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1、22春数学物理方法离线作业二及答案参考1. 一个各向同性的点源沿所有方向均匀地辐射。如果离开点波源10m处测得电场振动为10V/m，试确定辐射功率。一个各向同性的点源沿所有方向均匀地辐射。如果离开点波源10m处测得电场振动为10V/m，试确定辐射功率。由于 辐射功率P=I.4r2=167W 2. 矢径r=xexyeyzez与各坐标轴正向的夹角为、，请用坐标(x，y，z)来表示、，并证明：cos2cos2cos2=1。矢径r=xex+yey+zez与各坐标轴正向的夹角为、，请用坐标(x，y，z)来表示、，并证明：cos2+cos2+cos2=1。 证毕。本题涉及两个恒等式：(1)梯度的旋度恒等于
2、零，u=0，即一个矢量的旋度等于零，则这个矢量可以用一个标量函数的梯度表3. 我市汉江崔家营航电枢纽工程项目是以航运为主、兼有发电、灌溉、供水、旅游等综合效益的项目该枢纽拦水坝长124我市汉江崔家营航电枢纽工程项目是以航运为主、兼有发电、灌溉、供水、旅游等综合效益的项目该枢纽拦水坝长1242m，发电机组5台，装机容量8.8104kW，正常蓄水位62.7m则正常蓄水时坝底受到水的压强是_Pa拦水坝使上游水位升高，这样可以提高水的_能（g取lON/kg）（1）h=62.7m，p=gh=1103kg/m3lON/kg62.7m=6.27105Pa；（2）拦水坝使上游水位升高，提高了水的重力势能故答案
3、为：6.27105，重力势4. 假如你在家学习时，你家楼下有人大声吵闹，对你造成干扰，为了减弱这一噪声，采取下列措施有效的是 A将窗户假如你在家学习时，你家楼下有人大声吵闹，对你造成干扰，为了减弱这一噪声，采取下列措施有效的是A将窗户打开，加快空气流通B用被捂住头C与楼下的人商量，请他们小声点D关紧门窗BCD5. 游泳者在水下能听到岸上的音乐声，说明声音不仅能在空气中传播，也能在_中传播；小白兔能分辨出叫门的不游泳者在水下能听到岸上的音乐声，说明声音不仅能在空气中传播，也能在_中传播；小白兔能分辨出叫门的不是外婆，是根据声音的_来判断的（1）游泳者在水下能听到岸上的音乐声，说明声音既可以在空气
4、中传播，也可以在液体中传播；（2）不同的发声体，发出声音的音色是不同的，因此根据不同音色可以来判断是不是外婆叫门故答案为：液体；音色6. 下列现象中，不属于折射现象的是（）A插入水中的筷子，看上去好象在水面处折断了B池水看起来比实际的浅C阳下列现象中，不属于折射现象的是（）A插入水中的筷子，看上去好象在水面处折断了B池水看起来比实际的浅C阳光下，立竿见影D站在岸边看见水中的鱼群和水草A、插入水中的筷子，看上去好象在水面处折断了；B、池水看起来比实际的浅；D、在岸边看见水中的鱼群和水草，都是当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，都象属于光的折射，因此这些选项都不符合题意；C、阳光下
5、，立竿见影，是光沿直线传播现象，此选项符合题意；故选C7. 已知r=xi+yj+zk，C为常矢，证明 div(Cr)=0及rot(Cr)=2C已知r=xi+yj+zk，C为常矢，证明 div(Cr)=0及rot(Cr)=2C正确答案：设C=C1i+C2j+C3k,则Cr=(C2z-C3y)i+(C3x-C1z)J+(C1yC2x)k,由此得div(Cr)=0+0+0=0,rot(Cr)=2C1i+2C2j+2C3k=2C8. 密度为的黏性液体，因重力作用在半径为R的竖直圆管道内向下作定常流动。已测得管道的体积流量为QV，试求液体密度为的黏性液体，因重力作用在半径为R的竖直圆管道内向下作定常流动
6、。已测得管道的体积流量为QV，试求液体的黏度。gR4/8Qv9. 有一电场复矢量振幅为E(r)=5(ex+jey)e-j2z(V/m)的均匀平面电磁波由空气垂直射向相对介电常数r=2.25相对有一电场复矢量振幅为E(r)=5(ex+jey)e-j2z(V/m)的均匀平面电磁波由空气垂直射向相对介电常数r=2.25相对磁导率ur=1的理想介质，其界面为z=0的无限大平面，试求：(1)反射波的极化状态；(2)反射波的电场振幅Erm；(3)透射波的电场振幅Etm。(1)依据题意知 1=0=120，界面z=0处的反射系数 所以反射波的电场 Er=(-0.2)5(ex+jey)ej2z=-(ex+jey
7、)ej2z因此，入射波为左旋圆极化，反射波为右旋圆极化。 (2)反射波的电场振幅 (3)界面z=0处的透射系数 透射波的电场 Et=0.85(ex+jey)e-j2z=4(ex+jey)e-j2z从而透射波的电场振幅 10. 填隙杂质原子扩散系数比晶体缺陷自扩散系数大的原因是什么?填隙杂质原子扩散系数比晶体缺陷自扩散系数大的原因是什么?正常晶格位置上的一个原子等待了时间后变成填隙原子，又平均花费时间 后才被空位复合重新进入正常晶格位置，其中2是填隙原子从一个间隙位置跳到相邻间隙位置所要等待的平均时间填隙原子自扩散系数反比于时间 因为 所以填隙原子自扩散系数近似反比于填隙杂质原子不存在由正常晶格
8、位置变成填隙原子的漫长等待时间，所以填隙杂质原子的扩散系数比母体填隙原子自扩散系数要大得多 11. 中国著名学者祖冲之编制了太初历，完成了对中国历法的第二次大改革。( )中国著名学者祖冲之编制了太初历，完成了对中国历法的第二次大改革。( )参考答案：错12. 以下哪种过程与链段运动无关 ( ) A屈服 B黏流 C流动曲线中的拉伸流动区以下哪种过程与链段运动无关()A屈服B黏流C流动曲线中的拉伸流动区C13. 一个质子在一维无限深势阱中，阱宽a=10-14m(1)质子的零点能量有多大?(2)由n=2态跃迁到n=1态时，质一个质子在一维无限深势阱中，阱宽a=10-14m(1)质子的零点能量有多大?
9、(2)由n=2态跃迁到n=1态时，质子放出多大能量的光?正确答案：14. 什么是过冷、过热现象?它们分别对应于范德瓦耳斯等温线中的哪一段?为什么把过饱和蒸气称作过冷蒸气?什么是过冷、过热现象?它们分别对应于范德瓦耳斯等温线中的哪一段?为什么把过饱和蒸气称作过冷蒸气?若在p-T相图中的液态区域内出现了气态，则这种气体称为过冷蒸气例如，在图6-17中，在液相区域中压强为p，温度为T1的A点的气体就是过冷蒸气考虑到如下因素才把它称为过冷的：因为饱和蒸气压p所对应的平衡温度为T0(如图中B点所示，而图中通过B点的曲线称为饱和蒸气压曲线)，由于T1T0，所以称这样的蒸气是过冷的 相反，若在p-T图中气相
10、区域内出现了液体状态(如图中的C点)，则这样的液体称为过热液体因为这时液体的温度T2大于压强p所对应的沸腾温度T0，所以称它为过热液体 范德瓦耳斯方程中出现波折的部分就有过冷、过热现象发生，如图6-18(a)所示图中H-a-b-c-d-e-f为某一条范德瓦耳斯等温线，水平虚线段a-c-e是气液共存区中既等温也等压的变化曲线，它也是在实际过程中的气液变化曲线，该直线可由麦克斯韦等面积法则(即图中两个填充有细点的区域面积相等)而求得e-d线段表示的状态称为过冷蒸气它是过冷蒸气的原因如下：f-e-d是一条光滑的连续曲线，所以e-d与f-e一样也应该是气体但是把图6-18(a)表示的p-V图与图6-1
11、8(b)表示的p-T对应起来看，(a)图中H-a-b-c-d-e-f的等温线与(b)图中的从f到H的竖直直线段相对应(b)图中的曲线A-B-C-0是饱和蒸气压曲线，它对应于p-V图中所有的气液共存区p-T图饱和蒸气压曲线的左边应该是液体状态，饱和蒸气压曲线的右边应该是气体状态而图(a)中的a，c，e诸点在(b)图中全部缩为一个点(现在称它为c点)，该点正是f-H直线与饱和蒸气压曲线的交点注意到在(b)图中的d点位于液体区域中，但它却是气体而d点的温度T0比它所处的压强对应的气液共存状态(即B点)的温度TB要低(T0TB)所以d点的蒸气称为过冷蒸气而d点的压强要大于T0温度时的饱和蒸气压，故d点
12、的气体也称为过饱和蒸气 另外，在(a)图中H-a-b也是一条光滑曲线，H-a是液体，则a-b也是液体但是b点在p-T图(b)中的对应点(图中也称它为b点)在f-H直线上，它位于气态区域中由于(b)图中的b点的温度T0大于在(b)图中的饱和蒸气压曲线上的C点的温度Tb(注意：c点的压强和(a)图中b点的压强相等)，所以把b点的液体称为过热液体 15. 在偏振光干涉装置中，起偏器P1的偏振化方向为y方向，偏振片P2的偏振化方向与P1正交，波晶片为1/4 波在偏振光干涉装置中，起偏器P1的偏振化方向为y方向，偏振片P2的偏振化方向与P1正交，波晶片为1/4 波片，其光轴方向与P1透振方向成角，入射光
13、强为I的自然光经过这一装置投射到屏幕上。当=0、45、90时，求屏幕上的光强。正确答案：如图11-4所示两偏振片P1和P2通光方向正交中间插入一晶片C其光轴方向与P1透振方向成角所以通过P2的光矢量的振幅分别为：rnE0=EsincosrnEe=Ecossinrn的相位差为rn=(n0-ne)d+rn因为是 1/4波晶片所以 rn因入射光为强度I的自然光所以屏幕上光强为rnI=E o2+E E2+2EoEecos= E o2+E E2=当=0、90时I=0；当=45时I;=I/4。 rn如图11-4所示,两偏振片P1和P2通光方向正交,中间插入一晶片C,其光轴方向与P1透振方向成角,所以通过P
14、2的光矢量的振幅分别为：E0=Esincos,Ee=Ecossin,的相位差为=(n0-ne)d+因为是1/4波晶片,所以因入射光为强度I的自然光,所以屏幕上光强为I=Eo2+EE2+2EoEecos=Eo2+EE2=当=0、90时,I=0；当=45时,I;=I/4。16. 小红同学用蜡烛、玻璃板、刻度尺等器材做实验。取得如下的数据 蜡烛到平面镜的距离蜡烛的像到平面镜的距离1010小红同学用蜡烛、玻璃板、刻度尺等器材做实验。取得如下的数据蜡烛到平面镜的距离蜡烛的像到平面镜的距离101015152525从这些数据，你可得到的结论是_。像和物到平面镜的距离17. 切向加速度的投影a为负的含义是什么?有人说：“某时刻a0，说明该时刻质点的运动是减速的”。你认为切向加速度的投影a为负的含义是什么?有人说：“某时刻a0，说明该时刻质点的运动是减速的”。你认为这种说法对吗?如何判断质点作曲线运动是加速的还是减速的?正确答案：
