大学物理b上册课后答案详解

『壹』 大学物理第二版上册梁志强版课后答案

第一题：

(1)大学物理b上册课后答案详解扩展阅读

这部分内容主要考察的是质点的知识点：

有质量但不存在体积或形状的点，是物理学的一个理想化模型。在物体的大小和形状不起作用，或者所起的作用并不显著而可以忽略不计时，我们近似地把该物体看作是一个只具有质量而其体积、形状可以忽略不计的理想物体，用来代替物体的有质量的点称为质点。

具有一定质量而不计大小尺寸的物体。物体本身实际上都有一定的大小尺寸，但是，若某物体的大小尺寸同它到其他物体的距离相比，或同其他物体的大小尺寸相比是很小的，则该物体便可近似地看作是一个质点。例如行星的大小尺寸比行星间的距离小很多，行星便可视为质点-因为不计大小尺寸，所以质点在外力作用下只考虑其线运动。

由于质点无大小可言，作用在质点上的许多外力可以合成为一个力，另一方面，研究质点的运动，可以不考虑它的自旋运动。

任何物体可分割为许多质点，物体的各种复杂运动可看成许多质点运动的组合。因此，研究一个质点的运动是掌握各种物体形形色色运动的入门。牛顿第二定律是适合于一个质点的运动规律的。有了这个定律，再配合牛顿第三定律，就构成了研究有限大小的物体的手段。所以“质点”是研究物体运动的最简单、最基本的对象。

『贰』 急求大学物理张三慧 清华大学出版社 第三版的课后习题答案详解

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『叁』 大学物理课后习题 急急急

解：(1)把r=acosωt i+bsinωt j 对时间t求导得（一看就知道这是个椭圆运动，且机械能守恒）
速度矢量v=-aωsinωt i+bωcosωt j
动能Ek=0.5mv^2=0.5m[a^2ω^2sin^2ωt+b^2ω^2cos^2ωt]
代入（a,0）即此时r=a，ωt=0、2π、4π……，故Ek=0.5mb^2ω^2
代入（0,b）即此时r=b，ωt=π/2、2π+π/2、4π+π/2……，故Ek=0.5ma^2ω^2。

(2)质点加速度矢量 a=-aω^2cosωt i-bω^2sinωt j ，故合外力矢量由牛顿第二定律知
F=ma=-mω^2[acosωt i+bsinωt j ]=-mω^2r
质点：A到B过程，分力Fx做的功为：微分方程为，
dwx=Fxdx=(-mω^2acosωt)d(acosωt)]=-mω^2a^2cosωtd(cosωt)
积分为wx=-mω^2a^2∫cosωtd(cosωt)]，
解得：wx=-0.5ma^2ω^2cos^2ωt，cosωt由1积到0，得wx=0.5ma^2ω^2
同理，分力Fy做的功为：微分方程为，
dwy=Fydy=(-mω^2bsinωt)d(bsinωt)]=-mω^2b^2sinωtd(sinωt)
积分为wy=-mω^2a^2∫sinωtd(sinωt)]，
解得：wy=-0.5mb^2ω^2sin^2ωt，sinωt由0积到1，得wy=-0.5mb^2ω^2

『肆』 大学物理学练习题

大学物理学(上)练习题
第一章 质点运动学
1．一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为 瞬时速率为v，平均速率为 平均速度为 ，它们之间必定有如下关系:
(A) .
(C) 。
2．一质点的运动方程为x=6t-t2(SI)，则在t由0到4s的时间间隔内，质点位移的大小为 ，在t由0到4s的时间间隔内质点走过的路程为 。
3．有一质点沿x轴作直线运动，t时刻的坐标为 （SI）。试求：
（1）第2秒内的平均速度；（2）第2秒末的瞬时速度；（3）第2秒内的路程。
4．灯距地面高度为h1，一个人身高为h2，在灯下以匀速率v沿
水平直线行走，如图所示，则他的头顶在地上的影子M点沿地面
移动的速度vM= 。

5．质点作曲线运动， 表示位置矢量，S表示路程，at表示切向加速度，下列表达式中，
（1） （2） （3） （4）
（A）只有（1）、（4）是对的 （B）只有（2）、（4）是对的
（C）只有（2）是对的 （D）只有（3）是对的 [ ]

6．对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的。
（A）切向加速度必不为零 （B）法向加速度必不为零（拐点处除外）。
（C）由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零。
（D）若物体作匀速率运动，其总加速度必为零。
（E）若物体的加速度 为恒矢量，它一定作匀变速率运动。 [ ]
7．在半径为R的圆周上运动的质点，其速率与时间关系为v=ct2（c为常数），则从t=0到t时刻质点走过的路程S（t）= ；t时刻质点的切向加速度at= ；t时刻质点的法向加速度an= 。
参考答案
1．(B) 2．8m，10m 3．(1) (2) (3)
4． 5．(D) 6．(B) 7．

第二章 牛顿运动定律

1.有一质量为M的质点沿X轴正方向运动，假设该质点通过坐标为x处时的速度为kx（k为正常数），则此时作用于该质点上的力F＝______，该质点从x＝x0点出发运动到x＝x1 处所经历的时间t＝_____。
2.质量为m的子弹以速度v0水平射入沙土中。设子弹所受阻力与速度反向，大小与速度成正比，比例系数为k，忽略子弹的重力。求：
（1） 子弹射入沙土后，速度随时间变化的函数式；
（2） 子弹进入沙土的最大深度。
3.质量为m的小球在向心力作用下，在水平面内作半径为R、速率为v的匀速率圆周运动，如图所示。小球自A点逆时针运动到B点的半圆内，动量的增量应为
（A） （B）
（C） （D） [ ]

4.水流流过一个固定的涡轮叶片，如图所示。水流流过叶片曲面前后的速率都等于v，每单位时间流向叶片的水的质量保持不变且等于Q，则水作用于叶片的力的大小为 ，方向为 。

5.设作用在质量为1kg的物体上的力F=6t+3（SI）。如果物体在这一力作用下，由静止开始沿直线运动，在0到2.0s的时间间隔内，这个力作用在物体上的冲量的大小I= 。

6.有一倔强系数为k的轻弹簧，原长为l0，将它吊在天花板上。当它下端挂一托盘平衡时，其长度变为l1，。然后在托盘中放一重物，弹簧长度变为l2，则由l1伸长至l2的过程中，弹性力所作的功为
（A） （B） （C） （D） [ ]
7.一质点受力 （SI）作用，沿X轴正方向运动。从x=0到x=2m过程中，力 作功为（A）8J （B）12J （C）16J （D）24J 〔 〕
8.一人从10m深的井中提水。起始时桶中装有10kg的水，桶的质量为1kg，由于水桶漏水，每升高1m要漏去0.2kg的水。求水桶匀速地从井中提到井口，人所作的功。

9.如图所示，有一在坐标平面内作圆周运动的质点受一力 的作用。在该质点从坐标原点运动到（0，2R）位置过程中，力 对它所作的功为
（A） （B）
（C） （D） 〔 〕

10.在光滑的水平桌面上，平放着如图所示的固定半圆形屏障，质量为m的滑块以初速度v0沿切线方向进入屏障内，滑块与屏障间的摩擦系数为，试证明当滑块从屏障另一端滑出时，摩擦力所作的功为 .

11.一个力F作用在质量为1.0kg的质点上，使之沿X轴运动。已知在此力作用下质点的运动方程为 （SI）。在0到4s的时间间隔内：（1）力F的冲量大小I= ；（2）力F对质点所作的功W= 。
12.质量m=2kg的质点在力 （SI）作用下，从静止出发沿X轴正向作直线运动，求前三秒内该力所作的功。
13.以下几种说法中，正确的是
（A）质点所受冲量越大，动量就越大；
（B）作用力的冲量与反作用力的冲量等值反向；
（C）作用力的功与反作用力的功等值反号；
（D）物体的动量改变，物体的动能必改变。 〔 〕

参考答案
1. 2. , 3. (B)
4. 5. 6.（C） 7.（A） 8.
9. (B) 10. (略) 11. 16N.s ； 176J 12. 13.（B）

第三章 运动的守恒定律

1.某弹簧不遵守胡克定律，若施力F，则相应伸长为x，力与伸长的关系为F=52.8x+38.4x2 (SI)。求：
（1）将弹簧从定长x1=0.50m拉伸到定长x2=1.00m时，外力所需做的功；
（2）将弹簧横放在水平光滑桌面上，一端固定，另一端系一个质量为2.17kg的物体，然后将弹簧拉伸到一定长x2=1.00m，再将物体由静止释放，求当弹簧回到x1=0.50m时，物体的速率；
（3）此弹簧的弹力是保守力吗？

2.二质点的质量各为m1，m2。当它们之间的距离由a缩短到b时，万有引力所作的功为 。

3.一陨石从距地面高h处由静止开始落向地面，忽略空气阻力。求：
（1） 陨石下落过程中，万有引力的功是多少？
（2） 陨石落地的速度多大？
4.关于机械能守恒条件和动量守恒条件以下几种说法正确的是
（A）不受外力的系统，其动量和机械能必然同时守恒；
（B）所受合外力为零，内力都是保守力的系统，其机械能必然守恒；
（C）不受外力，内力都是保守力的系统，其动量和机械能必然同时守恒；
（D）外力对一个系统作的功为零，则该系统的动量和机械能必然同时守恒。[ ]
5.已知地球的质量为m，太阳的质量为M，地心与日心的距离为R，引力常数为G，则地球绕太阳作圆周运动的轨道角动量为 〔 〕
（A） （B） （C） （D）
6.如图所示，X轴沿水平方向，Y轴沿竖直向下，在t=0时刻将质量为m的质点由a处静止释放，让它自由下落，则在任意时刻t，质点所受的对原点O的力矩 = ；在任意时刻t，质点对原点O的角动量 = 。
7.一质量为m的质点沿着一条空间曲线运动，该曲线在直角坐标系下的运动方程为 ，其中a、b、皆为常数，则此质点所受的对原点的力矩 ＝_____________； 该质点对原点的角动量 ____________。

8.在一光滑水平面上，有一轻弹簧，一端固定，一端连接一质量m=1kg的滑块，如图所示。弹簧自然长度l0=0.2m，倔强系数k=100N.m-1。设t=0时，弹簧长度为l0，滑块速度v0=5ms-1，方向与弹簧垂直。在某一时刻，弹簧位于与初始位置垂直的位置，长度l=0.5m。求该时刻滑块速度 的大小和方向。

参考答案
1.（1） （2） （3）是 2.
3.（1） （2） 4.（C） 5.（A）
6. 7. 0；
8. ， 方向与弹簧长度方向之间的夹角 .

第四章 刚体的定轴转动

1．有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上：
（1）这两个力都平行于轴作用时，它们对轴的合力矩一定是零；
（2）这两个力都垂直于轴作用时，它们对轴的合力矩可能是零；
（3）当这两个力的合力为零时，它们对轴的合力矩也一定是零；
（4）当这两个力对轴的合力矩为零时，它们的合力也一定是零。
在上述说法中，
（A）只有(1)是正确的。 （B）(1)、(2)正确，(3)、(4)错误。
（C）(1)、(2)、(3)都正确，(4)错误。 （D）(1)、(2)、(3)、(4)都正确。 [ ]
2．关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是
(A)只取决于刚体的质量，与质量的空间分布和轴的位置无关。
(B)取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关。
(C)取决于刚体的质量、质量的空间分布与轴的位置。
(D)只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关。 [ ]
3．一长为l、质量可以忽略的直杆，两端分别固定有质量为2m和m的小球，杆可绕通过其中心O且与杆垂直的水平光滑固定轴在铅直平面内转动。开始杆与水平方向成某一角度，处于静止状态，如图所示，释放后，杆绕O轴转动，则当杆转到水平位置时，该系统所受到的合外力矩的大小M=________，此时该系统角加速度的大小=________。
4．将细绳绕在一个具有水平光滑轴的飞轮边缘上，如果在绳端挂一质量为m的重物时，飞轮的角加速度为 。如果以拉力2mg代替重物拉绳时，飞轮的角加速度将
（A）小于 （B）大于 ，小于2
（C）大于2 （D）等于2 [ ]

5．为求一半径R=50cm的飞轮对于通过其中心且与盘面垂直的固定转轴的转动惯量，在飞轮上绕以细绳，绳末端悬一质量m1=8kg的重锤，让重锤从高2m处由静止落下，测得下落时间t1=16s，再用另一质量为m2为4kg的重锤做同样测量，测得下落时间t2=25s。假定摩擦力矩是一常数，求飞轮的转动惯量。
6．一转动惯量为J的圆盘绕一固定轴转动，起初角速度为 。设它所受的阻力矩与转动角速度成正比，即 （k为正的常数），求圆盘的角速度从 变为 时所需的时间。
7．一定滑轮半径为0.1m。相对中心轴的转动惯量为10-3kgm2。一变力F= 0.5t（SI）沿切线方向作用在滑轮的边缘上。如果滑轮最初处于静止状态，忽略轴承的摩擦。试求它在1s末的角速度。
8．刚体角动量守恒的充分而必要的条件是
(A)刚体不受外力矩的作用。
(B)刚体所受合外力矩为零。
(C)刚体所受合外力和合外力矩均为零。
(D)刚体的转动惯量和角速度均保持不变。 [ ]
9．如图所示，一圆盘绕垂直于盘面的水平轴O转动时，两颗质量相同、速度大小相同而方向相反并在一条直线上的子弹射入圆盘并留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度将
(A) 变大 (B) 不变 (C) 变小 (D) 不能确定 [ ]
10．一飞轮以角速度 绕轴旋转，飞轮对轴的转动惯量为 ；另一静止飞轮突然被啮合到同一轴上，该飞轮对轴的转动惯量为前者的二倍。啮合后整个系统的角速度 _______________。

11．如图所示，一匀质木球固结在一细棒下端，且可绕水平固定光滑轴O转动。今有一子弹沿着与水平面成一角度的方向击中木球而嵌于其中，则在此击中过程中，木球、子弹、细棒系统的________________________守恒，原因是_________________。在木球被击中后棒和球升高的过程中，木球、子弹、细棒、地球系统的_________________________守恒。

12．如图所示，一长为l、质量为M的均匀细棒自由悬挂于通过其上端的水平光滑轴O上，棒对轴的转动惯量为 。现有一质量为m的子弹以水平速度 射向棒 上距O轴 处，并以 的速度穿出细棒，则此后棒的最大偏转角为___________。
13．一质量为M＝15 kg、半径为R＝0.30 m的圆柱体，可绕与其几何轴重合的水平固定轴转动 (转动惯量 )。现以一不能伸长的轻绳绕于柱面，绳与柱面无相对滑动，在绳的下端悬一质量m＝8.0 kg的物体。不计圆柱体与轴之间的摩擦。
(1) 画出示力图；
（2）物体自静止下落，5 s 内下降的距离；
(3) 绳中的张力。
14. 如图所示，一个质量为m的物体与绕在定滑轮上的
绳子相连，绳子的质量可以忽略，它与定滑轮之间无相对滑动．假设定滑
轮质量为M、半径为R，其转动惯量为 ，滑轮轴光滑。试求该物体
由静止开始下落的过程中，下落速度与时间的关系。

参考答案

1．（B） 2．（C） 3．mgl/2，2g/(3l ) 4．（C） 5． 6． 7． 8．（B） 9．（C） 10．
11． 略 12．
13．
解：（1）示力图
＝0.675 kg•m2
mg – T = ma
TR = J
a = R 
解得 ＝5.06 m/s2
(2) 下落距离h＝ a t2 / 2 ＝ 63.3 m
(3) 张力 T ＝m(g - a)＝ 37.9 N

14.
解：根据牛顿运动定律和转动定律列方程：
对物体： mg – T ＝ ma ①
对滑轮： TR ＝ J β ②
运动学关系：a ＝ Rβ ③
解方程①、②、③，得 a＝ mg／(m + M / 2 )
∵ v0 ＝ 0
∴ v = a t = mg t／( m + M / 2 )

『伍』 大学物理课后全解

物理实验全解

实验一 霍尔效应及其应用
【预习思考题】
1．列出计算霍尔系数 、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式，并注明单位。
霍尔系数 ，载流子浓度 ，电导率 ，迁移率 。
2．如已知霍尔样品的工作电流 及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型？
以根据右手螺旋定则，从工作电流 旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压 为正，则样品为P型，反之则为N型。
3．本实验为什么要用3个换向开关？
为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电流 及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压 ，还要测量A、C间的电位差 ，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。总之，一共需要3个换向开关。
【分析讨论题】
1．若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，按式（5.2-5） 测出的霍尔系数 比实际值大还是小？要准确测定 值应怎样进行？
若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，则测出的霍尔系数 比实际值偏小。要想准确测定，就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交，或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。
2．若已知霍尔器件的性能参数，采用霍尔效应法测量一个未知磁场时，测量误差有哪些来源？
误差来源有：测量工作电流 的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压 的电压表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。
实验二 声速的测量
【预习思考题】
1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定？
答：缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮，使交流毫伏表指针指示达到最大（或晶体管电压表的示值达到最大），此时系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1处于共振状态时，发射的超声波能量最大。若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处，媒质压缩形变最大，则产生的声压最大，接收换能器S2接收到的声压为最大，转变成电信号，晶体管电压表会显示出最大值。由数显表头读出每一个电压最大值时的位置，即对应的波节位置。因此在系统处于共振的条件下进行声速测定，可以容易和准确地测定波节的位置，提高测量的准确度。
2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的？
答：压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。这种材料在受到机械应力，发生机械形变时，会发生极化，同时在极化方向产生电场，这种特性称为压电效应。反之，如果在压电材料上加交变电场，材料会发生机械形变，这被称为逆压电效应。声速测量仪中换能器S1作为声波的发射器是利用了压电材料的逆压电效应，压电陶瓷环片在交变电压作用下，发生纵向机械振动，在空气中激发超声波，把电信号转变成了声信号。换能器S2作为声波的接收器是利用了压电材料的压电效应，空气的振动使压电陶瓷环片发生机械形变，从而产生电场，把声信号转变成了电信号。
【分析讨论题】
1. 为什么接收器位于波节处，晶体管电压表显示的电压值是最大值？
答：两超声换能器间的合成波可近似看成是驻波。其驻波方程为

A（x）为合成后各点的振幅。当声波在媒质中传播时，媒质中的压强也随着时间和位置发生变化，所以也常用声压P描述驻波。声波为疏密波，有声波传播的媒质在压缩或膨胀时，来不及和外界交换热量，可近似看作是绝热过程。气体做绝热膨胀，则压强减小；做绝热压缩，则压强增大。媒质体元的位移最大处为波腹，此处可看作既未压缩也未膨胀，则声压为零，媒质体元位移为零处为波节，此处压缩形变最大，则声压最大。由此可知，声波在媒质中传播形成驻波时，声压和位移的相位差为 。令P（x）为驻波的声压振幅，驻波的声压表达式为

波节处声压最大，转换成电信号电压最大。所以接收器位于波节处，晶体管电压表显示的电压值是最大值。
2. 用逐差法处理数据的优点是什么？
答：逐差法是物理实验中处理数据的一种常用方法，是对等间隔变化的被测物理量的数据，进行逐项或隔项相减，来获得实验结果的数据处理方法。逐差法进行数据处理有很多优点，可以验证函数的表达形式，也可以充分利用所测数据，具有对数据取平均的效果，起到减小随机误差的作用。本实验用隔项逐差法处理数据，减小了测量的随机误差。
实验三 衍射光栅
【预习思考题】
1. 如何调整分光计到待测状态?
答：（1）调节望远镜适合接收平行光，且其光轴垂直于仪器中心轴；
（2）平行光管能发出平行光，且其光轴垂直于仪器中心轴；
（3）载物台的台面垂直于仪器中心轴。
2. 调节光栅平面与入射光垂直时，为什么只调节载物台调平螺钉b、c，而当各级谱线左右两侧不等高时，又只能调节载物台调平螺钉a？
答：调节光栅平面与入射光垂直时，光栅放在载物台调平螺钉b、c的垂直平分线上，望远镜和平行光管已调好，调节载物台调平螺钉a不能改变光栅面与入射光的夹角，只能调节螺钉b或c使光栅面反射回来的“+”字像与分划板上“ ”形叉丝的上十字重合，此时光栅平面与入射光垂直。
当各级谱线左右两侧不等高时，说明光栅刻线与载物台平面不垂直，调节b、c破坏入射光垂直光栅面，只调节a即可使各级谱线左右两侧等高。
【分析讨论题】
1. 利用本实验的装置如何测定光栅常数？
答：与实验步骤一样，调出光谱线，已知绿光波长 m，测量一级（ ）绿光衍射角 ，根据光栅方程 ，可计算出光栅常数d 。
2. 三棱镜的分辨本领 ,b是三棱镜底边边长，一般三棱镜 约为1000cm-1。问边长多长的三棱镜才能和本实验用的光栅具有相同的分辨率？
解：已知：实验测得 =27000， cm-1 求b。
由 得 b= (cm)
答：略。
实验四 多用电表的设计与制作
【分析讨论题】
1． 校准电表时，如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏高或偏低，即 总向一个方向偏，试问这是什么原因造成的？欲使 有正有负（合理偏向）应采取什么措施？
分流电阻或分压电阻的阻值不符合实际情况，导致读数都偏高或偏低。欲使 有正有负（合理偏向）应选择合适的分流电阻或分压电阻。
2． 证明欧姆表的中值电阻与欧姆表的内阻相等。
满偏时（因Rx=0）
半偏时
可得中值电阻 综合内阻
实验五 迈克耳孙干涉仪的调整与使用
【预习思考题】
1． 迈克尔孙干涉仪是利用什么方法产生两束相干光的？
答：迈克尔孙干涉仪是利用分振幅法产生两束相干光的。
2． 迈克尔孙干涉仪的等倾和等厚干涉分别在什么条件下产生的？条纹形状如何？随M1、M2’的间距d如何变化？
答：（1）等倾干涉条纹的产生通常需要面光源，且M1、M2’应严格平行；等厚干涉条纹的形成则需要M1、M2’不再平行，而是有微小夹角，且二者之间所加的空气膜较薄。
（2）等倾干涉为圆条纹，等厚干涉为直条纹。
（3）d越大，条纹越细越密；d 越小，条纹就越粗越疏。
3． 什么样条件下，白光也会产生等厚干涉条纹？当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时，M1、M2’两镜子的位置成什么关系？
答：白光由于是复色光，相干长度较小，所以只有M1、M2’距离非常接近时，才会有彩色的干涉条纹，且出现在两镜交线附近。
当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时，说明M1、M2’已相交。
【分析讨论题】
1． 用迈克尔孙干涉仪观察到的等倾干涉条纹与牛顿环的干涉条纹有何不同？
答：二者虽然都是圆条纹，但牛顿环属于等厚干涉的结果，并且等倾干涉条纹中心级次高，而牛顿环则是边缘的干涉级次高，所以当增大（或减小）空气层厚度时，等倾干涉条纹会向外涌出（或向中心缩进），而牛顿环则会向中心缩进（或向外涌出）。
2． 想想如何在迈克尔孙干涉仪上利用白光的等厚干涉条纹测定透明物体的折射率？
答：首先将仪器调整到M1、M2’相交，即视场中央能看到白光的零级干涉条纹，然后根据刚才镜子的移动方向选择将透明物体放在哪条光路中（主要是为了避免空程差），继续向原方向移动M1镜，直到再次看到白光的零级条纹出现在刚才所在的位置时，记下M1移动的距离所对应的圆环变化数N，根据 ，即可求出n。
实验六 用牛顿环法测定透镜的曲率半径
【预习思考题】
1．白光是复色光，不同波长的光经牛顿环装置各自发生干涉时，同级次的干涉条纹的半径不同，在重叠区域某些波长的光干涉相消，某些波长的光干涉相长，所以牛顿环将变成彩色的。
2．说明平板玻璃或平凸透镜的表面在该处不均匀，使等厚干涉条纹发生了形变。
3．因显微镜筒固定在托架上可随托架一起移动，托架相对于工作台移动的距离也即显微镜移动的距离可以从螺旋测微计装置上读出。因此读数显微镜测得的距离是被测定物体的实际长度。
4．（1）调节目镜观察到清晰的叉丝；（2）使用调焦手轮时，要使目镜从靠近被测物处自下向上移动，以免挤压被测物，损坏目镜。（3）为防止空程差，测量时应单方向旋转测微鼓轮。
5．因牛顿环装置的接触处的形变及尘埃等因素的影响，使牛顿环的中心不易确定，测量其半径必然增大测量的误差。所以在实验中通常测量其直径以减小误差，提高精度。
6．有附加光程差d0,空气膜上下表面的光程差 =2dk+d0+ ,产生k级暗环时, =(2k+1) /2，k=0,1,2…,暗环半径rk= ；则Dm2=(m —d0)R，Dn2= (n —d0)R，R= 。
【分析讨论题】
1． 把待测表面放在水平放置的标准的平板玻璃上，用平行光垂直照射时，若产生牛顿环现象，则待测表面为球面；轻压待测表面时，环向中心移动，则为凸面；若环向中心外移动，则为凹面。
2．牛顿环法测透镜曲率半径的特点是：实验条件简单，操作简便，直观且精度高。
3．参考答案
若实验中第35个暗环的半径为a ,其对应的实际级数为k,
a2=kR k=
=2d35+ +d0=(2k+1) (k=0,1,2…)
d=
实验七传感器专题实验
电涡流传感器
【预习思考题】
1．电涡流传感器与其它传感器比较有什么优缺点？
这种传感器具有非接触测量的特点，而且还具有测量范围大、灵敏度高、抗干扰能力强、不受油污等介质的影响、结构简单及安装方便等优点。缺点是电涡流位移传感器只能在一定范围内呈线性关系。
2．本试验采用的变换电路是什么电路。
本实验中电涡流传感器的测量电路采用定频调幅式测量电路。
【分析讨论题】
1．若此传感器仅用来测量振动频率，工作点问题是否仍十分重要？
我们所说的工作点是指在振幅测量时的最佳工作点，即传感器线性区域的中间位置。若测量振幅时工作点选择不当，会使波形失真而造成测量的误差或错误。但仅测量频率时波形失真不会改变其频率值。所以，仅测量频率时工作点问题不是十分重要。
2．如何能提高电涡流传感器的线性范围？
一般情况下，被测体导电率越高，灵敏度越高，在相同的量程下，其线性范围越宽线性范围还与传感器线圈的形状和尺寸有关。线圈外径大时，传感器敏感范围大，线性范围相应也增大，但灵敏度低；线圈外径小时，线性范围小，但灵敏度增大。可根据不同要求，选取不同的线圈内径、外径及厚度参数。
霍尔传感器
【预习思考题】
1．写出调整霍尔式传感器的简明步骤。
（1）按图6.2-6接线；
（2）差动放大器调零；
（3）接入霍尔式传感器，安装测微头使之与振动台吸合；
（4）上下移动测微头±4mm，每隔0.5mm读取相应的输出电压值。
2．结合梯度磁场分布，解释为什么霍尔片的初始位置应处于环形磁场的中间。
在环形磁场的中间位置磁感应强度B为零。由霍尔式传感器的工作原理可知，当霍尔元件通以稳定电流时，霍尔电压UH的值仅取决于霍尔元件在梯度磁场中的位移x，并在零点附近的一定范围内存在近似线性关系。
【分析讨论题】
1．测量振幅和称重时的作用有何不同？为什么？
测量振幅时，直接测量位移与电压的关系。要求先根据测量数据作出U~x关系曲线，标出线性区，求出线性度和灵敏度。称重时测量电压与位移的关系，再换算成电压与重量的关系。振动台作为称重平台，逐步放上砝码，依次记下表头读数，并做出U~W曲线。在平台上另放置一未知重量之物品，根据表头读数从U~W曲线中求得其重量。
2．描述并解释实验内容2的示波器上观察到的波形。
交流激励作用下其输出～输入特性与直流激励特性有较大的不同，灵敏度和线性区域都发生了变化。示波器上的波形在振幅不太大时为一正弦波。若振幅太大，超出了其线性范围，则波形会发生畸变。
试验八 铁磁材料磁滞回线的测绘
【预习思考题】
1. 测绘磁滞回线和磁化曲线前为何先要退磁？如何退磁？
答：由于铁磁材料磁化过程的不可逆性即具有剩磁的特点，在测定磁化曲线和磁滞回线时，首先必须对铁磁材料预先进行退磁，以保证外加磁场H=0时B=0。退磁的方法，从理论上分析，要消除剩余磁感应强度Br，只需要通以反向电流，使外加磁场正好等于铁磁材料的矫顽力即可，但实际上矫顽力的大小通常并不知道，则无法确定退磁电流的大小。常采用的退磁方法是首先给要退磁的材料加上一个大于（至少等于）原磁化场的交变磁场（本实验中顺时针方向转动“U选择”旋钮，令U从0依次增至3V），铁磁材料的磁化过程是一簇逐渐扩大的磁滞回线。然后逐渐减小外加磁场，（本实验中逆时针方向转动旋钮，将U从最大值依次降为0），则会出现一簇逐渐减小而最终趋向原点的磁滞回线。当外加磁场H减小到零时，铁磁材料的磁感应强度B亦同时降为零，即达到完全退磁。
2. 如何判断铁磁材料属于软、硬磁性材料？
答：软磁材料的特点是：磁导率大，矫顽力小，磁滞损耗小，磁滞回线呈长条状；硬磁材料的特点是：剩磁大，矫顽力也大，磁滞特性显著，磁滞回线包围的面积肥大。
【分析讨论题】
1. 本实验通过什么方法获得H和B两个磁学量？简述其基本原理。
答：本实验采用非电量电测技术的参量转换测量法，将不易测量的磁学量转换为易于测量的电学量进行测定。按测试仪上所给的电路图连接线路，将电压UH和UB分别加到示波器的“x输入”和“y输入”，便可观察到样品的磁滞回线，同时利用示波器测绘出基本磁化曲线和磁滞回线上某些点的UH和UB值。根据安培环路定律，样品的磁化场强为
(L为样品的平均磁路)
根据法拉弟电磁感应定律，样品的磁感应强度瞬时值

由以上两个公式可将测定的UH和UB值转换成H和B值，并作出H~B曲线。
【实验仪器】
2. 铁磁材料的磁化过程是可逆过程还是不可逆过程？用磁滞回线来解释。
答：铁磁材料的磁化过程是不可逆过程。铁磁材料在外加磁场中被磁化时，外加磁场强度H与铁磁材料的磁感应强度B的大小是非线性关系。当磁场H从零开始增加时，磁感应强度B随之以曲线上升，当H增加到Hm时，B几乎不再增加，达到饱和值Bm，从O到达饱和状态这段B-H曲线，称为起始磁化曲线。当外加磁场强度H从Hm减小时，铁磁材料的磁感应强度B也随之减小，但不沿原曲线返回，而是沿另一曲线下降。当H下降为零时，B不为零，仍保留一定的剩磁Br，使磁场反向增加到-Hc时，磁感应强度B下降为零。继续增加反向磁场到-Hm，后逐渐减小反向磁场直至为零，再加上正向磁场直至Hm，则得到一条闭合曲线，称为磁滞回线。从铁磁材料的起始磁化曲线和磁滞回线可以看到，外加磁场强度H从Hm减小到零时的退磁曲线与磁场H从零开始增加到Hm时的起始磁化曲线不重合，说明退磁过程不能重复起始磁化过程的每一状态，所以铁磁材料的磁化过程是不可逆过程。
实验九用动态法测定金属棒的杨氏模量
【预习思考题】
1．试样固有频率和共振频率有何不同，有何关系?
固有频率只由系统本身的性质决定。和共振频率是两个不同的概念，它们之间的关系为：

式中Q为试样的机械品质因数。一般悬挂法测杨氏模量时，Q值的最小值约为50，所以共振频率和固有频率相比只偏低0.005%，故实验中都是用f共代替f固，
2．如何尽快找到试样基频共振频率?
测试前根据试样的材质、尺寸、质量，通过（5.7-3）式估算出共振频率的数值，在上述频率附近寻找。
【分析讨论题】
1．测量时为何要将悬线吊扎在试样的节点附近？
理论推导时要求试样做自由振动，应把线吊扎在试样的节点上，但这样做就不能激发试样振动。因此，实际吊扎位置都要偏离节点。偏离节点越大，引入的误差就越大。故要将悬线吊扎在试样的节点附近。
2．如何判断铜棒发生了共振?
可根据以下几条进行判断：
（1）换能器或悬丝发生共振时可通过对上述部件施加负荷(例如用力夹紧)，可使此共振信号变小或消失。
（2）发生共振时，迅速切断信号源，观察示波器上李萨如图形变化情况，若波形由椭圆变成一条竖直亮线后逐渐衰减成为一个亮点，即为试样共振频率。
（3）试样发生共振需要一个孕育的过程，切断信号源后信号亦会逐渐衰减，它的共振峰宽度较窄，信号亦较强。试样共振时，可用尖嘴镊子纵向轻碰试样，这时会按图5.7-1的规律发现波腹、波节。
（4）在共振频率附近进行频率扫描时，共振频率两侧信号相位会有突变导致李萨如图形在Y轴左右明显摆动。

『陆』 大学物理思考题答案

1、绝对误差是一定的，N越大，相对误差越少，测得越准 。2、当M2与M1严格垂直，即M2ˊ与M1严格平行时，所得干涉为等倾干涉。干涉条纹为位于无限远或透镜焦平面上明暗的同心圆环。干涉圆环的特征是：内疏外密。由等倾干涉理论可知：当M1、M2′之间的距离d减小时，任一指定的K级条纹将缩小其半径，并逐渐收缩而至中心处消失，即条纹“陷入”；当d增大，即条纹“外冒”，而且M1与M2′的厚度越大，则相邻的亮（或暗）条纹之间距离越小，即条纹越密，越不易辨认。每“陷入”或“冒出”一个圆环，d就相应增加或减少λ/2的距离。如果“陷入”或“冒出”的环数为N，d的改变量为Δd，则：Δd=N*λ/2
则：λ＝2Δd／N
若已知Δd和N，就可计算出λ。3、由等倾干涉理论可知：当M1、M2′之间的距离d减小时，任一指定的K级条纹将缩小其半径，并逐渐收缩而至中心处消失，即条纹“陷入”（就是你说的“灰湮灭”吧？）；当d增大，即条纹“外冒”。将M2由左到右移动时，会产生“空回误差”。所以在调到一定位置住手后，由于“空回误差”条纹有可能会冒出，也有可能灰湮灭。

『柒』 求这本大学物理教程的答案

篇一：物理学教程(第二版)上册课后答案8

8－1 如图，一定量的理想气体经历acb过程时吸热700 J，则经历acbda过程时，吸热为 ( ) (A) – 700 J （B） 500 J （C）- 500 J （D） -1 200 J

分析与解理想气体系统的内能是状态量，因此对图示循环过程acbda，内能增量ΔE=0，由热力学第一定律Q＝ΔE＋W，得Qacbda=W= Wacb＋ Wbd＋Wda，其中bd过程为等体过程，不作功,即Wbd=0；da为等压过程，由pV图可知，Wda= - 1 200 J. 这里关键是要求出Wacb,而对acb过程，由图可知a、b两点温度相同，即系统内能相同.由热力学第一定律得Wacb=Qacb-ΔE=Qacb=700 J，由此可知Qacbda= Wacb＋Wbd＋Wda=- 500 J. 故选（C）

题 8-1 图

8－2 如图，一定量的理想气体，由平衡态A 变到平衡态B，且它们的压强相等，即pA＝pB,请问在状态A和状态B之间，气体无论经过的是什么过程，气体必然( ) (A) 对外作正功 (B) 内能增加 (C) 从外界吸热 (D) 向外界放热

题 8-2 图

分析与解 由p－V图可知，pAVA＜pBVB，即知TA＜TB，则对一定量理想气体必有EB＞EA .即气体由状态A 变化到状态B,内能必增加.而作功、热传递是过程量，将与具体过程有关.所以(A)、(C)、(D)不是必然结果，只有(B)正确.

8－3 两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛氦气(均视为刚性分子理想气体).

『捌』 大学物理 课后习题答案

熵变=C*ln（T3/T1)+Q/T2=138*ln(373/173)+1.17*10000/（273-39）=156J/K

『玖』 求武汉大学出版社的《大学物理学》习题答案

网络文库里有大学物理(武汉大学出版社)课堂练习答案