大学物理活页作业
活页作业210.41.245.5作业编号姓名学号院系教学班第五章电场（一）（静电场）Oqa-2q-q2qxy图11．关于电场强度定义式E=F/q0，下列说法中哪个是正确的？（A）场强E的大小与试探电荷q0的大小成反比；（B）对场中某点，试探电荷受力F与q0的比值不因q0而变；（C）试探电荷受力F的方向就是场强E的方向；（D）若场中某点不放试探电荷q0，则F=0，从而E=0.2．边长为a的正方形的四个顶点上放置如图1所示的点电荷，则中心O处场强（A）大小为零.labcdq图2l/2（B）大小为q/（2pe0a2），方向沿x轴正向.（C）大小为，方向沿y轴正向.（D）大小为，方向沿y轴负向.3．如图2所示，一个带电量为q的点电荷位于一边长为l的正方形abcd的中心线上，q距正方形l/2，则通过该正方形的电场强度通量大小等于：（A）.（B）.（C）.（D）.4．下列说法正确的是()（A）闭合曲面上各点的场强为零时,曲面内一定没有电荷.（B）闭合曲面上各点的场强为零时,曲面内电荷的代数和定为零.（C）闭合曲面的电通量为零时,曲面上各点的场强一定为零.（D）闭合曲面的电通量不为零时,曲面上任一点的场强都不可能为零.·q1·q3·q4S图3q25．电荷q1、q2、q3和q4在真空中的分布如图3所示，其中q2是半径为R的均匀带电球体，S为闭合曲面，则通过闭合曲面S的电通量=，式中电场强度E是哪些电荷产生的?答:是产生的.是它们产生电场强度的矢量和还是标量和?答:是.6．电偶极子为,电偶极子的电矩的定义为，其中的方向是.一电偶极子放在场强为E第18页共18页\n活页作业210.41.245.5的匀强电场中，电矩的方向与电场强度方向成角q.已知作用在电偶极子上的力矩大小为M，则此电偶极子的电矩大小为.7．在真空中一长为的细杆，杆上均匀分布着电荷，其电荷线密度。在杆的延长线上，距杆的一段距离为的一点上，有一电荷为的点电荷，试求该点电荷所受的电场力。+Q－QROxy图48．一个细玻璃棒被弯成半径为R的半圆形，沿其上半部分均匀分布有电荷+Q，沿其下半部分均匀分布有电荷－Q，如图4所示．试求圆心O处的电场强度．9．两个平行无限大均匀带电平面，面电荷密度分别为和，求此系统的电场分布规律。图410．一半径为的带电球体，其电荷体密度分布为、。其中为一常量。试求球体内外的场强分布规律。11．一对“无限长”的同轴直圆筒，半径分别为和（），筒面上都均匀带电，沿轴线单位长度电量分别为和。（1）试求空间的场强分布规律；（2）若，求场强分布规律。作业编号姓名学号院系教学班第18页共18页\n活页作业210.41.245.5第五章电场（二）（静电场的环流定理电势）1．如图1所示，两个同心的均匀带电球面，内球半径为，带电量为；外球面半径为，带电量为。设无穷远处为电势零点，则在外球面外面，距离球心为r处的点的电势为：图1(A)(B)(C)(D)2．下列说法正确的是()(A)场强为零的点，电势也一定为零(B)场强不为零的点，电势也一定不为零(C)电势为零的点，场强也一定为零···q1q2q3第一章R第二章Ob图2(D)电势在某一区域内为常量，则该区域的场强一定为零3．下列说法正确的是()(A)等势面上各点的电场强度的大小一定相等(B)在电势高处，电势能也一定高(C)电场强度大处，电势也一定高(D)电场强度的方向总是从电势高处指向电势低处4．电量分别为q1，q2，q3的三个点电荷位于一圆的直径上，两个在圆周上，一个在圆心.如图2所示.设无穷远处为电势零点，圆半径为R，则b点处的电势U=.5．在边长为的正方体中心放一点电荷，在一个侧面中心处的电势为。Oalx图36．图3中所示为一沿x轴放置的长度为l的不均匀带电细棒，其电荷线密度为l＝l0x，l0为一常量．取无穷远处为电势零点，求坐标原点O处的电势．7．电荷以相同的面密度分布在半径为和的两同心球面上。球心处电势为。求：（1）电荷面密度；（2）若要使球心处电势为0，外球面应放出多少电荷？第18页共18页\n活页作业210.41.245.58．一电荷面密度为的均匀无限大带电平面，若以该平面为电势零点，求其周围空间的电势分布。9．一直径为2的导体圆筒，在其轴上有一直径为0.134的导线，如在圆筒与导线间加850电压，求导线表面处与圆筒内表面处的场强。10．如图4，是以为圆心，为半径的半圆弧，间距为。点与点分别有点电荷和，如将一单位正电荷从点沿移至点，求电场力的功。图4作业编号姓名学号院系教学班第18页共18页\n活页作业210.41.245.5图1第六章静电场中的导体与电介质1．在一个原来不带电的外表面为球形的空腔导体A内，放有一带电量为+Q的带电导体B，如图1所示，则比较空腔导体A的电势UA和导体B的电势UB时，可得以下结论：(A)(B)；(C)(D)因空腔形状不是球形，两者无法比较。图22．如图2，一个未带电的空腔导体球壳内半径为R。在腔内离球心的距离为d处(d
>r.当直导线的电流被切断后，沿着导线环流过的电量约为（A）.（B）.（C）.（D）.图22．如图2所示，一长圆柱状磁场，磁场方向为沿轴线并垂直图面向里，磁场大小既随到轴线的距离r成正比而变化，又随时间t作正弦变化，即，B0、均为常数。若在磁场内放一半径为a的金属圆环，环心在圆柱状磁场轴线上，求金属环中的感生电动势。Iabl图33．如图3所示，有一根长直导线，载有直流电流I，近旁有一个两条对边与它平行并与它共面的矩形线圈，以匀速度沿垂直于导线的方向离开导线．设t=0时，线圈位于图示位置，求(1)在任意时刻t通过矩形线圈的磁通量F．(2)在图示位置时矩形线圈中的电动势．图4aI/60°Hbadcd/c/b/4．载流为的长直导线，与等腰梯形导体框共面，已知，两斜边与下底边的夹角为600，第18页共18页\n活页作业210.41.245.5点与载流线相距为，如图4，今导体框由静止自由下落，求：（1）下落高度瞬间，线框中的感应电动势；（2）该瞬时线框中电势最高与最低处电势差。IIOxr1r2ab图55．如图5所示，两条平行长直导线和一个矩形导线框共面．且导线框的一个边与长直导线平行，他到两长直导线的距离分别为r1、r2．已知两导线中电流都为，其中I0和w为常数，t为时间．导线框长为a宽为b，求导线框中的感应电动势．a×××××o××c图6b6．如图6所示，半径为的无限长圆柱形空间分布着与轴线平行的均匀磁场，其变化率为，直导线和圆弧导线放在所示的位置，求1）直导线中的感应电动势。2）圆弧导线中的感应电动势。3）回路中的感应电动势。7．自感系数L=0.3H的螺线管中通以I=8A，的电流时，螺线管存储的磁场能量W=。8．写出麦克斯韦方程组的积分形式。作业编号姓名学号院系教学班第18页共18页\n活页作业210.41.245.5第十二章气体动理论1．若理想气体的体积为V，压强为p，温度为T，一个分子的质量为m，k为玻耳兹曼常量，R为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为[]（A）pV/m.（B）pV/（kT）.（C）pV/（RT）.（D）pV/（mT）.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[]（A）=.（B）=（1/3）.（C）=3kT/m.（D）=kT/m.3．置于容器内的气体，如果气体内各处压强相等，或气体内各处温度相同，则这两种情况下气体的状态[](A)一定都是平衡态。(B)不一定都是平衡态。(C)前者一定是平衡态，后者一定不是平衡态。(D)后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态。4．两容器内分别盛有氢气和氦气，若它们的温度和质量分别相等，则[]（A）两种气体分子的平均平动动能相等.（B）两种气体分子的平均动能相等.（C）两种气体分子的平均速率相等.（D）两种气体的内能相等.5．在容积为10-2m3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.6．在容积为的容器内，盛有质量为和的两种单原子分子理想气体。如混合气体处于平衡态时它们各自的内能均为，则混合气体的压强为；两种分子的平均速率之比。7．在相同的温度和压强下，各为单位体积的氢气（视为刚性双原子分子气体）与氦气的内能之比为，各为单位质量的氢气与氦气的内能之比为.8．氧气储存于温度为℃的氧气瓶中，求这瓶氧气的内能、分子的平均平动动能及分子的平均动能各为多少？第18页共18页\n活页作业210.41.245.59．一容器贮有氢气，其压强atm，温度为℃.求（1）单位体积内的分子数；（2）氢气的质量密度r；（3）氢分子的平均动能；（4）氢分子的平均距离.（氢分子质量m=3.34×10－27kg）10．两种不同的理想气体，若它们的最可几速率相等，则它们的[]（A）平均速率相等，方均根速率相等.（B）平均速率相等，方均根速率不相等.（C）平均速率不相等，方均根速率相等.（D）平均速率不相等，方均根速率不相等.11．某种气体分子速率分布函数为，则速率在~区间内的分子的平均速率为[]（A）（B）（C）（D）。01000v(m/s)f(v)图112．图1分别表示相同温度下氢气和氦气的麦克斯韦速率分布曲线。由图求出氦气和氢气分子的最可几速率分别为、。作业编号姓名学号院系教学班第18页共18页\n活页作业210.41.245.5第十三章热力学基础（一）（热力学第一定律）VTOACB图11．一定量理想气体经历的循环过程用V—T曲线表示如图13.1，在此循环过程中，气体从外界吸热的过程是（A）A→B.（B）B→C.（C）C→A.（D）B→C和C→A.2．处于平衡态A的热力学系统，若经准静态等容过程变到平衡态B，将从外界吸热416J，若经准静态等压过程变到与平衡态B有相同温度的平衡态C，将从外界吸热582J，所以，从平衡态A变到平衡态C的准静态等压过程中系统对外界所作的功为.3．自由度为的理想气体，其定压摩尔热容大于定容摩尔热容的原因是。对于等压过程，已知吸热为，对外的功为，内能增量为。则；。4．一摩尔单原子理想气体从加热到，（1）体积没有变化；（2）压强保持不变。求在这两过程中各吸收了多少热量？增加了多少内能？气体对外做了多少功？图25．一定量的单原子分子理想气体，从A态出发经等压过程膨胀到B态，又经绝热过程膨胀到C态，如图2所示。试求这全过程中气体对外所作的功，内能的增量以及吸收的热量。6．3mol温度为的理想气体，先经等温过程体积膨胀到原来的5倍，然后等容加热，使其末态的压强刚好等于初始压强，整个过程传给气体的热量为。试画出此过程的P－V图，并求这种气体的比热容比值。(摩尔气体常量)第18页共18页\n活页作业210.41.245.5图3p(atm)V(L)Oabcd2550267．气缸内贮有36g水蒸汽(视为刚性分子理想气体)，经abcda循环过程如图3所示．其中a－b、c－d为等体过程，b－c为等温过程，d－a为等压过程．试求：（1）d－a过程中水蒸气作的功Wda（2）a－b过程中水蒸气内能的增量DEab（3）循环过程水蒸汽作的净功W（4）循环效率h(注：循环效率h＝A/Q1，W为循环过程水蒸汽对外作的净功，Q1为循环过程水蒸汽吸收的热量，1atm=1.013×105Pa)作业编号姓名学号院系教学班第十三章热力学基础（二）（循环效率、热力学第二定律）第18页共18页\n活页作业210.41.245.51．热力学第一定律表明：(A)系统对外作的功不可能大于系统从外界吸收的热量。图1(B)系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量。(C)不可能存在这样的循环过程，在此循环过程中，外界对系统作的功不等于系统传给外界的热量。(D)热机的效率不可能等于1。2．如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图1中的abcda增大为ab¢c¢da，那么循环abcda与ab¢c¢da所作的功和热机效率变化情况是：(A)净功增大，效率提高。(B)净功增大，效率降低。(C)净功和效率都不变。(D)净功增大，效率不变。。3．一卡诺热机(可逆的)，低温热源的温度为，热机效率为40%，其高温热源温度为K。今欲将该热机效率提高到50%，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加K。4．氦气作如图2的循环。曲线方程为，点温度为，求：cb图2v0aPP09P0V0（1）以、表示各过程气体吸收的热量；（2）求循环效率。5．1mol单原子分子理想气体的循环过程如图3的T-V图所示，其中c点的温度为Tc=600K，试求：（1）ab、bc、ca各个过程系统吸收的热量；（2）经一循环系统所作的净功；（3）循环的效率.（注：循环效率h=A/Q1，A为循环过程系统对外作的净功，Q1为循环过程系统从外界吸收的热量，T(K)V(10-2m2)Oabc12图31n2=0.693）第18页共18页\n活页作业210.41.245.56．一定量的理想气体，在温度不变的条件下，当压强降低时，分子的平均碰撞次数和平均自由程的变化情况是（A）和都增大.（B）和都减小.（C）减小而增大.（D）增大而减小.7．设有以下一些过程：(1)两种不同气体在等温下互相混合。(2)理想气体在定容下降温。(3)液体在等温下汽化。(4)理想气体在等温下压缩。(5)理想气体绝热自由膨胀。在这些过程中，使系统的熵增加的过程是：(A)(1)、(2)、(3)。(B)(2)、(3)、(4)。(C)(3)、(4)、(5)。(D)(1)、(3)、(5)。8．一定量的理想气体向真空作绝热自由膨胀，体积由增至，在此过程中气体的(A)内能不变，熵增加。(B)内能不变，熵减少。(C)内能不变，熵不变。(D)内能增加，熵增加。9．从统计意义来解释：不可逆过程实质上是一个，一切实际过程都向着的方向进行。作业编号姓名学号院系教学班第十四章相对论1．按照相对论的时空观，以下说法错误的是（A）在一个惯性系中不同时也不同地发生的两件事，在另一个惯性系中一定不同时；第18页共18页\n活页作业210.41.245.5（B）在一个惯性系中不同时但同地发生的两件事，在另一个惯性系中一定不同时；（C）在一个惯性系中同时不同地发生的两件事，在另一个惯性系中一定不同时；（D）在一个惯性系中同时同地发生的两件事，在另一个惯性系中一定也同时同地.2．已知在运动参照系（S¢）中观察静止参照系（S）中的米尺（固有长度为1m）和时钟的一小时分别为0.8m和1.25小时，反过来，在S中观察S¢中的米尺和时钟的一小时分别为（A）0.8m，0.8小时.（B）1.25m，1.25小时.（C）0.8m，1.25小时.（D）1.25m，0.8小时.3．一火箭的固有长度为L，相对于地面作匀速直线运动的速度为，火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上的一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为的子弹。在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是(c表示真空中光速)：4．圆柱形均匀棒静止时的密度为r0，当它以速率u沿其长度方向运动时，测得它的密度为r，则两测量结果的比r:r0是（A）.（B）.（C）1－u2/c2.（D）1/（1－u2/c2）.5．电子的静止质量m0，当电子以0.8c的速度运动时，它的动量p，动能Ek和能量E分别是（A）p=4m0c/3，EK=2m0c2/3，E=5m0c2/3.（B）p=0.8m0c，EK=0.32m0c2，E=0.64m0c2.（C）p=4m0c/3，EK=8m0c2/18，E=5m0c2/3.（D）p=0.8m0c，EK=2m0c2/3，E=0.64m0c2.6．在系中的轴上，同地发生的两个事件之间的时间间隔是4s，在系中这两个事件之间的时间间隔是5s。则系相对系的速率u=，系中这两事件的空间间隔是.7．速度为的飞船头尾各有一光脉冲，处于船尾的观测者测得船头的光脉冲传播速度大小为，处于船头的观测者测得船尾的光脉冲的速度大小为。8．在速度情况下粒子动量等于非相对论动量的两倍；在速度情况下粒子的动能等于它的静能。9．某核电站年发电量相当于的能量，如果这是由核材料的全部静能转化所产生的，则需消耗核材料的质量为。10．介子在自身的参照系中的平均寿命为，如果它相对地以的速度运动，对地上的观测者，求：第18页共18页\n活页作业210.41.245.5（1）它的平均寿命；（2）它能飞行多远？11．一物体的速度使其质量增加10%，此物在其运动方向上的长度缩短了多少？12．如果将电子由静止加速到速率为0.10c，需对它作多少功？如将电子由速率为0.80c加速到0.90c，又需对它作多少功？第18页共18页
