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大学物理学第一章习题答案

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大学物理学第一章习题答案

习题1

选择题

(1) 一运动质点在某瞬时位于矢径的端点处，其速度大小为

(A) (B)

(C) (D)

[答案：D]

(2) 一质点作直线运动，某时刻的瞬时速度，瞬时加速度，则一秒钟后质点的速度

(A)等于零 (B)等于-2m/s

(C)等于2m/s (D)不能确定。

[答案：D]

(3) 一质点沿半径为R的圆周作匀速率运动，每t秒转一圈，在2t时间间隔中，其平

均速度大小和平均速率大小分别为

(A) (B)

(C) (D)

[答案：B]

填空题

(1) 一质点，以的匀速率作半径为5m的圆周运动，则该质点在5s内，位移的大小是；经过的路程是。

[答案： 10m；5πm]

(2) 一质点沿x方向运动，其加速度随时间的变化关系为a=3+2t

(SI)，如果初始时刻质点的速度v0为5m·s-1，则当t为3s时，质点的速度v= 。

[答案：23m·s-1 ]

(3) 轮船在水上以相对于水的速度航行，水流速度为，一人相对于甲板以速度行走。如人相对于岸静止，则、和的关系是。

[答案： ] 一个物体能否被看作质点，你认为主要由以下三个因素中哪个因素决定：

(1) 物体的大小和形状；

(2) 物体的内部结构；

(3) 所研究问题的性质。

解：只有当物体的尺寸远小于其运动范围时才可忽略其大小的影响，因此主要由所研究问题的性质决定。

下面几个质点运动学方程，哪个是匀变速直线运动？

（1）x=4t-3；（2）x=-4t3+3t2+6；（3）x=-2t2+8t+4；（4）x=2/t2-4/t。

给出这个匀变速直线运动在t=3s时的速度和加速度，并说明该时刻运动是加速的还是减速的。（x单位为m，t单位为s）

解：匀变速直线运动即加速度为不等于零的常数时的运动。加速度又是位移对时间的两阶导数。于是可得（3）为匀变速直线运动。

其速度和加速度表达式分别为

t=3s时的速度和加速度分别为v=20m/s，a=4m/s2。因加速度为正所以是加速的。

在以下几种运动中，质点的切向加速度、法向加速度以及加速度哪些为零哪些不为零？

(1) 匀速直线运动；(2) 匀速曲线运动；(3) 变速直线运动；(4) 变速曲线运动。解：(1) 质点作匀速直线运动时，其切向加速度、法向加速度及加速度均为零；

(2) 质点作匀速曲线运动时，其切向加速度为零，法向加速度和加速度均不为零；

(3) 质点作变速直线运动时，其法向加速度为零，切向加速度和加速度均不为零；

(4) 质点作变速曲线运动时，其切向加速度、法向加速度及加速度均不为零。

｜｜与有无不同?和有无不同? 和有无不同?其不同在哪里?试举例说明． 解：（1）是位移的模，是位矢的模的增量，即，；

（2）是速度的模，即.

只是速度在径向上的分量.

∵有（式中叫做单位矢），则

式中就是速度在径向上的分量，

∴不同如题图所示.

题图

(3)表示加速度的模，即，是加速度在切向上的分量.

∵有表轨道节线方向单位矢），所以

式中就是加速度的切向分量.

(的运算较复杂，超出教材规定，故不予讨论)

设质点的运动方程为=()，=()，在计算质点的速度和加速度时，有人先求出r＝，然后根据 =及＝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

=，= 你认为两种方法哪一种正确？为什么？两者差别何在？

解：后一种方法正确.因为速度与加速度都是矢量，在平面直角坐标系中，有，

故它们的模即为

而前一种方法的错误可能有两点，其一是概念上的错误，即误把速度、加速度定义作

其二，可能是将误作速度与加速度的模。在题中已说明不是速度的模，而只是速度在径向上的分量，同样，也不是加速度的模，它只是加速度在径向分量中的一部分。或者概括性地说，前一种方法只考虑了位矢在径向（即量值）方面随时间的变化率，而没有考虑位矢及速度的方向随时间的变化率对速度、加速度的贡献。

一质点在平面上运动，运动方程为

=3+5, =2+3-4.

式中以 s计，,以m计．(1)以时间为变量，写出质点位置矢量的表示式；(2)求出=1 s 时刻和＝2s 时刻的位置矢量，计算这1秒内质点的位移；(3)计算＝0 s时刻到＝4s时刻内的平均速度；(4)求出质点速度矢量表示式，计算＝4 s 时质点的速度；(5)计算＝0s 到＝4s 内质点的平均加速度；(6)求出质点加速度矢量的表示式，计算＝4s 时质点的加速度(请把位置矢量、位移、平均速度、瞬时速度、平均加速度、瞬时加速度都表示成直角坐标系中的矢量式)．

解：（1）

(2)将,代入上式即有

∴

(4)

则

(5)∵

(6)

这说明该点只有方向的加速度，且为恒量。

质点沿轴运动，其加速度和位置的关系为＝2+6，的单位为，的单位为 m. 质点在＝0

处，速度为10,试求质点在任何坐标处的速度值．

解：∵

分离变量：

两边积分得

由题知，时，,∴

∴

已知一质点作直线运动，其加速度为＝4+3 ，开始运动时，＝5

m， =0，求该质点在＝

10s 时的速度和位置．

解：∵

分离变量，得

积分，得

由题知，, ,∴

故

又因为

分离变量， 积分得

由题知, ,∴

故

所以时

一质点沿半径为 1 m 的圆周运动，运动方程为 =2+3，式中以弧度计，以秒计，求：(1) ＝2 s时，质点的切向和法向加速度；(2)当加速度的方向和半径成45°角时，其角位移是多少?

解：

(1)时，

(2)当加速度方向与半径成角时，有

即

亦即

则解得

于是角位移为

质点沿半径为的圆周按＝的规律运动，式中为质点离圆周上某点的弧长,，都是常量，

求：(1)时刻质点的加速度；(2) 为何值时，加速度在数值上等于．

解：（1）

则

加速度与半径的夹角为

(2)由题意应有

即

∴当时，

飞轮半径为 m，自静止启动，其角加速度为β= rad·，求＝2s时边缘上各点的速度、法向加速度、切向加速度和合加速度．

解：当时，

则

一船以速率＝30km·h-1沿直线向东行驶，另一小艇在其前方以速率＝40km·h-1

沿直线向北行驶，问在船上看小艇的速度为多少?在艇上看船的速度又为多少?

解：(1)大船看小艇，则有，依题意作速度矢量图如题图(a)

题图

由图可知

方向北偏西

(2)小艇看大船，则有，依题意作出速度矢量图如题图(b)，同上法，得

方向南偏东.

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简明大学物理学范仰才课后答案第一章

简明大学物理学范仰才课后答案第一章

一 选择题1-1 对质点的运动，有以下几种表述，正确的是[ ](A)在直线运动中，质点的加速度和速度的方向相同(B)在某一过程中平均加速度不为零，则平均速度也不可能为零(C)若某质点加速度的大小和方向不变，其速度的大小和方向可不断变化(D)在直线运动中，加速度不断减小，则速度也不断减小

解析：速度是描述质点运动的方向和快慢的物理量，加速度是描述质点运动速度变化的物理量，两者没有确定的对应关系，故答案选C。

1-2 某质点的运动方程为，则该质点作[ ](A)匀加速直线运动，加速度沿轴正向(B)匀加速直线运动，加速度沿轴负向(C)变加速直线运动，加速度沿轴正向(D)变加速直线运动，加速度沿轴负向

1-3 一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为，瞬时速率为，某一段时间内的平均速率为，平均速度为，他们之间的关系必定有[ ](A)， (B)，(C)，

(D)，解析：瞬时速度的大小即瞬时速率，故；平均速率，而平均速度，故。答案选D。

1-4 质点作圆周运动时，下列表述中正确的是[ ](A)速度方向一定指向切向，所以法向加速度也一定为零(B)法向分速度为零，所以法向加速度也一定为零(C)必有加速度，但法向加速度可以为零(D)法向加速度一定不为零解析：质点作圆周运动时，，所以法向加速度一定不为零，答案选D。

1-5 某物体的运动规律为，式中，为大于零的常量。当时，初速为，则速率与时间的函数关系为[ ](A) (B)(C) (D)解析：由于，所以，得到，故答案选B。

二 填空题1-6 已知质点位置矢量随时间变化的函数关系为，则从到时的位移为 ，时的加速度为 。解析：,1-7 一质点以初速和抛射角作斜抛运动，则到达最高处的速度大小为 ，切向加速度大小为 ，法向加速度大小为 ，合加速度大小为 。解析：以初速、抛射角作斜抛的运动方程：到达最高处时，竖直方向上的速度大小，此时速度大小即为水平方向上的速度值。切向加速度大小，法向加速度大小。

半导体物理学第五章习题答案

半导体物理学第五章习题答案

第五章习题

1. 在一个n型半导体样品中，过剩空穴浓度为1013cm-3, 空穴的寿命为100us。计算空穴的复合率。

2. 用强光照射n型样品，假定光被均匀地吸收，产生过剩载流子，产生率为,空穴寿命为。

（1）写出光照下过剩载流子所满足的方程；

（2）求出光照下达到稳定状态时的过载流子浓度。

3. 有一块n型硅样品，寿命是1us，无光照时电阻率是10??cm。今用光照射该样品，光被半导体均匀的吸收，电子-空穴对的产生率是1022cm-3s-1,试计算光照下样品的电阻率，并求电导中少数在流子的贡献占多大比例

scmpUscmpUp3171010010313/10U100,/10613得：解：根据？求：已知：gpgpdtpdgAetpgpdtpdLLtL.00)2()(达到稳定状态时，方程的通解：梯度，无飘移。解：均匀吸收，无浓度cmspqnqqpqnpqnpcmqpqncmgnpgppnpnpnpnL/06.396.21.0500106.1101350106.11010.0:101:1010100.1916191600'000316622光照后光照前光照达到稳定态后

4. 一块半导体材料的寿命=10us，光照在材料中会产生非平衡载流子，试求光照突然停止20us后，其中非平衡载流子将衰减到原来的百分之几

5. n型硅中，掺杂浓度ND=1016cm-3, 光注入的非平衡载流子浓度n=p=1014cm-3。计算无光照和有光照的电导率。

6. 画出p型半导体在光照（小注入）前后的能带图，标出原来的的费米能级和光照时的准费米能级。 %2606.38.006.3500106.1109.,..32.01191610''puppppcm的贡献主要是所以少子对电导的贡献献少数载流子对电导的贡。后，减为原来的光照停止%5.1320%5.13)0()20()0()(1020seppeptptcmsqnqupqnpppnnncmpcmncmpncmnKTnpni/16.21350106.110:,/1025.2,10/10.105.1,30019160000003403160314310无光照则设半导体的迁移率）本征空穴的迁移率近似等于的半导体中电子、注：掺杂有光照131619140010(/19.20296.016.2)5001350(106.11016.2)(:cmcmsnqqpqnpqnqpnpnpn

赵近芳大学物理学第五版第十一章课后习题答案

赵近芳大学物理学第五版第十一章课后习题答案

习题11

11.1选择题

(1）一圆形线圈在均匀磁场中作下列运动时，哪些情况会产生感应电流（）

（A）沿垂直磁场方向平移；（B）以直径为轴转动，轴跟磁场垂直；

（C）沿平行磁场方向平移；（D）以直径为轴转动，轴跟磁场平行。

[答案：B]

(2)下列哪些矢量场为保守力场（）

（A）静电场；（B）稳恒磁场；（C）感生电场；（D）变化的磁场。

[答案：A]

(3)用线圈的自感系数L来表示载流线圈磁场能量的公式

2

21

LIW

m（）

(A)只适用于无限长密绕线管；(B)只适用于一个匝数很多，且密绕的螺线环；

(C)只适用于单匝圆线圈；(D)适用于自感系数L一定的任意线圈。

[答案：D]

(4)对于涡旋电场，下列说法不正确的是（）：

（A）涡旋电场对电荷有作用力；（B）涡旋电场由变化的磁场产生；

（C）涡旋场由电荷激发；（D）涡旋电场的电力线闭合的。

[答案：C]

11.2填空题

(1)将金属圆环从磁极间沿与磁感应强度垂直的方向抽出时，圆环将受到。

[答案：磁力]

(2)产生动生电动势的非静电场力是，产生感生电动势的非静电场力是，激发感生电场的场源是。

[答案：洛伦兹力，涡旋电场力，变化的磁场]

(3)长为l的金属直导线在垂直于均匀的平面内以角速度ω转动，如果转轴的位置在，

这个导线上的电动势最大，数值为；如果转轴的位置在，整个导线上的电动势最小，数值为。

[答案：端点，2

21

lB

；中点，0]

11.3一半径r

=10cm的圆形回路放在B

=0.8T的均匀磁场中．回路平面与B

垂直．当回路半径以恒定速率

tr

dd

=80cm/s收缩时，求回路中感应电动势的大小．

解:回路磁通2πrBBS

m感应电动势大小

40.0

dd

π2)π(

dd

dd

2



tr

rBrB

ttm

V

11.4一对互相垂直的相等的半圆形导线构成回路，半径R

=5cm，如题11.4图所示．均匀磁场

B

=80×10-3T，B

的方向与两半圆的公共直径(在Oz

轴上)垂直，且与两个半圆构成相等的角

当磁场在5ms内均匀降为零时，求回路中的感应电动势的大小及方向．

大学物理习题答案第一章

大学物理习题答案第一章

[习题解答]

1-3 如题1-3图所示，汽车从A地出发，向北行驶60km到达B地，然后向东行驶60km到达C地，最后向东北行驶50km到达D地。求汽车行驶的总路程和总位移。

解 汽车行驶的总路程为

；

汽车的总位移的大小为

r =

位移的方向沿东北方向，与 方向一致。

1-4 现有一矢量R是时间t的函数，问 与 在一般情况下是否相等？为什么？

解 与 在一般情况下是不相等的。因为前者是对矢量R的绝对值(大小或长度)求导，表示矢量R的大小随时间的变化率；而后者是对矢量R的大小和方向两者同时求导，再取绝对值，表示矢量R大小随时间的变化和矢量R方向随时间的变化两部分的绝对值。如果矢量R方向不变只是大小变化，那么这两个表示式是相等的。

1-5 一质点沿直线L运动，其位置与时间的关系为r = 6t 2 2t 3 ，r和t的单位分别是m和s。求：

(1)第二秒内的平均速度；

(2)第三秒末和第四秒末的速度；

(3)第三秒末和第四秒末的加速度。 解 取直线L的正方向为x轴，以下所求得的速度和加速度，若为正值，表示该速度或加速度沿x轴的正方向，若为负值表示，该速度或加速度沿x轴的反方向。

(1)第二秒内的平均速度

ms1；

(2)第三秒末的速度

因为 ，将t = 3 s 代入，就求得第三秒末的速度，为

v3 =  18 ms1；

用同样的方法可以求得第四秒末的速度，为

v4 =  48 ms1；

(3)第三秒末的加速度

因为 ，将t = 3 s 代入，就求得第三秒末的加速度，为

a3 =  24 ms2；

用同样的方法可以求得第四秒末的加速度，为

v4 =  36 ms2 .

1-6 一质点作直线运动，速度和加速度的大小分别为 和 ，试证明：

(1) vdv = ads；

(2)当a为常量时，式v 2 = v 02 + 2a (s s0 )成立。 解 (1)

；