大学物理思考题答案

2022-04-11 10:08:23   第一文档网     [ 字体: ] [ 阅读: ] [ 文档下载 ]
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1-7 在自然界中经常会发现一种现象,在傍晚时地面是干燥的,而在清晨时地面却变得湿润了。试解释这种现象的成因。

答:根据对毛细现象的物理分析可知,由于水的表面张力系数与温度有关,毛细水上升的高度会随着温度的变化而变化,温度越低,毛细水上升的高度越高。在白天,由于日照的原因,土壤表面的温度较高,土壤表面的水分一方面蒸发加快,另一方面土壤颗粒之间的毛细水会因温度升高而下降,这两方面的原因使土壤表层变得干燥。相反,在夜间,土壤表面的温度较低,而土壤深层的温度变化不大,使得土壤颗粒间的毛细水上升;另一方面,空气中的水汽也会因为温度下降而凝结,从而使得清晨时土壤表层变得较为湿润。

1-8 连续性原理和什么?如果液体有黏滞性,伯努利方程还能使用吗? 答:连续性原理是根据质量守恒原理推出的,伯努利方程是根据功能原理推出的。它们使用的条件是只考虑液体的流动性,而忽略了液体的黏滞性和可压缩性,同时,还要求流动是稳定流动。如果液体具有黏滞性,伯努利方程不能使用,需要加以修正。

伯努利方程是根据什么原理推出的?它们的使用条件是

4-2一均匀带电球形橡皮气球,在气球被吹大的过程中,下列各场点的场强将如何变化?

1 气球内部 2 气球外部 3 气球表面

答:取球面高斯面,由0EdSqi可知

i0n

1)内部无电荷,而面积不为零,所以E= 0 2E=

q40rq40R2

2

与气球吹大无关。

3E=随气球吹大而变小。

4-3 下列几种说法是否正确,为什么?

1 高斯面上电场强度处处为零时,高斯面内必定没有电荷。 2 高斯面内净电荷数为零时,高斯面上各点的电场强度必为零。 3 穿过高斯面的电通量为零时,高斯面上各点的电场强度必为零。 4 高斯面上各点的电场强度为零时,穿过高斯面的电通量一定为零。 答:1)错

因为依高斯定理,E = 0 只说明高斯面内净电荷数(所有电荷的代数和)为零。

2)错

高斯面内净电荷数为零,只说明整个高斯面的EdS的累积为零。并不一

s

定电场强度处处为零。

3)错


穿过高斯面的电通量为零时,只说明整个高斯面的EdS的累积为零。

s

不一定电场强度处处为零。

4)对

E = 0,则整个高斯面的EdS的累积为零。所以电通量φ=0

s



6-3 在无电流的空间区域,如果磁感应线是平行直线,则磁场一定是均匀 的。试证明之。

答:如图6-1,磁感应线是平行直线,作一个长方形闭合回路abcd。因为空间区域无电流,由安培环路定理,有

Bdl0

B1acB2bd0,由于acbd,则B1B2

6-1



8-1 什么是简谐振动?下列运动哪个是简谐振动?1拍皮球时球的运动;2)人的脉搏运动;3)一个小球在球形碗底部的微小摆动。

答:简谐振动是物体在回复力(弹性力或准弹性力)作用下的运动。在运动过程中,平衡位置两侧的回复力方向不同;运动轨迹是正弦曲线 1 该现象好象是往复运动,实际上由于在运动过程中重力的方向始终不变,因而不是简谐振动

2 运动轨迹不是正弦曲线,不是简谐振动。

3 一个小球在球形碗底部的微小摆动时,重力的切向分力起着回复力的作用是简谐振动。

9-1在双缝干涉实验中(1)当缝间距不断增大时,干涉条纹如何变化?为什?(2)当狭缝光源在垂直于轴线方向上向下或向上移动时,干涉条纹将如何变?

D

答:1根据双缝干涉中相邻条纹的间距公式x可知,随着缝间距的

d

增大,干涉条纹的间距会变窄。

2)当狭缝光源在垂直于轴线方向上移动时,干涉条纹也会随着在垂直轴线方向移动,方向与光源移动方向相反。

9-2 将双缝实验装置放进水中,条纹间距将发生什么变化?

D

答:根据双缝干涉中相邻条纹的间距公式可知x由于水的折射率大

d

于空气,所以光在水中波长变短。故将双缝实验装置放进水中,条纹间距会变小。

9-3 在双缝干涉实验中,如果在上方的缝后面贴一片薄的透明云母片,干涉条纹的间距有没有变化?中央条纹的位置有没有变化?

答:如果在上方的缝后面贴云母片,则从上方缝中出射的光线的光程会发生变化。设云母片的折射率为n,厚度为h,则两束光的光程差为


d

xk(k0,1,2,...) D

其中,d为两缝的距离,D为缝与屏的距离,x为屏上相邻两点的距离。从中可以看出,相邻两条纹的距离为:

Dx

d

可见,条纹间距没有发生变化。令光程差等于零,可以得到中央亮条纹发生了改变,向上方移动。

9-4用两块玻璃片叠在一起形成空气劈尖观察干涉条纹时,如果发现条纹不是平行的直线,而是弯曲的线条,试说明两个玻璃片相对的两面有什么特殊之处?

答:说明两个玻璃片相对的两面至少有一面不平整。

9-5 在日常经验中,为什么容易发现声波的衍射而难以发现光波的衍射? 答:根据衍射原理,只有当狭缝或者障碍物的大小与波长可比时,才会形成衍射现象。光波波长短,日常的狭缝或障碍物的尺寸远远大于光波波长,因而难以发现光波的衍射;而声波波长可与日常狭缝或障碍物的尺寸相比,所以更容易发生衍射。

h(n1)


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