南京理工大学大学物理第26次课19-312级

2011级大物试卷及答案一、选择题（每题2分，共20分）1、一质点从静止出发绕半径为R 的圆周作匀变速圆周运动，角加速度为α，当该质点走完一圈回到出发点时，所经历的时间为 （ B ）（A ）R 221α； （B ）απ4； （C ）απ2； （D ）条件不够不能确定。

2、有一个小球，置于一个光滑的水平桌面上，有一绳其一端连接此小球，另一端穿过桌面中心的小孔，该小球原以角速度ω在距孔为r 的圆周上转动，今将绳从小孔缓慢往下拉的过程中，则对小球下列叙述正确的是 （ C ） （A ）角动量、动能、动量都不变； （B ）角动量、动能、动量都改变； （C ）角动量不变，动能、动量都改变； （D ）角动量和动量不变，动能改变。

3、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1。

今使棒从水平位置由静止开始下落。

在棒摆动到竖直位置的过程中，则应 （ A ） （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； （D ）角速度从大到小，角加速度从小到大。

4、一简谐振动曲线如图2所示，则振动周期为 （ D ） （A ）2.62s ； （B ）0.42s ； （C ）0.38s ； （D ）2.40s5、传播速度为100m/s ，频率为50Hz 的平面简谐波，在波线上相距为0.5m 的两点之间的位相差为 （ C ）（A ）3π； （B ）6π； （C ）2π； （D ）4π。

6、如图3所示，设某热力学系统经历一个准静态过程b →c →a ，a ，b 两点在同一条绝热线上，则该系统在b →c →a 过程中 （ D ） （A ）只吸热，不放热； （B ）只放热，不吸热；（C ）有的阶段吸热，有的阶段放热，吸收的热量等于放出的热量； （D ）有的阶段吸热，有的阶段放热，吸收的热量大于放出的热量； （E ）有的阶段吸热，有的阶段放热，吸收的热量小于放出的热量。

南京理⼯⼤学现代物理复习题复习题⼀、相对论1、关于同时相对性，以下结论中正确的是（ C ）（A ）在⼀惯性系同时发⽣的两个事件，在另⼀惯性系⼀定不同时发⽣；（B ）在⼀惯性系不同地点同时发⽣的两个事件，在另⼀惯性系⼀定同时发⽣；（C ）在⼀惯性系同⼀地点同时发⽣的两个事件，在另⼀惯性系⼀定同时发⽣；（D ）在⼀惯性系不同地点不同时发⽣的两个事件，在另⼀惯性系⼀定不同时发⽣。

2、两个惯性系S 和S '，沿X (X ')轴⽅向相对运动，相对速度为u 。

设在S '系中某点先后发⽣的两个事件，⽤固定于该系的钟测出两事件的时间间隔为0τ，⽽⽤固定在S 系的钟测出这两个事件的时间间隔为τ，⼜在S '系的X '轴上静⽌放置⼀固有长度为0l 的细杆，从S 系测得此杆的长度为l ，则（ D ）（A ）0ττ<，0l l <；（B ）0ττ<，0l l >；（C ）0ττ>，0l l >；（D ）0ττ>，0l l < 3、粒⼦的静质量为0m ，速率为υ，则该物体相对论性的物质波波长为（12）。

（12）υυυλ0221m c h m h-== 4、某物体，静⽌时测得其质量为m 0，体积为V 0、，寿命为τ0，当此物体以u 速度运动时，测得其质量密度为（14），寿命为（15）。

（14）220011c u V m -；（15）2201c u-τ；5、若⼀个光⼦的能量等于⼀个电⼦的静能，则该光⼦的波长约为（15） nm 。

（15）2.4×10 -36、设某微观粒⼦的总能量是它的静⽌能量的k 倍，则其运动速度的⼤⼩为（ A ）（A ）12-k k c ；（B ）21k k c -；（C ）1-k c ；（D ）)2(1++k k k c7、+π介⼦是⼀种不稳定的粒⼦，平均寿命是s 8106.2-?（在与它相对静⽌的参照系中测得）。

南京理工大学物理实验学习指南一、实验物理课程基本训练的有关程序学生在物理实验课程中通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，加深了对物理学原理的理解。

实验教学基本思路和程序归结为：实验思想→实验仪器→实验方法→实验测量→实验分析→实验结果数据处理。

根据这一教学思想和程序，学生应遵循的基本学习程序可分为以下三个阶段。

1. 实验前预习由于实验课课内时间有限，课前必须预先熟悉实验内容，否则要在短短的课内时间完成整个实验无疑是有困难的。

在实验之前，应对待测物理量、实验原理、期待的结果等做到胸有成竹。

若事先不了解，只是机械的按教材所述步骤看一步动一步，虽然获得实验数据，但却不了解其含义，收获是不会大的，因此必须做好课前预习。

预习一般以理解本教材所述原理为主，并大致了解实验具体步骤。

为了使测量结果眉目清楚，防止漏测数据，应按实验要求拟好数据草表，注明文字、符号所代表的物理量及单位，并确定测量次数。

预习时，应撰写预习报告。

预习报告主要内容：（1）实验名称；（2）实验目的；（3）仪器设备；（4）基本原理，包括重要的计算公式、电路图、光路图及简要的文字说明；（5）数据草表。

其中，数据草表是供实验时记录实验数据用的。

2. 课堂实验实验开始前，首先要熟悉一下将要使用的仪器（设备）的性能以及正确的操作规程，切忌盲目操作；其次是要全面熟悉实验操作步骤，不要急于动手，因误解一步或调错一次，都有可能使整个实验前功尽弃。

实际操作时应注意观察实验现象，尤其对所谓的“反常”现象，更应仔细观察分析，不要单纯追求“顺利”，要学会对观察到的现象随时进行判断，以确定正在进行的实验过程是否正常合理；对实验过程中出现的故障，要学会及时排除。

每次测量时应将数据记录在数据草表内，并注意其有效位数。

若实验结果与实验条件有关，还应记下相应的实验条件，如当时的室温、湿度、大气压等。

实验结束后，要将测得的数据交给指导教师检查签字。

对于不合理或错误的实验结果，经分析后必须补做或重做。

南京理工大学物理实验教学日历为引导学生自主性和研究性学习，以学生为本，针对本科生学习的特点，设置了课程的框架，满足不同层次，不同专业学生对实验能力培养需求。

（一）大学物理实验（必修，60学时，每年平均有3500名本科生学习，课堂教学为主，必做实验20个，分两个学期完成，大一下，大二上）（二）公选课（1）物理实验新技术与研究性实验思路与方法（全校本科生公选课，课内学时16，完成的形式为：课堂教学与课外实验相结合，提供课外实验类型主要为设计性实验和研究性实验，内容为随机性，学生自主与老师出题相结合。

）（三）公选课（2）物理实验新技术与专题实验（全校本科生公选课，课内学时16，完成的形式为：课堂教学与课外选择实验相结合，必选做实验5个，以近代物理实验与工程技术实验内容为主）本课程共有三个教学单元，教学安排如下：单元1（1）计划学时数为30，每个实验3学时（2）实验内容①实验1 测量误差及其数据处理方法②实验2 刚体转动惯量的测定③实验3 固体线膨胀系数的测定④实验4 用稳态法测定橡胶板导热系数⑤实验5 弱电流测量及PN结物理特性的研究⑥实验6 直流电流⑦实验7 示波器⑧实验8 霍尔效应法测量磁场⑨实验9 磁阻效应⑩实验10 设计性实验单元2（1）计划学时数为30，每个实验3学时（2）实验内容①实验1 用波尔共振仪研究受迫振动②实验2 声速测定③实验3 牛顿环④实验4 氢原子光谱⑤实验5 衍射光栅⑥实验6 迈克尔逊干涉仪⑦实验7 旋光效应⑧实验8 光电效应和普朗克常数测定⑨实验9 全息照相⑩实验10 脉冲固体激光器的输出特性单元3（1）两门课，计划学时数为32，全校本科生公共选修课（2）每学期开设（3）第一门课名称：物理实验新技术与研究性实验思路与方法学时数：16内容：设计性实验：实验1 用激光反射法间接测定光学黑闸子中物体形状实验2 用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜实验3 测定未知光波长及角色散率实验4 用Lau’s效应测定透镜焦距实验5 用全息方法制作光栅实验6 用偏振片设计角位移传感器实验7 水中声速与温度关系测量研究性实验：实验1 Co掺杂ZnO薄膜的磁光克尔效应研究实验2 双电极对间距及放电脉冲时间选择研究实验3 纳米ZnO薄膜的反射和偏振特性研究实验4 用牛顿环法测量光纤连接器端面的顶点偏移实验5 光纤弯曲损耗实验研究实验6 磁阻传感器测量地磁场实验7 条码定位测长技术应用研究实验8 激光束在水中传输特性的研究实验9 生物组织光学特性测试方法研究实验10 声波在水中的传播特性和水中目标探测的研究实验11 激光束发散角在空间的传输特性研究实验12 气体组分对TEA CO2激光器输出特性影响的研究（4）第二门课名称：物理实验新技术与研究性实验思路与方法学时数：16内容（学生任选5个实验）：实验1 核磁共振实验2 铁磁共振实验3 光磁共振实验4 顺磁共振实验5 表面磁光克尔效应实验6 多普勒效应实验7 锁定放大器测量微弱信号实验8 纳米微粒材料制备实验9 B-H特性测试仪实验10 单光子计数实验系统实验11 色度测量仪实验12 紫外近红外光谱仪实验13 荧光分光光度计实验14 激光拉曼光谱仪实验15 椭偏仪实验16 扫描探针显微镜实验17 1.5Hz矢量网络分析仪实验18 超声探伤仪实验19 HD150手持激光测距仪实验20自动粉末压片机实验21激光光束分析仪实验22可拆卸装调方便小型TEACO2激光实验仪。

南京理工大学物理实验教学大纲一．课程概要和教学方法1. 概要物理实验是对学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修通识知识基本实验课程，是学生进入大学后接受系统实验方法和实验技能训练的开端，是培养和提高学生三基本训练实验素质，重点突出实验技能，实验设计思想，方法培养和实验过程中实验创新能力训练的重要基础。

针对本科生学习的特性与个性，物理实验课程体系与构架为：物理实验分为必修课程（大学物理实验，课内学时为60，必做实验20个，每个实验为3学时）和选修课程两门（1.物理实验新技术与研究性实验思路与方法，课内学时16，完成形式为课内课外相结合完成，授课对象为全校本科生公选课；2.物理实验新技术与专题实验，课内学时为16，完成形式为课内课外相结合完成，授课对象为全校本科生公选课）。

2. 教学方法作为南京理工大学本科生通识基础课程“大学物理实验”，每年平均有3500名左右本科生学习这门课程，根据实验课程的性质及学生的特点，采用灵活多样的开放式教学方法和相应的教学手段，重视实验教学艺术方法，课堂教学采用了启发式和互动式手段，有效提高了课程教学质量，成效显著，大面积提高了课程教学质量。

（1）将物理实验思想的培养与实验技能的训练相结合作为基础课的物理实验，其目的与作用并不是粗略地去验证理论，而是在受到基本实验技能训练的同时，培养科学实验素质，从实践中培养和提高自己分析问题和解决问题的能力。

在实验内容的安排上，注重实验设计基本思想和实验技能相结合。

例如，拆卸、装调方便的固体激光器和用于测量参数的固体激光器相互并存；板式双臂电桥和箱式双臂电桥相互并存等。

前者突出实验的设计思想，后者突出基本实验技能及应用的训练。

（2）训练基础物理实验技能的同时，注意能力素质培养物理实验课程是理工科学生进入大学后受到系统的实验方法和实验技能训练的重要开端，它贯穿着辩证唯物主义思想，把理论与实践、方法与技能相结合，促进学习者既动手又动脑，尤其能加强能力素质和创新意识的培养。

l 2-h 2 l2n t v =第一章 质点运动学本章提要1、 参照系：描述物体运动时作参考的其他物体。

2、 运动函数：表示质点位置随时间变化的函数。

位置矢量： r = r(t ) = x (t )i + y (t ) j + 位置矢量： ∆r = r (t + ∆t ) - r(t )z (t )k一般情况下： ∆r ≠ ∆r3、速度和加速度： v = d r dt ； a = d vdt = d 2r dt 24、匀加速运动：a = 常矢量 ； v = v + a t r = v t + 1 at 225、一维匀加速运动： v = v + at ； x = v t + 1 at 2v 2 - v 2 = 2ax6、抛体运动：a x = 0 02；a y = -gv x = v 0 cos；v y = v 0 sin - gtx = v 0 cos t ；y = v 0 sint - 1 gt 2 7、圆周运动： a = a + a2法向加速度： a n = R dv切向加速度： a t dt= R 28、伽利略速度变换式： v = v ' + u【典型例题分析与解答】1. 如图所示,湖中有一小船。

岸上有人用绳跨过定滑轮拉船靠岸。

设滑轮距水面高度为 h ，滑轮到原船位置的绳长为 l 。

当人以匀速 v 拉绳，船运动的速度v ' 为多少?解：取如图所示的坐标轴, 由题知任一时刻由船到滑轮的绳长为 l=l 0-vt 则船到岸的距离为：v vx = =因此船的运动速率为：(l -vt )2-h 2 0l -⎛ h⎫2⎝ l 0 - vt ⎭⎪ a 2 + a 2x yt 0 0 0 0 adt = ( 6i + 4 j)dt 0v =dx =vdt2. 一质点具有恒定的加速度 a = (6i + 4 j )m/s 2,在 t=0 时刻,其速度为零, 位置矢量 r = 10i 求:(1)在任意时刻的速度和位置矢量;(2)质点在 xoy 平面的轨迹方程,并画出轨迹的示意图.(m).解. (1)由加速度定义a = d vdt,根据初始条件 t 0=0 v 0=0 可得 ⎰v dv = ⎰t ⎰ v = (6ti + 4tj )m / sd rrtt 由v =dt 及 t 0=0 r = r 0 = 10i 得⎰r dr = ⎰0vdt = ⎰ (6ti + 4tj )dtr = r 0+ 3t 2i + 2t 2 j = [(10 + 3t 2 )i + 2t 2j ]m(2)由以上可得质点的运动方程的分量式 x=x(t) y=y(t) 即 x=10+3t 2y=2t 2消去参数 t,得质点运动的轨迹方程为3y=2x-20这是一个直线方程.由 r= 10im 知x 0=10m,y 0=0.而直线斜率k = dy/dx = tga = 2, 310X则a = 33 41' 轨迹方程如图所示3. 质点的运动方程为 x = -10t + 30t 2 和 y = 15t-20t 2 ,(SI)试求:(1) 初速度的大小和方向;(2)加速度的大小和方向. 解.(1)速度的分量式为v x = dx/dt = -10 + 60t v y = dy/dt = 15-40t当 t=0 时,v 0x =-10m/s,v 0y =15m/s,则初速度的大小为v 0 = = 18.0 m/s而 v 0与 x 轴夹角为 a = arctg v 0 yv = 123 41'(2)加速度的分量式为0 xa = dv xxdt= 60ms -2a = dv y ydt= 40ms -2则其加速度的大小为 a = = 72.1 m s -2 v 0 x 2 + v 0 y 2B B x Yv 0v xv ya 与 x 轴的夹角为= arctga ya x= -33 41' (或326 19' )4. 一质点以 25m/s 的速度沿与水平轴成 30°角的方向抛出.试求抛出 5s 后,质点的速度和距抛出点的位置.解. 取质点的抛出点为坐标原点.水平方向为x 轴竖直方向为y 轴, 质点抛出后作抛物线运动,其速度为v x = v 0 cos v y = v 0 sin- gt则 t=5s 时质点的速度为v x =21.65m/s v y =-36.50m/s质点在 x,y 轴的位移分别为Xgt 2x=v 0x t=108.25my = v 0 y t- 2= -60.0 m质点在抛出 5s 后所在的位置为 r= xi + y j = (108.25i -60.0j ) m5. 两辆小车 A 、B 沿 X 轴行驶,它们离出发点的距离分别为 XA=4t+t 2, XB= 2t 2+2t 3 (SI)问:(1)在它们刚离开出发点时,哪个速度较大?(2)两辆小车出发后经过多少时间才能相遇?(3)经过多少时间小车 A 和 B 的相对速度为零? 解.(1) v A = dx A /dt = 4 + 2tv = dx /dt = 4t + 6t 2当 t=0 时, v A =4m/s v B =0 因此 v A > v B(2) 当小车 A 和 B 相遇时, x A =x B即解得 t=0、1.19s -1.69s(无意义)4t + t 2 = 2t 2 + 2t 3(3) 小车 A 和 B 的相对速度为零,即 v A -v B =03t 2+t-2=0解得 t=0.67s . -1s(无意义).第二章 质点力学（牛顿运动定律）本章提要1、牛顿运动定律牛顿第一定律F = o 时v= 常矢量牛顿第二定律F = m a= ma i + ma i + ma z kya 0 0 0 2 2牛顿第三定律F = -F ' 2、技术中常见的几种力：重力P = mg弹簧的弹力f = -kx压力和张力滑动摩擦力f k = k N静摩擦力f s ≤ s N3、基本自然力：万有引力、弱力、电磁力、强力。