四川大学物理习题册第五章解答

,m/s 6/(1):−==t x v ΔΔ解质点运动学（1）——答案一、选择题1.D2.B3.D4.D5.D 二、填空题 1. 23 m/s2. ()[]t t A t ωβωωωββsin 2cos e 22 +−−; ()ωπ/1221+n (n = 0, 1, 2,…) 3. 0.1 m/s 24. bt +0v ; 2402/)(b R bt ++v5. −g /2; ()g 3/322v 三、计算题1.2.3．（1）t A y tA x ωωsin cos 21==，消去t 得轨道方程为1222212=+A y A x （椭圆）（2）r j t A i t A dtvd j t A i t A dtrd 2221221sin cos a cos sin v ωωωωωωωωω−=−−==+−==a 与反向，故a 恒指向椭圆中心。

（3）当t=0时，x=A 1，y=0，质点位于ωπ2=t 时，2212sin,02cosA A y A x ====ππ。

质点位于图中的Q 点。

显然质点在椭圆形轨,910(2)2t t dx/dt v −==,/16(2)s v −=,1810t −=dt dv a /(3)=s2(2)m/26−=a vx 处的速度为解：设质点在dt dx dx dv dt dv a ⋅==dxdv v =x 263+=,)63(002dx x vdv v x∫∫+=)4(631/2x x v +=道上沿反时针方向运动。

在M 点，加速度a 的切向分量t a 如图所示。

可见在该点切向加速度t 的方向与速度v 的方向相反。

所以，质点在通过M 点速率减小。

4.5.所以质点的运动方程为：解：先求质点的位置,s 2=t 225220×+×=s )(m)(60在大圆=dt ds v /=,1020t +=m/s40(2)=v 时s 2=t dt dv a t /=m/s10=R va n/2=。

A1r 2r ab1、 下列几个叙述中哪一个是正确的？A 、电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向；B 、在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的场强处处相同；C 、场强方向可由E =F/q 定出，其中q 为试验电荷的电量，q 可正可负； D 、以上说法都不正确。

[ ] 1. C解释：A 答案点电荷可能有正负；B 答案场强是矢量2、 关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是 A 、如果高斯面内无电荷，则高斯面上E处处为零； B 、如果高斯面上E处处不为零，则该面内必无电荷；C 、如果高斯面内有净电荷，则通过该面的电通量必不为零；D 、如果高斯面上E处处为零，则该面内必无电荷。

[ ] 2. C解释：A 答案通量为零不一定场强为零；D 答案考虑等量异号电荷，可以使得处处为零。

3、 在静电场中，下列说法中哪一个是正确的？A 、带正电荷的导体，其电势一定是正值；B 、等势面上各点的场强一定相等；C 、场强为零处，电势也一定为零；D 、场强相等处，电势梯度矢量一定相等。

[ ] 3. D解释：A 答案电势是个相对值，要参考零电势的选择。

4、 如图所示，在电荷为Q -的点电荷A 的静电场中，将另一电荷为q 的点电荷B 从a 点移到b 点，a 、b 两点距离点电荷A 的距离分别为1r 和2r ，则移动过程中电场力做的功为 A 、012114Q r r πε⎛⎫-- ⎪⎝⎭； B 、012114qQ r r πε⎛⎫- ⎪⎝⎭；C 、012114qQ r r πε⎛⎫-- ⎪⎝⎭; D 、()0214qQ r r πε-- [ ]4. C解释：电场力做功等于电势能差，注意正负号。

5、 两个均匀带电的同心球面，半径分别为R 1、R 2(R 1<R 2)，小球带电Q ，大球带电-Q ，下列各图中哪一个正确表示了电场的分布 [ ](A) (B) (C) (D) 5. D解释：由高斯定理依次求出各部分场强即可。

练习 十三知识点：理想气体状态方程、温度、压强公式、能量均分原理、理想气体内能一、选择题1． 容器中储有一定量的处于平衡状态的理想气体，温度为T ，分子质量为m ，则分子速度在x 方向的分量平均值为 （根据理想气体分子模型和统计假设讨论） ( )（A ）x υ=（B ）x υ= （C ）m kT x 23=υ； （D ）0=x υ。

解:(D)平衡状态下,气体分子在空间的密度分布均匀,沿各个方向运动的平均分子数相等,分子速度在各个方向的分量的各种平均值相等,分子数目愈多,这种假设的准确度愈高.2． 若理想气体的体积为V ，压强为p ，温度为T ，一个分子的质量为m ，k 为玻耳兹曼常量，R 为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为 （ ）（A ）pV /m ； （B ）pV /(kT )； （C ）pV /(RT )； （D ）pV /(mT )。

解: (B)理想气体状态方程NkT T N R N RT m N Nm RT M M pV AA mol ====3．根据气体动理论，单原子理想气体的温度正比于 （ ）（A ）气体的体积； （B ）气体的压强；（C ）气体分子的平均动量；（D ）气体分子的平均平动动能。

解: (D)kT v m k 23212==ε (分子的质量为m )4．有两个容器，一个盛氢气，另一个盛氧气，如果两种气体分子的方均根速率相等，那么由此可以得出下列结论，正确的是 （ ）（A ）氧气的温度比氢气的高； （B ）氢气的温度比氧气的高； （C ）两种气体的温度相同； （D ）两种气体的压强相同。

解:(A) kT v m k 23212==ε,2222H O H O T T m m =(分子的质量为m ) 5．如果在一固定容器内，理想气体分子速率都提高为原来的2倍，那么 （ ）（A ）温度和压强都升高为原来的2倍；（B ）温度升高为原来的2倍，压强升高为原来的4倍； （C ）温度升高为原来的4倍，压强升高为原来的2倍； （D ）温度与压强都升高为原来的4倍。

一、选择题1．贝可勒尔在120 年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。

下列属于核聚变的是（ ）A ．23411120H H He n +→+ B ．427301213130He Al P n +→+ C ．14140671C N e -→+D ．2351131103192053390U n I Y 2n +→++2．下面关于结合能和比结合能的说法中，正确的有（ ） A ．原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B ．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大C ．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大D ．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大 3．以下说法正确的是（ ）A ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的B ．23290Th 成为原子核20882Pb ，要经过8次α衰变和6次β衰变C ．α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力和电离能力都最强D ．2812Mg 半衰期为21小时，则10个2812Mg 原子核，经过21小时后还有5个未衰变 4．下列说法正确的是（ ）A ．23892U 衰变为22286Rn 要经过4次α衰变和2次β衰变B ．衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C ．查德威克发现了中子，并第一次实现了人工合成放射性同位素D ．汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量 5．下列说法中正确的是（ ）A ．机械波和光有波动性，实物粒子不具有波动性B ．用弧光灯发出紫外线照射锌板并发生光电效应后，锌板带正电C ．由于核聚变需要很高的环境温度，21H 和31H 发生聚变过程中是需要从外界吸收能量的 D ．构成物体的质量是守恒不变的 6．下列说法中正确的是（ ） A ．钍的半衰期为24天。

1g 钍23490Th 经过 120 天后还剩0.2g 钍B ．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，延长入射光照射时间，光电子的最大初动能不会变化 C ．放射性同位素23490Th 经α、β衰变会生成22286Rn ，其中经过了2次α衰变和 3 次β衰变D ．大量处于n =4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子 7．钍23490Th 具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤23491Pa ，同时伴随γ射线产生，其方程为2342349091Th Pa x →+，钍的半衰期为24天，则下列说法中正确的是（ ）A ．此反应为钍核裂变，释放大量的核能，方程中的x 代表质子B ．x 是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C ．γ射线是镤原子核外电子跃迁放出的高速粒子D ．1g 钍23490Th 经过120天后还剩0.2g 钍8．关于天然放射线性质的说法正确的是（ ）A ．γ射线就是中子流B ．α射线有较强的穿透性C ．电离本领最强的是γ射线D ．β射线是高速电子流 9．有一钚的同位素23994Pu 核静止在匀强磁场中，该核沿与磁场垂直的方向放出x 粒子后，变成铀（U ）的一个同位素原子核．铀核与x 粒子在该磁场中的旋转半径之比为1：46，则（ ）A ．放出的x 粒子是42He B ．放出的x 粒子是01e -C ．该核反应是β衰变反应D ．x 粒子与铀核在磁场中的旋转周期相等10．铀（23892U ）经过α、β衰变后形成稳定的铅（20682Pb ），在衰变过程中，中子转变为质子的个数为（ ）A ．6个B ．14个C ．22个D ．32个11．本题用大写字母代表原子核，E 经α衰变边长F ，再经β衰变变成G ，再经α衰变成为H ，上述系列衰变可记为下式：E F G βαα→→→H ；另一系列衰变如下：P Q R S ββα→→→，已知P 是F 的同位素，则下列判断正确的是( )A ．Q 是G 的同位素，R 是H 的同位素B ．R 是G 的同位素，S 是H 的同位素C ．R 是E 的同位素，S 是F 的同位素D ．Q 是E 的同位素，R 是F 的同位素12．2020年11月27日0时41分，华龙一号核电5号机组首次并网成功，标志着我国正式进入核电技术先进国家行列。

1．B 2．C 3．C4．E=05．E=204r L πελ ； E=r02πελ6．解：建立如图坐标，取dx 小窄条，dx 在P 点产生的电场强度为：dE=xdx02πεσ∴E=xdxaa022πεσ⎰=2πεσln2负号表示与坐标方向相反。

7．解：在圆环上取线元dl ,线元上带电量为： dq=Acos φdl 线元dl 在圆心产生的电场强度为dE = dl RA 204cos πεφdl RA dE X2024cos πεφ-=dl R A dEy204sin cos πεφφ-= dl = Rd φφπεφπd RA E X 02204cos ⎰-== RA 04ε-φπεφφπd RA E y 0204sin cos ⎰-= = 0∴=ERA 04ε-i8．解：建立如图坐标，取dx 宽度圆环，圆环带电量为：dq = 2πRdx σ 在0点产生的电场强度为： 2/3220)(42R x x dx R dE +-=πεσπ=2/3220)(2R x x dx R +-εσ负号表示沿x 轴负方向。

E = ⎰+-LR xdxx R2/322)(2εσ =9． 解：建立如图坐标，在带电直线上取线元dx ，线元dx 带电量为：dq = λdx 在0点产生的电场强度为：dE =－204x dxπελ 负号表示沿x 轴负方向。

E = －204xdxLa aπελ⎰+ = －04πελ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-L a a 11= －)(40L a a L +πελ10．D 11．C 12．C 13．C 14．C 15．0032εσE A-= 0034εσE B=16．无限长均匀带电圆柱面产生的电场。

17．λ= aQ ； 异号电荷18．解：令q 距圆心为x ，以q 为中心22R x +为半径作一球面，由高斯定理知： 通过球面的电通量为：0εqe =Φ 则通过圆板的电通量为：εq e =Φ)(4)(2222222R x x R x R x +-++ππ =)cos 1(20αε-q19．解：取r ＜R 区域内：由高斯定理⎰∑'=⋅sq s d E 01ε而∑⎰='rdr r kr q 0224π =554kr π∴E =35εkr（r ＜R ）在r ＞R 区域内：球体的电荷为：q =⎰Rdr r kr 0224π=554kR π则由高斯定理可知，在球体外任一点的电场强度为： E =2055rkRε （r ＞R ）20．（1）解：在球壳内任取一点距球心为r ，做半径为r 的球面为高斯面，由高斯定理：⎰'+=⋅sq Q s d E )(10ε='q⎰radr r rA 24π =⎰rardr A π4 = )(222a r A -πE =204rQ πε +)(422220a r rA -πεπ =204rQ πε+2εA 2022rAaε-（2）若使E 与r 无关，则有： 204rQ πε2022rAaε-= 0∴A =22aQ π21．解：在r ＜1R 区域内： E = 0 1R ＜ r ＜2R 区域内： E =r02πελr ＞2R 区域内： E = 022．D 23．C 24．B 25．C26．b a U U -= — 2000伏27．U = rR0404ερ28．≈σc 101033.1-⨯29．U = aL a +ln 20πελ30．解：两球壳间电势差为：U =⎰badr rq24πε=aba b q baq 004)()11(4πεπε-=-∴ ab abU q -=04πε ∴ E =)(420a b a bU aq-=πε0=dadE 时，在内球表面上E 有极小值。

高分子物理_四川大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.高聚物玻璃化转变的实质是（）。

答案:松弛过程2.欲获得介电损耗小的PS产品，应选择（）。

答案:本体聚合物3.高聚物的结晶度增加，则（）。

答案:拉伸强度增加4.加工聚碳酸酯时，欲获提高流动性最有效的措施是（）。

答案:升高温度5.根据时温等效原理，将曲线从高温移至低温，则曲线应该在时间轴上（）移。

答案:右6.Maxwell模型可以模拟（）。

答案:线形聚合物的应力松弛模型7.非晶态聚合物的玻璃化转变即玻璃－橡胶转变，下列说法正确的是（）。

答案:玻璃态可以看作是等自由体积分数状态8.下列聚合物中，（）是聚异戊二烯(PI)。

答案:CH2C(CH3)CHCH29.下列说法，表述正确的是（）。

答案:工程塑料ABS树脂大多数是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组成的三元接枝共聚物10.粘弹性是高聚物的重要特征，在适当外力作用下，（）有明显的粘弹性现象。

答案:Tg附近11.下列方法中可测得数均分子量的方法有（）。

A、粘度法，B、沸点升高，C、膜渗透压，D、GPC法，E、光散射法。

答案:膜渗透压法GPC法12.下列高聚物中，在室温下可以溶解的是（）。

答案:PET尼龙-66聚乙酸乙烯酯13.下列参数中可作为选择溶剂依据的有（）。

答案:C、高聚物-溶剂相互作用参数溶解度参数δ第二维利系数A214.提高高分子材料的拉伸强度有效途径为（）。

答案:加入碳酸钙取向15.链段是高分子物理学中的一个重要概念，下列有关链段的描述，正确的是（）。

答案:玻璃化转变温度是高分子链段开始运动的温度高分子链段可以自由旋转无规取向，是高分子链中能够独立运动的最小单位聚合物熔体的流动不是高分子链之间的简单滑移，而是链段依次跃迁的结果16.示差扫描量热仪(DSC)是高分子材料研究中常用的方法，可用来测定（）。

答案:熔点结晶温度结晶度Tg17.蠕变与应力松弛速度 ( ) 。

答案:与链的柔顺性有关随温度增加而增加可采用一定手段减缓18.下列哪个聚合物没有旋光异构（）。

高分子物理习题集第一章高聚物的结构1.简述高聚物结构的主要特点。

2.决定高分子材料广泛应用的基本分子结构特征是什么?3.高分子凝聚态结构包括哪些内容?4.高分子的构型和构象有何区别?如果聚丙烯的规整度不高,是否可以通过单键的内旋转提高它的规整度?5.试写出线型聚异戊二烯加聚产物可能有那些不同的构型。

6.分子间作用力的本质是什么?影响分子间作用力的因素有哪些?试比较聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺(尼龙 -66 、聚丙烯酸各有那些分子间作用力?7.下列那些聚合物没有旋光异构,并解释原因。

A .聚乙烯 B .聚丙烯 C . 1, 4-聚异戊二烯 D . 3, 4-聚丁二烯 E .聚甲基丙烯酸甲酯 F .硫化橡胶8.何谓大分子链的柔顺性?试比较下列高聚物大分子链的柔顺性,并简要说明理由。

9. 写出下列各组高聚物的结构单元,比较各组内几种高分子链的柔性大小并说明理由 :1 聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯;2 聚乙烯,聚乙炔,顺式 1,4聚丁二烯;3 聚丙烯,聚氯乙烯,聚丙烯腈;4 聚丙烯,聚异丁稀;5 聚氯乙烯,聚偏氯乙烯;6 聚乙烯,聚乙烯基咔唑,聚乙烯基叔丁烷;7 聚丙烯酸甲酯,聚丙烯酸丙脂,聚丙酸戌酯;8 聚酰胺 6.6,聚对苯二甲酰对苯二胺;9 聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚对苯二甲酸丁二醇酯。

C H 2C H C lnC H C H 2nNC H 2nC C H 3C H C H 2C H 2nC H 2H O nO10.为什么真实的内旋高分子链比相应的高斯链的均方末端距要大些? 11.分子量不相同的聚合物之间用什么参数比较其大分子链的柔顺性? 12.试从统计热力学观点说明高分子链柔顺性的实质。

13.用键为单位统计大分子链的末端距与用链段为单位统计末端距有何异同?那种方法更复合实际情况?14.一个高分子链的聚合度增大 100倍,其链的尺寸扩大了多少倍? 15. 假定聚丙烯中键长为 0.154nm , 键角 109.5o , 无扰尺寸 A=483510nm -⨯, 刚性因子(空间位阻参数1.76σ=,求其等效自由结合链的链段长度 b 。

第五章 角动量 角动量守恒定律5-1 选择题：（1）一质点作匀速率圆周运动时，（A ）它的动量不变，对圆心的角动量也不变。

（B ）它的动量不变，对圆心的角动量不断改变。

（C ）它的动量不断改变，对圆心的角动量不变。

（D ）它的动量不断改变，对圆心的角动量也不断改变。

[C] 解：质点作匀速率圆周运动时，其速度大小虽不变，但速度方向不断改变，故其动量不断改变。

而该质点对圆心角动量大小不变，方向始终垂直于圆轨道平面，指向也不变。

（2）已知地球的质量为m ，太阳的质量为M ，地心与日心的距离为R ，引力常数为G ，则地球绕太阳作圆周运动的轨道角动量为（A ）GMR m （B ）RGMm（C ）R G Mm（D ）RGMm 2 [A] 解：由万有引力定律和牛顿第二定律有R v m RmM G 22=得地球绕日运动速率RGM v =由角动量定义得GMR m mvR L ==（3）一刚体以每分钟60转绕Z 轴做匀速转动（ω沿z 轴正方向），设某时刻刚体上一点P 的位置矢量为k j i r 543++=，其单位为“m 102-”，若以“12s m 10--⋅”为速度单位，则该时刻P 点的速度为：（A ）k j i v 0.1576.1252.94++= （B ）j i v 8.181.25+-= （C ）j i v 8.181.25--=（D ）k v 4.31= [B] 解：刚体转动平面与转轴垂直，所以P 点速度无z 分量。

由题意，作出P 的位矢，可知该时刻P 点速度的x 分量为负而y 分量为正，故答案（B ）正确。

（4）均匀细棒OA 可绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图所示，今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆动到竖直位置的过程中，下述说法哪一种是正确的？（A ）角速度从小到大，角加速度从大到小。

（B ）角速度从小到大，角加速度从小到大。

（C ）角速度从大到小，角加速度从大到小。