内蒙古科技大学马文蔚大学物理下册第六版答案解析.docx
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内蒙古科技大学马文蔚大学物理下册第六版答案解析
第九章振动
习题:
P37~391,2,3,4,5,6,7,8,16.
9-4一质点做简谐运动,周期为T,当它由平衡位置向X轴正方向运动时,从1/2最大位移处到最大位移处这段路程所需的时间()
A、T/12B、T/8C、T/6D、T/4
分析(C),通过相位差和时间差的关系计算。
可设位移函数
y=A*sin(ωt),其中ω=2π/T;
当y=A/2,ωt1=π/6;当y=A,ωt2=π/2;△t=t2-t1=[π/(2ω)]-[π/(6ω)]=π/(3ω)=T/6
9-回图(a)中所阿的是两个简谐运动的曲线,若这两个简谐j⅛动可叠加*则合成的余弦振动的初相位为()
31
(A)-7W(B)—it(C)F(D)O
分析与解由振动曲线可以知道,这是两个同振动方向、同频率简谐运动,它们的相位差是TT(即反相位)•运动方程分别为XI=Acosωt利%2=-^-CoS(((;«+瓷)・它们的振幅不同.对于这样两个简谐运动M用旋转欠量送,如图(b)很方便
A
求得合运动方程为x=ycosωt.因而正确答案为(D).
9-目有一个弹簧振子,振幅4=2-0X10-2m,周期T=1.0s,初相<p=3ιτ∕4.试写出它的运动方程,并作出X-1图Ie-i图和a-t图.
解因3=X∕T,则运动方程
根据题中给出的数据得
X=2.0Xio'2cos(2irf+O-75τr)(m)振子的速度和加速度分别为
t)=dx∕(It=-4π×10^2Rin(2ττt+0.75ττ)(m*s^,)
(Z=∂2χ∕df2=-8TT2X10^2cos(2τrt+0.75τT)(m∙s^2)
X-I^V-C及Oft图如图所示.
9若简谐运动方程为x=0.10cθs(201r∕+0.25ιτ)(m),求:
(1)振幅,频率、角频率、周期和初相;
(2)t=2s时的位移、速度和加速度.
解
(1)将x-0.IoeOS(20Trf+0.25Ir)(m)与为=Λυos( (2)t=2s时的位移、速度、加速度分别为 X=0.10co√40π+0.25Tr)=7.07×W2m 1;=djj/dt=-2<ττsin(4θιτ+O.25ττ)=-4,44m∙E-I a=d2x∕dt2=-40IriCOS(40π+0.25TT)=-2.79XIO2m∙s^2 9-冋某振动质点的X"曲线如图(a)所示,试求: (1)运动方程; (2)点P对应的相位;(3)到达点尸相应位置所需的时间. 第十章波动 习题: P89~931,2,3,4,5,6,12,16,25, 10-6在驻波中,两个相邻波节间各质点的振动() A.振幅相同,相位相同 B.振幅不同,相位相同 C.振幅相同,相位不同 D.振幅不同,相位不同答案: 波函数叠加检验.(C)振幅相同,相位相反优质.参考.资料 IQ+冋已知一波动方程为y=0.05sin(IOJni-2χ)(m)I (1)求波长、频率、波速和周期; (2)说明 -τ=0时方程的意义,并作图表示. 解 (1)将题给的波动方程改写为 y=0.05cos[10ιτ(i-x∕5ττ}~ττ∕2](m)题1。 9图 与y=JCOS[ω(t-x/u)+仇]比较后可得波速a=15.7in∙s^l,角频率ω-IOIrs^',故有 V-ω∕2π=5.0Hz,T=l∕v=0.2s,λ=u7,=3.14In (2)由分析知x=0时,方程y=0.05COS(IOITi-σr∕2)(m)表示位于坐标原点的质点的运动方程(如图)• 10■叵I如图所示为一平面简谐波在(=0时刻的波形图,求 (1)该波的波动方程; (2)P处质点的运动方程. 解 (1)由图可知振幅A=0.04IIi,波长Λ=0.40m,波速M= 0.08m∙s^1,则ω=2ιτ∕7,=2πu∕λ=(2ττ∕5)s^l,根据分析已知华=-ιr∕2,因此波动方程为 ^=0∙04cos[τ(^δ⅛)^f](IiI) (2)距原点。 为x=0.2Om处的P点运动方程为 y=0.04Cos(竽£+于)(m) 第十一章光学 P177~1821,2,3,4,5,6,7,8,11,23,26,31,37,38. 11-4、在迈克尔逊干涉仪的一条光路中,放入一片折射率为n=1.4的透明 介质薄膜后,干涉条纹产生了7.0条条纹移动.如果入射光波长为589nm,则透明介质薄膜厚度为() A10307.5nmB1472.5nmC5153.8nmD2945.0nm 答案(C)由2(n-1)t=N得出 11-26、某人用迈克尔逊干涉仪测量一光波的波长,当可动反射镜M移动 了0.310mm的过程中,观察到干涉条纹移动了1100条,求该光波的波长 解: d=N/2,=563.6nm 第十二章气体动理论习题: P220~2221,2,3,5,13,14,24. 12-21mol的氦气和1mol的氧气(视为刚性双原子分子理想气体)。 当温度为T时,期内能分别为: A3/2RT,5/2kTB3/2kT,5/2kTC3/2kT,3/2kTD3/2RT,5/2RT答案: D(由1mol理想气体的内能定义式得出) 12-13当氢气和氦气的压强、体积和温度都相等时,它们的质量比和内能比各为 多少? (氢气视为刚性双原子分子理想气体) 解: 质量比等于摩尔质量比,为1: 2 内能比等于自由度比,为5: 3 第十三章热力学基础 习题: P270~2751,2,3,4,5,6,7,9,11,12,15,25,27. 13-4气体经历如图所示的循环过程,在这个循环过程中,外界传给气体的 净热量是答案: A3.2*10^4JB1.8*10^4JC2.4*10^4JD0J 答案B,由循环所围成的面积计算得出。 13有人想像了四个理想气体的循环过程,则在理论上可以实现的为) (C)(D) 分析与解由绝热过程方程PP=常量.以及等温过程方程Py=常量,可知绝热线代等温线要陡,所以(A)过程不对,(B)、(C)过程中都有两条绝热线相交于一点,这是不可能的.而且(B)过程的循环表明系统从单一热源吸热且不引起外界变化,使之全部变成有用功,违反了热力学第二定律.因此只有(D)正确. 13-0如图所示,一定量的空气,开始在状态4,其压强为2.Ox10'Pa,体 积为2.0XlO-,m3,沿直线AB变化到状态B后,斥强变为LOxIO5P码体积变为3.0XIO-3I√,求此过程中气体所作的功. 分析理想气体作功的表达式为W=Jp(V)dv.功的数值就等于P-V图中过程曲线下所对应的面积• 解SUCa=^BC+AD)×CD 故W=150J 13-0一定量的空气,吸收了1,71XlO3J的热量,并保持在1.0XlO5Pa下膨胀,体积从1.0×10-jm'增加到1.5×10'¼∖问空气对外作了多少功? 它的内能改变了多少? 解该空气等压膨胀,对外作功为 W=P(VI-Vl)=5.0XIO2J 其内能的改变为 AE=Q-Ir=1,21XIO3J 13-25一定量理想气体经图示的ABCDA,,其中AB是等温过程,BC是等体过程,DA是绝热过程。 请完成表格中的内容。 A-B014001400 B-C-2000-200 C-D-200-400-600 D-A400-4000 ABCDA循环效率=42.9% 第十四章相对论 习题: P316~3181,2,3,4,15,22.
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