物理習(xí)題課件

習(xí)題課

2015-06-123.流體力學(xué)

p.27T

3-13（習(xí)題）p.30T3一13一個(gè)紅細(xì)胞可以近似地認(rèn)為是一個(gè)半徑為2.0×10-4m的小球，它的密度是1.09×103kg.m-3。①試求它在重力作用下在血液中沉淀1cm所需的時(shí)間（血液溫度為37o）。設(shè)血漿的黏度為1.2×10-3Pa.s，密度為1.4×103kg.m-3。②若用加速度（ω2r）為105g的超速離心機(jī)，求沉淀同樣距離所需的時(shí)間？②超速離心機(jī)：而收尾速度：自3一2如圖所示，一容量很大的水箱置于水平地面，箱壁上不同高度處開有A、B、C三個(gè)小孔，其中B孔恰在水深一半處，則：(1)從三個(gè)孔中射出的水落到地面時(shí)的速率(D)A．A孔的最大B．B孔的最大C．C孔的最大D．一樣大(2)各孔射出的水的水平射程(B)

A．A孔的最大B．B孔的最大C．C孔的最大D．一樣大3-2（自我評(píng)估）p.31解：①?gòu)娜齻€(gè)孔中射出的水落到地面時(shí)的速率：①?gòu)娜齻€(gè)孔中射出的水落到地面時(shí)的速率：≡常數(shù)①所以選擇【D】自3一3在一截面積恒定的水平油管中，相隔300m的兩點(diǎn)壓強(qiáng)下降1.5×104Pa，則每立方米的油流過長(zhǎng)度為1m時(shí)的能量損失為____________。3-3（自我評(píng)估）p.31是300m共有的。每m的損失：(1)水在大容器中的下降速度；

解：(3)大容器內(nèi)的水位與噴出水柱的高度4.振動(dòng)

p.37T

4–4輕彈簧的一端相接的小球沿x軸作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振幅為A，位移與時(shí)間的關(guān)系可以用余弦函數(shù)表示。若在t=0時(shí)，求小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（初相位）分別為：（1）x=-A;（2）過平衡位置，向x軸正方向運(yùn)動(dòng)；（3）過x

=A/2處，向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)；（4）過x=A/√-2處，向x軸正方向運(yùn)動(dòng)。T

4-4（習(xí)題解答）p.37解:將t=0和x=-A代入位移方程（1）x=-A時(shí)的（初相位）：xPt=0根據(jù)t=0、x=A/2

和υ0<0，可得：（3）過x

=A/2處，向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)的初相位xt=0PP（4）過

處，向x軸正方向運(yùn)動(dòng)的初相位根據(jù)t=0、

和υ0

>0，可得：xt=0PP（2）4-4（自我評(píng)估）p.41自4一4有兩個(gè)同方向、同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其合成振動(dòng)的振幅為0.09m，第一分振動(dòng)的振幅為0.05m，第二分振動(dòng)的振幅為0.07m，求兩個(gè)分振動(dòng)的相位差。(84o16’)

解:5.波動(dòng)

p.49自5–6設(shè)某列波的波函數(shù)為s=10sin（10πt-x/100）cm，在波線上，x等于一個(gè)波長(zhǎng)的點(diǎn)的位移表達(dá)式為：(A)

A．s=10sin(10πt-2π)cm

B．s=10sin10πtcmC.s=20sin5πtcmD.s=10cos(10πt-2π)cm

5-6（自我評(píng)估）p.49解:由題意：需把波函數(shù)化為波長(zhǎng)形式的表達(dá)式：比較得：8.靜電場(chǎng)p.718-2

p.718-2在一橡皮球表面上均勻地分布著正電荷，在其被吹大的過程中，有始終處在球內(nèi)的一點(diǎn)和始終處在球外的一點(diǎn)，它們的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)將作如下的變化：[B]A．E內(nèi)為零，E外減小，V內(nèi)不變，V外增大；B．E內(nèi)為零，E外不變，V內(nèi)減小，V外不變；C．E內(nèi)為零，E外增大，V內(nèi)增大，V外減小；D．E內(nèi)、E外，V內(nèi)，V外均增大。解：本題要弄清橡皮球被吹大過程中，球內(nèi)球外場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的變化情況。分析如下：①由于橡皮球表面有電荷，而面內(nèi)無(wú)電荷。以球心為圓心，過球內(nèi)一點(diǎn)A，作半徑為ra的高斯球面：故吹大橡皮球，因q內(nèi)=0，故E內(nèi)=0。②在吹大過程中，始終在球外的B點(diǎn)。以橡皮球的球心為球心，過B點(diǎn)作一半徑為rb的高斯球面，由對(duì)稱性知高斯球面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)Eb大小相等。③由電勢(shì)定義，橡皮球內(nèi)任意一點(diǎn)A的電勢(shì)為：故在吹大橡皮球過程中，R↑→V內(nèi)↓。④由電勢(shì)定義，橡皮球外任意一點(diǎn)B的電勢(shì)為:綜上述：本題正確答案應(yīng)是(B)。B．E內(nèi)為零，E外不變，V內(nèi)減小，V外不變；故吹不吹q、rb

不變，同理：9.直流電

p.829—5如圖9–4所示，當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)(t→∞),求：①電容器上的電壓；②各支路電流；③時(shí)間常數(shù)。9-5（習(xí)題解答）p.83解:由分壓原理知：①當(dāng)穩(wěn)態(tài)時(shí)(t→∞),電容器上的電壓：②穩(wěn)態(tài)時(shí)(t→∞

)，③∵電池內(nèi)阻很小:r=0.1Ω≈0∴等效電阻為:10.磁場(chǎng)p.9110-1（自我評(píng)估）p.9410—1如圖10–8所示，電流I=20A,流過半徑b=0.05m的金屬薄圓筒。再經(jīng)由圓筒軸線外的細(xì)導(dǎo)線流回來(lái)，細(xì)導(dǎo)線的半徑a=0.1×10-3m，筒的長(zhǎng)度為l=20m,求：①筒中離軸線0.02m處P點(diǎn)的B值。②筒外離軸線0.1m處Q點(diǎn)的B值。解:解:①筒中離軸線0.02m處P點(diǎn)的B

值：由安培環(huán)路定理：方向?yàn)椋骸癣谕餐怆x軸線0.1m處Q點(diǎn)的B

值：由安培環(huán)路定理：10-2（自我評(píng)估）p.94自10一2如圖10–9所示，一根載有電流I的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線，在一處彎成半徑為R的圓形，由于導(dǎo)線外有絕緣層，因此在彎曲處兩導(dǎo)線不會(huì)短路。試求圓心點(diǎn)O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。解：可看成是長(zhǎng)直導(dǎo)線和圓環(huán)電流的疊加：方向?yàn)椋?0-5（自我評(píng)估）p.9510—5如圖10-12所示，載流導(dǎo)線ab與長(zhǎng)直導(dǎo)線I1共面，ab段長(zhǎng)為l,通有電流I2，方向與I1垂直。a端與I1的距離為d。求導(dǎo)線ab所受磁場(chǎng)的作用力。解:由安培力知：Fab的方向朝上。12.波動(dòng)光學(xué)p.11612-8（自我評(píng)估）p.116自12-8一衍射光柵寬3.00cm，用波長(zhǎng)600nm的單色光垂直照射時(shí)，第二級(jí)明紋的衍射角為30o，光柵上總的刻痕線有(1.25×104)

條。

解:光柵的寬度為3cm，總數(shù)為：13.幾何光學(xué)p.12413-17（自我評(píng)估）p.94自13-17已知水的折射率為4/3，玻璃的折射率為3/2，試證：玻璃透鏡在水中的焦距是它在空氣中焦距的4倍（空氣的折射率為1）。解:薄透鏡公式知：透鏡焦距：①玻璃透鏡在水中(n=4/3

)的焦距：②玻璃透鏡在空氣中(no=1

)焦距：15.量子力學(xué)p.141

例15-8測(cè)得某恒星離地球距離為4.3×1017m。表面溫度5200K，到達(dá)地球上每單位面積的輻射功率為1.2×10-8W.m-2

。

將恒星視為黑體，試求恒星半徑R。15-8（例題15-9）p.141解:假設(shè)能量無(wú)損耗，則在相同時(shí)間內(nèi)，從恒星表面輻射能量一點(diǎn)不減少的傳播到地球上，輻射能向外擴(kuò)大到半徑為4.3×1017m

的球面上，其總能量為：恒星設(shè)恒星表面半徑為

r,則恒星表面單位面積上所發(fā)出的總能量Eo

為：由斯蒂芬定律知：聯(lián)立⑴和⑵式解得：例15-9波長(zhǎng)λ=500nm的光沿x軸正方向傳播，如果測(cè)定波長(zhǎng)的不準(zhǔn)確度為：(Δλ/λ)=10-7，求同時(shí)測(cè)定光子位置的不確定量。15-9（例題15-9）p.141解:由德布羅依關(guān)系式知：15-9（自我評(píng)估）p.14815一9一電子經(jīng)過加速電場(chǎng)，電壓為2.0×104V，加速后通過一圓孔衍射，今測(cè)得第一級(jí)極小的衍射角為1.50。試求圓孔的直徑。

【4.0×10-10m】解:①求λ電子加速加速后：②求圓孔直徑D：圓孔衍射第一極小衍射角θ：透鏡15-13（自我評(píng)估）p.14915一13在康普頓散射中，入射光子的波長(zhǎng)為0.001nm，反沖電子的速度為光速的60%，求散射光的波長(zhǎng)和散射角。①由能量守恒：②由相對(duì)論質(zhì)速關(guān)系：③康普頓散射公式：解①和②可得：將λ代入③可得：解:16.X射線p.153例16-4已知晶體的晶格常數(shù)為2.75×10-10m，當(dāng)一束波長(zhǎng)范圍從0.9×10-1m到1.4×10-10m的連續(xù)X射線，以60o

的掠射角入射到晶面時(shí)，可以產(chǎn)生強(qiáng)烈反射，X射線的波長(zhǎng)多長(zhǎng)？16-4（例題16-4）p.153解:例16-6已知對(duì)管電壓為40kV的X射線，人體肌肉和骨骼的線性衰減系數(shù)分別為0.4012×102m-1和2.4434×102m-1，對(duì)管電壓為150kV的X射線，人體肌肉和骨骼的線性衰減系數(shù)分別為0.1842×102m-1和0.3918×102m-1。若對(duì)手部拍片，應(yīng)采用哪種X射線？16-6（例題16-6）p.154解:對(duì)40kV：對(duì)150kV：所以對(duì)手部拍片來(lái)說(shuō)，用管電壓為40kV的X射線的效果要好于用管電壓為150kV的X射線。T

16-8（習(xí)題）p.156T16一8一束單色X射線，入射至晶面間距為0.281nm的單晶體氯化鈉的天然晶面上，當(dāng)掠射角一直減少到4.1o

時(shí)才觀察到布拉格反射，試求該X射線的波長(zhǎng)。解:由題意知：當(dāng)掠射角一直減少到4.1o

時(shí)才觀察到布拉格反射：答：該X

射線的波長(zhǎng)為0.4Ao。16-10（自我評(píng)估）p.15816一10如果要得到最短波長(zhǎng)為0.05nm的X射線，至少要加多大的管電壓？在此情況下，電子運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極具有多大的動(dòng)能？解:答：該動(dòng)能為4×10-15J。16-12（自我評(píng)估）p.15816一12X射線入射在氯化鉀晶面上產(chǎn)生二級(jí)像的反射角為30o，若晶面為簡(jiǎn)單立方體，其晶格常數(shù)