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《大学物理I 》作业 No.03 角动量 角动量守恒定律 （A 卷）班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、选择题[ ]1、一质点沿直线做匀速率运动时，(A) 其动量一定守恒，角动量一定为零。
(B) 其动量一定守恒，角动量不一定为零。
(C) 其动量不一定守恒，角动量一定为零。
(D) 其动量不一定守恒，角动量不一定为零。
答案：B答案解析：质点作匀速直线运动，很显然运动过程中其速度不变，动量不变，即动量守恒；根据角动量的定义v m r L⨯=，质点的角动量因参考点（轴）而异。
本题中，只要参考点（轴）位于质点运动轨迹上，质点对其的角动量即为零，其余位置均不会为零。
故(B)是正确答案。
[ ]2. 两个均质圆盘A 和B 密度分别为A ρ和B ρ，若A ρ>B ρ，两圆盘质量与厚度相同，如两盘对通过盘心且垂直于盘面的轴的转动惯量各为A J 和B J ，则 (A) A J >B J(B) B J >A J(C) A J ＝B J(D) A J 、B J 哪个大，不能确定答案：B答案解析：设A 、B 联盘厚度为d ，半径分别为A R 和B R ，由题意，二者质量相等，即B B A A d R d R ρπρπ22=因为B A ρρ>，所以22B A R R <，由转动惯量221mR J =，则B A J J <。
[ ]3．对于绕定轴转动的刚体，如果它的角速度很大，则 (A) 作用在刚体上的力一定很大 (B) 作用在刚体上的外力矩一定很大(C) 作用在刚体上的力和力矩都很大 (D) 难以判断外力和力矩的大小答案：D 答案解析：由刚体质心运动定律和刚体定轴转动定律知：物体所受的合外力和合外力矩只影响物体运动的加速度和角加速度，因此无法通过刚体运动的角速度来判断外力矩的大小，正如无法通过速度来判断物体所受外力的大小一样。
大学物理力学一、二章作业答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第一章 质点运动学一、选择题1、一质点在xoy 平面内运动，其运动方程为2,ct b y at x +==，式中a 、b 、c 均为常数。
当运动质点的运动方向与x 轴成450角时，它的速率为[ B ]。
A ．a ；B ．a 2；C ．2c ；D ．224c a +。
2、设木块沿光滑斜面从下端开始往上滑动，然后下滑，则表示木块速度与时间关系的曲线是图1-1中的[ D ]。
3、一质点的运动方程是j t R i t R rωωsin cos +=，R 、ω为正常数。
从t ＝ωπ/到t =ωπ/2时间内该质点的路程是[ B ]。
A ．2R ；B ．R π；C ． 0；D ．ωπR 。
4、质量为0.25kg 的质点，受i t F =(N)的力作用，t =0时该质点以v=2j m/s 的速度通过坐标原点，该质点任意时刻的位置矢量是[ B ]。
A ．22t i +2j m ； B ．j t i t2323+m ；C ．j t i t343243+； D ．条件不足，无法确定。
二、填空题1、一质点沿x 轴运动，其运动方程为225t t x -+=（x 以米为单位，t 以秒为单位）。
质点的初速度为 2m/s ，第4秒末的速度为 -6m/s ，第4秒末的加速度为 -2m/s 2 。
2、一质点以π（m/s ）的匀速率作半径为5m 的圆周运动。
该质点在5s 内的平均速度的大小为 2m/s ，平均加速度的大小为 22m /5s π 。
3、一质点沿半径为0.1m 的圆周运动，其运动方程为22t +=θ（式中的θ以弧度计，t 以秒计），质点在第一秒末的速度为 0.2m/s ，切向加速度为 0.2m/s 2 。
4、一质点沿半径1m 的圆周运动，运动方程为θ=2+3t 3，其中θ以弧度计，t 以秒计。
T =2s 时质点的切向加速度为 36m/s 2 ；当加速度的方向和半径成45º角时角位移是 38rad 。
作业 10 稳恒磁场四1.载流长直螺线管内充满相对磁导率为r μ的均匀抗磁质，则螺线管内中部的磁感应强度B 和磁场强度H 的关系是[ ]。
A. 0B H μ>B. r B H μ=C. 0B H μ=D. 0B H μ< 答案：【D 】解：对于非铁磁质，电磁感应强度与磁场强度成正比关系H B r μμ0=抗磁质：1≤r μ，所以，0B H μ<2.在稳恒磁场中，关于磁场强度H →的下列几种说法中正确的是[ ]。
A. H →仅与传导电流有关。
B.若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的H →必为零。
C.若闭合曲线上各点H →均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零。
D.以闭合曲线L 为边界的任意曲面的H →通量相等。
答案：【C 】解：安培环路定理∑⎰=⋅0I l d H L ρρ，是说：磁场强度H ρ的闭合回路的线积分只与传导电流有关，并不是说：磁场强度H ρ本身只与传导电流有关。
A 错。
闭合曲线内没有包围传导电流，只能得到：磁场强度H ρ的闭合回路的线积分为零。
并不能说：磁场强度H ρ本身在曲线上各点必为零。
B 错。
高斯定理0=⋅⎰⎰SS d B ρρ，是说：穿过闭合曲面，场感应强度B ρ的通量为零，或者说，.以闭合曲线L 为边界的任意曲面的B ρ通量相等。
对于磁场强度H ρ，没有这样的高斯定理。
不能说，穿过闭合曲面，场感应强度H ρ的通量为零。
D 错。
安培环路定理∑⎰=⋅0I l d H L ρρ，是说：磁场强度H ρ的闭合回路的线积分等于闭合回路包围的电流的代数和。
C 正确。
3.图11-1种三条曲线分别为顺磁质、抗磁质和铁磁质的B H -曲线，则Oa 表示 ；Ob 表示 ；Oc 表示 。
答案：铁磁质；顺磁质； 抗磁质。
图中Ob （或4.某铁磁质的磁滞回线如图11-2 所示，则'Ob ）表示 ；Oc （或'Oc ）表示 。
答案：剩磁；矫顽力。
5.螺线环中心周长10l cm =，环上线圈匝数300N =，线圈中通有电流100I mA =。
《大学物理》课后作业题专业班级： 姓名： 学号：作业要求：题目可打印，答案要求手写，该课程考试时交作业。
第一章 质点力学1、质点的运动函数为：54;22+==t y t x ，式中的量均采用SI 单位制。
求：（1）质点运动的轨道方程；（2）s 11=t 和s 22=t 时，质点的位置、速度和加速度。
1、用消元法t=x/2 轨迹方程为 y=x²+5 2、运动的合成x 方向上的速度为x'=2， y 方向上的速度为y'=8t+5 将t 带入分别求出x 和y 方向上的速度 然后合成x 方向上的加速度为x''=0 y 方向上的加速度为y''=8 所以加速度为82、如图所示，把质量为m 的小球悬挂在以恒加速度水平运动的小车上，悬线与竖直方向的夹角为θ，求小车的加速度和绳的张力。
绳子的拉力F ，将其水平和竖直正交分解为 Fsinα 和 Fcosα 竖直：Fcosα=mg 水平：Fsinα=ma a=gtanα 方向水平向右3、一质量为0.10kg 的质点由静止开始运动，运动函数为j i 2353+=t r （SI 单位）求在t=0到t=2s 时间内，作用在该质点上的合力所做的功。
质点的速度就是V ＝dr / dt ＝5* t^2 i ＋0 j即质点是做直线运动，在 t ＝0时速度为V0＝0；在 t ＝2秒时，速度为 V1＝5*2^2＝20 m/s由动能定理得所求合力做的功是W 合＝（m*V1^2 / 2）－（m*V0^2 / 2）＝m*V1^2 / 2＝0.1*20^2 / 2＝20 焦耳第二章 刚体力学1、在图示系统中，滑轮可视为半径为R 、质量为m 0的匀质圆盘。
设绳与滑轮之间无滑动，水平面光滑，并且m 1=50kg ，m 2=200kg ，m 0=15kg ，R=0.10m ，求物体的加速度及绳中的张力。
解 将体系隔离为1m ，0m ，2m三个部分，对1m 和2m 分别列牛顿方程，有a m T g m 222=- a m T 11=因滑轮与绳子间无滑动，则有运动学条件R a β=联立求解由以上四式，可得由此得物体的加速度和绳中的张力为m 2T 1N a m T 38162.75011=⨯== N a g m T 438)62.781.9(200)(22=-⨯=-=第四章 静止电荷的电场1、如图所示：一半径为R 的半圆环上均匀分布电荷Q （>0）,求环心处的电场强度。
解：由上述分析，点O 的电场强度由几何关系θd d R l =，统一积分变量后，有方向沿y轴负方向。
2、如图所示：有三个点电荷Q1，Q2，Q3沿一条直线等间距分布，已知其中任一点电荷所受合力均为零，且Q1=Q3=Q。
求在固定Q1，Q3的情况下，将Q2从O点移动到无穷远处外力所做的功。
将Q2从点O推到无穷远处的过程中，外力作功第五章 静电场中的导体和电介质1、如图所示，一个接地导体球，半径为R ，原来不带电，今将一点电荷q 放在球外距离球心r 的地方，求球上感生电荷总量解：因为导体球接地，故其电势为零，即 0=ϕ设导体球上的感应电量为Q 由导体是个等势体知：o 点的电势也为0 由电势叠加原理有关系式：2、电容均为C 的两个电容器分别带电Q 和2Q ，求这两个电容器并联前后总能量的变化。
解 在并联之前，两个电容器的总能量为在并联之后，总电容为C2，总电量为Q 3，于是并联后总能量的变化为并联后总能量减少了。
这是由于电容并联时极板上的电荷重新分配消耗能量的结果。
第六章 稳恒电流的磁场图1、如图所示，几种不同形状平面载流导线的电流均为I ，它们在O 点的磁感应强度各为多大？R OIIROIRO(a)(c)解: (a)长直电流对点O 而言，有I d ℓ ⨯r=0，因此它在点O 产生的磁场为零，则点O 处总的磁感强度为1/4圆弧电流所激发，故有RIB 800μ=方向垂直纸面向外。
(b)将载流导线看作圆电流和长直电流，由叠加原理得RIRIB πμμ22000-=方向垂直纸面向里。
(c)将载流导线看作1/2圆电流和两段半无限长直电流，由叠加原理可得RIR I R I R I RIB πμμπμπμμ24444000000+=++=方向垂直纸面向外。
2、如图所示，一长直导线通有电流I 1=30A ，矩形回路通有电流I 2=20A 。
求作用在回路上的合力。
已知d =1.0cm ，b =8.0cm ，l =0.12m 。
解：如图所示，BC 和 DA 两段导线所受安培力2F 1和F 的大小相等，方向相反，两力的矢量和为零。
AB 和CD 两段导线，由于载流导线所在处磁感应强度不等，所受安培力34F F 和大小不等，且方向相反，因此线框所受的力为这两个力的合力。
01232I I aF dμπ=01242()I I a F d b μπ=+故线框所受合力的大小为301201234 1.281022()I I a I I a F F F N d d b μμππ-=-=-=⨯+ I 1I 2ld b合力的方向向左，指向直导线。
第七章 电磁感应 位移电流 电磁波1、有一面积为0.5m 2的平面线圈，把它放入匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直。
当dB/dt=2×10-2T·s -1时，线圈中感应电动势的大小是多少？2、如图所示，正方形线圈边长为a ，以速率v 匀速通过有匀强磁场的正方形区域，以线圈中心为原点做坐标轴x ，如果磁感应强度B 不随时间变化，磁场中心坐标x=2a ，在线圈中心坐标x=0到x=4a 范围内，写出线圈中感应电动势关于x 的表达式第八章 气体动理论无第九章 热力学基础1、如图所示，系统由A 态经ABC 过程到达C 态，吸收的热量为350J ，同时对外做功为126J 。
（1）如果沿ADC 进行，系统对外做功为42J ，则系统吸收了多少热量？（2）如果系统由C 态沿CA 返回A态，2a外界对系统做功为84J ，则系统吸热多少？解：（1）系统从abc 进行过程中，吸收热量350abc Q J =，系统对外做功，126abc A J =。
故c 态与a 态能量之差为(350126)224c a abc abc E E Q A J J -=-=-=系统经adc 过程之后，系统做功42abc A J =。
系统吸收热量为()22442266adc c a adc Q E E A J =-+=+=（2）系统沿ca 曲线由c 态返回a 态时，系统对外做功84ca A J =-，这时系统内能减少224ca ac E E J ∆=-∆=-。
22484308ca ca ca Q E A J =∆+=--=-，负号表示系统放热。
2、1mol 双原子分子理想气体，做如图所示循环，图中bc 代表绝热过程。
求（1）一次循环过程中，系统从外界吸收的热量；（2）一次循环过程中系统向外界放出的热量；循环的效率。
解（1）在循环过程中，只有在ab 过程吸收热量。
因是等体过程，则吸收热量为J T vC Q Q m V ab 500,=∆==吸（2）在循环过程中，只有在ca 过程放出热量。
因是等压过程，则放出热量为（3）循环的效率为p /105P aV /10-3m 3%301=-=吸放Q Q η第十章 振动和波动1、有一个和轻弹簧相连的小球，沿x 轴作振幅为A 的简谐运动，振动的表达式为余弦函数。
若t=0时球的运动状态分别为：（1）x 0= - A ；（2）过平衡位置向x 轴正方向运动；（3）过x=2/A 处，且向x 轴反方向运动。
用旋转矢量法确定上述状态的初相位。
2、作简谐振动的小球，速度最大值v m =0.03m/s ，振幅A=0.02m ，从速度为正的最大值的某个时刻开始计时。
（1）求振动周期；（2）求加速度最大值；（3）写出振动表达式。
解：(1)2220.024 4.2(s)0.033m AT ππππωυ⨯====≈(2)22220.030.045(m/s )43m m m a A Tππωυωυπ===⨯=⨯≈(3)02πϕ=-，3(rad/s)2ω=，∴30.02cos()22x t π=- [SI]3、一简谐波在介质中沿x 轴正方向传播，振幅A=0.1m ，周期T=0.5s ，波长λ=10m 。
在t=0时刻，波源振动的位移为正方向最大值，把波源的位置取为坐标原点。
求：（1）这个简谐波的波函数；（2）t 1=T/4时刻，x 1=λ/4处质元的位移；（3）t 2=T/2时刻，x 2=λ/4处质元的振动速度。
第十一章波动光学1、由汞弧灯发出的光，通过一绿色滤光片后，垂直照射到相距为0.60m的双缝上，在距双缝2.5m的光屏上出现干涉条纹。
现测得相邻两明条纹中心间距为2.27mm，求入射光的波长。
2、一双缝间距d=1.0×10-4m，每个缝的宽度a=2.0×10-5m，透镜焦距为0.5m，入射光的波长为480nm，求：（1）屏上干涉条纹的间距；（2）单缝衍射的中央明纹的宽度；（3）在单缝衍射中央明纹内有多少双缝干涉极大。
3、一束光通过两个偏振化方向平行的偏振片，透过光强为I1，当一个偏振片慢慢转过θ角时，透过光的强度为I1/2。
求θ角。
第十二章量子物理基础无。
