大学应用物理第五章习题答案【精选文档】

大学应用物理习题答案大学应用物理习题答案大学物理作为一门基础学科，对于培养学生的科学思维和解决问题的能力具有重要意义。

而对于学生来说，习题是检验自己所学知识掌握程度的重要途径。

在学习过程中，遇到一些难题时，往往需要参考习题答案来进行思考和验证。

本文将为大家提供一些大学应用物理习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。

1. 电磁感应题目：一根长直导线以恒定速度v向右方向移动，导线中有电流I，求导线两侧的电场强度和磁场强度分别是多少？答案：导线两侧的电场强度为零，因为导线两侧没有电荷积累。

而导线两侧的磁场强度由安培定律可知，与电流I和导线距离相关，其方向由右手定则确定。

2. 光学题目：一束光从空气射入玻璃，入射角为30°，折射角为20°，求玻璃的折射率是多少？答案：根据折射定律可知，光在两种介质中的传播速度和折射率成正比。

设空气的折射率为1，代入折射定律的公式可得玻璃的折射率为1.5。

3. 热学题目：一个理想气体在等温过程中，体积从V1增加到V2，求气体对外做的功是多少？答案：在等温过程中，理想气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，系统对外做的功等于系统所吸收的热量。

而在等温过程中，系统吸收的热量等于温度T与系统发生的热量变化ΔQ的乘积。

因此，气体对外做的功等于温度T乘以气体体积的增加量ΔV，即W = TΔV。

4. 力学题目：一个质点在匀速圆周运动中，半径为R，角速度为ω，求质点的加速度大小是多少？答案：在匀速圆周运动中，质点的速度大小不变，因此质点的加速度大小等于向心加速度的大小。

向心加速度的公式为a = Rω²，其中R为半径，ω为角速度。

5. 电学题目：一电容器的电容为C，电压为V，求电容器中的电荷量是多少？答案：电容器中的电荷量与电容和电压成正比，即Q = CV，其中Q为电荷量，C为电容，V为电压。

以上是对一些大学应用物理习题的答案的解答，希望能对大家的学习有所帮助。

第五章 机械振动5–17 若谐振动方程为m 4ππ20cos 1.0⎪⎭⎫ ⎝⎛+=t x ，求：（1）振幅、频率、角频率、周期和初相；（2）s 2=t 时的位移、速度和加速度。

解：已知振动方程为⎪⎭⎫ ⎝⎛+=4ππ20cos 1.0t x ，由振动方程可计算此题。

（1）振幅：A =0.1m ，角频率：π20=ωrad/s ，频率：Hz 10π2==ωf ，周期：s 1.01==νT ，初相：4π=ϕ。

（2）s 2=t 时，位移为m 1007.74πcos 1.04ππ40cos 1.02-⨯==⎪⎭⎫ ⎝⎛+=t x速度为s /m 44.44πsin π24ππ40sin π2-=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=t v加速度为222m /s 2804πcos π404ππ40cos π40-=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=t a5–18 一质量为2100.1-⨯kg 的物体作谐振动，其振幅为2104.2-⨯m ，周期为4.0s ，当0=t 时，位移为2104.2-⨯m ，求：（1）在0.5=t s 时，物体所在位置和物体所受的力；（2）由起始位置运动到2102.1-⨯-=x m ，所需要的最短时间。

解：（1）设物体的振动方程为()ϕω+=t A x cos 。

因2104.2-⨯=A m ，2ππ2==T ωrad/s 0=t 时，位移为2104.2-⨯m ，所以初相位0=ϕ。

所以振动方程为)2πcos(104.22t x -⨯=当0.5=t s 时，物体所在位置为m 107.14πcos104.222--⨯=⨯=x 。

物体所受的力为N 102.442-⨯-=-=-=x m kx f ω（2）由旋转矢量表示法可画出旋转矢量图（图5–9），由此可得从起始位置运动到2102.1-⨯-=x m 时，相位差为π32=∆φ，所以所需要的最短时间为图5-9s 33.1342ππ32min ===∆=ωφt5–19 如图5-10，有一水平弹簧振子，弹簧的倔强系数k =24N/m ，重物的质量m =6kg ，重物静止在平衡位置上。

第5章 静电场一、选择题1. 关于电场线, 以下说法中正确的是[ ] (A) 电场线一定是电荷在电场力作用下运动的轨迹(B) 电场线上各点的电势相等(C) 电场线上各点的电场强度相等(D) 电场线上各点的切线方向一定是处于各点的点电荷在电场力作用下运动的加速度方向2. 高斯定理(in )01d i s S E S q ε⋅=⋅∑⎰⎰ , 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3. 根据高斯定理(in )01d i s S E S q ε⋅=⋅∑⎰⎰ ，下列说法中正确的是 [ ] (A) 通过闭合曲面的电通量仅由面内电荷的代数和决定(B) 通过闭合曲面的电通量为正时面内必无负电荷(C) 闭合曲面上各点的场强仅由面内的电荷决定(D) 闭合曲面上各点的场强为零时, 面内一定没有电荷4. 高斯定理成立的条件是[ ] (A) 均匀带电球面或均匀带电球体所产生的电场(B) 无限大均匀带电平面产生的电场(C) 高斯面的选取必须具有某些简单的对称性(D) 任何静电场5. 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 q 0π4ε (C) l Qq 0π4ε (D) lQq 0π2ε 6. 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7. 由定义式⎰∞⋅=R R l E U d 可知8. 静电场中某点电势的数值等于[ ] (A) 试验电荷q 0置于该点时具有的电势能(B) 单位试验电荷置于该点时具有的电势能(C) 单位正电荷置于该点时具有的电势能(D) 把单位正电荷从该点移到电势零点外力所做的功9. 在电场中有a 、b 两点, 在下述情况中b 点电势较高的是[ ] (A) 正电荷由a 移到b 时, 外力克服电场力做正功(B) 正电荷由a 移到b 时, 电场力做正功(C) 负电荷由a 移到b 时, 外力克服电场力做正功(D) 负电荷由a 移到b 时, 电场力做负功10. 已知一负电荷从图5-1-48所示的电场中M 点移到N 点．有人根据这个图得出下列几点结论，其中哪一点是正确的? [ ] (A) 电场强度E M < E N ； (B) 电势U M < U N ；(C) 电势能W M < W N ； (D) 电场力的功A > 0． 11. 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, 电势一定为零12. 一点电荷在电场中某点所受的电场力为零, 则该点[ ] (A) 场强一定为零, 电势一定为零(B) 场强不一定为零, 电势一定为零(C) 场强一定为零, 电势不一定为零(D) 场强不一定为零, 电势不一定为零13. 如图5-1-54所示, 在一条直线上的连续三点A 、B 、C 的电势关系为U A ＞U B ＞U C . 若将一负电荷放在中间点B 处, 则此电荷将[ ] (A) 向A 点加速运动 (B) 向A 点匀速运动(C) 向C 点加速运动 (D) 向C 点匀速运动14. 关于电荷仅在电场力作用下运动的下列几种说法中, 错误的是[ ] (A) 正电荷总是从高电势处向低电势处运动(B) 正电荷总是从电势能高的地方向电势能低的地方运动(C) 正电荷总是从电场强的地方向电场弱的地方运动(D) 正电荷加速的地方总是与等势面垂直15. 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⎰⎰⋅s S E d 为 [ ] (A) 04εQ (B) 06εQ (C) 08εQ (D) 6Q 16. 真空中一“无限大”均匀带负电荷的平面如图所示，其电场的场强分布图线应是(设场强方向向右为正、向左为负)[ ] 二、填空题 1. 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 ．图5-1-54 x x 02εσx x x图5-1-482. 两个同心均匀带电球面，半径分别为a R 和b R (b a R R <) , 所带电荷量分别为a Q 和b Q ，设某点与球心相距r , 当b a R r R <<时， 该点的电场强度的大小为 ．3. 一长为L 、半径为R 的圆柱体，置于电场强度为E 的均匀电场中，圆柱体轴线与场强方向平行．则：(A) 穿过圆柱体左端面的E 通量为 ；(B) 穿过圆柱体右端面的E 通量为 ；(C) 穿过圆柱体侧面的E 通量为 ；(D) 穿过圆柱体整个表面的E 通量为 ．4. 真空中一半径为R 的均匀带电球面，总电荷量为Q (Q > 0)．今在球面上挖去非常小块的面积S ∆(连同电荷)，且假设不影响原来的电荷分布，则挖去S ∆后球心处电场强度的大小E ＝ ，其方向为 ．5. 有一个球形的橡皮膜气球，电荷q 均匀地分布在球面上，在此气球被吹大的过程中， 被气球表面掠过的点(该点与球中心距离为r )，其电场强度的大小将由 变 为 ．第五章补充习题答案一、选择DCADA CDCAC ACACB D二、填空 1.4εσ 2. 20π41r Q a ⋅ε 3. (1) 2πR E - (2) 2πR E (3) 0 (4) 0S图5-2-94.402π16R S Q ε∆, 圆心O 点指向S ∆ 5. 20π4r q ε, 0。

一、选择题B C D A B B B B B A 二、填空题22121221. cos() , cos() ;232 2. 100; 3. A -A , (A -A )cos()2x A t x A t T T t T πππππππ=-=++ 三、计算题 1、解：3223220.09(-)0.0100,, 0.01cos()33gl gl b b m gl b x gl gl x A m t x A v k gl x t ρρρρρϕπρωπ'=⇒=''-=-⇒===-=⇒='=⇒==⇒=+设物体在平衡位置时被浸没深度为b ，则物体受合外力F=物体作简谐振动当物体全被浸没时可知时，令简谐振动方程2、解：222222221d sin sin 2d 1sin 3d 1d 300d 2d 22πM Mgl kl J tJ Ml l Mg kl Mg kl t J t Ml T θθθθθθθθθθθθ=--=≈=⎡⎤+=⇒+=⎢⎥⎣⎦⇒=当杆向右摆动角时,重力矩与弹力矩均与相反，有很小，，，（+2）（+）3、解：设物体平衡时两弹簧分别伸长X 1， X 2由物体受力平衡得：1122121222211122111212121212sin (1)x sin sin (2)(1)(2) (3), mg k x k x x x x x x x F mg k x x mg k x x F k x k x FFx x x x x k k k k F x kx k k θθθω==''''=+''=-+=-+''=-=-''''=-=-=+⋅=-=-⇒=+物体沿轴移动位移时，两弹簧又分别被拉长，即则（）（） 将代入得：2v πω==4、解：04140000.05,02340,02-54245π0.1cos()243-0, 1.6P P A t x m t x st x t t sπϕπϕϕϕφπωπϕϕφϕωω-===>⇒=-==<⇒=∆===∆⇒=-∆=∆===由振动方程为，0v v5、解：222,22 0-0.05-,0232π0.1cos()237(1)1,0.1cos,620(2),8000==2s, =2s24(4)==s33TAt x mx tt s x mF kx m x Nt t tt tππωπϕππωφωππφω=====<⇒=⇒=+===-=-=-=∆∆=⇒∆∆∆=⇒∆振动方程为，(3)由，即由，v6、解：21-211221122313323π3ππ(1)-44210m sin sin tan 11 =1.48radcos cos 3π(2)2, =2+ (0 1, )45π2+1, =2+ (0 1, )4A A A A A k k k k k k ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕπϕπϕϕϕπϕπ∆=-=-==⨯+==⇒+∆=-=⇒=±∆=-=⇒=± ，，，，（），，。

大学物理第五章习题(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第五章例1 正电荷q 均匀分布在半径为R 的圆环上. 计算通过环心点O 并垂直圆环平面的轴线上任一点P 处的电场强度.例2 有一半径为R ，电荷均匀分布的薄圆盘，其电荷面密度为. 求通过盘心且垂直盘面的轴线上任意一点处的电场强度.例1 三棱柱体放置在如图所示的匀强电场中. 求通过此三棱柱体的电场强度通量.例2 设有一半径为R , 均匀带电Q 的球面. 求球面内外任意点的电场强度. 对称性分析：球对称 高斯面：闭合球面xyzEoMNPRQne ne n eSS例3 设有一无限长均匀带电直线，单位长度上的电荷，即电荷线密度为，求距直线为r 处的电场强度.例4 设有一无限大均匀带电平面，电荷面密度为 ，求距平面为r 处某点的电场强度 对称性分析与高斯面的选取例1 正电荷q 均匀分布在半径为R 的细圆环上. 求环轴线上距环心为x 处的点P 的电势.EESo xyEr+h通过一均匀带电圆平面中心且垂直平面的轴线上任意点的电势.例2 真空中有一电荷为Q，半径为R的均匀带电球面. 试求（1）球面外两点间的电势差；（2）球面内两点间的电势差；的电势；（4）球面内任意点的电势.例3 “无限长”带电直导线的电势例1 用电场强度与电势的关系，求均匀带电细圆环轴线上一点的电场强度.例2 求电偶极子电场中任意一点A的电势和电场强度.。

第五章 气体动理论练 习 一一. 选择题1. 一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为1p 和2p ，则两者的大小关系是（ C ）(A ) 21p p >； (B ) 21p p <； (C ) 21p p =； (D ) 不确定的。

2. 一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m. 根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量平方的平均值为（ D ）(A ) 2x v =m kT 3； (B ) 2x v = (1/3)m kT 3 ； (C ) 2x v = 3kT /m ； (D ) 2x v = kT/m 。

3. 设M 为气体的质量，m 为气体分子质量，N 为气体分子总数目，n 为气体分子数密度，0N 为阿伏伽德罗常数，下列各式中哪一式表示气体分子的平均平动动能（ A ）(A )pV M m ⋅23； (B )pV M M mol ⋅23； (C ) npV 23； (D ) 023N pV M M mol ⋅。

4. 关于温度的意义，有下列几种说法，错误的是（ D ） (A ) 气体的温度是分子平动动能的量度；(B ) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义； (C ) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同； (D ) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。

二．填空题1. 在容积为10-2m 3的容器中，装有质量100g 的气体，若气体分子的方均根速率为200m/s ，则气体的压强为ap 51034⨯。

2. 如图1所示,两个容器容积相等，分别储有相同质量的N 2和O 2气体，它们用光滑细管相连通，管子中置一小滴水银，两边的温度差为30K ，当水银滴在正中不动时，N 2和O 2的温度为2N T = 210k ，2O T = 240k 。

( N 2的摩尔质量为28×10－3kg/mol,O 2的摩尔质量为32×10－3kg/mol)3.分子物理学是研究大量微观粒子的集体运动的统计表现 的学科, 它应用的方法是 统计学 方法。