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1、21秋数学物理方法在线作业二满分答案1. 取一根劲度系数为k，自由长度为L，质量为m的均匀柱形弹性体。 (1)将其放在光滑水平面上，一端固定，另一端施以取一根劲度系数为k，自由长度为L，质量为m的均匀柱形弹性体。(1)将其放在光滑水平面上，一端固定，另一端施以外力，使弹性体缓慢伸长L1，试求其内含弹性势能Ep1；(2)将其竖直悬挂，平衡后计算弹性体伸长量L2和内含弹性势能Ep2。原长L，劲度系数为k的柱形弹性体，如果原长中任意一段的劲度系数为 则称为弹性结构处处相同的柱形弹性体。通常约定，若无特殊说明，所给柱形弹性体均按弹性结构处处相同处理。 设柱形弹性体两端受拉力或压力F，沿长度方向无其他外
2、力，平衡时体内弹性力处处同为F，长度方向形变量为 任意原长z段的形变量为 整个弹性体内含的弹性势能为 质量可略的柱形弹性体，无论水平或竖直放置，也无论沿长度方向处于什么样的运动状态，只要弹性体本身除两端受拉力或压力外，沿长度方向不受其他外力(竖直悬挂时弹性体所受重力可略)，那么，弹性体内弹性力仍是处处与两端外力相同，关于L，Ep的上述三式均成立。轻弹簧便属此例。 质量不可忽略的柱形弹性体水平放置，除两端受力外，沿长度方向无其他外力平衡时体内弹性力仍是处处与两端外力相同，故关于L，Ep的上述三式仍成立若弹性体沿长度方向处于变化的运动状态，则因质量和加速度的存在，体内弹性力不再处处相同，关于L，E
3、p的上述三式不再成立这样的弹性体若是竖直悬挂，下端不施外力，平衡时也会因重力的存在而使体内弹性力从下端的零值单调递增到上端的mg值，其中m是弹性体质量。于是，关于L，Ep，的上述三式也不再成立。质量不可忽略的弹簧便是这样的弹性体。 (1)缓慢伸长可处理为时时平衡，据上所述，有 (2)弹性体处于原长时，将悬挂点记为x=0，弹性体沿长度方向各部位均可用坐标x(0xL)标记悬挂平衡后，取x到x+dx段，其劲度系数为 该小段两端分别受拉力： 下端： 上端： 两者差无穷小量，可处理为两端各有(m/L)(L-x)g拉力。该小段伸长量为 弹性体伸长量便是 x到x+dx段内弹性力处处相同，内含弹性势能 弹性体
4、内含的弹性势能便是 2. 下列有关光现象的说法中，不正确是（）A在暗室里，蓝布在红光的照射下看上去是黑色B汽车在夜间行驶时，应关下列有关光现象的说法中，不正确是（）A在暗室里，蓝布在红光的照射下看上去是黑色B汽车在夜间行驶时，应关闭驾驶室里的电灯C城市高大建筑物的玻璃幕墙，会产生很强的反射光，造成光污染D阳光下，微风吹拂的河面，波光粼粼，这是一种镜面反射A、正确，蓝布只反射蓝光，红光照上不反射，所以是黑色；B、正确，如果驾驶室内有灯光，室内的物体就可以在窗户玻璃上成像，影响司机的视线；C、正确，城市高大建筑物的玻璃幕墙，能产生强烈的镜面反射，造成光污染；D、错误，阳光下，微风吹拂的河面，波光粼
5、粼，这是一种漫反射；故选D3. 下列物理量在Tg转变区域内，随着温度的改变如何变化?画出草图来。 比体积，折光率，等压比热容，杨氏模量，力学下列物理量在Tg转变区域内，随着温度的改变如何变化?画出草图来。比体积，折光率，等压比热容，杨氏模量，力学损耗角正切，膨胀系数。6个草图示于图6-17图6-22。 4. 一圆极化平面电磁波自折射率为3的介质斜入射到折射率为1的介质。若发生全透射且反射波为一线极化波，求入射波一圆极化平面电磁波自折射率为3的介质斜入射到折射率为1的介质。若发生全透射且反射波为一线极化波，求入射波的入射角。斜入射的均匀平面电磁波，不论其为何种极化方式，都可以分解为两个正交的线极
6、化波。一个极化方向与入射面垂直，称为垂直极化波；另一个极化方向在入射面内，称为平行极化波。即 E=E+E因此，一圆极化平面电磁波自折射率为3的介质斜入射到折射率为1的介质时，如果入射角等于布儒斯特角，则其平行极化波分量无反射。反射波仅为垂直极化波，它是一线极化波。此时入射波的入射角 5. 核反应堆总功率最大的核电站是哪个?A、切诺贝利核电站B、福岛核电站C、秦山核电站D、大亚湾核电站核反应堆总功率最大的核电站是哪个?A、切诺贝利核电站B、福岛核电站C、秦山核电站D、大亚湾核电站正确答案： D6. 高分子运动单元的松弛时间大小顺序为( )( )( )。 (a) 高分子链 (b) 链段 (c) 链
7、节高分子运动单元的松弛时间大小顺序为()()()。(a) 高分子链(b) 链段(c) 链节abc7. 通过天文观察，发现存在非圆的行星椭圆轨道，假设质点间的万有引力大小与间距r的关系为F=GMmr，其中为待定常通过天文观察，发现存在非圆的行星椭圆轨道，假设质点间的万有引力大小与间距r的关系为F=GMmr，其中为待定常数，试就下面两种情况分别确定：(1)太阳在椭圆轨道的一个焦点上(开普勒第一定律)；(2)太阳在椭圆的中心。行星所受引力指向太阳，行星轨道角动量守恒，面积速度仍是不变量(开普勒第二定律)。 (1)对图中1和2两处， 可建立下述方程组： 1(A-C)=2(A+C)， 可得 ， 合并成
8、(A+C)2+=(A-C)2+ 对于非圆的椭圆，必有C0，即得=-2。 (2)对图中1，3两处， 可建立下述方程组： 1A=3B， ， ， 可得 ， 合并成 A-1=B-1 对于非圆的椭圆，必有AB，即得=1 8. 在菲涅耳双面镜的夹角为1&39;，双面镜交线到光源和屏的距离分别为10cm和1m。设光源发出的光波波长为550nm，试在菲涅耳双面镜的夹角为1，双面镜交线到光源和屏的距离分别为10cm和1m。设光源发出的光波波长为550nm，试决定光源的临界宽度和许可宽度。双面镜干涉装置中光源的临界宽度b和于涉孔径角的关系为。 光源的临界宽度 光源的许可宽度为 9. 结晶使塑料的使用温度提高。(
9、)结晶使塑料的使用温度提高。()正确10. 用相同质量的水和冰来冷藏食物， 的效果会更好。用相同质量的水和冰来冷藏食物，的效果会更好。冰11. 在光电效应实验中，有个学生测得某金属的遏止电势差U0和入射光波长有下列对应关系： /nm U在光电效应实验中，有个学生测得某金属的遏止电势差U0和入射光波长有下列对应关系：/nmUa/V253.62.60Z83.02.11303.91.81330.21.47366.31.10435.80.57画出遏止电势差与入射光频率的曲线，并求出 /(1014Hz) Ua/V 11.8 2.60 10.6 2.11 9.87 1.81 9.09 1.47 8.19
10、1.10 6.88 0.57 如图，Ua-关系为一条直线： 由图可知： =4.1310-15Js/c h=ke=4.1310-151.6010-19=6.6110-34Js$由方程Ua=k-U0可得截距U0=2.28V 所以逸出功A=eU0=2.28eV$由方程和数据可得与横轴交点0=5.531014Hz 即红限波长542nm，红限频率5.531014Hz 12. 顺丁橡胶、天然橡胶和丁苯橡胶的玻璃化温度分别为-85、-73、-61，从结构上解释其高低顺序。顺丁橡胶、天然橡胶和丁苯橡胶的玻璃化温度分别为-85、-73、-61，从结构上解释其高低顺序。顺丁橡胶和天然橡胶的重复单元分别为： 由于天
11、然橡胶的主链结构与顺丁橡胶一样，但是其重复单元上多了一个侧甲基，增加了主链内旋转位垒，柔性下降，因此天然橡胶的玻璃化温度比顺丁橡胶高。丁苯橡胶是丁二烯与苯乙烯的共聚物，与天然橡胶相比，主链中孤立双键的数目有所下降；侧基为苯基，位阻效应更大，这两方面的因素都导致丁苯橡胶的柔性不如天然橡胶的好，其玻璃化温度高于天然橡胶。 13. 目前，很多汽车的驾驶室里都有一个叫做GPS（全球卫星定位系统）接收器的装置GPS接收器通过接收卫星发射的导航目前，很多汽车的驾驶室里都有一个叫做GPS（全球卫星定位系统）接收器的装置GPS接收器通过接收卫星发射的导航信号，实现对车辆的精确定位并导航卫星向GPS接收器传送信
12、息依靠的是（）A红外线B紫外线C电磁波D激光GPS接收器通过接收卫星发射的导航信号，实现对车辆的精确定位并导航卫星向GPS接收器传送信息依靠的是电磁波故选C14. 山在湖中的“倒影”是_形成的，成语“立竿见影”的“影”是由于光的_形成的山在湖中的“倒影”是_形成的，成语“立竿见影”的“影”是由于光的_形成的（1）山在湖中的“倒影”是因为光的反射，而在平静的水面形成的物体的虚像，此时水面相当于平面镜（2）“立竿见影”是指把竿竖在阳光下，可以在地面上看到竿的影子，这是因为光沿直线传播故答案：光的反射；直线传播15. 已知r=xi+yj+zk，C为常矢，证明 div(Cr)=0及rot(Cr)=2C
13、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=2C16. 在本学期的物理实验中，曾经用钢尺作为实验器材来研究一些问题，现在请你以钢尺作为实验器材之一，可以适当添在本学期的物理实验中，曾经用钢尺作为实验器材来研究一些问题，现在请你以钢尺作为实验器材之一，可以适当添加其他辅助器材，设计一个实验来研究或说明相关的物理问题（声、光实验都可以）器材主要实验过程研究或说明的物理问题示例钢尺将一把钢尺一端紧按在桌面上，另一端伸出桌边拨动钢尺，听它发出的声音钢尺振动可以发声设计（1）声的发生：用钢尺敲击桌面，钢尺和桌面都振动，振动发声（2）音调和频率的关系：将一把钢尺一端紧按在桌面上，
