大学物理思考题答案

2022-04-11 10:08:23   文档大全网     [ 字体: ] [ 阅读: ]

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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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