10级大学物理复习题(第10章)

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 （221L 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 1b。

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 ( 22112 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 1211283. 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 )。

第1章 质点运动学1 下面各种判断中, 错误的是A. 质点作直线运动时, 加速度的方向和运动方向总是一致的B.质点作匀速率圆周运动时, 加速度的方向总是指向圆心C . 质点作斜抛运动时, 加速度的方向恒定D . 质点作曲线运动时, 加速度的方向总是指向曲线凹的一边[ ]答案：A难易程度：中答案解析：无题型：单选题2. 质点作圆周运动时，下列说表述中正确的是（ ）A. 速度方向一定指向切向，加速度方向一定指向圆心B. 速度方向一定指向切向，加速度方向也一般指向切向C. 由于法向分速度为零，所以法向加速度也一定为零D. 切向加速度仅由速率的变化引起答案：D难易程度：中答案解析：无题型：单选题3 有两个各自作匀变速运动的物体, 在相同的时间间隔内所发生的位移大小应有A. 加速度大的位移大B. 路程长的位移大C.平均速率大的位移大D. 平均速度大的位移大[ ]答案：D难易程度：中答案解析：无题型：单选题4 质点作曲线运动, r 表示位置矢量的大小, s 表示路程, a 表示加速度大小, 则下列各式中正确的是 A. a t =d d v B. v =t r d d C. v =t s d d D. a t=d d v [ ] 答案：C难易程度：中答案解析：无题型：单选题5. 关于加速度的物理意义, 下列说法正确的是A. 加速度是描述物体运动快慢的物理量B. 加速度是描述物体位移变化率的物理量C. 加速度是描述物体速度变化的物理量D. 加速度是描述物体速度变化率的物理量 [ ]答案：D难易程度：中答案解析：无题型：单选题5 作匀变速圆周运动的物体A.法向加速度大小不变B. 切向加速度大小不变C. 总加速度大小不变D. 以上说法都不对[ ]答案：B难易程度：中答案解析：无题型：单选题7 作圆周运动的物体A. 加速度的方向必指向圆心B.切向加速度必定等于零C. 法向加速度必定等于零D.总加速度必定不总等于零[ ]答案：D难易程度：中答案解析：无题型：单选题8 一质点在平面上运动, 已知质点位置矢量的表示式为j t b i t a r22+=(其中a 、b 为常量) , 则该质点作A. 匀速直线运动B. 变速直线运动C. 抛物曲线运动D.一般曲线运动[ ]答案：B难易程度：中答案解析：无题型：单选题9 一质点在xOy 平面内运动, 其运动方程为Rt t R x ωω+=sin , R t R y +=ωcos ,式中R 、ω均为常数．当y 达到最大值时该质点的速度为A ．0,0==y x v v B. 0,2==y x R v v ωC . ωR y x −==v v ,0 D. ωωR R y x −==v v ,2[ ]答案：B难易程度：难答案解析：无题型：单选题10某物体的运动规律为t k t2d d v v −=, 式中k 为常数．当t = 0时，初速度为0v ．则速度v 与时间t 的函数关系是 A. 0221v v +=t k B. 0221v v +−=t k C. 02121v v +=t k D. 02121v v +−=t k [ ] 答案：C难易程度：难答案解析：无题型：单选题11 某质点作直线运动的运动学方程为x ＝3t -5t 3 + 6 (SI)，则该质点作A. 匀加速直线运动，加速度沿x 轴正方向．B. 匀加速直线运动，加速度沿x 轴负方向．C. 变加速直线运动，加速度沿x 轴正方向．D. 变加速直线运动，加速度沿x 轴负方向． ( )答案：D难易程度：中答案解析：无题型：单选题12 物体不能出现下述哪种情况?A.运动中, 瞬时速率和平均速率恒相等B. 运动中, 加速度不变, 速度时刻变化C. 曲线运动中, 加速度越来越大, 曲率半径总不变D. 曲线运动中, 加速度不变, 速率也不变[ ]答案：D难易程度：中答案解析：无题型：单选题13.下列说法中，哪一个是正确的？A. 一质点在某时刻的瞬时速度是2 m/s ，说明它在此后1 s 内一定要经过2 m 的路程．B. 斜向上抛的物体，在最高点处的速度最小，加速度最大．C. 物体作曲线运动时，有可能在某时刻的法向加速度为零．D.物体加速度越大，则速度越大． ［ ］答案：C难易程度：中答案解析：无题型：单选题第2章牛顿运动定律一、选择题1．牛顿第一定律告诉我们A 物体受力后才能运动B 物体不受力也能保持本身的运动状态C 物体的运动状态不变, 则一定不受力D 物体的运动方向必定和受力方向一致[ ]答案：B难易程度：中答案解析：无题型：单选题2. 下列说法中正确的是A. 运动的物体有惯性, 静止的物体没有惯性B. 物体不受外力作用时, 必定静止C. 物体作圆周运动时, 合外力不可能是恒量D. 牛顿运动定律只适用于低速、微观物体[ ] 答案：C难易程度：中答案解析：无题型：单选题3. 下列诸说法中, 正确的是A.物体的运动速度等于零时, 合外力一定等于零B. 物体的速度愈大, 则所受合外力也愈大C.物体所受合外力的方向必定与物体运动速度方向一致D.以上三种说法都不对[ ]答案：D难易程度：中答案解析：无题型：单选题4. 一个物体受到几个力的作用, 则A. 运动状态一定改变B. 运动速率一定改变C.必定产生加速度D. 必定对另一些物体产生力的作用[ ]答案：D难易程度：中答案解析：无题型：单选题5. 对一运动质点施加以恒力, 质点的运动会发生什么变化?A.质点沿着力的方向运动B.质点仍表现出惯性C.质点的速率变得越来越大D. 质点的速度将不会发生变化[ ]答案：B难易程度：中答案解析：无题型：单选题6. 一物体作匀速率曲线运动, 则A. 其所受合外力一定总为零B.其加速度一定总为零C.其法向加速度一定总为零D.其切向加速度一定总为零[ ]答案：D难易程度：中答案解析：无题型：单选题7. 一炮弹由于特殊原因在飞行中突然炸成两块, 其中一块作自由下落, 则另一块着地点A. 比原来更远B. 比原来更近C. 仍和原来一样D.条件不足不能判定[ ]答案：A难易程度：中答案解析：无题型：单选题8用水平力F N把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止．当F N逐渐增大时,物体所受的静摩擦力F f的大小( )A.不为零,但保持不变B．随F N成正比地增大C ． 开始随F N 增大,达到某一最大值后,就保持不变D ． 无法确定答案：A难易程度：中答案解析：无题型：单选题 9. 一物体沿固定圆弧形光滑轨道由静止下滑,在下滑过程中,则( )A. 它的加速度方向永远指向圆心,其速率保持不变B.它受到的轨道的作用力的大小不断增加C. 它受到的合外力大小变化,方向永远指向圆心D.它受到的合外力大小不变,其速率不断增加答案：B难易程度：中答案解析：无题型：单选题第4章 振动与波动一、选择题1. 已知四个质点在x 轴上运动, 某时刻质点位移x 与其所受合外力F 的关系分别由下列四式表示(式中a 、b 为正常数)．其中不能使质点作简谐振动的力是[ ]A. abx F =B. abx F −=C. b ax F +−=D. a bx F /−=答案：A难易程度：中答案解析：无题型：单选题2. 在下列所述的各种物体运动中, 可视为简谐振动的是[ ]A. 将木块投入水中, 完全浸没并潜入一定深度, 然后释放B. 将弹簧振子置于光滑斜面上, 让其振动C. 从光滑的半圆弧槽的边缘释放一个小滑块D. 拍皮球时球的运动答案：B难易程度：中答案解析：无题型：单选题3. 在简谐振动的运动方程中，振动相位)(ϕω+t 的物理意义是[ ]A.表征了简谐振子t 时刻所在的位置B. 表征了简谐振子t 时刻的振动状态C. 给出了简谐振子t 时刻加速度的方向D. 给出了简谐振子t 时刻所受回复力的方向答案：B难易程度：中答案解析：无题型：单选题4. 一质点作简谐振动, 振动方程为)cos(ϕω+=t A x ． 则在2T t =(T 为振动周期) 时, 质点的速度为[ ]A.ϕωsin A −B.ϕωsin AC. ϕωcos A −D.ϕωcos A答案：B难易程度：中答案解析：无题型：单选题5. 一质点以周期T 作简谐振动, 则质点由平衡位置正向运动到最大位移一半处的最短时间为[ ] A.6T B. 8T C. 12T D. T 127 答案：C难易程度：中答案解析：无题型：单选题6. 某物体按余弦函数规律作简谐振动, 它的初相位为2π3, 则该物体振动的初始状态为[ ]A. x 0 = 0 , v 0 > 0B. x 0 = 0 , v 0＜0C. x 0 = 0 , v 0 = 0D. x 0 = −A , v 0 = 0答案：A难易程度：中答案解析：无题型：单选题7. 一作简谐运动质点的振动方程为π)21π2cos(5+=t x , 它从计时开始, 在运动一个周期后[ ]A. 相位为零B. 速度为零C. 加速度为零D. 振动能量为零答案：C难易程度：中答案解析：无题型：单选题8. 当一质点作简谐振动时, 它的动能和势能随时间作周期变化．如果ν是质点振动的频率, 则其动能变化的频率为[ ]A.ν4B.ν2C. νD.2ν 答案：B难易程度：中答案解析：无题型：单选题9. 两个同方向、同频率、等振幅的谐振动合成, 如果其合成振动的振幅仍不变, 则此二分振动的相位差为[ ] A.2π B.3π2 C. 4π D. π 答案：B难易程度：中答案解析：无题型：单选题10. 谐振子作简谐振动时, 速度和加速度的方向[ ]A. 始终相同B. 始终相反C. 在某两个41周期内相同, 另外两个41周期内相反 D.在某两个21周期内相同, 另外两个21周期内相反 答案：C难易程度：中答案解析：无题型：单选题11. 关于振动和波, 下面几句叙述中正确的是[ ]A.有机械振动就一定有机械波B.机械波的频率与波源的振动频率相同C.机械波的波速与波源的振动速度相同D.机械波的波速与波源的振动速度总是不相等的答案：B难易程度：中答案解析：无题型：单选题12. 按照定义，振动状态在一个周期内传播的距离就是波长．下列计算波长的方法中错误的是[ ]A. 用波速除以波的频率B. 用振动状态传播过的距离除以这段距离内的波数C.测量相邻两个波峰的距离D.测量波线上相邻两个静止质点的距离答案：D难易程度：中答案解析：无题型：单选题13. 当x 为某一定值时, 波动方程)π(2cos λx T t A x −=所反映的物理意义是[ ] A. 表示出某时刻的波形B. 说明能量的传播C. 表示出x 处质点的振动规律D. 表示出各质点振动状态的分布答案：C难易程度：中答案解析：无题型：单选题14. 下列方程和文字所描述的运动中，哪一种运动是简谐振动? [ ]A.x A t =1cos ωB.x A t A t =+123cos cos ωωC.d d 2222x tx =−ω D.两个同方向、频率相近的谐振动的合成答案：A难易程度：中答案解析：无题型：单选题15. 下列函数f ( x , t )可以用来表示弹性介质的一维波动, 其中a 和b 是正常数．则下列函数中, 表示沿x 轴负方向传播的行波是[ ]A. )sin(),(bt ax A t x f +=B. )sin(),(bt ax A t x f −=C. )cos()cos(),(bt ax A t x f =D.)sin()sin(),(bt ax A t x f =答案：A难易程度：中答案解析：无题型：单选题16. 已知一波源位于x = 5 m 处, 其振动方程为: )cos(ϕω+=t A y (m)．当这波源产生的平面简谐波以波速u 沿x 轴正向传播时, 其波动方程为[ ] A.)(cos ux t A y −=ω B. ])(cos[ϕω+−=ux t A y C.])5(cos[ϕω++−=ux t A y D.])5(cos[ϕω+−−=u x t A y 答案：D难易程度：中答案解析：无题型：单选题17. 已知一平面余弦波的波动方程为)01.05.2π(cos 2x t y −=, 式中 x 、y 均以cm 计．则在同一波线上, 离x = 5 cm 最近、且与 x = 5 cm 处质元振动相位相反的点的坐标为[ ]A.7.5 cmB. 55 cmC.105 cmD. 205 cm答案：C难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题18. 若一平面简谐波的波动方程为)cos(cx bt A y −=, 式中A 、b 、c 为正值恒量．则[ ] A. 波速为cB.周期为b 1 C. 波长为c π2D.角频率为bπ2答案：C难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题19. 一平面简谐横波沿着Ox 轴传播．若在Ox 轴上的两点相距8λ（其中λ为波长）, 则在波的传播过程中, 这两点振动速度的[ ] A. 方向总是相同 B. 方向有时相同有时相反C.方向总是相反D. 大小总是不相等答案：B难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题20. 一简谐波沿Ox 轴正方向传播，t ＝0时刻波形曲线如图所示，其周期为2 s ．则P 点处质点的振动速度v 与时间t 的关系曲线为 [ ]AωsD ωsω−ω−s图 波形图难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题静电场2. 将某电荷Q 分成q 和(Q −q )两部分, 并使两部分离开一定距离, 则它们之间的库仑力为最大的条件是 [ ] (A) 2Q q = (B) 4Qq = (C) 8Qq =(D) 16Qq =答案：A难易程度：易 答案解析：无 题型：单选题5. 关于静电场, 下列说法中正确的是[ ] (A) 电场和检验电荷同时存在, 同时消失(B) 由qF E =知, 电场强度与检验电荷电荷量成反比(C) 电场的存在与否与检验电荷无关(D) 电场是检验电荷与源电荷共同产生的 答案：C难易程度：易 答案解析：无 题型：单选题8. 关于电场强度, 以下说法中正确的是[ ] (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qFE =定出, 其中q 可正, 可负(D) 以上说法全不正确难易程度：易 答案解析：无 题型：单选题11. 在静电场中, 电场线为平行直线的区域内 [ ] (A) 电场相同, 电势不同(B) 电场不同, 电势相同(C) 电场不同, 电势不同(D) 电场相同, 电势相同 答案：A难易程度：易 答案解析：无 题型：单选题15、如图所示，一均匀带电球面, 面内电场强度处处为零, 则球面上的带电量为S d σ的电荷元在球面内产生的场强[ ] (A) 处处为零(B) 不一定为零(C) 一定不为零 (D) 是一常数答案：C难易程度：易 答案解析：无 题型：单选题18. 半径为R 的均匀带电球面, 若其面电荷密度为σ, 则在球面外距离球面R 处的电场强度大小为 [ ] (A)εσ(B)2εσ(C)04εσ(D)8εσ 答案：C难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题24. 高斯定理0d ε∑⎰⎰=⋅isqS E, 说明静电场的性质是[ ] (A) 电场线是闭合曲线(B) 库仑力是保守力 (C) 静电场是有源场 (D) 静电场是保守场答案：C难易程度：易 答案解析：无 题型：单选题26. 电场中一高斯面S , 内有电荷q 1、q 2，S 面外有电荷q 3、q 4．关于高斯定理d ε∑⎰⎰=⋅isqS E , 正确的说法是[ ] (A) 积分号内E只是q 1、q 2共同激发的(B) 积分号内E是q 1、q 2、q 3、q 4共同激发的(C) 积分号内E只是q 3、q 4共同激发的(D) 以上说法都不对答案：B难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题33. 将点电荷Q 从无限远处移到相距为2l 的点电荷＋和－q 的中点处, 则电势能的增加量为[ ] (A) 0(B)l q0π4ε(C) l Qq 0π4ε(D) lQq0π2ε答案：A难易程度：中 答案解析：无题型：单选题35. 下面关于某点电势正负的陈述中, 正确的是 [ ] (A) 电势的正负决定于试探电荷的正负(B) 电势的正负决定于移动试探电荷时外力对试探电荷做功的正负(C) 空间某点电势的正负是不确定的, 可正可负, 决定于电势零点的选取 (D) 电势的正负决定于带电体的正负答案：C难易程度：易 答案解析：无 题型：单选题37. 由定义式⎰∞⋅=RR l E Ud 可知[ ] (A) 对于有限带电体, 电势零点只能选在无穷远处(B) 若选无限远处为电势零点, 则电场中各点的电势均为正值 (C) 已知空间R 点的E , 就可用此式算出R 点的电势(D) 已知R →∞积分路径上的场强分布, 便可由此计算出R 点的电势答案：D难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题 D41. 两个点电荷相距一定距离, 若这两个点电荷连线的中垂线上电势为零, 则这两个点电荷的带电情况为[ ] (A) 电荷量相等, 符号相同 (B) 电荷量相等, 符号不同(C) 电荷量不同, 符号相同 (D) 电荷量不等, 符号不同答案：B难易程度：易 答案解析：无 题型：单选题44. 如图5-1-45所示，等边三角形的三个顶点上分别放置着均为正的点电荷q 、2 q 、和3 q , 三角形的边长为a , 若将正电荷Q 从无穷远处移至三角形的中心点处, 所需做的功为[ ] (A) aQq0π44.3ε(B) aQq0π7.1ε (C) aQq0π6.2ε (D) aQq0π4.3ε 答案：C难易程度：难 答案解析：无 题型：单选题48. 关于电场强度和电势的关系, 下列说法中正确的是 [ ] (A) 电势不变的空间, 电场强度一定为零 (B) 电势不变的空间, 电场强度不为零 (C) 电势为零处, 电场强度一定为零 (D) 电场强度为零处, 电势一定为零 答案：A难易程度：易 答案解析：无 题型：单选题52. 带电－q 的粒子在带电＋q 的点电荷的静电力作用下在水平面内绕点电荷作半径为R 的匀速圆周运动. 如果带电粒子质量及点电荷的电量均增大一倍, 并使粒子的运动速率也增大一倍, 则粒子的运动半径将变为 [ ] (A) 4R(B)2R(C) 2R (D) 4R答案：A难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题56. 边长为a 的正方体中心放置一电荷Q , 则通过任一个侧面S 的电通量⎰⎰⋅sS E d 为[ ] (A) 04εQ(B)6εQ(C)08 Q(D) 6Q答案：B难易程度：易 答案解析：无 题型：单选题第7章 恒定磁场一、选择题1. 磁场可以用下述哪一种说法来定义? (A) 只给电荷以作用力的物理量 (B) 只给运动电荷以作用力的物理量(C) 贮存有能量的空间(D) 能对运动电荷做功的物理量 答案：B难易程度：易 答案解析：无 题型：单选题2. 下列叙述中不能正确反映磁感应线性质的是 (A) 磁感应线是闭合曲线(B) 磁感应线上任一点的切线方向为运动电荷的受力方向 (C) 磁感应线与载流回路象环一样互相套连 (D) 磁感应线与电流的流向互相服从右手定则答案：B难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题3. 一电荷放置在行驶的列车上, 相对于地面来说, 电荷产生电场和磁场的情况将是A) 只产生电场 (B) 只产生磁场 (C) 既产生电场, 又产生磁场(D) 既不产生电场, 又不产生磁场答案：C难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题4. 通以稳恒电流的长直导线, 在其周围产生电场和磁场的情况将是 (A) 只产生电场 (B) 只产生磁场(C) 既产生电场, 又产生磁场(D) 既不产生电场, 又不产生磁场答案：C难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题5. 磁场的高斯定理⎰⎰=⋅sS B 0d, 说明(A) 穿入闭合曲面的磁感应线的条数必然等于穿出的磁感应线的条数(B) 穿入闭合曲面的磁感应线的条数不等于穿出的磁感应线的条数 (C) 一根磁感应线可以终止在闭合曲面内 (D) 一根磁感应线不可能完全处于闭合曲面内答案：A难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题 6. 下述情况中能用安培环路定律求磁感应强度的是 (A) 一段载流直导线 (B) 无限长直线电流(C) 一个环形电流(D) 任意形状的电流 答案：B难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题7. 取一闭合积分回路L , 使三根载流导线穿过L 所围成的面，如图所示. 现改变三根导线之间的相互间隔, 但不越出积分回路, 则(A) 回路L 内的∑I 不变, L 上各点的B 不变(B) 回路L 内的∑I 不变, L 上各点的B 改变(C) 回路L 内的∑I 改变, L 上各点的B 不变(D) 回路L 内的∑I 改变, L 上各点的B 改变答案：B难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题 8. 一无限长直圆柱体, 半径为R , 沿轴向均匀流有电流，如图所示．设圆柱体内(r ＜R )的磁感应强度大小为B 1, 圆柱体外( r ＞R )感应强度大小为B 2, 则有(A) B 1、B 2均与 r 成正比 (B) B 1、B 2均与 r 成反比(C) B 1与 r 成反比, B 2与 r 成正比2B •(D) B 1与r成正比, B 2与r成反比答案：D难易程度：中答案解析：无题型：单选题9. 运动电荷受洛伦兹力后, 其动能、动量的变化情况是(A) 动能守恒(B) 动量守恒(C) 动能、动量都守恒(D) 动能、动量都不守恒答案：A难易程度：中答案解析：无题型：单选题10. 如图所示，一个长直螺线管通有交流电, 把一个带负电的粒子沿螺线管的轴线射入管中, 粒子将在管中作(A) 圆周运动(B) 沿管轴来回运动(C) 螺旋线运动(D) 匀速直线运动答案：D难易程度：中答案解析：无题型：单选题11. 在均匀磁场中放置三个面积相等且通过相同电流的线圈: 一个是矩形, 一个是正方形, 另一个是三角形, 如图所示．下列叙述中正确的是(A) 正方形线圈受到的合磁力为零, 矩形线圈受到的合磁力最大(B) 三角形线圈受到的最大磁力矩为最小(C) 三线圈所受的合磁力和最大磁力矩均为零(D) 三线圈所受的最大磁力矩均相等答案：D难易程度：中答案解析：无B题型：单选题12. 两个电子同时由两电子枪射出, 它们的初速度与均匀磁场垂直, 速率分别为2v 和v , 经磁场偏转后(A) 第一个电子先回到出发点 (B) 第二个电子先回到出发点(C) 两个电子同时回到出发点 (D) 两个电子都不能回到出发点答案：C难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题13. 电荷为(+q )的粒子以速度为v ＝0.01c 沿x 轴方向运动, 磁感应强度B的方向沿y轴．要使粒子不偏转需加一个什么样的电场? (A) E ＝B , 沿－y 方向 (B) E ＝B , 沿z 方向 (C) E ＝v B , 沿－z 方向 (D) E ＝v B , 沿z 方向答案：C难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题14. 如图所示，在磁感应强度为B的均匀磁场中，有一圆形载流导线，a 、b 、c 是其上三个长度相等的电流元，则它们所受安培力大小的关系为(A) a F >b F >c F (B) a F <b F <c F (C) b F >c F >a F(D) a F >c F >b F 答案：C难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题15. 若用条形磁铁竖直插入木质圆环, 则在环中是否产生感应电流和感应电动势的判断是(A) 产生感应电动势, 也产生感应电流 (B) 产生感应电动势, 不产生感应电流 (C) 不产生感应电动势, 也不产生感应电流(D) 不产生感应电动势, 产生感应电流 答案：B难易程度：中 答案解析：无 题型：单选题第八章 光学测验题1. 如右图所示，1S 、2S 是两个相干光源，他们到P 点的距离分别为 1r 和 2r 。

第1章（上册P40）1、某质点的运动方程分量式为x=10cos(0.5πt)m，y=10sin(0.5πt)m，则质点运动方程的矢量式为r= ，运动轨道方程为，运动轨道的形状为圆，任意时刻t的速度v= ，加速度 = ,速度的大小为，加速度的大小为，切向加速度的大小为0 ，法向加速度的大小为。

2、一质点做圆周运动的角量运动方程为θ=2+3t+4t2 (SI)。

它在2s末的角坐标为；在第3s内的角位移为，角速度为；在第2s末的角速度为，角加速度为；在第3s内的角加速度为；质点做运动。

3、某质点做直线运动规律为x= t2－4t+2(m)，在(SI)单位制下，则质点在前5s内通过的平均速度和路程为（C ）A、1m﹒s-1，5mB、3m﹒s-1，13mC、1m﹒s-1，13mD、3m﹒s-1，5mE、2m﹒s-1，13m4、某质点的运动规律为d v/dt=－k v2，式中k为常量，当t=0时，初速度为v0，则速率v随时间t的函数关系是（C ）A、v=½k t2+ v0B、v=-½k t2+ v0C、1∕v =kt+1∕v0D、1∕v =-kt+1∕v0E、1∕v =k t2∕2- v05、已知某一质点沿X轴座直线运动，其运动方程为x=5+18t－2t2,取t=0，x=x0为坐标原点。

在国际单位制中，试求：①第1s末及第4s末的位置矢量；②第2s内的位移；③第2s内的平均速度；④第3s末的速度；⑤第3s末的加速度；⑥质点做什么类型的运动？6、一物体沿半径R=0.10m的圆周运动，其运动方程为θ=2+4t3，在国际单位制中，试问：①在t=2s时，它的切向加速度和法向加速度各是多大？②当切向加速度的大小恰好为总加速度大小的一半时，θ的值为多少？③在哪一时刻，切向加速度的大小等于法向加速度的大小？第4章（P122）1、一质量为m的质点，在OXY平面上运动，其位置矢量为r= cos wt i+b sin wt j，式中 、b、w为正的常量。

12．理解热力学系统的特点及其宏观描述的物理量。

*13．掌握理想气体的状态方程及其应用，理解理想气体的压强和温度的统计解释和微观意义。

状态方程RT M m PV =， 压强公式 nkT P =, 温度公式 kT t 23=ε.*14．理解能量均分定理，掌握理想气体的内能，会计算单原子、双原子、多原子理想气体的内能及其变化。

内能 RTi E ν2= (单i ＝3，双i ＝5，多i=6)15．了解麦克斯韦速率分布及其分布特征，会计算三种速率，了解气体分子的平均自由程。

最概然速率M RT v p 2=, 平均速率 M RT v π8=， 方均根速率 M RTv rms 3=。

平均自由程n d 221πλ=。

*16．掌握热力学第一定律，会计算等温过程、等压过程、等容过程和绝热过程的功、内能变化、热量。

掌握热机循环和制冷循环的特征，会计算热机循环效率和卡诺循环的制冷系数。

绝热过程方程C PV =γ或C TV'=-1γ， 绝热比V p C C =γ。

热机循环效率121Q Q -=η，卡诺循环效率121T T c -=η。

17．了解热力学第二定律及其微观意义，了解自然过程进行的方向，理解克劳修斯熵公式，会计算热力学过程的熵变化。

熵变计算公式⎰=-=∆可逆过程T dQ S S S 12。

18．理解电场强度的叠加原理，会计算带电细线的产生的电场强度。

204r r dq E Q⎰=πε19．理解静电场的高斯定理，会根据电荷分布的对称性计算某点的电场强度或电场强度分布。

均匀带电球体产生的电场强度分布 均匀带电圆柱体产生的电场强度分布 均匀带电平面产生的电场强度分布20．理解电势的叠加原理，会用点电荷的电势公式计算带电体在某点产生的电势，会用电场强度与电势的积分关系计算某点的电势（先求电场强度分布）。

会计算静电场的能量。

两点电势差计算公式⎰•=-2·112路径rd Eϕϕ静电场的能量⎰=Ve dV E W 电场存在空间2021ε1． 电势的计算和电势能的计算⎰=r dq 04πεϕ，⎰=dq w e ϕ21*2. 磁力、磁矩、磁力矩的计算 B v q f⨯=，⎰⨯=Bl Id F,dIe S m n ⎰= ,B m M ⨯=*3.毕奥－萨伐尔定律及其计算结果的应用 通电直线段磁场)cos (cos 4210θθπμ-=a I B ， 通电圆弧在圆心的磁场R I B πθμ40=. *4. 安培环路定律及其应用 求长直螺线管的磁场，求无限长通电圆柱体内外的磁场分布5. B 与H 的关系及其应用 H B μ=*6. 动生电动势和感生电动势的区别与计算 ⎰•⨯=ld B v)(ε，⎰•∂∂-=S d t Bε7. 磁通量、自感系数和互感系数的计算⎰•=Sd B mφ，I L mφ=8. 磁场能的计算 221LI W m = ⎰=dV B W m μ229. 位移电流的产生原因与计算10. 谐振动运动方程及其应用，求A 、v 、EP 、EK 、周期T 等11. 振动的合成公式及其应用 求合振幅)(212212221ϕϕ-++=COS A A A A A ，合振动初相(两个方法：公式计算法和矢量图计算法)*12. 平面简谐波方程及其应用 求振幅、周期、波速、波长、振动方程、质点振动速度、波线上两点的相差等)/cos(0ϕωω+=u x t A y ，波速T u /λ=，振动速度dt dy v =13. 理解驻波方程的由来及驻波的特征 14. 了解多普勒效应公式应用15. 掌握杨氏双缝干涉的条纹特征分析、及光强分布*16. 掌握光程与光程差的计算、光程差与相差的关系及其用光程差分析光的干涉明暗条纹的基本思想 )(明条纹λk ±=∆，)()(21暗条纹λ+±=∆k*17. 掌握等厚膜干涉、劈尖干涉、牛顿环干涉的基本分析方法，求光波波长、求膜的厚度、求条纹级次等（注意：光线反射时有无半波损失） 18. 半波带法及其在夫琅和费单缝衍射中的应用*19. 掌握光栅衍射方程及其应用，光栅衍射的条纹特征，求光栅衍射的条纹级次，条纹数目，光栅常数、入射光波长等 λθk d ±=sin20. 光学仪器分辨率λδθ22.11DR ==和光栅的分辨本领kN R =。

大学物理复习题（电磁学部分）一、选择题1．三个一样大小的绝缘金属小球A 、B 、C ，A 、B 两小球带有等量同号电荷，它们之间的距离远大于小球本身的直径，相互作用力为F ，若将不带电的小球C 引入，先和A 小球接触，然后和B 小球接触后移去，这时A 小球与B 小球间的相互作用力将变为： A ．F/2 B. F/4 C. F/8 D. 3F/8 2、电场中高斯面上各点的电场强度是由：A 、分布在高斯面内的电荷决定的；B 、分布在高斯面外的电荷决定的；C 、空间所有的电荷决定的；D 、高斯面内电荷代数和决定的。

3、以下说法正确的是：A 、场强为零的地方，电势一定为零；电势为零的地方，均强也一定为零。

B 、场强大小相等的地方，电势也相等，等势面上各点场强大小相等。

C 、带正电的物体，电势一定是正的，不带电的物体，电势一定等于零。

D 、沿着均场强的方向，电势一定降低。

4．关于导体有以下几种说法： A ．接地的导体都不带电。

B ．接地的导体可带正电，也可带负电。

C ．一导体的电势零，则该导体不带电。

D ．任何导体，只要它所带的电量不变，则其电势也是不变的。

5．在半径为R 的均匀带电球面上，任取面积元S ∆，则此面积元上的电荷所受的电场力应是： A 0 ； B2S σε⋅∆（σ是电荷面密度）； C22Sσε⋅∆ ； D 以上说法都不对。

6．平行板电容器在接入电源后，把两板间距拉大，则电容器的：A 电容增大；B 电场强度增大；C 所带电量增大；D 电容、电量及两板内场强都减小。

7．一个电阻，一个电感线圈和一个电容器与交流电源组成串联电路，通过电容器的电流应与下列哪一个的电压同位相A 电阻；B 电感线圈；C 电容器；D 全电路。

8．以下关于磁场的能量密度正确的是： A 、22B Bw μ=B 、012B w E B ε=⨯C 、012B w B μ=D 、22B w B μ=9．如图，长载流导线ab 和cd 相互垂直，它们相距l ，ab 固定不动，cd 能绕中点O 转动，并能靠近或离开ab ．当电流方向如图所示时，导线cd 将A ．顺时针转动同时离开ab ；B ．顺时针转动同时靠近ab ；C ．逆时针转动同时离开ab ；D ．逆时针转动同时靠近ab 。

大一物理第十章知识点回顾在大学物理课程中，第十章通常是关于电磁波和光学的内容。

这一章节涵盖了许多重要的知识点，既涉及到基本的电磁学原理，又涉及到光的传播和干涉现象。

本文将回顾，并结合实例进行解释和说明。

1. 电磁波的本质电磁波是一种由电场和磁场相互作用而形成的波动现象。

在电磁波中，电场和磁场垂直并且相互垂直地传播。

电磁波可以分为不同的频率和波长，包括射频、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。

2. 光的传播速度光的传播速度在真空中是常数，约为3×10^8 m/s，也即是光速。

光速是自然界中最快的速度之一，它的存在也决定了许多电磁学和相对论的基本原理。

3. 光的反射和折射光在介质之间传播时，会遇到不同介质的边界。

这时，光会发生反射和折射。

反射是指光线在遇到介质边界时，改变方向并保持传播的现象；而折射是指光线从一种介质传播到另一种介质时，改变传播方向的现象。

4. 玻璃棱镜的工作原理玻璃棱镜是光学实验中常用的光学元件。

它利用光的折射现象将入射光线分解成不同颜色的光谱。

这是因为不同波长的光在通过玻璃棱镜时会发生不同程度的折射，从而形成光谱。

5. 干涉现象干涉现象是指两个或多个波相互叠加形成的新的波动现象。

光的干涉常见于双缝干涉和薄膜干涉实验中。

在双缝干涉实验中，光通过两个紧密排列的缝隙后，会形成交替出现的明暗条纹。

而在薄膜干涉实验中，光通过薄膜后，会发生干涉现象，产生彩色的干涉条纹。

6. 波的衍射现象波的衍射是指波通过障碍物或通过狭缝时，波的传播方向发生改变并产生弯曲的现象。

光的衍射可以用来解释太阳光在云层后面形成彩虹的现象，以及人眼所能看到的景象。

7. 光的偏振现象偏振是指光的方向性特征。

光可以是无偏振的，也可以是偏振的。

在光通过某些介质后，光的振动方向将受到限制，使光的偏振发生改变。

这在实际生活中有很多应用，如太阳镜和液晶显示器等。

以上只是大一物理第十章的一些基本知识点的回顾。

电磁波和光学是一个庞大而且复杂的领域，涉及到更深的原理和应用。

《大学物理》复习题一、单项选择题1.一质点的运动方程为3232y t t =-。

当2t =秒时，质点的运动为（）A.减速运动;B.加速运动;C.匀速运动;D.静止。

2.如题图所示, 一半径为R 的木桶，以角速度ω绕其轴线转动.有人紧贴在木桶内壁上。

人与桶壁间的静摩擦系数为μ，要想人紧贴在木桶上不掉下来，则角速度ω应不小于（）A ．g μ； B； C ．g R μ； D3.一轻绳跨过一个定滑轮，两端各系一质量分别为1m 和2m 的重物，且12m m >。

滑轮质量及一切摩擦均不计，此时重物的加速度的大小为a 。

今用一竖直向下的恒力1F m g =代替质量为1m 的重物，质量为2m 的物体的加速度大小为a '。

则有（）A.a a '=；B.a a '>；C.a a '<；D.不能确定。

4.某物体的运动规律为2dv dt kv t =，式中k 为大于零的常数，当0t =时，初速度为0v 。

则速度v 与时间t 的函数关系为（）。

A.202v v kt =+;B.20v v kt =-;C.20112v v kt =+;D.20112v v kt =-。

5.一点电荷放在球形高斯面的球心处，会引起高斯面电通量变化的情况是（ ）。

A ．球形高斯面被与它相切的正方体表面代替；B ．在球面外另放一点电荷；C ．点电荷离开球心，但仍在球面内；D ．在球面内另放一点电荷．6.如题图所示，在匀强电场中，将一正电荷从A 移到B 。

下列说法中正确的是（）。

第2题图A.电场力作正功，正电荷的电势能减少;B.电场力作正功，正电荷的电势能增加;C.电场力作负功，正电荷的电势能减少;D.电场力作负功，正电荷的电势能增加。

7.如题图所示，载流导线在同一平面内，电流为I ，在O 点的磁感强度为（） A.08I R μ; B.04IRμ; C.06IRμ;D.02IRμ.8.如题图所示，在一长直导线L 中通有电流I ，ABCD 为一与L 共面的矩形线圈，且AB 边与导线L 平行。

第十章静电场中的导体与电介质10－1将一个带正电的带电体A从远处移到一个不带电的导体B 附近，则导体B 的电势将（）（A）升高（B）降低（C）不会发生变化（D）无法确定分析与解不带电的导体B 相对无穷远处为零电势.由于带正电的带电体A 移到不带电的导体B附近时，在导体B 的近端感应负电荷；在远端感应正电荷，不带电导体的电势将高于无穷远处，因而正确答案为（A）.10－2将一带负电的物体M靠近一不带电的导体N，在N的左端感应出正电荷，右端感应出负电荷.若将导体N的左端接地（如图所示），则（）（A） N上的负电荷入地（B）N上的正电荷入地（C） N上的所有电荷入地（D）N上所有的感应电荷入地题 10-2 图分析与解导体N接地表明导体N为零电势，即与无穷远处等电势，这与导体N在哪一端接地无关.因而正确答案为（A）.10－3如图所示将一个电量为q的点电荷放在一个半径为R的不带电的导体球附近，点电荷距导体球球心为d，参见附图.设无穷远处为零电势，则在导体球球心O 点有（ ） （A ）d εq V E 0π4,0== （B ）dεqV d εq E 020π4,π4==（C ）0,0==V E （D ）RεqV d εq E 020π4,π4==题 10-3 图分析与解 达到静电平衡时导体内处处各点电场强度为零.点电荷q 在导体球表面感应等量异号的感应电荷±q′，导体球表面的感应电荷±q′在球心O 点激发的电势为零，O 点的电势等于点电荷q 在该处激发的电势.因而正确答案为（A ）.10－4 根据电介质中的高斯定理，在电介质中电位移矢量沿任意一个闭合曲面的积分等于这个曲面所包围自由电荷的代数和.下列推论正确的是( )（A ） 若电位移矢量沿任意一个闭合曲面的积分等于零，曲面内一定没有自由电荷（B ） 若电位移矢量沿任意一个闭合曲面的积分等于零，曲面内电荷的代数和一定等于零（C ） 若电位移矢量沿任意一个闭合曲面的积分不等于零，曲面内一定有极化电荷（D ） 介质中的高斯定律表明电位移矢量仅仅与自由电荷的分布有关 （E ） 介质中的电位移矢量与自由电荷和极化电荷的分布有关 分析与解 电位移矢量沿任意一个闭合曲面的通量积分等于零，表明曲面内自由电荷的代数和等于零；由于电介质会改变自由电荷的空间分布，介质中的电位移矢量与自由电荷与位移电荷的分布有关.因而正确答案为（E ）.10－5 对于各向同性的均匀电介质，下列概念正确的是（ ） （A ） 电介质充满整个电场并且自由电荷的分布不发生变化时，电介质中的电场强度一定等于没有电介质时该点电场强度的1/εｒ倍 （B ） 电介质中的电场强度一定等于没有介质时该点电场强度的1/εｒ倍（C ） 在电介质充满整个电场时，电介质中的电场强度一定等于没有电介质时该点电场强度的1/εｒ倍（D ） 电介质中的电场强度一定等于没有介质时该点电场强度的εｒ倍分析与解 电介质中的电场由自由电荷激发的电场与极化电荷激发的电场迭加而成，由于极化电荷可能会改变电场中导体表面自由电荷的分布，由电介质中的高斯定理，仅当电介质充满整个电场并且自由电荷的分布不发生变化时，在电介质中任意高斯面S 有()∑⎰⎰=⋅=⋅+ii S S εχq 01d d 1S E S E 即E ＝E ０/εｒ，因而正确答案为（A ）.10－6 不带电的导体球A 含有两个球形空腔，两空腔中心分别有一点电荷q b 、q c ，导体球外距导体球较远的r 处还有一个点电荷q d （如图所示）.试求点电荷q b 、q c 、q d 各受多大的电场力.题 10-6 图分析与解 根据导体静电平衡时电荷分布的规律，空腔内点电荷的电场线终止于空腔内表面感应电荷；导体球A 外表面的感应电荷近似均匀分布，因而近似可看作均匀带电球对点电荷q d 的作用力.()20π4r εq q q F dc bd +=点电荷q d 与导体球A 外表面感应电荷在球形空腔内激发的电场为零，点电荷q b 、q c 处于球形空腔的中心，空腔内表面感应电荷均匀分布，点电荷q b 、q c 受到的作用力为零.10－7 一真空二极管，其主要构件是一个半径R １＝5.0×10－4 m 的圆柱形阴极和一个套在阴极外、半径R ２＝4.5×10－3 m 的同轴圆筒形阳极．阳极电势比阴极电势高300 V ，阴极与阳极的长度均为L ＝2.5×10－２ m ．假设电子从阴极射出时的速度为零．求：（１） 该电子到达阳极时所具有的动能和速率；（２）电子刚从阳极射出时所受的力．题 10-7 图分析 （1） 由于半径R １＜＜L ，因此可将电极视作无限长圆柱面，阴极和阳极之间的电场具有轴对称性．从阴极射出的电子在电场力作用下从静止开始加速，电子所获得的动能等于电场力所作的功，也即等于电子势能的减少．由此，可求得电子到达阳极时的动能和速率． （2） 计算阳极表面附近的电场强度，由F ＝q E 求出电子在阴极表面所受的电场力．解 （1） 电子到达阳极时，势能的减少量为J 108.4Δ17ep -⨯-=-=eV E由于电子的初始速度为零，故J 108.4ΔΔ17ep ek ek -⨯-=-==E E E因此电子到达阳极的速率为1-7ek s m 1003.122⋅⨯===meVm E v （2） 两极间的电场强度为r rελe E 0π2-= 两极间的电势差1200ln π2d π2d 2121R R r r V R R R R ελελ-=-=⋅=⎰⎰r E负号表示阳极电势高于阴极电势．阴极表面电场强度r r R R R V R ελe e E 12110ln π2=-=电子在阴极表面受力r e e E F N)1037.414-⨯=-=（这个力尽管很小，但作用在质量为９.1１×10－3１kg 的电子上，电子获得的加速度可达重力加速度的5×10１5倍．10－8 一导体球半径为R １ ，外罩一半径为R 2 的同心薄导体球壳，外球壳所带总电荷为Q ，而内球的电势为V ０ ．求此系统的电势和电场的分布． 分析 若200π4R εQV =，内球电势等于外球壳的电势，则外球壳内必定为等势体，电场强度处处为零，内球不带电．若200π4R εQV ≠，内球电势不等于外球壳电势，则外球壳内电场强度不为零，内球带电．一般情况下，假设内导体球带电q ，导体达到静电平衡时电荷的分布如图所示．依照电荷的这一分布，利用高斯定理可求得电场分布．并由⎰∞⋅=p p V l E d 或电势叠加求出电势的分布．最后将电场强度和电势用已知量V 0、Q 、R １、R 2表示．题 10-8 图解 根据静电平衡时电荷的分布，可知电场分布呈球对称．取同心球面为高斯面，由高斯定理()()∑⎰⋅=⋅=⋅02/π4d εq r E r r E S E ，根据不同半径的高斯面内的电荷分布，解得各区域内的电场分布为r ＜R １时， ()01=r ER １＜r ＜R 2 时，()202π4r εqr E = r ＞R 2 时， ()202π4r εqQ r E +=由电场强度与电势的积分关系，可得各相应区域内的电势分布．r ＜R １时，20103211π4π4d d d d 2211R Q R q V R R R R r r εε+=⋅+⋅+⋅=⋅=⎰⎰⎰⎰∞∞lE l E l E l ER １＜r ＜R 2 时，200322π4π4d d d 22R Q r q V R R r r εε+=⋅+⋅=⋅=⎰⎰⎰∞∞lE l E l Er ＞R 2 时，rqQ V r 03π4d ε+=⋅=⎰∞l E 3也可以从球面电势的叠加求电势的分布： 在导体球内（r ＜R １）20101π4π4R εQR εq V +=在导体球和球壳之间（R １＜r ＜R 2 ）2002π4π4R εQr εq V +=在球壳外（r ＞R 2）为rqQ V 03π4ε+=由题意102001π4π4R εQR εq V V +==得Q R R V R q 21010π4==ε 于是可求得各处的电场强度和电势的分布：r ＜R １时，01=E ；01V V =R １＜r ＜R 2 时，22012012π4r R εQR r V R E -=；rR Q R r r V R V 201012π4)(ε-+= r ＞R 2 时，220122013π4)(r R Q R R r V R E ε-+=；rR QR R r V R V 2012013π4)(ε-+= 10－9 地球和电离层可当作球形电容器，它们之间相距约为100 km ，试估算地球－电离层系统的电容．设地球与电离层之间为真空．解 由于地球半径R 1＝6.37×106 m ；电离层半径R 2＝1.00×105 m ＋R 1 ＝6.47×106 m ，根据球形电容器的电容公式，可得F 1058.4π4212210-⨯=-=R R R R εC10－10 两线输电线，其导线半径为3.26 mm ，两线中心相距0.50 m ，导线位于地面上空很高处，因而大地影响可以忽略．求输电线单位长度的电容．分析 假设两根导线带等量异号电荷，电荷在导线上均匀分布，则由长直带电线的电场叠加，可以求出两根带电导线间的电场分布,-++=E E E再由电势差的定义求出两根导线之间的电势差，就可根据电容器电容的定义，求出两线输电线单位长度的电容解 建立如图坐标，带等量异号电荷的两根导线在P 点激发的电场强度方向如图，由上述分析可得P 点电场强度的大小为)11(π20xd x E --=ελ 电场强度的方向沿x 轴，电线自身为等势体，依照定义两导线之间的电势差为x xd x l E U lRd Rd )11(π2d 0--=⋅=⎰⎰-ελ上式积分得RR d ελU -=ln π0 因此，输电线单位长度的电容Rd εR R d εU λC ln /πln /π00≈-==代入数据 F 1052.512-⨯=C题 10-10 图10－11 电容式计算机键盘的每一个键下面连接一小块金属片，金属片与底板上的另一块金属片间保持一定空气间隙，构成一小电容器（如图）.当按下按键时电容发生变化，通过与之相连的电子线路向计算机发出该键相应的代码信号.假设金属片面积为50.0 mm 2 ，两金属片之间的距离是0.600 mm.如果电路能检测出的电容变化量是0.250 pF ，试问按键需要按下多大的距离才能给出必要的信号？题 10-11 图分析 按下按键时两金属片之间的距离变小，电容增大，由电容的变化量可以求得按键按下的最小距离：解 按下按键时电容的变化量为⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=0011Δd d S εC 按键按下的最小距离为mm 152.0ΔΔΔ00200min =+=-=S C d Cd d d d ε10－12 一片二氧化钛晶片，其面积为1.0 cm 2 ，厚度为0.10 mm ．把平行平板电容器的两极板紧贴在晶片两侧.（1） 求电容器的电容；（2） 当在电容器的两极间加上12 V 电压时，极板上的电荷为多少？ 此时自由电荷和极化电荷的面密度各为多少？ （3） 求电容器内的电场强度．解 （1） 查表可知二氧化钛的相对电容率εr ＝173，故充满此介质的平板电容器的电容F 1053.190-⨯==dS εεC r （2） 电容器加上U ＝12V 的电压时，极板上的电荷C 1084.18-⨯==CU Q极板上自由电荷面密度为2-80m C 1084.1⋅⨯==-SQ σ 晶片表面极化电荷密度2-400m C 1083.111⋅⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-='-σεσr（3） 晶片内的电场强度为1-5m V 102.1⋅⨯==dU E 10－13 如图所示，半径R ＝0.10 m 的导体球带有电荷Q ＝1.0 ×10－８C ，导体外有两层均匀介质，一层介质的εr ＝5.0，厚度d ＝0.10m ，另一层介质为空气，充满其余空间．求：（1） 离球心为r ＝5cm 、15 cm 、25 cm 处的D 和E ；（2） 离球心为r ＝5 cm 、15 cm 、25 cm 处的V ；（3） 极化电荷面密度σ′．题 10-13 图分析 带电球上的自由电荷均匀分布在导体球表面，电介质的极化电荷也均匀分布在介质的球形界面上，因而介质中的电场是球对称分布的．任取同心球面为高斯面，电位移矢量D 的通量与自由电荷分布有关，因此，在高斯面上D 呈均匀对称分布，由高斯定理⎰∑=⋅0d q S D 可得D （r ）．再由r εε0/D E =可得E （r ）．介质内电势的分布，可由电势和电场强度的积分关系⎰∞⋅=r V lE d求得，或者由电势叠加原理求得． 极化电荷分布在均匀介质的表面，其极化电荷面密度n P ='σ． 解 （1） 取半径为r 的同心球面为高斯面，由高斯定理得 r ＜R 0π421=⋅r D01=D ；01=ER ＜r ＜R ＋d Q r D =⋅22π4 22π4rQ D =；202π4r εεQ E r = r ＞R ＋d Q r D =⋅23π423π4r Q D =；203π4rQ E ε= 将不同的r 值代入上述关系式，可得r ＝5 cm 、15 cm 和25 cm 时的电位移和电场强度的大小，其方向均沿径向朝外．r 1 ＝5 cm ，该点在导体球内，则01=r D ；01=r Er 2 ＝15 cm ，该点在介质层内，εｒ ＝5.0，则2822m C 105.3π42--⋅⨯==r Q D r 12220m V 100.8π42-⋅⨯==r εεQ E r r r 3 ＝25 cm ，该点在空气层内，空气中ε≈ε0 ，则2823m C 103.1π43--⋅⨯==r Q D r ； 13220m V 104.1π43-⋅⨯==r Q E r ε（2） 取无穷远处电势为零，由电势与电场强度的积分关系得 r 3 ＝25 cm ，V 360π4d 0r 331==⋅=⎰∞rεQ V r E r 2 ＝15 cm ，()()V480π4π4π4d d 0020r3222=+++-=⋅+⋅=⎰⎰+∞+d R Q d R Q r Q V r r d R d R εεεεεr E r E r 1 ＝5 cm ，()()V540π4π4π4d d 000321=+++-=⋅+⋅=⎰⎰+∞+d R εQ d R εεQ R εεQ V r r d R R d R r E r E （3） 均匀介质的极化电荷分布在介质界面上，因空气的电容率ε＝ε0 ，极化电荷可忽略．故在介质外表面；()()()20π411d R εQ εE εεP r r n r n +-=-= ()()282m C 106.1π41--⋅⨯=+-==d R εQεP σr r n在介质内表面：()()20π411R εQ εE εεP r r n r n -=-= ()282m C 104.6π41--⋅⨯-=-=-='R εQ εP σr r n 介质球壳内、外表面的极化电荷面密度虽然不同，但是两表面极化电荷的总量还是等量异号．10－14 人体的某些细胞壁两侧带有等量的异号电荷.设某细胞壁厚为5.2 ×10－9m ，两表面所带面电荷密度为±5.2 ×10 －3 C ／m 2 ，内表面为正电荷．如果细胞壁物质的相对电容率为6.0，求（1） 细胞壁内的电场强度；（2） 细胞壁两表面间的电势差．解 （1）细胞壁内的电场强度V /m 108.960⨯==r εεσE ；方向指向细胞外． （2） 细胞壁两表面间的电势差V 101.52-⨯==Ed U ．10－15 如图（a ）所示，有两块相距为0.50 的薄金属板A 、B 构成的空气平板电容器被屏蔽在一金属盒Ｋ 内，金属盒上、下两壁与A 、B 分别相距0.25 mm ，金属板面积为30 mm ×40 mm.求（1） 被屏蔽后电容器的电容变为原来的几倍；（2） 若电容器的一个引脚不慎与金属屏蔽盒相碰，问此时的电容又为原来的几倍？题 10-15 图分析 薄金属板A 、B 与金属盒一起构成三个电容器，其等效电路图如图（ｂ）所示，由于两导体间距离较小，电容器可视为平板电容器，通过分析等效电路图可以求得A 、B 间的电容.解 （1） 由等效电路图可知13232123C C C C C C C C ++⋅=+= 由于电容器可以视作平板电容器，且32122d d d ==，故1322C C C == ，因此A 、B 间的总电容12C C =（2） 若电容器的一个引脚不慎与金属屏蔽盒相碰，相当于2C （或者3C ）极板短接，其电容为零，则总电容13C C =10－16 在A 点和B 点之间有5 个电容器，其连接如图所示．（1）求A 、B 两点之间的等效电容；（2） 若A 、B 之间的电势差为12 V ，求U AC 、U CD 和U DB ．题 10-16 图解 （1） 由电容器的串、并联，有μF 1221=+=C C C ACμF 843=+=C C C CD51111C C C C CD AC AB ++=求得等效电容C AB ＝4 μF．（2） 由于AB DB CD AC Q Q Q Q ===，得V 4==AB ACAB AC U C C UV 6==AB CDAB CD U C C UV 2==AB DBAB DB U C C U 10－17 如图，有一个空气平板电容器，极板面积为S ，间距为d ．现将该电容器接在端电压为U 的电源上充电，当（1） 充足电后；（2） 然后平行插入一块面积相同、厚度为δ（δ ＜d ）、相对电容率为εｒ 的电介质板；（3） 将上述电介质换为同样大小的导体板．分别求电容器的电容C ，极板上的电荷Q 和极板间的电场强度E ．题 10-17 图分析 电源对电容器充电，电容器极板间的电势差等于电源端电压U ．插入电介质后，由于介质界面出现极化电荷，极化电荷在介质中激发的电场与原电容器极板上自由电荷激发的电场方向相反，介质内的电场减弱．由于极板间的距离d 不变，因而与电源相接的导体极板将会从电源获得电荷，以维持电势差不变，并有()δSεεQ δd S εQ U r 00+-= 相类似的原因，在平板电容器极板之间，若平行地插入一块导体板，由于极板上的自由电荷和插入导体板上的感应电荷在导体板内激发的电场相互抵消，与电源相接的导体极板将会从电源获得电荷，使间隙中的电场E 增强，以维持两极板间的电势差不变，并有()δd SεQ U -=0综上所述，接上电源的平板电容器，插入介质或导体后，极板上的自由电荷均会增加，而电势差保持不变．解 （1） 空气平板电容器的电容d SεC 00=充电后，极板上的电荷和极板间的电场强度为U d SεQ 00=d U E /0=（2） 插入电介质后，电容器的电容C 1 为()()δd εδSεεδS εεQ δd S εQQ C r r r -+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=0001/故有()δd εδSUεεU C C r r -+==011介质内电场强度()δd εδU S εεQE r r -+=='011空气中电场强度()δd εδUεS εQ E r r -+==011（3） 插入导体达到静电平衡后，导体为等势体，其电容和极板上的电荷分别为δd SεC -=02U δd SεQ -=02导体中电场强度 02='E 空气中电场强度 δd U E -=2 无论是插入介质还是插入导体，由于电容器的导体极板与电源相连，在维持电势差不变的同时都从电源获得了电荷，自由电荷分布的变化同样使得介质内的电场强度不再等于E 0/εｒ．10－18 为了实时检测纺织品、纸张等材料的厚度（待测材料可视作相对电容率为εｒ 的电介质），通常在生产流水线上设置如图所示的传感装置，其中A ，B 为平板电容器的导体极板，d 0 为两极板间的距离．试说明检测原理，并推出直接测量量电容C 与间接测量量厚度d 之间的函数关系．如果要检测钢板等金属材料的厚度，结果又将如何？题 10-18 图分析 导体极板A 、B 和待测物体构成一有介质的平板电容器，关于电容C 与材料的厚度的关系，可参见题10－17 的分析．解 由分析可知，该装置的电容为()d d d S C r r -+=00εεε 则介质的厚度为()()C εS εεd εεC εS εεC d εd r r r r r r r 1110000---=--= 如果待测材料是金属导体，其等效电容为dd S εC -=00 导体材料的厚度CS εd d 00=-= 实时地测量A 、B 间的电容量C ，根据上述关系式就可以间接地测出材料的厚度．通常智能化的仪表可以实时地显示出待测材料的厚度．10－19 有一电容为0.50 μF 的平行平板电容器，两极板间被厚度为0.01 mm 的聚四氟乙烯薄膜所隔开，（1） 求该电容器的额定电压；（2） 求电容器存贮的最大能量．分析 通过查表可知聚四氟乙烯的击穿电场强度E b ＝1.9 ×107 V ／m ，电容器中的电场强度E ≤E b ，由此可以求得电容器的最大电势差和电容器存贮的最大能量．解 （1） 电容器两极板间的电势差V 190b max ==d E U（2） 电容器存贮的最大能量J 1003.92132max e -⨯=CU W 10－20 半径为0.10 cm 的长直导线，外面套有内半径为1.0 cm 的共轴导体圆筒，导线与圆筒间为空气．略去边缘效应，求：（1） 导线表面最大电荷面密度；（2） 沿轴线单位长度的最大电场能量．分析 如果设长直导线上单位长度所带电荷为λ，导线表面附近的电场强度0π2εσR ελE == 查表可以得知空气的击穿电场强度E b ＝3.0 ×106（V ／m ），只有当空气中的电场强度E ≤E b 空气才不会被击穿，由于在导线表面附近电场强度最大，因而可以求出σ的极限值．再求得电场能量密度，并通过同轴圆柱形体元内电场能量的积分求得单位长度的最大电场强度．解 （1） 导线表面最大电荷面密度250max m C 1066.2--⋅⨯==b E εσ显然导线表面最大电荷面密度与导线半径无关．（2） 由上述分析得b E R ελ10max π2=，此时导线与圆筒之间各点的电场强度为 ()1210m π2R r R r R r E <<==ελ0=E (其他)222102m 0m 2121rE R E w b εε== 沿轴线单位长度的最大电场能量r r E R r r w W R Rb d 1πd π2212210m ⎰⎰⎰⎰Ω=⋅=ε 14122210m m J 1076.5ln π--⋅⨯==R R E R W b ε 10－21 一空气平板电容器，空气层厚1.5 cm ，两极间电压为40 kV ，该电容器会被击穿吗？ 现将一厚度为0.30 cm 的玻璃板插入此电容器，并与两极平行，若该玻璃的相对电容率为7.0，击穿电场强度为10 ＭV · m －1 ．则此时电容器会被击穿吗？分析 在未插入玻璃板时，不难求出空气中的电场强度小于空气的击穿电场强度，电容器不会被击穿．插入玻璃后，由习题10－17 可知，若电容器与电源相连，则极板间的电势差维持不变，电容器将会从电源获取电荷．此时空气间隙中的电场强度将会增大．若它大于空气的击穿电场强度，则电容器的空气层将首先被击穿．此时40 kV 电压全部加在玻璃板两侧，玻璃内的电场强度如也大于玻璃击穿电场强度的值，则玻璃也将被击穿．整个电容器被击穿．解 未插入玻璃时，电容器内的电场强度为16m V 107.2/-⋅⨯==d U E因空气的击穿电场强度16m V 100.3-⋅⨯=b E ，b E E <，故电容器不会被击穿．插入玻璃后，由习题6 －26 可知，空气间隙中的电场强度()16m V 102.3-⋅⨯=+-=δδd εV εE r r 此时，因b E E > ，空气层被击穿，击穿后40 kV 电压全部加在玻璃板两侧，此时玻璃板内的电场强度17m V 103.1/-⋅⨯==δV E由于玻璃的击穿电场强度1bm MV 10-⋅='E ，b E E '> ，故玻璃也将相继被击穿，电容器完全被击穿．10－22 某介质的相对电容率 2.8r ε=，击穿电场强度为611810V m -⨯⋅ ，如果用它来作平板电容器的电介质，要制作电容为0.047 μF，而耐压为4.0 kV 的电容器，它的极板面积至少要多大．解 介质内电场强度16m V 1018-⋅⨯=≤b E E电容耐压U m ＝4.0 kV ，因而电容器极板间最小距离m 1022.2/4-⨯==b m E U d要制作电容为0.047 μF 的平板电容器，其极板面积210m 42.0==εεCd S 显然，这么大的面积平铺开来所占据的空间太大了，通常将平板电容器卷叠成筒状后再封装．10－23 一平行板空气电容器，极板面积为S ，极板间距为d ，充电至带电Q 后与电源断开，然后用外力缓缓地把两极板间距拉开到2d ．求：（1） 电容器能量的改变；（2） 此过程中外力所作的功，并讨论此过程中的功能转换关系．分析 在将电容器两极板拉开的过程中，由于导体极板上的电荷保持不变，极板间的电场强度亦不变，但电场所占有的空间增大，系统总的电场能量增加了．根据功能原理，所增加的能量应该等于拉开过程中外力克服两极板间的静电引力所作的功．解 （1） 极板间的电场为均匀场，且电场强度保持不变，因此，电场的能量密度为20220221SεQ E εw e ==在外力作用下极板间距从d 被拉开到2d ，电场占有空间的体积，也由V 增加到2V ，此时电场能量增加Sεd Q V w W e e 022ΔΔ== （2） 两导体极板带等量异号电荷，外力F 将其缓缓拉开时，应有F ＝－F e ，则外力所作的功为Sεd Q QEd 02e 2ΔA ==⋅-=r F 外力克服静电引力所作的功等于静电场能量的增加．。

第八章 振 动一．单项选择题1、一个轻质弹簧竖直悬挂。

当一物体系于弹簧的下端时，弹簧伸长了l 而平衡。

则此系统作简谐振动时振动的固有角频率为（B ）A ．lg=ωB ．lg =ω C ．gl =ω D ．gl =ω2、一质点作简谐振动，其振动表达式为x=0.02cos(4)2tπ+π(SI),则其周期和t=0.5s 时的相位分别为（ D ）A ．2s 2πB ．2sπ25 C ．0.5s 2π D ．0.5s π25 3、一弹簧振子作简谐振动，初始时具有动能0.6J ，势能0.2J 。

1.5个周期后，弹簧振子振动的总能量E=（D ） A ．0.2J B ．0.4J C ．0.6J D ．0.8J4、简谐振动的运动方程为x=Acos （ωt+ϕ），相应的x 一t 曲线如图所示，则其初相ϕ为（ A ） A.2π-B.0C.2πD.π5、质点作简谐振动，振动方程x=0.06cos(3πt-2π)(SI)。

质点在t=2s 时的相位为（A）A．61π B ．31π C ．21π D ．65π6、简谐振动的位移曲线x —t ，速度曲线V 一t ，加速度曲线a-t 在图中依次表示为( A )A ．曲线I 、II 、IIIB ．曲线II 、I 、IIIC ．曲线III 、II 、ID ．曲线I 、III 、II 7、两个同方向简谐振动的运动学方程分别为 x 1=2×10-2cos ⎪⎭⎫⎝⎛π+3t10(SI) x 2=2×10-2cos ⎪⎭⎫⎝⎛π-3t10(SI) 则合振动的运动学方程为( D ) A ．x=4×10-2cos ⎪⎭⎫⎝⎛+π3210t (SI) B ．x=4×10-2cos10t(SI)C ．x=2×10-2cos ⎪⎭⎫⎝⎛+π3210t (SI) D ．x=2×10-2cos10t(SI)8、当质点以频率ν作简谐运动时，它的动能的变化频率为（ C ）A ．/2ν B ．v C ．2ν D ．4ν9、一个轻质弹簧竖直悬挂。