试题编号：
重庆邮电大学2012-2013学年第一学期
普通物理（2）试卷（期末）（A 卷试题及答案）（闭卷）
一、（本题6分）
无限大平面中部有一个半径为R 的小孔，设平面均匀带电，面电荷密度为0σ，求通过小孔中心并与平面垂直的直线上的场强分布。
解：可等效为一个无限大均匀带电0σ平面和一个均匀带电-0σ半径为R 圆盘的电场叠加，于是通过小孔中心并与平面垂直的直线上到孔心距离为x 处的场强为（取向上为正）
0000122E [()]σσεε=
-=，
当R x <<时，20000022000000
1222424R q E [()]x x σσσσσεεεεεπε=-=-=-，即相当于无限大均匀带电平面和点电荷的场强叠加。 二、（本题8分）
两个无限长的横截面半径分别为1R 与2R 的共轴圆柱面带有等量异号的电荷。已知两者的电势差为12U ，求圆柱面单位长度上带有多少电荷？ 解：由高斯定理知两圆柱面之间的电场强度为02E r
λ
πε=
，根据电势差的定义有
I O
a
b I
1
2
2
1
21201
ln 2R R R U E dl R λπε=?=?
u r r ，于是01221
2ln U R R πελ=。
三、（本题8分）
如图所示，在真空中，电流由长直导线1沿半径方向经a 点流入一电阻均匀分布的圆环，再由b 点沿切向流出，经长直导线2返回电源。已知直导线上的电流强度为I ，圆环半径为R ，
90aob ∠=o
，求圆心O 点处的磁感应强度的大小。
解：圆环在O 点产生的磁场为零。导线1在O 点的磁场也为零，故仅需计算导线2产生的磁场：R
I R I B πμππ
πμ4)cos 2(cos 400=-=
。 四、（本题8分）
如图所示，平行放置的两无限大平面上流过均匀分布的面电流，面密度的大小分别为1J 和2J 。已知两面电流的方向垂直，求两平面间的磁感应强度。
解：均匀通电1J 的平面在空间中会产生匀强磁场012J /μ，在两平面间磁场方向与2J 相同；同理，均匀通电2J 的平面在空间中会产生匀强磁场022J /μ，在两平面间磁场方向与1J 相同。于是由场强叠加原理知，两平面间的磁感应强度大小为
222201
02
122
2
2
J J (
)(
)J J μμμ+=
+，方向为斜指向纸面内部，与2J 的夹角
2
1
J arctg(
)J θ=。 五、（本题8分）
假定从地面到海拔6.4×106 m 的范围内，地磁场为0.5×10-4 T ，试粗略计算在这区域内地磁场的总磁能，已知地球半径R = 6.0×106 m 。
解：地磁场的能量密度为2
12m B w μ=，于是总磁能为
222
21800
114471022R h
R h
m m V
R
R
B B W w dV r dr r dr J ππμμ++==
==???
?
。
六、（本题10分）
如图所示，金属杆AB 以匀速υ平行于一无限长直导线移动。已知此导线通有电流为I ，求杆中的感应电动势。 解：方法一：利用动生电动势的定义和微元分析法求解
00 901802 2d (B )dl
I
sin dl cos l I
dl
l
ευμυπμυπ=??==-o o r u r r
于是，0
022a b
a
I
I dl
a b ln
l a
μυμυεπ
π++=-=-?
，方向从B 指向A 。 方法二：可以构造闭合回路利用法拉第电磁感应定律求解。 七、（本题12分）
如图所示，一面积为4.0 cm 2共50匝的小圆形线圈A ，放在半径为20 cm 共100匝的大圆形线圈B 的正中央，此两线圈同心且同平面。设线圈A 内各点的磁感应强度可看作是相同的。求：（1）两线圈的互感系数；（2）当线圈B 中电流的变化率为-501A s -?时，线圈A 中感应电动势的大小。
解：（1）设线圈B 有电流I 通过，则它在圆心处产生的磁感应强度为002B I
B N R
μ=，于
是穿过小线圈A 的磁链近似为002A A A A B
A I
N B S N N S R
μψ==，则两线圈的互感为
60628102A
A
A B
S M N N .H I
R
μψ-=
==?。
（2）431410A dI
M
.V dt
ε-=-=?。 八、（本题8分）
薄钢片上有两条紧靠的平行细缝，用波长λ=546.1nm 的平面光波正入射到钢片上。已知屏幕距双缝的距离为D =2.00m ，测得中央明条纹两侧的第五级明条纹间的距离为Δx =12.0 mm 。（1）求两狭缝间的距离；（2）从任一明条纹（记作O ）向一边数到第20条明条纹，共经过多大距离？（3）如果使光波斜入射到钢片上，条纹间距将如何改变？ 解：（1）由题意5,55,522D D x k
a k a x λλ--?=→=?，所以5,5
20.910D a k mm x λ
-==?。 （2）共经过20个条纹间距，于是2024D
l mm a
λ==。 （3）不变。 九、（本题8分）
制造半导体元件时，常常要精确测定硅片上 条纹测出其厚度。已知Si 的折射率为3.42，SiO 2的折射率为 1.5，入射光波长为589.3nm ，观察到7条暗纹（如图所示）SiO 2薄膜的厚度e 是多少？
解：方法一：由相干光的光程差公式出发计算。由于321n n n <<，从Si 和SiO 2两个界面反射时均有半波损失故两光光程差是e n 22。由暗纹条件2
)
12(22λ
+=k e n ，可得
2
4/1
2n k e λ+=
9(261)589.310/(4 1.5)m -=?+???m 1028.16-?=。
方法二：利用相邻暗纹间对应的厚度差是
2
2n λ
和相邻暗纹和亮纹间对应的厚度差是
2
4n λ
求解。根据光程差公式e n 22可知，在劈尖的边缘处，即0=e 处是亮纹。与之紧
邻的第1个暗纹在厚度
2
4n λ
处。第2个暗纹对应的厚度是
2
2
24n n λ
λ
+
，依此类推，第
7个暗纹对应的厚度是
22264n n e λλ
+=22413)341(n n λλ=+=5
.1410893.5137
???=-m m 1028.16-?=。
十、（本题8分）
在利用牛顿环测未知单色光波长的实验中，当用已知波长为nm 3.5891=λ的钠黄光垂直照射时，测得第一和第四暗环的距离为m 1000.4Δ3
1-?=r ；当用波长未知的单色光
2λ垂直照射时，测得第一和第四暗环的距离为m 1085.3Δ32-?=r ，求该单色光的波长。
解：根据λR r r r =
-=14Δ，可得关系式
1
2
12ΔΔλλ=r r 。于是，未知波波长 322
2213
1Δ 3.8510()()589.3nm 546nm Δ 4.0010
r r λλ--?==?=?。 十一、 （本题8分）
试估计在火星上两物体的距离为多大时恰能被地球上的观察者用人眼（瞳孔直径为3.0mm ）所分辨。已知地球至火星的距离为78010km .?，入射光波长为550nm 。 解：由l
x
D
?≈
=λ
δθ22
.1
得km m D l
x 473
10
9111079.11079.110
31081055022.122.1?=?=?????==?--λ。 十二、 （本题8分）
一束平行光垂直入射到某个光栅，该光束中包含有两种波长的光：1440nm λ=和
2660nm λ=。实验发现，两种波长的谱线（不计中央明纹）第二次重合于衍射角60
?=o
的方向上，求此光栅的光栅常数。
解：由分析可知12'
d sin k k ?λλ==，于是，
2132
'k k λλ==，即第一次重合是1λ的第三级明纹与2λ的第二级明纹，那么第二次重合是1λ的第六级明纹与2λ的第四级明纹。此时，6k =，4'k =，60?=o
，于是光栅常数为630510k d .m sin λ
?
-=
=?。
普通物理试题1－10 试题1 一、填空题 11. 7．在与匀强磁场B 垂直的平面，有一长为L 的铜杆OP ，以角速度 绕端点O 作逆时针 匀角速转动，如图13—11，则OP 间的电势差为 P O U U （ 22 1 L B ）。 3. 3.光程差 与相位差 的关系是（ 2 ） 25. 1.单色光在水中传播时，与在真空中传播比较：频率(不变 )；波长( 变小 )；传播速度( 变小 )。(选填：变大、变小、不变。) 68.17－5. 波长为 的平行单色光斜入射向一平行放置的双缝，如图所示，已知入射角为θ缝宽为a ，双缝距离为b ，产生夫琅和费衍射，第二级衍射条纹出现的角位置是（ sin 2sin 1 b 。 33. 9. 单色平行光垂直照射在薄膜上．经上下两表面反射的两束光发生干涉、如图所示， 若薄膜的厚度为e ．且321n n n ，1 为入射光在1n 中的波长，则两束反射光的光程差为 ( 2 21 12 n e n )。 二、选择题 6. 2. 如图示，在一无限长的长直载流导线旁，有一形单匝线圈，导线与线圈一侧平行并在同一平面，问：下列几种情况中，它们的互感产生变化的有（ B ，C ，D ）（该题可有多个选择）
(A) 直导线中电流不变，线圈平行直导线移动； (B) 直导线中电流不变，线圈垂直于直导线移动； (C) 直导线中电流不变，线圈绕AB 轴转动； (D) 直导线中电流变化，线圈不动 12.16－1．折射率为n 1的媒质中，有两个相干光源．发出的光分别经r 1和r 2到达P 点．在r 2路径上有一块厚度为d ，折射率为n 2的透明媒质，如图所示，则这两条光线到达P 点所经过的光程是( C )。 （A ）12r r （B ） d n n r r 2112 （C ） d n n n r r 12112 （D ） d n n r r 12112 83. 7．用白光垂直照射一平面衍射光栅、发现除中心亮纹（0 k ）之外，其它各级均展开成一光谱．在同一级衍射光谱中．偏离中心亮纹较远的是( A )。 （A ）红光； （B ）黄光； （C ）绿光； （D ）紫光； 三、问答题 1.1.在电磁感应定律dt d i 中，负号的意义是什么？ 四、计算题 56. 17－3. 如图所示，由A 点发出的nm 600 的单色光，自空气射入折射率23.1 n 的透明物质，再射入空气，若透明物质的厚度cm d 0.1 ，入射角 30 ，且cm BC SA 5 ，求：
练习题一解答 1-2 某质点作直线运动，其运动方程为241t t x -+=，其中x 以m 计，t 以s 计。求：（1）第3s 末质点的位置；（2）前3s 内的位移大小；（3）前3s 内经过的路程。 解 （1）第3s 末质点的位置为 ()4334132=-?+=x （m ） （2）前3s 内的位移大小为 ()()31403=-=-x x （m ） （3）因为质点做反向运动时有()0=t v ，所以令0d d =t x ，即024=-t ，2=t s ，因此前3s 内经过的路程为 ()()()()515540223=-+-=-+-x x x x （m ） 1-3 已知某质点的运动方程为t x 2=，22t y -=，式中t 以s 计，x 和y 以m 计。试求：（1）质点的运动轨迹并图示；（2）1=t s 到2=t s 这段时间内质点的平均速度；（3）1s 末和2s 末质点的速度；（4）1s 末和2s 末质点的加速度；（5）在什么时刻，质点的位置矢量与其加速度矢量恰好垂直？ 解 （1）由质点运动方程t x 2=，22t y -=，消去t 得质点的运动轨迹为 4 22 x y -=（x ＞0） 运动轨迹如图1-2 （2）根据题意可得质点的位置矢量为 ()() j i r 222t t -+= 所以1=t s 到2=t s 这段时间内质点的平均速度为 ()()j i r 2r r v 321 21-=--== t ??（m ·s -1） （3）由位置矢量求导可得质点的速度为 ()j i r v t t 22d d -== 所以1s 末和2s 末质点的速度分别为 题1-3图
大学物理下册 学院： 姓名： 班级： 第一部分：气体动理论与热力学基础 一、气体的状态参量：用来描述气体状态特征的物理量。 气体的宏观描述，状态参量： （1）压强p：从力学角度来描写状态。 垂直作用于容器器壁上单位面积上的力，是由分子与器壁碰撞产生的。单位 Pa （2）体积V：从几何角度来描写状态。 分子无规则热运动所能达到的空间。单位m 3 （3）温度T：从热学的角度来描写状态。 表征气体分子热运动剧烈程度的物理量。单位K。 二、理想气体压强公式的推导： 三、理想气体状态方程： 1122 12 PV PV PV C T T T =→=； m PV RT M ' =；P nkT = 8.31J R k mol =；23 1.3810J k k - =?；231 6.02210 A N mol- =?； A R N k = 四、理想气体压强公式： 2 3kt p nε =2 1 2 kt mv ε=分子平均平动动能 五、理想气体温度公式： 2 13 22 kt mv kT ε== 六、气体分子的平均平动动能与温度的关系： 七、刚性气体分子自由度表 八、能均分原理： 1.自由度：确定一个物体在空间位置所需要的独立坐标数目。 2.运动自由度： 确定运动物体在空间位置所需要的独立坐标数目，称为该物体的自由度 （1）质点的自由度： 在空间中：3个独立坐标在平面上：2 在直线上：1 （2）直线的自由度： 中心位置：3（平动自由度）直线方位：2（转动自由度）共5个 3.气体分子的自由度 单原子分子 (如氦、氖分子)3 i=；刚性双原子分子5 i=；刚性多原子分子6 i= 4.能均分原理：在温度为T的平衡状态下，气体分子每一自由度上具有的平均动都相等，其值为 1 2 kT 推广：平衡态时，任何一种运动或能量都不比另一种运动或能量更占优势,在各个自由度上，运动的机会均等,且能量均分。 5.一个分子的平均动能为： 2 k i kT ε=
普通物理学下册答案 【篇一：普通物理学习题答案全】 txt>第一章力和运动 .................................................... - 3 - 1- 2 ......................................................................................................... ............................... - 3 - 1- 4 ......................................................................................................... ............................... - 4 - 1- 5 ......................................................................................................... ............................... - 6 - 1- 6 ......................................................................................................... ............................... - 6 - 1- 9 ......................................................................................................... ............................... - 7 - 1- 14 ....................................................................................................... ............................... - 8 - 第二章运动的守恒量和守恒定律 ...................... - 10 - 2- 3 ......................................................................................................... ............................. - 10 - 2- 9 ......................................................................................................... ............................. - 11 - 2- 11 ....................................................................................................... ............................. - 11 - 2- 13 ....................................................................................................... ............................. - 12 - 2- 16 ....................................................................................................... ............................. - 13 - 2- 17 ....................................................................................................... ............................. - 15 - 2- 19 ....................................................................................................... ............................. - 16 - 2- 23 ....................................................................................................... ............................. - 17 - 2- 27 ....................................................................................................... ............................. - 17 - 第三章刚体的定轴转动 ...................................... - 18 -
第七章 刚体力学 7.1.1 设地球绕日作圆周运动.求地球自转和公转的角速度为多少rad/s 估算地球赤道上一点因地球自转具有的线速度和向心加速度.估算地心因公转而具有的线速度和向心加速度（自己搜集所需数据）. [解 答] 7.1.2 汽车发动机的转速在12s 内由1200rev/min 增加到3000rev/min.（1）假设转动是匀加速转动，求角加速度.(2)在此时间内，发动机转了多少转 [解 答] （1） 22(30001200)1/60 1.57(rad /s )t 12ωπβ?-?= ==V V （2） 2222 20 ( )(30001200)302639(rad) 2215.7 π ωω θβ --= ==? 所以 转数=2639 420()2π=转 7.1.3 某发动机飞轮在时间间隔t 内的角位移为 球t 时刻的角速度和角加速度. [解 答] 7.1.4 半径为0.1m 的圆盘在铅直平面内转动，在圆盘平面内建立 O-xy 坐标系，原点在轴上.x 和y 轴沿水平和铅直向上的方向.边缘上 一点A 当t=0时恰好在x 轴上，该点的角坐标满足 21.2t t (:rad,t :s).θθ=+求（1）t=0时，（2）自t=0开始转45o 时，（3） 转过90o 时，A 点的速度和加速度在x 和y 轴上的投影. [解 答]
（1） A ?? t0,1.2,R j0.12j(m/s). 0,0.12(m/s) x y ωνω νν ==== ∴== v （2）45 θ=o时， 由 2 A 1.2t t,t0.47(s) 4 2.14(rad/s) v R π θ ω ω =+== ∴= =? v v v 得 （3）当90 θ=o时，由 7.1.5 钢制炉门由两个各长1.5m的平行臂AB和CD支承，以角速度 10rad/s ω=逆时针转动，求臂与铅直45o时门中心G的速度和加速度. [解答] 因炉门在铅直面内作平动，门中心G的速度、加速度与B或D 点相同。所以： 7.1.6 收割机拔禾轮上面通常装4到6个压板.拔禾轮一边旋转，一边随收割机前进.压板转到下方才发挥作用，一方面把农作物压向切割器，另一方面把切割下来的作物铺放在收割台上，因此要求压板运动到下方时相对于作物的速度与收割机前进方向相反. 已知收割机前进速率为1.2m/s，拔禾轮直径1.5m，转速22rev/min,求压板运动到最低点挤压作物的速度. [解答] 取地面为基本参考系，收割机为运动参考系。 取收割机前进的方向为坐标系正方向 7.1.7 飞机沿水平方向飞行，螺旋桨尖端所在半径为150cm，发动机转速2000rev/min.（1）桨尖相对于飞机的线速率等于多少（2）
普通物理学习题及答案（上） 1、 质点是一个只有（ 质量 ）而没有（ 形状 ）和（ 大小 ）的几何点。 2、 为了描写物体的运动而被选作为参考的物体叫（ 参考系 ）。 3、 当你乘坐电梯上楼时，以电梯为参考系描述你的运动是（ 静止 ）的，而以 地面为参考系描述你的运动则是（ 上升 ）的 4、 量化后的参考系称为（ 坐标系 ）。 5、 决定质点位置的两个因素是（ 距离 ）和（ 方向 ）。这两个因素确定的矢量 称为（ 位置矢量 ）。 6、 质点在一个时间段内位置的变化我们可以用质点初时刻位置指向末时刻位置 的矢量来描写，这个矢量叫（ 位移矢量 ）。 7、 质点的速度描述质点的运动状态，速度的大小表示质点运动的（ 快慢 ），速 度的方向即为质点运动的（ 方向 ）。质点的速度大小或是方向发生变化，都意味着质点有（ 加速度 ）。 8、 在xOy 平面内的抛物运动，质点的x 分量运动方程为t v x 0=，y 分量的运动 方程为23gt y =，用位矢来描述质点的运动方程为( j gt i t v r 203+= ). 9、 一辆汽车沿着笔直的公路行驶，速度和时间的关系如图中折线OABCDEF 所示， 则其中的BC 段汽车在做（ 匀减速直线 ）运动，汽车在整个过程中所走过的路程为（ 200 ）m ，位移为（ 0 ）m ，平均速度为（ 0 ）m/s 10、 自然界的电荷分为两种类型，物体失去电子会带（ 正 ）电，获得额外 的电子将带（ 负 ）电。 t/s q
11、 对于一个系统，如果没有净电荷出入其边界，则该系统的正、负电荷的电 量的代数和将（ 保持不变 ）。 12、 真空中有一点电荷，带电量q=1.00×109 C ，A 、B 、C 三点到点电荷的距离分 别为10cm 、20cm 、30cm ，如图所示。若选B 点的电势为零，则A 点的电势为（ 45V ），C 点的电势为（ -15V ）。 13、 将一负电荷从无穷远处缓慢地移到一个不带电的导体附近，则导体内的电 场强度（ 不 变 ），导体的电势值（ 减小 ）（填增大、不变或减小）。 14、下列不可能存在的情况是（ B ）。 A.一物体具有加速度而速度为零 B.一物体具有恒定的速度但仍有变化的速率 C.一物体具有沿Ox 轴方向的加速度而有沿Ox 轴负方向的速度 D.一物体的加速度大小恒定而其速度的方向改变 15、一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表达式为22r at i bt j =+ （其中a 、b 为常量），则该质点做（ B ）运动 A 、匀速直线 B 、变速直线 C 、抛物线 D 、一般曲线 16、一质点作直线运动,某时刻的瞬时速度为v =2m/s, 瞬时加速度为a = －2m/s 2, 则一秒钟后质点的速度（ D ） A 、等于零 B 、 等于－2m/s C 、等于2m/s D 、不能确定. 17、在地面的上空停着一气球，气球下面吊着软梯，梯上站着一个人，当这个人沿着软梯上爬时，气球将（ B ）。 A.上升 B.下降 C.保持静止 D.无法判断 18、在光滑的水平地面上有一辆小车，甲乙两人站在车的中间，甲开始向车头走，同时乙向车尾走。站在地面上的人发现小车向前运动了，这是因为（ C ）。 A 、甲的速度比乙的速度小 B 、甲的质量比乙的质量小 C 、甲的动量比乙的动量小 D 、甲的动量比乙的动量大 19、A 、B 两滑块放在光滑的水平面上，A 受向右的水平力F A ，B 受向左的水平力F B 作用而相向运动。已知m A =2m B ，F A =2F B 。经过相同的时间t 撤去外力
普通物理（2）试卷第1页（共6页） 试题编号： 重庆邮电大学2012-2013学年第一学期 普通物理（2）试卷（期末）（B 卷试题与答案）（闭卷） 一、（本题6分） 一根不导电的细塑料杆，被变成近乎完整的圆，圆的半径为0.5m ，杆的两端有2cm 的缝隙，9 31210.C -?的正电荷均匀地分布在杆上，求圆心处电场强度的大小和方向。 解：用双重填补的思想，一个完整圆环在环心处的电场强度E=0，再在缝隙填以等量的负电荷即可得，考虑到缝隙宽度远小于环半径可将其视作点电荷，因而： 220 011072N C 442q Q l E ./R R R l πεπεπ?= ? =?=- 方向沿径向指向缺口。 二、（本题8分） 如图所示，两个无限大均匀带电平面垂直放置，已知它们的面密度分别为σ+与σ-，求空间各处的电场强度。 解：由场强的叠加原理， 右图中第一、二、三、四象限的电场强度均为：0 2E σ ε=， 方向如图所示。
普通物理（2）试卷第2页（共6页） 三、（本题8分） 一个球形雨滴半径为0.4mm ，带有电量1.6pC ，它表面的电势为多少？两个这样的雨滴相遇后合并为一个较大的雨滴，这个雨滴表面的电势又为多大？ 解：根据已知条件球形雨滴半径104R .mm =，带有电量116q .pC =，所以带电球形雨滴表面电势为1 1011 364q V V R πε= =。 当两个球形雨滴合并为一个较大雨滴后，雨滴半径21R mm =，带有电量 212q q pC =，于是雨滴表面电势为2 2021 574q V V R πε= =。 四、（本题8分） 如图所示，两根长直导线沿半径方向引向铁环上a 、b 两点，并且与很远的电源相连，试求铁环中心的磁感应强度。 解：211014R l I B πμ= ，向里；2 22024R l I B πμ=，向外。由于 11221122 1I R /I R I l /I l ==， 所以12120B B ==+=B B B 。 五、（本题10分） 如图所示，长直空心柱形导体半径分别为1R 和2R ，导体内载有电流I ，设电流均匀分布在导体的横截面上。求空间各点的磁感应强度。 解：导体横截面的电流密度为2221() I R R δπ= -，由安培环路定理可知
普通物理学下册重点 振动 习 题 一、选择题 1、某质点按余弦规律振动，它的x ～t 曲线如图4—8所示， 那么该质点的振动初相位为[ ]。 A ． 0； B ．2 π ； C ．2 π -； D ．π。 2、摆球质量为m ，摆长为l 的单摆，当其作简谐振动时，从正向最大位移处运动到正向角位移一半处，所需的最短时间是[ ]。 A ． g l 3π ； B ．g l 4π； C ． g l 32π； D ．g l 92π 。 3、两个同方向、同频率、等振幅的简谐振动合成后振幅仍为A ，则这两个分振动的相位差为[ ]。 A ．60? ； B ．90?； C ．120?； D ．180?。 二、填空题 1、一物体作简谐振动，周期为T ，则：（1）物体由平衡位置运动到最大位移的时间为 ；（2）物体由平衡位置运动到最大位移的一半处时间为 ；（3）物体由最大位移的一半处运动到最大位移处时间为 。 2、一质量为0.1kg 的物体以振幅为0.01m 作简谐振动，最大加速度为2m /s 04.0，则振动的周期为 ，通过平衡位置时的动能为 ；当物体的位移为 时，其动能为势能的一半。 3、有一个和轻弹簧相连的小球沿x 轴作振幅为A 的简谐振动，其表达式用余弦函数表示，若t =0的状态为已知，写出相应初相位值：初运动状态为x 0=-A 时，初相位为 ；初运动状态为过平衡位置向正向运动时，初相位为 ；初运 动状态为x 0=2A 时，初位相为 ；初运动状态为x 0=2A 时，初位相 为 。 4、同方向同频率的两个简谐振动合成后振幅最大的条件是 ，振幅最小的条件是 。 一、选择题 1.B ； 2.A ； 3.C 。
d I I 2 1 A l r 1 r2 r 3 解：由于圆环上的电荷对y 轴呈对称性分布，电场分布也是轴对称，则有 dE x 0 ，点O处的合电场强度为 EdE y j y L L E O 1 sin Q dl L 4 0 R2 R R 由几何关系：dl Rd，统一积分变量，有 O x E O Q Q 22 sin d 2 2 4 0 R 2 0 R 方向沿 y 负方向 解：由于电荷分布具有球对称性，因此采用高斯定理 v v 1 E dS dV ，可得ò S 在球体内： E1 4 r 21 r 2 dr ' 4 k r5 kr '2 4 r ' 0 5 0
球内的电场强度： E 1 kr 3 0< r y 第一章 质点运动学主要内容 一. 描述运动的物理量 1. 位矢、位移和路程 由坐标原点到质点所在位置的矢量r r 称为位矢 位矢r xi yj =+r v v ,大小 r r ==v 运动方程 ()r r t =r r 运动方程的分量形式() ()x x t y y t =???=?? 位移 是描述质点的位置变化的物理量 △t 时间内由起点指向终点的矢量B A r r r xi yj =-=?+?r r r r r △，r =r △路程是△t 时间内质点运动轨迹长度s ?是标量。 明确r ?r 、r ?、s ?的含义(?≠?≠?r r r s ) 2. 速度（描述物体运动快慢和方向的物理量） 平均速度 x y r x y i j i j t t t u u u D D ==+=+D D r r r r r V V r 瞬时速度(速度) t 0r dr v lim t dt ?→?== ?r r r (速度方向是曲线切线方向) j v i v j dt dy i dt dx dt r d v y x ??????+=+==，2222y x v v dt dy dt dx dt r d v +=?? ? ??+??? ??==?? ds dr dt dt =r 速度的大小称速率。 3. 加速度(是描述速度变化快慢的物理量） 平均加速度v a t ?=?r r 瞬时加速度(加速度) 220lim t d d r a t dt dt υυ→?===?r r r r △ a r 方向指向曲线凹向j dt y d i dt x d j dt dv i dt dv dt v d a y x ????ρ ?2222+=+== 2 2222222 2 2???? ??+???? ??=? ?? ? ? ?+??? ??=+=dt y d dt x d dt dv dt dv a a a y x y x ? 二.抛体运动 运动方程矢量式为 2 012 r v t gt =+ r r r 目录contents 第一章力与运动 ..................................................... - 3 -1-2 ........................................................................................................................................................... - 3 - 1-4 ........................................................................................................................................................... - 4 - 1-5 ........................................................................................................................................................... - 6 - 1-6 ........................................................................................................................................................... - 6 - 1-9 ........................................................................................................................................................... - 7 - 1-14 ........................................................................................................................................................ - 8 - 第二章运动的守恒量与守恒定律..................... - 10 -2-3 ......................................................................................................................................................... - 10 - 2-9 ......................................................................................................................................................... - 11 - 2-11 ...................................................................................................................................................... - 11 - 2-13 ...................................................................................................................................................... - 12 - 2-16 ...................................................................................................................................................... - 13 - 2-17 ...................................................................................................................................................... - 15 - 2-19 ...................................................................................................................................................... - 16 - 2-23 ...................................................................................................................................................... - 17 - 2-27 ...................................................................................................................................................... - 17 - 第三章刚体的定轴转动...................................... - 18 -3-1 ......................................................................................................................................................... - 18 - 3-3 ......................................................................................................................................................... - 19 - 3-6 ......................................................................................................................................................... - 20 - 3-7 ......................................................................................................................................................... - 20 - 3-10 ...................................................................................................................................................... - 21 - 3-11 ...................................................................................................................................................... - 21 - 第四章狭义相对论基础...................................... - 22 -4-1 ......................................................................................................................................................... - 22 - 4-8 ......................................................................................................................................................... - 23 - 4-11 ...................................................................................................................................................... - 23 - 第五章静止电荷的电场...................................... - 24 -5-1 ......................................................................................................................................................... - 24 - 5-5 ......................................................................................................................................................... - 25 - 5-7 ......................................................................................................................................................... - 25 - 5-13 ...................................................................................................................................................... - 26 - 5-15 ...................................................................................................................................................... - 27 - 5-17 ...................................................................................................................................................... - 29 - 5-26 ...................................................................................................................................................... - 30 - 5-29 ...................................................................................................................................................... - 31 - 5-30 ...................................................................................................................................................... - 32 - 5-31 ...................................................................................................................................................... - 32 - 大学物理学习题答案 习题一答案 习题一 1.1 简要回答下列问题： (1) 位移和路程有何区别？在什么情况下二者的量值相等？在什么情况下二者的量值不相 等？ (2) 平均速度和平均速率有何区别？在什么情况下二者的量值相等？ (3) 瞬时速度和平均速度的关系和区别是什么？瞬时速率和平均速率的关系和区别又是什 么？ (4) 质点的位矢方向不变，它是否一定做直线运动？质点做直线运动，其位矢的方向是否一 定保持不变？ (5) r ?和r ?有区别吗？v ?和v ?有区别吗？0dv dt =和0d v dt =各代表什么运动？ (6) 设质点的运动方程为：()x x t =，()y y t =，在计算质点的速度和加速度时，有人先求 出r = dr v dt = 及 22d r a dt = 而求得结果；又有人先计算速度和加速度的分量，再合成求得结果，即 v = 及 a =你认为两种方法哪一种正确？两者区别何在？ (7) 如果一质点的加速度与时间的关系是线性的，那么，该质点的速度和位矢与时间的关系是否也是线性的？ (8) “物体做曲线运动时，速度方向一定在运动轨道的切线方向，法向分速度恒为零，因此 其法向加速度也一定为零.”这种说法正确吗？ (9) 任意平面曲线运动的加速度的方向总指向曲线凹进那一侧，为什么？ (10) 质点沿圆周运动，且速率随时间均匀增大，n a 、t a 、a 三者的大小是否随时间改变？ (11) 一个人在以恒定速度运动的火车上竖直向上抛出一石子，此石子能否落回他的手中？如果石子抛出后，火车以恒定加速度前进，结果又如何？ 1.2 一质点沿x 轴运动，坐标与时间的变化关系为224t t x -=，式中t x ,分别以m 、s 为单 大学物理学习题答案 习题一答案 习题一 1.1 简要回答下列问题： (1) 位移和路程有何区别？在什么情况下二者的量值相等？在什么情况下二者的量值不相 等？ (2) 平均速度和平均速率有何区别？在什么情况下二者的量值相等？ (3) 瞬时速度和平均速度的关系和区别是什么？瞬时速率和平均速率的关系和区别又是什 么？ (4) 质点的位矢方向不变，它是否一定做直线运动？质点做直线运动，其位矢的方向是否一 定保持不变？ (5) r ?和r ?有区别吗？v ?和v ?有区别吗？ 0dv dt =和0d v dt =各代表什么运动？ (6) 设质点的运动方程为：()x x t =，()y y t =，在计算质点的速度和加速度时，有人先求 出22r x y = + dr v dt = 及 22d r a dt = 而求得结果；又有人先计算速度和加速度的分量，再合成求得结果，即 v = 及 a =你认为两种方法哪一种正确？两者区别何在？ (7) 如果一质点的加速度与时间的关系是线性的，那么，该质点的速度和位矢与时间的关系是否也是线性的？ (8) “物体做曲线运动时，速度方向一定在运动轨道的切线方向，法向分速度恒为零，因此 其法向加速度也一定为零.”这种说法正确吗？ (9) 任意平面曲线运动的加速度的方向总指向曲线凹进那一侧，为什么？ (10) 质点沿圆周运动，且速率随时间均匀增大，n a 、t a 、a 三者的大小是否随时间改变？ (11) 一个人在以恒定速度运动的火车上竖直向上抛出一石子，此石子能否落回他的手中？如果石子抛出后，火车以恒定加速度前进，结果又如何？ 1.2 一质点沿x 轴运动，坐标与时间的变化关系为224t t x -=，式中t x ,分别以m 、s 为单位，试计算：(1)在最初s 2内的位移、平均速度和s 2末的瞬时速度；(2)s 1末到s 3末的平均大学物理学习知识重点(全)
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