为；2名师归纳总结 另外两端分别固定在墙上；滑块m 可在光滑的水平面上滑动,O 点为系统平稳位置；现将滑块m试在下图中画出谐振子的动能,振动势能和机械能随时间t 而变的三条曲线设 t=0 时物体经过第 5 页,共 22 页向左移动 x0,自静止释放,并从释放时开头计时；1kmk 2平稳位置 ；取坐标如下列图,就其振动方程为：x0Ox- - - - - - -精选学习资料 - - - - - -

16、- - - E 势能动能机械能优秀学习资料欢迎下载x2 010.02 1520 . 075.1 30 ms1v 02 A振动方程为xAcost15102cos 10t3（SI）名师归纳总结 o T/2 T t2. 在一平板上放一质量为m =2 kg 的物体,平板在竖直方向作简谐振动,其振动周期为1 T = 2s,第 6 页,共 22 页振幅 A = 4 cm ,求 1 物体对平板的压力的表达式；2 平板以多大的振幅振动时,物体才能离开5. 一简谐振动的表达式为xAcos t,已知t0时的初位移为0.04m, 初速度为 0.09m s-1,平板；解：选平板位于正最大位移处时开头计时,平板的振动方

17、程为就振幅 A = 0.05m ,初相位 = -36.9；xxAcos 4 t4 tSI N162AcosSI 6. 两个弹簧振子的的周期都是0.4s, 设开头时第一个振子从平稳位置向负方向运动,经过0.5s 后,1 对物体有mgNm x其次个振子才从正方向的端点开头运动,就这两振动的相位差为；Nmgm xmg162Acos4 tSI tSI mgx7. 一物块悬挂在弹簧下方作简谐振动（设平稳位置处势能为零）,当这物块的位移等于振幅的一半物对板的压力为FNmg162Acos4时,其动能是总能量的3/4 ；当这物块在平稳位置时,弹簧的长度比原长长l ,这一振动系19.61. 282cos4 t统

18、的周期为2l /g；2 物体脱离平板时必需N = 0,由式得mg162Acos4t0SI 8. 两个同方向同频率的简谐振动,其振动表达式分别为：cos4t16qAx16102cos 5 t1SI 和x 22102sin5 tSI , 它 们 的 合 振 动 的 振 幅 为22如能脱离必需cos4 t1SI 4102 m,初相位为1；即Ag/1626.21102m 23. 肯定滑轮的半径为R,转动惯量为J,其上挂一轻绳,绳的一端系一质量为m 的物体,另一端与三 运算题一固定的轻弹簧相连,如下列图；设弹簧的倔强系数为k, 绳与滑轮间无滑动,且忽视摩擦力及空气的阻力； 现将物体 m 从平稳位置拉下一

19、微小距离后放手,证明物体作简谐振动,并求出其角频率；1. 一质量 m = 0.25 kg 的物体,在弹簧的力作用下沿x 轴运动,平稳位置在原点. 弹簧的劲度系数k解： 取如图 x 坐标,原点为平稳位置,向下为正方向；m 在平稳位置,弹簧伸长x0, 就有JR= 25 Nm-1；1 求振动的周期T 和角频率；mgkx 0 1 2 假如振幅 A =15 cm,t = 0 时物体位于x = 7.5 cm 处,且物体沿x 轴反向运动, 求初速 v0及初相；现将 m 从平稳位置向下拉一微小距离x,kNm x0 o T1 3 写出振动的数值表达式；m 和滑轮 M 受力如下列图；2 x 解： 1 k/ m10

20、s1由牛顿定律和转动定律列方程,mgT 1ma T2/0 . 63s T 1RT 2RJ 3 2 A = 15 cm,在t = 0 时, x0 = 7.5 cm,v 0 0 ,1 33 x15102cos 10t1SI 3- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第十一章机械波（一）优秀学习资料欢迎下载x 轴负方向传播,圆频率为,波速为 u；设 t = T /4 时刻的波形如下列图,就 D 5. 一简谐波沿波函数波的能量t课程班序号该波的表达式为：x/u /2 yuA yAcos tB yAcos tx/u C yAcos tx/u 01234x学号姓名专业、

21、班级D yAcos tx/u D 6. 一平面简谐波沿x 轴正向传播, t = T/4 时的波形曲线如下列图；如振动以余弦函数表示,一 挑选题且此题各点振动的初相取到之间的值,就A 0 点的初位相为002yu C 1. 在下面几种说法中,正确的说法是：SI,就B 1 点的初位相为1波源不动时,波源的振动周期与波动的周期在数值上是不同的波源振动的速度与波速相同C 2 点的初位相为2201234x在波传播方向上的任一质点振动相位总是比波源的相位滞后D 3 点的初位相为3在波传播方向上的任一质点的振动相位总是比波源的相位超前 D 一平面简谐波在弹性媒质中传播,在媒质质元从平稳位置运动到最大位移处的过

22、 A 2. 一横波沿绳子传播时的波动方程为y0. 05cos 4x10程中：A 其波长为 0.5 m -1 B 波速为 5 m s它的动能转换成势能；-1 C 波速为 25 m sD频率为 2 Hz 它的势能转换成动能；它从相邻的一段质元获得能量其能量逐步增大；名师归纳总结 B 3. 一平面简谐波沿Ox 正方向传播,波动方程为txSI, t = 0 时的波形曲线如下列图；它把自己的能量传给相邻的一段质元,其能量逐步减小；第 7 页,共 22 页y0 .10cos2tx2SI24二 填空题该波在 t=0.5s 时刻的波形图是 C 4. 一平面简谐波的波动方程为y01.cos 31.频率为 100

23、Hz 的波,其波速为250m/s,在同一条波线上,相距为0.5m 的两点的相位差为2. 5如下列图,一平面简谐波沿Ox 轴负方向传播,波长为,如 P 处质点的振动方程是yp=Acos2 t+1 ,就该波的波动 2方 程 是yAc o s txl2,P处 质 点t1Lk,k0 ,12,或t1L时刻的振动状态与O 处质点1t刻的振动状态相同；就0.1YmuvvvA O 点的振幅为0.1 m；B 波长为 3 m；0abXm3. 已知一平面简谐波沿x 轴正向传播,振动周期T = 0.5 s ,波长 = 10m , 振幅 A = 0.1m；当 t = 0C a 、b 两点位相差/2；01.时波源振动的位

24、移恰好为正的最大值；如波源处为原点, 就沿波传播方向距离波源为/2处的振动-1 D 波速为 9 m s- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 方程为y1.0 cos 4tSI；当 t = T / 2 时,x/4处质点的振动速度为1. 26ms1优秀学习资料欢迎下载_4_；A 1A 2名师归纳总结 4. 图示一平面简谐波在t = 2 s 时刻的波形图,波的振幅为0.2 m,周期为 4 s；就图中 P 点处质点三 运算题第 8 页,共 22 页的振动方程为y p.02cos1t1SI；221. 一平面简谐波沿x 轴正向传播, 波的振幅A = 10 cm,波的角频

25、率= 7rad/s.当 t = 1.0 s 时,x = 10 ymAucm 处的 a 质点正通过其平稳位置向y 轴负方向运动,而x = 20 cm 处的 b 质点正通过y = 5.0 cm 点OPxm向 y 轴正方向运动设该波波长10 cm ,求该平面波的表达式解： 设平面简谐波的波长为,坐标原点处质点振动初相为,就该列平面简谐波的表达式可写成5. 一简谐波沿x 轴正向传播；x 和x 两点处的振动曲线分别如图a和 b所示；已知x2x 1且y01.cos 7t2x/SI t = 1 s 时y0 .1cos720.1/0因此时 a 质点向 y 轴负方向运动,故3而此时, b 质点正通过17 2 0

26、 . 1 / 2y = 0.05 m 处向 y 轴正方向运动,应有x2x 1为波长 ,就x 点的相位1x比点相位滞后2；y 1y0 .1 cos7202./0.05O 1ta且7202./13由、两式联立得 = 0.24 m y21 7/3该平面简谐波的表达式为O 2tby0.1cos7t0.x17SI 123或y01.cos7t0x1SI yP m . 1236. 一简谐波沿x 轴正方向传播； 已知 x = 0 点的振动曲线如图, 试在它下面画出t = T 时的波形曲线；2. 一平面简谐波沿Ox 轴的负方向传播,波长为, P 处质点的振yyu动规律如下列图1 求 P 处质点的振动方程；OT/

27、2TtO/2x2 求此波的波动表达式；0 - A1 d t s 3 如图中d1 2,求坐标原点yO 处质点的振动方程7. 在截面积为S 的圆管中,有一列平面简谐波在传播,其波的表达为yA cos t2x ,管中波Ac o s t解： 1 设 x = 0 处质点的振动方程为由图可知, t = t时yAc o s t0所以dy/dtt2Asin2,t02tO P x 2/21的平均能量密度是w, 就通过截面积S的平均能流是2Sw；2x = 0 处的振动方程为yAcos2tt128.在同一媒质中两列频率相同的平面简谐波的强度之比I116,就这两列波的振幅之比是2 该波的表达式为yAcos2ttx/u

28、12I2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第十一章机械波（二）优秀学习资料欢迎下载5D 0 C 4波的干涉、衍射 C 6. 在弦线上有一简谐波,其表达式是P 点第十二章电磁波y 12.0102cos2 t/0 .02x/20/3SI为了在此弦线上形成驻波,并且在x0处为一波节,此弦线上仍应有一简谐波,其表达式为：学号姓名专业、班级课程班序号A y220.102cos2t/0. 02x/20/3SI一 挑选题B y22.0102cos2 t/0.02x/202/3SIC y22.0102cos2 t/0.02x/204/3SI D 1. 如下列图,S 和

29、S 为两相干波源, 它们的振动方向均垂直于图面, 发出波长为的简谐波Dy220.102cos2t/0.02x/20/3SI；P点是两列波相遇区域中的一点,已知S 1P2,S 2P2 2.,两列波在 P点发生相消干涉 A 7. 如下列图,为一向右传播的简谐波在t 时刻的波形图,BC 为波密介质的反射面,波由；如S 的振动方程为y 1Acos 2t1,就S 的振动方程为反射,就反射波在t 时刻的波形图为2Ay2Acos2t1S12By2Acos2t1P C2 B 8. 电磁波的电场强度E、磁场强度H 和传播速度u 的关系是：yAcos2t2Dy2Acos2t0.1S2 C 2. 有两列沿相反方向传

30、播的相干波,其波动方程分别为y1Acos2vtx/和y2Acos2vtx/,叠加后形成驻波,其波腹位置的坐标AxkB x12 k1 2A 三者相互垂直,而E 和 H 相位相差1Cxk1k,12,3Dx12 k1 224其中的0B 三者相互垂直,而且E、H、u 构成右旋直角坐标系C 三者中E 和 H 是同方向的,但都与u 垂直 C 3. 在一根很长的弦线上形成的驻波是D 三者中E 和 H 可以是任意方向的,但都必需与u 垂直由两列振幅相等的相干波,沿着相同方向传播叠加而形成的；名师归纳总结 由两列振幅不相等的相干波,沿着相同方向传播叠加而形成的；Ayacbx二 填空题；S 距 P 点第 9 页,共 22 页由两列振幅相等的相干波,沿着反方向传播叠加而形成的；由两列波,沿着反方向传播叠加而形成的；1. 两相干波源S 和S 的振动方程分别是y1Acost和y2Acost1 B 4. 在波长为 的驻波中,两个相邻波腹之间的距离为23 个波长,S 距 P 点21/4个波长；两波在P 点引起的两个振动的相位差的肯定值是4； A 5. 某时刻驻波波形曲线如下列图,就a、b 两点的位相差是22. S 1, S 2为振动频率、振动方向均相同的两个点波源,振动方向垂直纸面,两者相距3 2,如OAB 1A图；已知1 S 的初相位为 2；2- - - - - -