物理学14章习题解答

[物理学14章习题解答]

14-15 光源s 1 和s 2 在真空中发出的光都是波长为 λ的单色光，现将它们分别放于折射率为n 1 和n 2的介质中，如图14-5所示。界面上一点p 到两光源的距离分别为r 1 和r 2。

(1)两束光的波长各为多大？

(2)两束光到达点p 的相位变化各为多大？

(3)假如s 1 和s 2 为相干光源，并且初相位相同，求点p 干涉加强和干涉减弱的条件。

解

(1) 已知光在真空中的波长为λ，那么它在折射率为n

的介质中的波长λ'可以表示为

,

所以，在折射率为n 1和n 2的介质中的波长可分别表示为

和

.

(2)光传播r 的距离，所引起的相位的变化为

,

所以，第一束光到达点p 相位的变化为

,

第二束光到达点p 相位的变化为

.

(3)由于两光源的初相位相同，则两光相遇时的相位差是由光程差决定的，所以，点p 干涉加强的条件是

,

;

点p 干涉减弱的条件是

, .

14-16 若用两根细灯丝代替杨氏实验中的两个狭缝，能否观察到干涉条纹？为什么？

解 观察不到干涉条纹，因为它们不是相干光源。

14-17 在杨氏干涉实验中，双缝的间距为0.30 mm ，以单色光照射狭缝光源，在离开双缝1.2 m 处的光屏上，从中央向两侧数两个第5条暗条纹之间的间隔为22.8 mm 。求所用单色光的波长。

图14-5

解在双缝干涉实验中，暗条纹满足

,

第5条暗条纹的级次为4，即，所以

,

其中。两个第5条暗条纹的间距为

,

等于22.8 mm，将此值代入上式，可解出波长为

.

14-18在杨氏干涉实验中，双缝的间距为0.30 mm，以波长为6.0 102nm的单色光照射狭缝，求在离双缝50 cm远的光屏上，从中央向一侧数第2条与第5条暗条纹之间的距离。

解因为第1条暗条纹对应于，所以第2条暗条纹和第5条暗条纹分别对应于和。根据双缝干涉的规律，暗条纹的位置应满足

.

所以，第2条与第5条暗条纹之间的距离为

.

14-20在空气中垂直入射到折射率为1.40的薄膜上的白光，若使其中的紫光(波长为400 nm)成分被薄膜的两个表面反射而发生干涉相消，问此薄膜厚度的最小值应为多大？

解光从第一个表面反射要产生半波损失，但从第二个表面反射无半波损失，所以光程差应表示为

,

式中e为薄膜的厚度，此厚度应为最小值，干涉级次k最小应取1，因为当时，薄膜的厚度必须取零，上式才能成立。将k = 1代入上式，并从中解出薄膜厚度的最小值为

.

14-21在空气中肥皂膜的厚度为0.32 mm，折射率为1.33。若用白光垂直照射，肥皂膜呈什么颜色？

解反射光的颜色是由反射光干涉加强的光波波长所决定的。干涉加强的条件是

,

由此解得

.

当时，;

当时，;

当时，.

在以上干涉加强的光波中，l1是红外光，λ3是紫外光，只有λ2处于可见光范围内，且为黄光。

14-22在观察薄膜干涉时常说使用面光源，这是为什么？能否使用点光源呢？

解在观察薄膜干涉时，可以使用点光源。使用面光源可以增大干涉条纹的衬比度。具体分析见上面的[概念阐释]。

14-23试分析一下等倾干涉条纹可能是什么形状？

解因为等倾干涉图样定位于无限远处，使用透镜则呈现于透镜的焦面上。又因为等倾干涉条纹是以相同角度入射和出射的平行光在光屏上会聚点的轨迹。如果屏面与焦面重合，则干涉条纹为同心圆环。若屏面不与透镜光轴相垂直，干涉条纹的形状可能是椭圆、双曲线等圆锥截线。

14-24两块矩形的平板玻璃叠放于桌面上，将一薄纸条从一边塞入它们之间，使两玻璃板之间形成一个劈形气隙。用钠光(波长为589 nm)垂直照射，将观察到干涉条纹。沿垂直于劈棱的方向上每厘米有10条亮纹(或暗纹)，求劈形气隙的角度。

解设相邻亮条纹或相邻暗条纹的间距为l，劈角为θ，因为相邻亮条纹或相邻暗条纹所对应的气隙厚度差为半波长，所以下面的关系成立

.

根据已知条件，，代入上式，得

.

14-25两块矩形的平板玻璃叠放在一起，使其一边相接触，在与此边相距20 cm处夹一直径为5.0?10-2 mm的细丝，如图14-6所示，于是便形成一劈形气隙。若用波长为589 nm的钠光垂直照射，劈形气隙表面出现干涉条纹，求相邻暗条纹之间的间距。

解设相邻亮条纹或相邻暗条纹的间距为l，劈角为θ，下面的关系成立

.

所以

.

14-26若用波长为589 nm的钠光观察牛顿环，发现k级暗环的半径为2.0′10-3 m，而其外侧第5个暗环的半径为3.0?10-3 m。求透镜凸面的曲率半径和k的值。

解第k个暗环的半径为

, (1)

当时，为中心的暗点，当时，为第1条暗环，等等。第k个暗环之外的第5个暗环，对应于，其半径为

(2)

将以上两式平方后相除，得

,

将数值代入并求出k值，得

,

.

将k值代入式(1)，可求得透镜凸面的曲率半径，为

.

14-27一平凸透镜的凸面曲率半径为1.2 m，将凸面朝下放在平玻璃板上，用波长为650 nm的红光观察牛顿环。求第三条暗环的直径。

解第3条暗环对应的k值为3，其半径为

,

所以，第3条暗环的直径为。

14-28在单缝夫琅禾费衍射中，单缝宽度a = 1.0′10-4 m，透镜焦距f = 50 cm。分别用λ1 = 400 nm和λ2= 760 nm的单色平行光垂直入射，问中央亮条纹的宽度分别为多大？

解两个第一暗条纹中心的距离，就是中央亮条纹的宽度。而第一暗条纹的衍射角

?0，就是中央亮条纹的半角宽度，即角宽度的一半。根据式

(14-51)

, 图14-6

对应于两种波长l1和λ2，中央亮条纹的宽度分别为

;

.

14-29单缝被氦氖激光器产生的激光(波长为632.8 nm)垂直照射，所得夫琅禾费衍射图样的第一级暗条纹对单缝法线的夹角为5?，求单缝的宽度。

解第1级暗条纹对单缝法线的夹角，就是第1级暗条纹的衍射角?0，并且根据衍射的规律有

.

所以，可以求得单缝的宽度为

.

14-30一束波长为600 nm的平行光垂直照射到透射平面衍射光栅上，在与光栅法线成45?角的方向上观察到该光的第二级谱线。问该光栅每毫米有多少刻痕？

解根据光栅方程

,

式中?= 45?、k = 2，于是可求得光栅常量为

, 所以，该光栅每毫米的刻痕数为

.

14-31可见光的波长范围大约从400 nm到760 nm，将这个范围的可见光垂直入射到每厘米有6000条刻痕的平面光栅上，求第一级可见光谱的角宽度。

解在光栅方程

中，取k = 1，?就是波长为λ的光的衍射角。分别求出波长为400 nm和760 nm的衍射角?1和?2，两者之差就是第一级可见光谱的角宽度。这从教材第500页的图14-25中可以看得很清楚。

,

;

,

.

所以，第一级可见光谱的角宽度为

.

14-32有一透射平面光栅每毫米有500条刻痕，并且刻痕间距是刻痕宽度的两倍。若用波长为600 nm的平行光垂直照射该光栅，问最多能观察到几条亮条纹？并求出每一条亮条纹的衍射角。

解根据已知条件可以求得光栅常量

m .

由光栅方程，得

,

于是求得

,

取整数，为

.

这表示，在无限大的光屏上可能出现k值为0、±1、±2和±3的七条亮条纹。

但是由于缺级现象，有些亮条纹消失了。由于刻痕间距(a)是刻痕宽度(b)的两倍，所以

.

消失的亮条纹的k值为

,

当时，，这表示，在光屏上消失的亮条纹的级次为。这样，出现在无限大光屏上的亮条纹只有5条，它们的级次分别是。

根据光栅方程，可以求得各亮条纹的衍射角：

的亮条纹

, ;

的亮条纹

,?1 = ± 17?28' ;

的亮条纹

,?2= ± 36?52' .

14-33 波长为0.296 nm 的x 射线投射到一块晶体上，产生的第一级衍射线偏离入射线方向为31.7?，求相应于此衍射线的晶面间距。

解 晶面、入射方向、衍射方向以及晶面法线之间的

关系，如图14-7所示。由图可见，x 射线的掠射角θ= 31.7? / 2 = 15?51￠。根据布拉格公式

,

取

，则有

.

14-34 有一直径为5.0 cm 、焦距为25 cm 的会聚透镜，用波长为550 nm 的光观察远处的两个物点，刚好能分辨。问这两个物点在透镜焦面上中央亮斑的中心相距多远？

解 既然两个物点刚好能分辨，那么它们对透镜中心的张角，就是最小分辨角θ0，并可以表示为

.

在透镜焦面上这两个物点的中央亮斑的中心间距为

.

14-35 设人眼瞳孔的直径为3.0 mm ，对于可见光中波长为6.0 ?10-7 m 的光，试求： (1)人眼的最小分辨角；

(2)在明视距离25 cm 处人眼能分辨的最小距离。 解

(1)人眼的最小分辨角

.

(2)在明视距离25 cm 处人眼能分辨的最小距离为

.

14-38 水的折射率为1.33，玻璃的折射率为1.50。当光由水中射向玻璃而被界面反射时，起偏角为多大？当光由玻璃中射向水而被界面反射时，起偏角又为多大？

解 设水的折射率为n 1 (= 1.33 )，玻璃的折射率为n 2(= 1.50 )。光由水射向玻璃的起偏角i 0 为

,

;

光由玻璃射向水的起偏角i 0'为

图14-7

, .

14-39两偏振片的透振方向成30°角，透射光强度为i1 。若入射光不变而使两偏振片的透振方向之间的夹角变为45?角，求透射光的强度。

解设透过第一个偏振片的光强为i0 ，当两个偏振片的透振方向成α = 30?角时，透过第二个偏振片的光强为i1 ，并有下面的关系

,

所以

.

当两个偏振片的透振方向夹角变为α2= 45?时，透射光强i2为

.

14-40两偏振片a和b放置在使光完全不能透过的相对位置上，现在a、b之间插入第三块偏振片c，光就能部分地通过，并当c旋转时，透射光的强度也随着变化。设透过偏振片a的光强度为i0 ，求当偏振片a和c的透振方向夹角为α时透射光的强度。

解根据题意，只有当a与b的透振方向互相垂直时，光才完全不能通过。所以，当c与a成α角时，c与b必成(90?-α )角。由马吕斯定律，透过c的光强为

,

式中i0 为透过a的光强。透过b的光强为

.

14-41两偏振片a和b的透振方向成45?角，强度为i0的入射光是线偏振光，且振动方向与偏振片a的透振方向相平行。分别求入射光沿从a至b的方向和沿从b至a的方向透过两个偏振片后的光强。

解

(1)当入射光沿a?b的方向通过a和b时：因为入射光的振动方向与a的透振方向平行，而与b的透振方向成45?角，所以光通过a后强度不变，通过b后的光强为

;

(2)当入射光沿b ? a的方向通过b和a时：入射光通过b后的光强为

.

强度为i'的光的振动方向与b的透振方向一致，而与a的透振方向成45?角，所以通过a后的光强为

.

14-42如何将自然光转变为椭圆偏振光和圆偏振光？椭圆偏振光和圆偏振光各在什么情况下转变为线偏振光？

解自然光通过起偏器变为线偏振光，线偏振光垂直入射至1/4波片，出射光便是椭圆偏振光；当线偏振光垂直入射至1/4波片时，且使其振动方向与1/4波片的光轴成45°时，出射光便是圆偏振光。

圆偏振光垂直入射至1/4波片后，出射光变为线偏振光；椭圆偏振光垂直入射至1/4波片时，且使椭圆的主轴与波片的光轴相平行，则出射光为线偏振光。

14-43在一对正交的偏振片之间放一块1/4波片，用自然光入射。

(1)转动1/4波片光轴方向，出射光的强度怎样变化？

(2)如果有强度极大和消光现象，那么1/4波片的光轴应处于什么方向？这时从1/4波片射出的光的偏振状态如何？

解

(1)转动1/4波片光轴方向出射光强度的变化情形：

a)当1/4波片转至其光轴与第一个偏振片的透振方向相平行时，从1/4波片出射的光是振动方向与光轴同方向的线偏振光，不能通过第二个偏振片，故产生消光现象；

b)当1/4波片转至其光轴与第一个偏振片的透振方向有一夹角a时，从1/4波片出射的光是以其光轴为主轴的椭圆偏振光，当α角很小时，通过第二个偏振片的光强也很小；

c)随着α的增大，通过第二个偏振片的光强增加，当α= 45?时，从1/4波片出射的光是圆偏振光，通过第二个偏振片的光强达到最大值；

d)随着α的继续增大，通过第二个偏振片的光强又逐渐减小；

e)当1/4波片转至其光轴与第二个偏振片的透振方向相平行时，从1/4波片出射的光为垂直于光轴的线偏振光，则不能通过第二个偏振片，所以再次出现消光现象。

f)以后继续转动1/4波片所出现的现象，重复上面的过程。

(2)光强极大对应于1/4波片的光轴与两个偏振片的透振方向都成45?的位置，这时从1/4波片射出的光是圆偏振光。

出现消光现象时，1/4波片的光轴应处在两个位置上，即分别平行于两个偏振片的透振方向。当1/4波片的光轴与第一个偏振片的透振方向相平行时，从1/4波片射出的光是线偏振光，其振动方向平行于1/4波片的光轴，而与第二个偏振片的透振方向相垂直；当1/4波片的光轴与第二个偏振片的透振方向相平行时，即1/4波片的光轴与第一个偏振片的透振方向相垂直，从1/4波片射出的光是线偏振光，其振动方向垂直于1/4波片的光轴，也与第二个偏振片的透振方向相垂直。

14-44椭圆偏振光通过1/4波片，在一般情况下仍然为椭圆偏振光，对此应如何解释？

解椭圆偏振光可以看成是两个互相垂直的线偏振光的合成，这两个互相垂直的线偏振光可以表示为

,

式中φ是不为0和±π的任意角。当椭圆偏振光通过1/4波片后，这两个互相垂直的线偏振光都要分解为平行于光轴和垂直于光轴的两个线偏振光，并且这两个线偏振光存在π/2的相位差。于是就得到了四个线偏振光，其中两个平行于光轴方向振动，它们之间存在φ的相位差，另外两光垂直于光轴方向振动，它们之间也存在f的相位差。无论平行于光轴方向的两个振动的合成，还是垂直于光轴方向的两个振动的合成，都属于同一直线上的两个同频率振动的合成。最后仍然得到振动方向分别平行于光轴和垂直于光轴的两个线偏振光，不过它们之间的相位差一般不再是π /2，还与每个方向的合成结果有关，一般情况下是不为0和±π的任意角，故仍为椭圆偏振光。

若光轴平行于椭圆偏振光

的主轴，则两个互相垂直的线偏振光相位差变为π /2，通过1/4波片后成为线偏振光。

14-45将石英晶片放置在透振方向互相平行的两偏振片之间，波长为435.8 nm的蓝光正好不能通过。已知石英对此波长蓝光的旋光率为41.5?mm-1 ，求石英片的厚度。

解根据题意，石英晶片使光的偏振面旋转了θ = 90?，代入公式

,

即可求得石英片的厚度，为

.

14-46某种物质的吸收系数为α = 3.1′10-3 m-1 ，求透射光强分别为入射光强的0.2、0.4、0.6和0.8时物质的厚度。

解根据朗伯定律

,

可以推得

,

.

当透射光强之比为0.2时，代入上式可求得物质的厚度为

.

同样可以求得

;

;

.

14-47某光学玻璃在可见光范围内为正常色散，对波长为435.8 nm的蓝光和波长为546.1 nm的绿光的折射率分别为1.65250和1.62450。试确定科希公式中的常数a和b，并计算此光学玻璃对波长为589.3 nm的钠黄光的折射率和色散率。

解科希公式可以表示为

,

将蓝光和绿光的波长及相应的折射率代入上式，可得到两个方程式

;

.

两式联立可以解得

,

.

将a、b和钠黄光的波长代入科希公式，可求得此光学玻璃对钠黄光的折射率，为

;

色散率为

.

14-49在一根长为32 cm的玻璃管内盛有含烟雾的气体，某波长的光通过后强度为入射光的56%，若将烟雾除去，透射光的强度为入射光的88%。如果烟雾对该波长的光只散射无吸收，而气体却只吸收无散射，试计算含烟雾气体的吸收系数和散射系数。

解设入射光的强度为i0，该光通过含烟雾的气体后的光强为i，该光通过无烟雾气体后的光强为i￠。根据散射和吸收的规律可以列出下面的两个方程式

; (1)

.(2)

两式联立可解得气体的吸收系数，为

;

气体的散射系数为

.

大学物理第一章质点运动学习题解(详细、完整)

第一章 质点运动学 1–1 描写质点运动状态的物理量是 。 解：加速度是描写质点状态变化的物理量，速度是描写质点运动状态的物理量，故填“速度”。 1–2 任意时刻a t =0的运动是 运动；任意时刻a n =0的运动是 运动；任意时刻a =0的运动是 运动；任意时刻a t =0，a n =常量的运动是 运动。 解：匀速率；直线；匀速直线；匀速圆周。 1–3 一人骑摩托车跳越一条大沟，他能以与水平成30°角，其值为30m/s 的初速从一边起跳，刚好到达另一边，则可知此沟的宽度为 （)m/s 102=g 。 解：此沟的宽度为 m 345m 10 60sin 302sin 220=??==g R θv 1–4 一质点在xoy 平面运动，运动方程为t x 2=，229t y -=，位移的单位为m ，试写出s t 1=时质点的位置矢量__________；s t 2=时该质点的瞬时速度为__________，此时的瞬时加速度为__________。 解：将s t 1=代入t x 2=，229t y -=得 2=x m ，7=y m s t 1=故时质点的位置矢量为 j i r 72+=（m ） 由质点的运动方程为t x 2=，229t y -=得质点在任意时刻的速度为 m/s 2d d ==t x x v ，m/s 4d d t t x y -==v s t 2=时该质点的瞬时速度为 j i 82-=v （m/s ） 质点在任意时刻的加速度为 0d d ==t a x x v ，2m/s 4d d -==t a y y v s t 2=时该质点的瞬时加速度为j 4-m/s 2 。

物理学第三版 刘克哲12章习题解答

[物理学12章习题解答] 12-7 在磁感应强度大小为b = 0.50 t的匀强磁场中，有一长度为l = 1.5 m的导体棒垂直于磁场方向放置，如图12-11所示。如果让此导体棒以既垂直于自身的长度又垂直于磁场的速度v向右运动，则在导体棒中将产生动生电动势。若棒的运动速率v = 4.0 m?s-1 ，试求： (1)导体棒内的非静电性电场k； (2)导体棒内的静电场e； (3)导体棒内的动生电动势ε的大小和方向； (4)导体棒两端的电势差。 解 (1)根据动生电动势的表达式 , 由于()的方向沿棒向上，所以上式的积分可取沿棒向上图12-11 的方向，也就是d l的方向取沿棒向上的方向。于是可得 . 另外，动生电动势可以用非静电性电场表示为 . 以上两式联立可解得导体棒内的非静电性电场，为 , 方向沿棒由下向上。 (2)在不形成电流的情况下，导体棒内的静电场与非静电性电场相平衡，即 , 所以，e的方向沿棒由上向下，大小为 . (3)上面已经得到 , 方向沿棒由下向上。 (4)上述导体棒就相当一个外电路不通的电源，所以导体棒两端的电势差就等于棒的动生电动势，即 , 棒的上端为正，下端为负。

12-8如图12-12所表示，处于匀强磁场中的导体回路 abcd，其边ab可以滑动。若磁感应强度的大小为b = 0.5 t，电 阻为r = 0.2 ω，ab边长为l = 0.5 m，ab边向右平移的速率为v = 4 m?s-1 ，求： (1)作用于ab边上的外力； 图12-12 (2)外力所消耗的功率； (3)感应电流消耗在电阻r上的功率。 解 (1)当将ab向右拉动时，ab中会有电流通过，流向为从b到a。ab中一旦出现电流，就将受到安培力f的作用，安培力的方向为由右向左。所以，要使ab向右移动，必须 。 对ab施加由左向右的力的作用，这就是外力f 外 在被拉动时，ab中产生的动生电动势为 , 电流为 . ab所受安培力的大小为 , 安培力的方向为由右向左。外力的大小为 , 外力的方向为由左向右。 (2)外力所消耗的功率为 . (3)感应电流消耗在电阻r上的功率为 . 可见，外力对电路消耗的能量全部以热能的方式释放出来。 12-9有一半径为r的金属圆环，电阻为r，置于磁感应强度为b的匀强磁场中。初始时刻环面与b垂直，后将圆环以匀角速度ω绕通过环心并处于环面内的轴线旋转π/ 2。求： (1)在旋转过程中环内通过的电量； (2)环中的电流； (3)外力所作的功。

关于大学物理答案第章

17－3 有一单缝，缝宽为，在缝后放一焦距为50cm 的汇聚透镜，用波长为的平行光垂直照射单缝，试求位于透镜焦平面处屏上中央明纹的宽度。 解：单缝衍射中央明条纹的宽度为 代入数据得 17－4 用波长为的激光垂直照射单缝时，其夫琅禾费衍射图样第一极小与单缝法线的夹角为50，试求该缝宽。 解：单缝衍射极小的条件 依题意有 17－5 波长为20m 的海面波垂直进入宽50m 的港口。在港内海面上衍射波的中央波束的角宽是多少？ 解：单缝衍射极小条件为 依题意有 0115.234.0sin 5 2sin 20sin 50===→=--θθ 中央波束的角宽为00475.2322=?=θ 17－6 一单色平行光垂直入射一单缝，其衍射第3级明纹位置恰与波长为600nm 的单色光垂直入射该缝时衍射的第2级明纹位置重合，试求该单色光的波长。 解：单缝衍射明纹条件为 依题意有 2 )122(2)132(21λλ+?=+? 代入数据得 nm 6.428760057521=?== λλ 17－7 用肉眼观察星体时，星光通过瞳孔的衍射在视网膜上形成一个亮斑。 （1）瞳孔最大直径为，入射光波长为550nm 。星体在视网膜上像的角宽度多大？ （2）瞳孔到视网膜的距离为23mm 。视网膜上星体的像的直径多大？ （3）视网膜中央小凹（直径）中的柱状感光细胞每平方毫米约×105个。星体的像照亮了几个这样的细胞？ 解：（1）据爱里斑角宽公式，星体在视网膜上像的角宽度为 （2）视网膜上星体的像的直径为 （3）细胞数目应为3.2105.14)104.4(52 3=????=-πn 个 17－8 在迎面驶来的汽车上，两盏前灯相距120cm 。试问汽车离人多远的地方，眼睛恰能分辨这两盏前灯？设夜间人眼瞳孔直径为，入射光波长为550nm.。 解： 17－9 据说间谍卫星上的照相机能清楚识别地面上汽车的牌照号码。（1）若被识别的牌照上的字划间的距离为5cm ，在160km 高空的卫星上的照相机的角分辨率应多大？ （2）此照相机的孔径需多大？光的波长按500nm 计算。 解：装置的光路如图所示。 17－10 一光栅每厘米刻有4000 位）已知?和?谱线的波长分别为656nm 和解： S 1S 2

大学物理第一章 习题

第一章 质点运动学 1–1 描写质点运动状态的物理量是 。 1–2 任意时刻a t =0的运动是 运动；任意时刻a n =0的运动是 运动；任意时刻a =0的运动是 运动；任意时刻a t =0，a n =常量的运动是 运动。 1–3 一人骑摩托车跳越一条大沟，他能以与水平成30°角，其值为30m/s 的初速从一边起跳，刚好到达另一边，则可知此沟的宽度为 （)m /s 102=g 。 1–4 一质点在xoy 平面内运动，运动方程为t x 2=，229t y -=，位移的单位为m ，试写出s t 1=时质点的位置矢量__________；s t 2=时该质点的瞬时速度为__________，此时的瞬时加速度为__________。 1–5 一质点沿x 轴正向运动，其加速度与位置的关系为x a 23+=，若在x =0处，其速度m /s 50=v ，则质点运动到x =3m 处时所具有的速度为__________。 1–6 一质点作半径R =1.0m 的圆周运动，其运动方程为t t 323+=θ，θ以rad 计，t 以s 计。则当t =2s 时，质点的角位置为________；角速度为_________；角加速度为_________；切向加速度为__________；法向加速度为__________。 1–7 下列各种情况中，说法错误的是[ ]。 A ．一物体具有恒定的速率，但仍有变化的速度 B ．一物体具有恒定的速度，但仍有变化的速率 C ．一物体具有加速度，而其速度可以为零 D ．一物体速率减小，但其加速度可以增大 1–8 一个质点作圆周运动时，下列说法中正确的是[ ]。 A ．切向加速度一定改变，法向加速度也改变 B ．切向加速度可能不变，法向加速度一定改变 C ．切向加速度可能不变，法向加速度不变 D ．切向加速度一定改变，法向加速度不变 1–9 一运动质点某瞬时位于位置矢量),(y x r 的端点处，对其速度大小有四种意见： （1）t r d d （2）t d d r （3）t s d d （4）2 2d d d d ?? ? ??+??? ??t y t x 下述判断正确的是[ ]。 A ．只有（1），（2）正确 B ．只有（2），（3）正确 C ．只有（3），（4）正确 D ．只有（1），（3）正确 1–10 一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为j i r 22bt at +=（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 ．抛物线运动 D ．一般曲线运动 1–11 一小球沿斜面向上运动，其运动方程为S ＝5＋4t –t 2（SI ），则小球运动到最高点的时刻是[ ]。

大学物理(华中科技版)第14章习题答案

习 题（第14章） 14—1 有一单缝，宽mm a 10.0=，在缝后放一焦距为cm 50的会聚透镜。用平行绿光 （nm 0.546=λ）垂直照射单缝，试求位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹及第二级明纹宽度。 解：中央明纹的宽度为f na x λ2=? 空气中，1=n ，所以 33 10 1046.510 10.01054605.02---?=????=?x m 第二级明纹的宽度 m f na x 31073.2-?== ?λ 14—2 一单色平行光束垂直照射在宽为mm 0.1的单缝上。在缝后放一焦距为m 0.2的会聚透镜。已知位于透镜焦平面上的中央明条纹宽度为mm 5.2。求入射光波长。 解：中央明纹的宽度为 f na x λ2 =? nm mm f a 500105400615 .0868.04=?=??== -λ 故入射光的波长为500nm. 14—3 在复色光照射下的单缝衍射图样中，其中某一波长的第3级明纹位置恰与波长 nm 600=λ的单色光的第2级明纹位置重合，求这光波的波长。 解：据单逢衍射明纹条件 2 600 1222 ) 132(2 )12(sin ） （则有 未知 +?=+?+±=λλ θk a 得未知波长为428.5nm. 14—4 用波长nm 4001=λ和nm 7002=λ的混合光垂直照射单缝。在衍射图样中，1λ的第 1k 级明纹中心位置恰与2λ的第2k 级暗纹中心位置重合，求1k 和2k 。试问1λ的暗纹中心位 置能否与2λ的暗纹中心位置重合？ 解：据题意有

（1） 2 121221 1457002400 )12(2) 12(k k k k k k ==+?=+?λλ 即nm 7002=λ的第4，8，12等4的整数倍级明纹与nm 4001=λ的第5，10，15等5的整数倍级明纹重叠。 （2）置于两衍射图样中的暗纹中心位置能否重合，则由暗纹条件 2 122114 7k k k k ==λλ 即nm 7002=λ的第4，8，12等4的整数倍级暗纹与nm 4001=λ的第7，14，21等7的整数倍级暗纹重叠。 14—5 一光栅，宽为cm 0.2，共有6000条缝。如利用钠光（nm 3.589）垂直入射，在哪些角度出现光强极大？如钠光与光栅的法线方向成 30入射，试问：光栅光谱线将有什么变化？ 解：（1）根据光栅方程，即光栅衍射明纹条件 现光强极大 等整数时对应的角度出，，，取3210) 1767.0arcsin(3.589sin 6000 102sin )(7 k k k k b a =?=?=+θθλθ （2）当钠光与光栅法线成30度入射时，由于在入射光栅之前以引入了附加光程差， λ θλθ) 30sin (sin )30sin )(sin ( ±± ==±+d k k b a 即斜入射时，零级谱线不在屏中心，而移到了 30=θ的角 位置。 14—6 某单色光垂直入射到一每厘米刻有6000条刻线的光栅上，如果第一级谱线的偏角为 20，试问入射光的波长如何？它的第二级谱线将在何处？ 解：据已给条件及光栅方程有

大学物理 第一章练习及答案

一、判断题 1. 在自然界中，可以找到实际的质点. ···················································································· [×] 2. 同一物体的运动，如果选取的参考系不同，对它的运动描述也不同. ···························· [√] 3. 运动物体在某段时间内的平均速度大小等于该段时间内的平均速率. ···························· [×] 4. 质点作圆周运动时的加速度指向圆心. ················································································ [×] 5. 圆周运动满足条件d 0d r t =，而d 0d r t ≠ . · ··············································································· [√] 6. 只有切向加速度的运动一定是直线运动. ············································································ [√] 7. 只有法向加速度的运动一定是圆周运动. ············································································ [×] 8. 曲线运动的物体，其法向加速度一定不等于零. ································································ [×] 9. 质点在两个相对作匀速直线运动的参考系中的加速度是相同的. ···································· [√] 10. 牛顿定律只有在惯性系中才成立. ························································································ [√] 二、选择题 11. 一运动质点在某时刻位于矢径(),r x y 的端点处，其速度大小为：（ C ） A. d d r t B. d d r t C. d d r t D. 12. 一小球沿斜面向上运动，其运动方程为2 54SI S t t =+-（） ，则小球运动到最高点的时刻是： （ B ） A. 4s t = B. 2s t = C. 8s t = D. 5s t = 13. 一质点在平面上运动，已知其位置矢量的表达式为22 r at i bt j =+ （其中a 、b 为常量）则 该质点作：（ B ） A. 匀速直线运动 B. 变速直线运动 C. 抛物线运动 D. 一般曲线运动 14. 某物体的运动规律为2d d v kv t t =-，式中的k 为大于0的常数。当0t =时，初速为0v ，则速 度v 与时间t 的关系是：（ C ） A. 0221v kt v += B. 022 1 v kt v +-= C. 021211v kt v += D. 0 21211v kt v +-= 15. 在相对地面静止的坐标系中，A 、B 二船都以2m/s 的速率匀速行驶，A 沿x 轴正方向，B

大学物理学-习题解答习题10

第十章 10-1 无限长直线电流的磁感应强度公式为B＝μ I 2π a ，当场点无限接近于导线时(即a →0)，磁感应强度B→∞，这个结论正确吗如何解释 答：结论不正确。公式 a I B π μ 2 =只对理想线电流适用，忽略了导线粗细，当a→0，导线的尺寸不能忽略，电流就不能称为线电流，此公式不适用。 10-2 如图所示，过一个圆形电流I附近的P点，作一个同心共面圆形环路L，由于电流分布的轴对称，L上各点的B大小相等，应用安培环路定理，可得∮ L B·d l＝0，是否可由此得出结论，L上各点的B均为零为什么 答：L上各点的B不为零. 由安培环路定理 ∑ ?= ? i i I l d B μ 得0 = ? ?l d B ，说明圆形环路L内的电流代数和为零， 并不是说圆形环路L上B一定为零。 10-3 设题10-3图中两导线中的电流均为8A，对图示的三条闭合曲线a,b,c，分别写出安培环路定理等式右边电流的代数和．并讨论： (1)在各条闭合曲线上，各点的磁感应强度B 的大小是否相等 (2)在闭合曲线c上各点的B 是否为零为什么 解：?μ = ? a l B 8 d ?μ = ? ba l B 8 d ?= ? c l B0 d (1)在各条闭合曲线上，各点B 的大小不相等． (2)在闭合曲线C上各点B 不为零．只是B 的环路积分为零而非每点0 = B ．题10-3图 习题10-2图

10-4 图示为相互垂直的两个电流元，它们之间的相互作用力是否等值、反向由此可得出什么结论 答：两个垂直的电流元之间相互作用力不是等值、反向的。 B l Id F d ?= 2 0?4r r l Id B d ?= πμ 221 21221 10221212201112)?(4?4r r l d I l d I r r l d I l d I F d ??=??= πμπμ 2 12 12112 20212121102212)?(4?4r r l d I l d I r r l d I l d I F d ??=??= πμπμ ))?()?((42 12 121221************r r l d l d r r l d l d I I F d F d ??+??-=+ πμ 2 122112 210212112221212102112)(?4))?()?((4r l d l d r I I r l d r l d l d r l d I I F d F d ??=?-?=+πμπμ 一般情况下 02112≠+F d F d 由此可得出两电流元（运动电荷）之间相互作用力一般不满足牛顿第三定律。 10-5 把一根柔软的螺旋形弹簧挂起来，使它的下端和盛在杯里的水银刚好接触，形成串联电路，再把它们接到直流电源上通以电流，如图所示，问弹簧会发生什么现象怎样解释 答：弹簧会作机械振动。 当弹簧通电后，弹簧内的线圈电流可看成是同向平行的，而同向平行电流会互相吸引，因此弹簧被压缩，下端会离开水银而电流被断开，磁力消失，而弹簧会伸长，于 是电源又接通，弹簧通电以后又被压缩……，这样不断重复，弹簧不停振动。 10-6 如图所示为两根垂直于xy 平面放置的导线俯视图，它们各载有大小为I 但方向相反的电流.求：(1)x 轴上任意一点的磁感应强度；(2)x 为何值时，B 值最大，并给出最大值B max . 解：(1) 利用安培环路定理可求得1导线在P 点产生的磁感强度的大小为： r I B π=201μ2/1220)(12x d I +?π=μ 2导线在P 点产生的磁感强度的大小为： r I B π=202μ2 /1220)(1 2x d I +?π=μ 1B 、2B 的方向如图所示． P 点总场 θθcos cos 2121B B B B B x x x +=+= 021=+=y y y B B B 习题10-4图 r 12 r 21 习题10-5图 习题10-6图 y P r B 1 B 2 x y 1 2 o x d d

大学物理第14章习题解答

第十四章习题解答 1选择题：⑴ B ；⑵ B ；⑶ D ；⑷ B ；⑸ B 。 2填空题：⑴ /sin λθ；⑵ 4；⑶ 变疏，变疏；⑷ 3.0nm ；⑸ N 2，N 。 3计算题： 1 用波长为nm 3.589=λ的单色平行光，垂直照射每毫米刻有500条刻痕的光栅．问最多能看到第几级明纹？总共有多少条明纹? 解：500 1=+b a mm 3100.2-?= mm 由λ?k b a =+sin )(知，最多见到的条纹级数k max 对应的2π ?=, 所以有3max 2.010 3.39589.3 a b k λ+?==≈，即实际见到的最高级次为3max =k 总共可见7条明纹。 2 试指出当衍射光栅的光栅常数为下述三种情况时，哪些级次的衍射明条纹缺级? （1） a+b=2a ；（2）a+b=3a ；（3）a+b=4a 。 解：由光栅明纹条件和单缝衍射暗纹条件同时满足时，出现缺级．即 ???=''±==±=+)2,1(sin ),2,1,0(sin )( k k a k k b a λ ?λ? 可知，当k a b a k '+=时明纹缺级． （1） a b a 2=+时，???=,6,4,2k 偶数级缺级； （2） a b a 3=+时，???=,9,6,3k 级次缺级； （3）a b a 4=+，???=,12,8,4k 级次缺级． 3 若以白光垂直入射光栅，不同波长的光将会有不同的衍射角．问（1） 零级明条纹能否分开不同波长的光? （2） 在可见光中哪种颜色的光衍射角最大?不同波长的光分开程度与什么因素有关? 解：（1）不能。（2）红光。与波长有光。 4 一双缝，两缝间距为0.1mm ，每缝宽为0.02mm ，用波长为480nm 的平行单色光垂直入射双缝，双缝后放一焦距为50cm 的透镜．试求：（1）透镜焦平面上单缝衍射中央明条纹的宽度；（2）单缝衍射的中央明条纹包迹内有多少条双缝衍射明条纹? 解：（1） 中央明纹宽度为： 60480105010220.02l f a λ -???==?mm 4.2=cm （2） 由缺级条件：λ?k a '=sin ，λ?k b a =+sin )(知： k k a b a k k '='=+' =502 .01.0 ???=',2,1k 即???=,15,10,5k 缺级． 中央明纹的边缘对应1='k ，所以单缝衍射的中央明纹包迹内有4,3,2,1,0±±±±=k 共9条

九年级物理第十四章内能的利用测试题(含答案)

内能的利用单元测试题 一、单项选择题（每小题3分，共36分） 1、在火炉上烧饭，主要是利用内能来（） A．做功B．加热C．做功并加热D．以上说法都不对 2、一杯酒精减少一半后，则（） A．热值和比热都不变B．热值减半、比热不变 C．热值和比热都减半D．热值不变、比热减半 3、下图所示是汽油机工作时各种冲程的示意图，其中表示做功冲程的是（） 4、以下交通工具中，常用汽油机作为动力装置的是（） A．小轿车B．载重卡车C．远洋轮船D．吊车 5、下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是（） A．①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能B．①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能C．①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能D．①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能6、关于内能，下列说法中正确的是（） A．运动的物体具有内能，静止的物体没有内能 B．热的物体具有内能，冷的物体没有内能 C．一切物体都有内能 D．温度高的物体具有的内能一定多

7、下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（） A．汽油机与柴油机使用的燃料不同 B．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火 C．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞 D．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同 8、为了提高锅炉的效率，某工厂的工人想了以下一些方法，其中正确的是（） A．把大的煤块送进炉膛，并加大送风量 B．把煤粉送进炉膛，并加大送风量 C．把大的煤块送进炉膛，并减小送风量 D．把煤粉送进炉膛，并减小送风量 9、一台内燃机的转速是1440转／分，那么在每秒钟内（） A．转轴转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程 B．转轴转动1440转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程 C．转轴转动1440转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程D．转轴转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程 10、甲、乙两个物体间发生热传递，甲物体温度升高，乙物体温度降低，结果甲、乙两物体温度相同，在这一过程中甲物体内能增加了100J，则（） A．甲物体的热量也增加了100J B．乙物体放出100J内能，热量减少100J C．乙物体的内能减少了100J D．热传递后，甲、乙两个物体的内能相等11、下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是（） A．钻木取火是将机械能转化成内能 B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能 C．发电机发电时，将机械能转化为电能 D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生 12、下列现象中属于能量转移的是（） A 古人钻木取火 B 热水瓶中的水蒸气把瓶塞顶开 C 钢铁在火炉中熔化 D 人造地球卫星的太阳能光电池充电 二、填空题（每空1分，共36分） 13、汽油的燃烧值是4.6×107焦／千克，氢的燃烧值是1.4×108焦／千克．在

大学物理学-第1章习题解答

大学物理简明教程（上册）习题选解 第1章 质点运动学 1-1 一质点在平面上运动，其坐标由下式给出)m 0.40.3(2 t t x -=，m )0.6(3 2 t t y +-=。求：（1）在s 0.3=t 时质点的位置矢量； （2）从0=t 到s 0.3=t 时质点的位移；（3）前3s 内质点的平均速度；（4）在s 0.3=t 时质点的瞬时速度； （5）前3s 内质点的平均加速度；（6）在s 0.3=t 时质点的瞬时加速度。 解：（1）m )0.6()0.40.3(322j i r t t t t +-+-= 将s 0.3=t 代入，即可得到 )m (273j i r +-= （2）03r r r -=?，代入数据即可。 （3）注意：0 30 3--=r r v =)m/s 99(j i +- （4）dt d r =v =)m/s 921(j i +-。 （5）注意：0 30 3--=v v a =2)m/s 38(j i +- （6）dt d v a ==2)m/s 68(j -i -，代入数据而得。 1-2 某物体的速度为)25125(0j i +=v m/s ，3.0s 以后它的速度为)5100(j 7-i =v m/s 。 在这段时间内它的平均加速度是多少？ 解：0 30 3--= v v a =2)m/s 3.3333.8(j i +- 1-3 质点的运动方程为) 4(2k j i r t t ++=m 。（1）写出其速度作为时间的函数；（2）加速度作为时间的函数； （3）质点的轨道参数方程。 解：（1）dt d r =v =)m/s 8(k j +t （2）dt d v a = =2m/s 8j ； （3）1=x ；2 4z y =。 1-4 质点的运动方程为t x 2=，22t y -=（所有物理量均采用国际单位制）。求：（1）质点的运动轨迹；（2）从0=t 到2=t s 时间间隔内质点的位移r ?及位矢的径向增量。 解：（1）由t x 2=，得2 x t = ，代入22t y -=，得质点的运动轨道方程为 225.00.2x y -=； （2）位移 02r r r -=?=)m (4j i - 位矢的径向增量 02r r r -=?=2.47m 。 （3）删除。 1-6 一质点做平面运动，已知其运动学方程为t πcos 3=x ，t πsin =y 。试求： （1）运动方程的矢量表示式；（2）运动轨道方程；（3）质点的速度与加速度。 解：（1）j i r t t πsin πcos 3+=； （2）19 2 =+y x （3）j i t t πcos πsin 3π+-=v ； )πsin πcos 3(π2j i t t a +-= *1-6 质点A 以恒 定的速率m/s 0.3=v 沿 直线m 0.30=y 朝x +方 向运动。在质点A 通过y 轴的瞬间，质点B 以恒 定的加速度从坐标原点 出发，已知加速度2m/s 400.a =，其初速度为零。试求：欲使这两个质点相遇，a 与y 轴的夹角θ应为多大？ 解：提示：两质点相遇时有，B A x x =，B A y y =。因此只要求出质点A 、B 的运动学方程即可。或根据 222)2 1 (at y =+2(vt)可解得： 60=θ。 1-77 质点做半径为R 的圆周运动，运动方程为 2021 bt t s -=v ，其中，s 为弧长，0v 为初速度，b 为正 的常数。求：（1）任意时刻质点的法向加速度、切向加速度和总加速度；（2）当t 为何值时，质点的总加速度在数值上等于b ？这时质点已沿圆周运行了多少圈？ 题1-6图

大学物理答案第14章

第十四章 波 动 光 学 14-1 在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝S 1 、S 2 距离相等，则观察屏 上中央明条纹位于图中O 处，现将光源S 向下移动到图中的S ′位置，则（ ） （A ） 中央明纹向上移动，且条纹间距增大 （B ） 中央明纹向上移动，且条纹间距不变 （C ） 中央明纹向下移动，且条纹间距增大 （D ） 中央明纹向下移动，且条纹间距不变 分析与解 由S 发出的光到达S 1 、S 2 的光程相同，它们传到屏上中央O 处，光程差Δ＝0，形成明纹．当光源由S 移到S ′时，由S ′到达狭缝S 1 和S 2 的两束光产生了光程差．为了保持原中央明纹处的光程差为0，它会向上移到图中O ′处．使得由S ′沿S 1 、S 2 狭缝传到O ′处的光程差仍为0．而屏上各级条纹位置只是向上平移，因此条纹间距不变．故选（B ）． 题14-1 图 14-2 如图所示，折射率为n 2 ，厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1 和n 3，且n 1 ＜n 2 ，n 2 ＞n 3 ，若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束的光程差是（ ） ()()()()2222222D 2C 22B 2A n e n e n e n e n λ λλ --- 题14-2 图 分析与解 由于n 1 ＜n 2 ，n 2 ＞n 3 ，因此在上表面的反射光有半波损失，下表面的反射光没有半波损失，故它们的光程差

2 22λ ±=?e n ，这里λ是光在真空中的波长．因此正确答案为（B ）． 14-3 如图（a ）所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L ，夹在两块平面晶体的中间，形成空气劈形膜，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹，如果滚柱之间的距离L 变小，则在L 范围内干涉条纹的（ ） （A ） 数目减小，间距变大 （B ） 数目减小，间距不变 （C ） 数目不变，间距变小 （D ） 数目增加，间距变小 题14-3图 分析与解 图（a ）装置形成的劈尖等效图如图（b ）所示．图中 d 为两滚柱的直径差，b 为两相邻明（或暗）条纹间距．因为d 不变，当L 变小时，θ 变大，L ′、b 均变小．由图可得L d b n '==//2sin λθ，因此条纹总数n d b L N λ//2='=，因为d 和λn 不变，所以N 不变．正确答案为（C ） 14-4 用平行单色光垂直照射在单缝上时，可观察夫琅禾费衍射.若屏上点P 处为第二级暗纹，则相应的单缝波阵面可分成的半波带数目为（ ） （A ） 3 个 （B ） 4 个 （C ） 5 个 （D ） 6 个 分析与解 根据单缝衍射公式 ()()(),...2,1 212 22sin =??? ????+±±=k λk λk θb 明条纹暗条纹 因此第k 级暗纹对应的单缝处波阵面被分成2k 个半波带，第k 级明纹对应的单缝波阵面被分成2k ＋1 个半波带．则对应第二级暗纹，单缝处波阵面被分成4个半波带．故选（B ）． 14-5 波长λ＝550 nm 的单色光垂直入射于光栅常数d ＝='+b b 1.0 ×10-4 cm 的光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为（ ） （A ） 4 （B ） 3 （C ） 2 （D ） 1 分析与解 由光栅方程(),...1,0dsin =±=k k λθ，可能观察到的最大级次为 ()82.1/2dsin max =≤ λπk 即只能看到第1 级明纹，正确答案为（D ）．

人教版九年级物理第十四章测试题

第十四章《压强和浮力》 一填空题 1.一个密度为×103kg／m3、边长为0.2m的实心正方体放置在水平地 面上，该物体的质量是kg，它对地面的压力大小是N，对地 面的压强是Pa。(取g=10N／kg) 2.如图5所示，物体A在水平推力F的作用下从甲图位置匀速运动到 乙图位置。此过程中，物体A受到的摩擦力________水平推力F（选 填“大于”、“等于”或“小于”），物体A对桌面的压力________ （选填“变大”、“变小”或“不变”），物体A对桌面的压强将________ （选填“变大”、“变小”或“不变”） 3.在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中，某同学做了 如图7所示的实验. 比较实验的甲、乙两图可得压力的作用效果与 有关：比较乙、丙两图可得压力的作用效果与有关 4.把装有水深为1Ocm的茶杯放在水平桌面上．如图所示．水对杯底的压强为 _ Pa．现要使水对杯底的压强增大．可采取的方法 是． 5.据报道：“一男子陷在泥沼里，他挣扎着力图把一只脚拔出来，结果下陷得 更快更深．抢救队员在泥沼上铺上木板，从木板上靠近该男子，把绳索递给 他．大家合力把他拉出后，让他平躺在泥沼上以蛙泳姿势移离泥沼．（1）报 道中描述的过程对泥沼的压强增大；（2）报道中描述和＿＿＿＿＿＿＿＿＿的过程对泥沼的压强减小，你判断的依据是：。 6.一个质量为60kg的人，他每只脚接触地面的面积是170cm2，这个人正常站立时对水平地面的压力是_____N,对水平地面的压强是Pa，当他行走时对水平地面的压强大约是Pa。 7.很多同学在喝完袋装酸奶后，又用力吸一下，会发现奶袋变瘪了，这说叫力可以改变物体的_______；这个实验可以证明_______是存在的。 8.将质量相同的实心铁球、铜球和铅球，分别浸没在水中，____受到的浮力最大。 9.一只苹果的质量为140g、体积为×10-4m3，用手将其浸没在水中时，苹果受到的浮力为N（g取10N/kg），松手后苹果将（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）．10.要使一块质量为30g的橡皮泥漂浮在水面上，你的做法是_______，此橡皮泥漂浮时所受浮力是_______N．（g取10N／kg） 11．芜湖“三刀”素有“削铁如泥”之美称．从物理学的角度分析，这说明刀具材料的_________比铁大；刀具的刀口磨得很锋利．主要是为了减小受力面积，增大________：刀柄上刻有花纹,是为了________________。 12..如图9所示，金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中，气泡受到水的压强将____（填“变大”、“变小”或“不变”）；气泡受到水的浮力将____（填“变大”、“变小”或“不变”）。 13.两物体放在水平桌面上，它们的质量之比为2∶3，跟桌面的接触面积之比为3∶2，则 两物体对桌面的压力之比为，桌面受到的压强之比为. 14.用50N的水平力将重80N边长为10cm的正方体物块压在竖直的墙上，则墙壁 受到的压力是N，压强是Pa.

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) v d v = a d s； (2)当a为常量时，式v 2 = v02 + 2a (s-s0 )成立。

物理学8章习题解答

[物理学8章习题解答] 8-3 已知s'系相对于s系以-0.80c的速度沿公共轴x、x'运动，以两坐标原点相重合时为计时零点。现在s'系中有一闪光装置，位于x'= 10.0 km，y'= 2.5 km，z'= 1.6 km处，在t'= 4.5?10-5 s时发出闪光。求此闪光在s系的时空坐标。 解已知闪光信号发生在s'系的时空坐标，求在s系中的时空坐标，所以应该将洛伦兹正变换公式中带撇量换成不带撇量，不带撇量换成带撇量，而成为下面的形式 , , , . 将、和代入以上各式，就可以求得闪光信号在s系中的时空坐标： , , , . 8-4 已知s'系相对于s系以0.60c的速率沿公共轴x、x'运动，以两坐标原点相重合时为计时零点。s系中的观察者测得光信号a的时空坐标为x = 56 m，t = 2.1?10-7 s，s '系的观察者测得光信号b的时空坐标为x'= 31 m，t'= 2.0?10-7 s。试计算这两个光信号分别由观察者s、s '测出的时间间隔和空间间隔。 解在s系中： , 空间间隔为 . ,

时间间隔为 . 在s'系中： , 空间间隔为 . , 时间间隔为 . 8-5 以0.80c的速率相对于地球飞行的火箭，向正前方发射一束光子，试分别按照经典理论和狭义相对论计算光子相对于地球的运动速率。 解按照经典理论，光子相对于地球的运动速率为 . 按照狭义相对论，光子相对于地球的运动速率为 . 8-6航天飞机以0.60c的速率相对于地球飞行，驾驶员忽然从仪器中发现一火箭正从后方射来，并从仪器中测得火箭接近自己的速率为0.50c。试求： (1)火箭相对于地球的速率； (2)航天飞机相对于火箭的速率。 解 (1)火箭相对于地球的速率 . (2)航天飞机相对于火箭的速率为-0.50c。 8-7 在以0.50c相对于地球飞行的宇宙飞船上进行某实验，实验时仪器向飞船的正前方发射电子束，同时又向飞船的正后方发射光子束。已知电子相对于飞船的速率为0.70c。试求： (1)电子相对于地球的速率； (2)光子相对于地球的速率； (3)从地球上看电子相对于飞船的速率；

大学物理2,14.第十四章思考题

1、在夫琅和费单缝衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度为4的单缝上， 对应的衍射角为30°，则单缝处的波阵面可以划分成多少个半波带 【答案：4】 详解：依题意，在衍射角为30°的方向上的最大光程差为 λλθ230sin 4sin ==οa 因此单缝处的波阵面可划分的半波带数目为 42 /sin =λθ a 2、一束波长为的平行单色光垂直入射在单缝AB 上，装置如图14-11所示。在屏幕E 上形成衍射图样，如果P 是中央亮纹一侧第一条暗纹的位置，则BC 的长度是波长的多少倍 【答案：1】 详解：由于P 是中央亮纹一侧第一条暗纹的位置，因此 λθ==sin a BC 即BC 的长度是波长的1倍。 3、在如图14-12所示的夫琅和费单缝衍射实验中，如果将单缝沿透镜光轴方向向透镜平移，则屏幕上的衍射条纹间距如何变化 明暗条纹的位置是否发生变化 【答案：屏幕上的衍射条纹间距和明暗条纹的位置都不变】 详解：由于屏幕上的衍射条纹间距和明暗条纹的位置与单缝和透镜之间的距离无关，因此当单缝沿透镜光轴方向向透镜平移时，屏幕上的衍射条纹间距和明暗条纹的位置都不改变。 4、在夫琅和费单缝衍射实验中，波长为的单色光垂直入射到单缝上。在衍射角等于30°的方向上，单缝处的波面可以划分成4个半波带，则狭缝宽度a 等于的多少倍 【答案：4】 详解：依题意有 E 图14-11 P A B L f C E 图14-12 L f （移动方向）

42 /30sin =λο a 解之得 λ4=a 即此时狭缝宽度a 等于的4倍。 5、波长为500nm 的单色光垂直照射到宽度为0.25mm 的单缝上，单缝后面放置一块凸透镜，在凸透镜的焦平面上放置一个用来观测衍射条纹的屏幕。测得屏幕上中央明条纹两侧的第三条暗条纹之间的距离为12mm ，则凸透镜的焦距f 等于多少 【答案：1m 】 详解：中央明条纹两侧的第k 条暗条纹之间的距离为 λa f k x 2=? 由此解得凸透镜的焦距为 λ k x a f 2?=9 3 3105003210121025.0---??????= m)(1= 6、在如图14-13所示的夫琅和费单缝衍射实验中，中央明纹的衍射角范围很小。如果使单缝宽度a 变为原来的倍，同时使入射单色光的波长变为原来的倍，则屏幕E 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度x 将变为原来的多少倍 【答案：】 详解：原来中央明条纹的宽度为 λa f x =? 单缝宽度、入射光波长改变之后中央明条纹的宽度为 λ75.05.1?= '?a f x λa f 5.0=x ?=5.0 即屏幕E 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度将变为原来的倍。 7、在夫琅和费单缝衍射实验中，屏上第三级暗条纹对应的单缝处波面可划分为多少个半波带如果将缝宽缩小一半，原来的第三级暗纹处将是什么条纹 【答案：6；第一级明条纹】 详解：第三级暗条纹对应的最大光程差为 λθ3sin =a 因此单缝处的波阵面可划分的半波带数目为 E 图14-13 L f a

人教版2020年九年级物理全一册 第十四章测试题

人教版2020年九年级物理全一册第十四章测试题 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单选题 1 . 下列有关热机的说法正确的是（） A．柴油机顶部是火花塞，吸气冲程吸入的是空气 B．热机的工作原理是将内能转化为机械能 C．内燃机压缩冲程时体积增大，内能减少，温度升高 D．热机效率可以等于1 2 . 下列关于热量、内能、温度的说法中，正确的是 A．物体温度越高，所含热量越多B．物体吸收热量，温度一定升高 C．物体内能增大，温度一定升高D．物体温度升高，内能一定增大 3 . 2016年12月11日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射风云4号卫星，这是我国静止轨道气象卫星从第一代向第二代跨越的首发星“长征三号乙”运载火箭采用液态氢做为火箭的燃料，原因是液态氢具有（） A．较大的比热容B．较低的沸点 C．较大的热值D．较高的凝固点 4 . 单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程有（） A．吸气、做功和排气冲 B．吸气、压缩和做功冲程 程 C．压缩、做功和排气冲 D．吸气、压缩和排气冲程 程 5 . 某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（）

A．电能→机械能→光能B．光能→机械能→电能 C．光能→电能→机械能D．机械能→电能→光能 6 . 如图是内燃机的某个冲程．下列四图情况与该冲程能量的转化方式一致的是 A．火箭升空B．搓手发热 C．滚摆上升D．太阳能加热水 7 . 在图所示的事例中，改变物体内能的方式与其他三个不同的是 B．弯折铁丝A．柴火烧水 C．冬天搓手取暖D．钻木取火 8 . 下列说法中正确的是（） A．一桶水的比热容比一杯水的比热容大 B．摩托车上的热机工作时提供动力的是做功冲程 C．阳光射入房间内看到尘土飞扬，可以说明分子在不停地做无规则运动