西安交通大学现代远程教育考试卷答案

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《普通物理》作业集

参考答案
第一章 质点运动学参考答案
一、单项选择题：
1 C 2C 3D；4．C；5.B；6. B,7. D
二、填空题：
1. ； 2.加速； 3.加速；4. , ；5. ；
6. 7.
三、计算题：

第二章 牛顿定律参考答案
一、单项选择题：
1. B；2.B；3.D；4.B；5 ；6. A, 7. C;
二、填空题：
1. 20N；2. 12N, 3. ① ；
三、计算题：
1. 解：（1）由牛顿第二定律
分离变量
积分可得
（2）由上式
积分可得
2. 解：由牛顿第二定律
积分得
再积分得
代入v0和x0得 m/s
m

第三章 动量守恒定律和能量守恒定律参考答案
一、单项选择题：
1. D；2. A 3. B 4. A; 5. A;
二、填空题：
1. ， ；2. ；3. ， ；4. ；
三、计算题：
1.（1）由功能原理，摩擦力做功

（2）又由功的定义，摩擦力做功

因此可得

（3）静止前运行圈数
2. 解：水平方向动量守恒
由题意，在最高点 则

由机械能守恒
解之，得弹丸所需速率的最小值为

3..取球形屋面球心为重力势能零参考点，由机械能守恒，有

根据牛顿第二定律，有

冰块离开屋面的条件是

由以上三式解得

4．解：取小球开始时在位置 为重力势能的参考点，由系统的机械能守恒定律，有
（1）
小球要刚好通过最高点 的条件是
（2）
由牛顿第二定律，有
（3）
由（1），（2），（3）式解得：

5．由动量守恒定律
由机械能守恒定律

6．在沿斜面的方向上动量守恒
上滑过程机械能守恒
解得：

第四章 刚体的转动参考答案
一、单项选择题：
1. A
二、填空题：
1. ①ml2／3; 2. ①3mR2/2；
三、计算题：
1. 解：设A段绳子中的张力为TA，B段绳子中的张力为TB，物体A的加速度为a.可以分别列出物体A、B和定滑轮的动力学方程

式中 为滑轮的转动惯量， 为滑轮的角加速度。
解上面的方程组可得

2.设AC段绳子中的张力为TAC，BC段绳子中的张力为TBC，滑块A的加速度为a，可以分别列出物体A、B和定滑轮的动力学方程
式中 为滑轮的转动惯量， 为滑轮的角加速度。2分
解上面的方程组可得
3.设子弹射入后棒的角速度为ω，由角动量守恒定律和机械能守恒定律分别可列出下面两式：

解上面两式得
4．

则.

5 解：

6. 解： 转动动能定理求解

由 得

第六章 热力学基础参考答案
一、单项选择题：
1．C 2．B
二、填空题：
1．15%
三、计算题：
1.解：由题意

（1）等压过程系统吸热
等体过程系统吸热
（2）等压过程作功
等体过程作功

2.解：等温过程气体作功
等温过程系统吸热
3.解：等温膨胀作功
等温过程
等压压缩作功
总功
4.解：绝热压缩

5.解：由 氢气绝热压缩作功

6.解：由
则
7.解：空调制冷系数为 而
室内温度恒定时，有
则空调一天所耗电功

第七章 气体动理论参考答案
一、单项选择题：
1．C
二、填空题：
1． ， 2． ，
三、计算题：
1． 解：

2．解：氢气

氧气

3．解：由题意 而
则
4．解：由

5．解：由范氏方程，其压强为

视为理想气体

第八章 静电场参考答案
一、单项选择题：
1. D； 2. C；3.D； 4.D；5. ；6。
二、填空题：
1. 2. ； 3. 4.
5.能，能。6. , 7. ① ； ② ;
三、计算题：
1.解：取柱形高斯面，由高斯定理

2.解：作一半径为r的球形高斯面，穿过此高斯面的电通量为

（1）若此高斯面在球内，它所包围的电荷为

由高斯定理有
可解出
方向沿半径方向。
（2）若此高斯面在球外，它所包围的电荷为

由高斯定理有
可解出
方向也是沿半径方向。
3.解：（1）由电势叠加原理，有
（ ）
（ ）
（ ）
（2）

4．解：（1）两圆柱面之间的电场
（ ）
由电势差定义，有

(2)
5. 解： ,

6.解：

7. 解：作半径为r的球形高斯面，由于电场分布的对称性，可得

由高斯定理得
在r<R1时Σq=0, 故 E=0
在R1<r<R2时 ,故

在R2<r<R3时Σq=Q1,故
在r>R3时Σq=Q1+Q2, 故
8．（1）由静电平衡条件知，导体球的电荷q全部分布在其表面, 导体球壳内、外表面的电荷分别为－q和Q＋q. 空间各处的电势为这三个带电球面产生的电势之和.
故导体球的电势为
导体球壳的电势为
二者的电势差为
（2）用导线把导体球和球壳联接起来后, 全部电荷q+Q都分布在球壳的外表面. 此时导体球和球壳的电势相等
, .

第九章 静电场中的导体和电介质参考答案
一、单项选择题：
1.
二、填空题：
1．C
三、计算题：

第十章 恒定电流参考答案
一、单项选择题：
1.
二、填空题：

三、计算题：
1.解：(1)设电流I为顺时针方向, 由A点出发, 绕回路一周的电势降为零:
－ 1＋I R1＋I(R3|| R4)＋ 2＋IR2＝0
可解出 I＝( 1－ 2)／(R1＋R2＋R3|| R4)＝0.85A
I1＝I2＝I＝0.85A
I3＝IR4／(R3＋R4)＝0.49A
I4＝IR3／(R3＋R4)＝0.36A
(2) UAB＝－ 1＋IR1＝－5.15V
2．.解：(1)设电流I为逆时针方向, 由M点出发, 绕回路一周的电势降为零
I( R1＋R3＋Ri3＋R4＋R5＋Ri1)＋ 3－ 1＝0
可解出 I＝( 1－ 3)／( R1＋R3＋Ri3＋R4＋R5＋Ri1)＝0.4A
UCD＝I(R3＋Ri3＋R4)＋E3＝10 V
UAB＝UCD－E2＝1V
(2) 联接A、B两点后形成上、下两个回路，设两个回路中的电流分别为I1和I2，均为逆时针方向. 由两个回路中的电势降为0的条件可得
I1( R1＋R2＋Ri2＋R5＋Ri1)－I2(R2＋Ri2)＋ 2－ 1＝0
I2 (R3＋Ri3＋R4＋R2＋Ri2)－I1(R2＋Ri2)＋ 3－ 2＝0 可解出通过E2的电流为 I＝I1－I2＝0.154A
电流方向从C→D.

第十一章 稳恒磁场参考答案

一、单项选择题：
1. C； 2. B 3.A。4. ；5. C
二、填空题：
1.向中心作变加速直线运动；2. ；3. ；4. 5． ；
6. 0；7 。8. 匀速率圆周 9. 10. ①2BIR; ②方向向上

三、计算题：
1．在金属板中距P点为x处取一宽度为dx的窄条,窄条中的电流为

dI在P点产生的磁感强度为
电流I在P点产生的磁感强度

B的方向垂直纸面朝里.

第十二章 磁场中的磁介质参考答案
一、单项选择题：
1.C
二、填空题：

三、计算题：

第十三章 电磁感应 电磁场参考答案
一、单项选择题：
1. B 2. 3, 4. C
二、填空题：
1. 2.51V。
三、计算题：
1.解：用一连接P、O的直导线与弧形导线构成闭合回路，穿过此闭合回路的磁通量
由法拉第电磁感应定律
而

由v×B的方向可知，P点的电势较高。

2.解：由动生电动势

电动势方向为顺时针.
3.解：（1）
（2）由 的方向可知， 端电势较高。
4解：（1）

（2）由矢量 的方向可知，端点 的电势较高。

4．解：由安培定律
由牛顿第二定律
解之得
当

6．解：A：自由落体，解得： ,
B：导体杆落入磁场，
C： 由牛顿第二定律，
令K= ，解得

第十四章 机械振动参考答案
一、单项选择题：
1．B
二、填空题：
1．
2. (a) (b)
(c) (d)

三、计算题：

第十五章 机械波参考答案
一、多项选择题：
1．B C
二、单项选择题：
2．C 3 C; 4. C;
三、填空题：
1. (a) (b)
(c) (d)
2. ， 0.25m,
四、计算题：
1. 设该波动表式为：
由题意及图知： A = 0.04m, λ=0.4m, u=0.08m/s
rad/s
则：t=0时，y=0, v < 0 , , .
该波动表式为：

第十六章 电磁振荡和电磁波参考答案

一、单项选择题：
1．B C
二、填空题：
1. , , , ,
三、计算题：
1.(1)设： 有：
由于：t=0时， ，有：
电场能量：
电场能量最大值：
磁场能量：
磁场能量最大值：
(2) 由 ， 若
有：
则：
，

第十七章 波动光学参考答案
一、单项选择题：
1.C 2. B 3．C
二、填空题：
1. 2. 0.138 m 3. 1.22 4. .
三、计算题：
1.一双缝装置的一个缝被折射率为1.40的薄玻璃片所遮盖，另一个缝被折射率为1.70的薄玻璃片所遮盖。在玻璃片插入后，屏上原来的中央极大所在点，现变为第五级明纹。假定 ，两玻璃片厚度均为d,则d为多少？.
解：插入介质前光程差
插入介质后光程差
插入介质前后光程差变化量
由明纹条件
则
2．在杨氏双缝实验中，屏与双缝间的距离1m，用钠光灯作单色光源( =598.3nm),(1)若缝宽2mm,相邻两明纹间距是多少？(2)若肉眼仅能分辨两条纹的最小间距为0.15mm,用肉眼观察条纹，双缝的最大间距为多少？
解：(1)相邻两明纹间距

(2)若 ，则

即，双缝间距必须小于4mm，才能看到干涉条纹。
3．由牛顿环明环半径公式：

此单色光波长：
4.(1)由光栅公式： 即：
(a+b)==2400nm
由缺级条件： ， 由题意：取：
a+b=3a 则： a=800nm b=a+b-a=1600nm.
(2)由光栅分辨本领得： , 条。 。
5．设自然光强 ,线偏振光强 。则通过偏振片合光强 。
透射光最强时 ，透射光最弱时 。
由题意： 。
则入射的自然光与线偏振光之比: 。
6．由： ， θ很小，

明纹条数： 条，（κ取整数）。
7．（1）由题意及明纹条件：
暗纹条件：
则： ，
因： 为整数， 所以： 。
（2）若要 的暗纹中心位置与 的暗纹中心位置重合，须：
， 则： ，
因： 为整数， 则： 可实现。

第十八章 相对论参考答案
一、单项选择题：
1. B 2. D
二、填空题：
1．4.68m , 32.01min
三、计算题：

第十九章 量子物理参考答案
一、单项选择题：
1. C 2. B 3. B
二、填空题：
1. 1.69ev, 2. ,
3． 4.
5. 6. 2.0ev, 2.0ev, 296nm.
7. 0.58m/s 8.
9. , 0, 量子力学。 10. 2, , 。
11. 12. .
15. 9.12nm, 121.5nm.
三、计算题：
1．一维无限深势阱定态粒子概率密度: 2分。
（1）粒子处于基态时：n=1
0-- 之间概率密度： 。
（2）n=2时：
0-- 之间概率密度: 。
2． 一维无限深势阱： n=1、2、3、、、、、
当a=0.1nm,
当 n=1 ,
当 n=2 ,
当 n=10 ,
当 n=100 ,
当 n=101 ,
当a=1.0cm,
当 n=1 ,
当 n=2 ,
当 n=10 ,
当 n=100 ,
当 n=101 ,

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