大学物理高等教育出版社

大学物理高等教育出版社篇一：大学物理参考用书

1. 大学基础物理习题精解、金仲辉、科学出版社、2002

2. 物理学练习题与大作业详解（成教工版、高职高专）（第2版）、郭晓枫、于明章、张明

影 西北工业大学出版社、2002

3. 大学物理学习题讨论课指导（上册）、沈慧君、王虎株、清华大学出版社、1993

4. 大学物理学习题讨论课指导（下册）、沈慧君、王虎株、清华大学出版社、1993

5. 大学物理学习指导、庞兆芳、天津大学出版社、1998

6. 物理学纲要与自学指导、刘云龙、同济大学出版社、1996

7. 大学物理学习指导（上册）、杨振威等、北京工业大学出版社、1995

8. 大学物理学习指导（下册）、杨振威等、北京工业大学出版社、1995

9. 大学物理学习题集、河北工业大学物理教研室、1999

10. 大学物理补充教材和练习题（上册）、河北工业大学物理教研室、1999

11. 大学物理练习题（下册）、河北工业大学物理教研室、1998

12. 大学物理（第二版）学习指导与题解

13. 生活中的物理学、何定梁、上海远东出版社、1999

14. 趣味力学、腾静清（日）、科学出版社、2001

15. 趣味力学新编、黄钟、范德顺、中国石化出版社、1997

16. 物理学史、郭弈玲、清华大学、2002

17. 文明之源-物理学、吴翔等、上海科学技术出版社、2001

18. 探秘物理思维、李文库、北京科技出版社、2002

19. 上帝与新物理学、保罗?戴维斯、湖南科学技术出版社、2002

20. 物理学原理在工程技术中的应用（第二版），马文蔚，高等教育出版社，2001

21. 大学物理（新版）（上册）、吴百诗

22. 大学物理（新版）（下册）、吴百诗 科学出版社、2001 科学出版社、2001

23. 大学物理学、余虹、 科学出版社、2001

24. 基础物理学（上册）、陆果、 高等教育出版社、1997

25. 基础物理学（下册）、陆果、 高等教育出版社、1997

26. 大学物理学、卢德馨、高等教育出版社、1998

27. 物理学（上册）（第四版）、马文蔚

28. 物理学（中册）（第四版）、马文蔚

29. 物理学（下册）（第四版）、马文蔚 高等教育出版社、1999 高等教育出版社、1999 高等教育出版社、1999

30. 大学物理（上册）、陈宜生、李增智 天津大学出版社、1999

31. 物理学（上册）（第三版）、马文蔚

32. 物理学（中册）（第三版）、马文蔚

33. 物理学（下册）（第三版）、马文蔚 高等教育出版社、1996 高等教育出版社、1996 高等教育出版社、1996

34. 物理学、李乃伯、 高等教育出版社、2001

35. 物理学简明教程（第一册）、曹茂盛等、哈尔滨工业大学出版社、1999

36. 物理学简明教程（第二册）、曹茂盛等、哈尔滨工业大学出版社、1999

37. 物理学简明教程（第三册）、曹茂盛等、哈尔滨工业大学出版社、1999

38. 物理学简明教程（第四册）、曹茂盛等、哈尔滨工业大学出版社、1999

39. 量子力学（三版）卷I、曾谨言、科学出版社、2002

40. 量子力学（三版）卷II、曾谨言、 科学出版社、2002

41. 大学物理学?力学（第2版）、张三慧、清华大学出版社、1999

大学物理高等教育出版社篇二：大学物理(马文蔚_版)高等教育出版社_光学部分

第十一章光学

1、在双缝干涉实验中，两缝间距为0.30mm，用单色光垂直照射双缝，在离缝1.20m的屏上测得中央明纹一侧第5条暗纹与另一侧第5条暗纹间的距离为22.78mm，问所用光的波长为多少？

解：双缝干涉暗纹条件

x?

D?(2k?1)d2

(k?0,?1,?2,???)

中央明纹一侧第5条暗纹对应于k那么由暗纹公式即可求得

?4，由于条纹对称，该暗纹到中央明纹中心的距离为

x?

22.78

?11.39mm2

??

2xd2?11.39?10?3?0.30?10?3

??6.328?10?7m?632.8nm

D(2k?1)1.20?(2?4?1)

2、用白光垂直入射到间距为d?0.25mm的双缝上，距离缝1.0m处放置屏幕，求零级明纹同侧第二级干涉条纹中紫光和红光中心的间距（白光的波长范围是400~760nm）。

解：第k级明纹位置应满足

x?k

D

?d

(k?0,?1,?2,???)

对紫光和红光分别取?1

?400nm，?2?760nm；则同侧第二级条纹的间距?x?kD(???)?2?1.0?10?(760?400)?10

3

?6

d

21

0.25

?2.88mm

3、用n?1.58的透明云母片覆盖杨氏双缝干涉装置的一条缝，若此时屏中心为第五级亮条纹中心，设光源波长为0.55μm，（1）求云母片厚度。（2）若双缝相距0.60mm，屏与狭缝的距离为2.5m，求0级亮纹中心所在的位置。

解：（1）由于云母片覆盖一缝，使得屏中心处的光程差变为?

?5?，一条光路中插入厚度为e的透明介质片光程变化(n?1)e。所以

??(n?1)e?5?解得云母片厚度e?

级条纹距中心为5倍条纹宽度，所以x5

5?5?0.55D?2.5?0.55又由于中心位置为5级明纹中心，故0??4.74μm（2）因为?x???2.29mm

n?11.58?1d0.60

?5?x?5?2.29?11.45mm

4、如图所示，在折射率为1.50的平板玻璃表面有一层厚度为300nm，折射率为1.22的厚度均匀透明油膜，用白光垂

直射向油膜，问：（1）哪些波长的可见光在反射光中干涉加强?（2）若要使反射光中??550nm的光干涉加强，油膜的最小厚度为多少

?

解：(1)因反射光的反射条件相同(

n1?n2?n3)，故不计半波损失，由垂直入射i?0，得反射光干涉加强的条件为

2

??2n2d?k?,k?1,2,3?由上式可得：??2nd

k

2?1.22?300

?732nm 红光

1

2?1.22?300

k?2时：?2??366nm 紫外

2

故反射中波长为732nm的红光产生干涉加强。

k?1时：?1?

(2)由反射光干涉相消条件为：

??2n2d??2k＋1?,k?0,1,2,?

2

?

故

d?

?2k?1??

4n2

显然k=0所产生对应的厚度最小，即

dmin?

?4n2

?

550

?113nm

4?1.22

5、如下图所示，在生产半导体中，有时为了测定硅片上的SiO2的薄膜厚度，将薄膜一侧腐蚀成劈尖形状。现用波长为589.3nm的钠黄光垂直照射到SiO2薄膜表面上，结果在垂直方向上观察到MN面的反射光干涉条纹有七条暗纹，且第七条位于N处，试求薄膜的厚度。

解：根据题意，可知SiO2薄膜表面上的暗纹条件为2ne?(2k?1)? (k

2

?0,1,2,???)

2

因第七条暗纹的k?6则有

e?

2k?12?6?1

???589.3?1276.8nm4n24?1.5

6、在利用牛顿环测未知单色光波长的实验中，当用已知波长为589.3nm的钠黄光垂直照射时，测得第一和第四暗环的距离为?r?4.00?10?3m；当用波长未知的单色光垂直照射时，测得第一和第四环的距离为?r'?3.85?10?3m，求该单色光的波长。

解：牛顿环干涉的暗环半径r所以k

?kR?

(k?0,1,2,???)

， r4

?1和k?4时，所对应的干涉暗环半径分别为r1?R?

?2R?

由题意知：它们之间的距离 ?r

''?r4?r1?R，设未知光的波长为?',由分析得?r?R?

?r'

所以?

?r

R?'

?'?

?R?

，故可解得未知波长?

'

?546nm

7、如图所示，狭缝的宽度b?0.60mm，透镜焦距f?0.40m，有一与狭缝平行的屏放置在透镜的焦平面处。若以单色平行光垂直照射狭缝，则在屏上离点O为x?1.4mm处的点P看到衍射明条纹。试求：（1）该入射光的波长；（2）

k?1?

?

2

，对点P而言，因为f>>b有sin??

x

f

，所以有b

x??(2k?1)f2

，将b，

x，f

值代入，并考虑可见光波的上下限值有?min?400nm时， kmax?4.75//?man?760nm时， kmix?2.27

?3和k?4，它们所对应的入射光波分别为 ?1?600nm， ?2?466.7nm

因为k只能取整数值，故在可见光范围内只允许有k（2）点P的条纹级数随入射光的波长而定，当?1（3）当?1

?600nm时， k?3；当?2?466.7nm时， k?4。

?600nm时，k?3，半波带数目为2k?1?7；当?2?466.7nm时，k?4，半波带数为2k?1?9。

8、一单色平行光垂直照射于一单缝,若其第三条明纹位置正好和波长为600nm的单色光入射时的第二级明纹位置一样，求前一种单色光的波长。

解：对于同一观察点，两次衍射的光程差相同，由于明纹条件由以上分析，将?2

bsin???2k?1?

?2

，故有

?2k1?1??1??2k2?1??2

?2k2?1??2

2k1?1

?

?600nm，k1?3，k2?2代入即可求出未知的波长

?1?

(2?2?1)?600

?428.6nm

2?3?1

9、有一单缝，宽a?0.10mm，在缝后放一焦距为50cm的会聚透镜，用平行绿光（??546.0nm）垂直照射单缝，试求位于透镜焦面处的屏幕上的中央明条纹及第二级明纹宽度。

解：设屏上第k级暗纹的位置为x。由单缝衍射的暗纹条件bsin?

?k?又因?

很小，有

sin??

xf

，即x

bf

?k?

k??1时，对应的中央明纹宽度?x0?x1?x?1?2f

a

a

a

a

??2?

50?10

?546.0?10?6?5.46mm 0.10

第k级明纹宽度?x?x?x?(k?1)f??kf??f?

kk?1k

可见，各级明纹宽度相等，与k无关。并且，中央明纹宽度为其它明纹宽度的两倍。所以，第二级明纹宽度为

f50?10

???546.0?10?6?2.73mma0.10

?x2?

10、在迎面驶来的汽车上，两盏前灯相距120cm。试问汽车离人多远的地方，眼睛恰可分辨这两盏前灯？设夜间人眼

瞳孔直径为5.0mm，入射光波长??550nm。（这里仅考虑人眼圆形瞳孔的衍射效应。）

解：已知瞳孔直径D

D

l

汽车两盏前灯间距l?120cm，当车与人相距为d时，两盏灯对人眼的张角??

d

当???0时，人眼恰可分辨这两盏灯。由l

d?1.22

?5.0mm，??550nm。人眼的最小分辨角?0?1.22

?

?D

得恰可分辨两盏车灯的距离为

d?

Dl5.0?10(转载于:www.hNNsCy.coM 博 文 学 习 网:大学物理高等教育出版社)?3?1.20

??8.94?103m?9

1.22?1.22?550?10

o

11、波长为?的单色光垂直入射到每厘米有6000条刻痕的光栅上，测得第1级谱线的衍射角为20，求（1）单色光波长；（2）第2级谱线的衍射角。

解： （1）每厘米6000条刻痕即光栅常数为(b?b?)由已知(b?b?)sin?1

?

11

cm?mm 6000600

??得??

1

?106sin20o?570nm 600

??

?2?570?o

?2?arcsin???arcsin0.684?43.166

???10?600?

（2）由(b?b?)sin?2

?2?得

12、利用一个每厘米有4000条缝的光栅，可以产生多少完整的可见光谱（取可见光的波长范围：400~760nm）？ 解：此光栅的光栅常数(b?b?)?

光谱线的最高级别sin?

?1，即k?

1

cm?2.5?10?6mm按光栅公式(b?b?)sin??k? 4000b?b?

?

，它与波长成反比，因此，完整的可见光谱的最高级别

k?

b?b?

?m

2.5?10?6

?3.29 ，取?m?760nm所以，k??9

760?10

取整数，k?3，即可以产生三级完整的可见光谱。

o

14、一束自然光，以某一角度射到平行平面玻璃板上，反射光恰为线偏振光，且折射光的折射角为32，试求：（1）自然光的入射角；（2）玻璃的折射率；（3）玻璃板表面的反射光、折射光的偏振状态。

解：（1）由布儒斯特定律知，反射光为线偏振光时，反射光与折射光垂直，即：iB所以自然光的入射角为iB

?r?90o

?90o?r?58o

（2）根据布儒斯特定律taniB

?

n2n1

其中n1?1，因此玻璃折射率为n2?n1taniB?tan58o?1.6

（3）自然光以布儒斯特角入射介质面，反射光为光振动方向垂直入射面的线偏振光；折射光是光振动平行入射面部分强的部分偏振光。 15、自然光垂直射到互相叠放的两个偏振片上，若（1）透射光强为透射光最大光强的三分之一；（2）透射光强为入射光强的三分之一；则这两个偏振片的偏振化方向的夹角为多少？

解：设自然光的光强为I0，通过第一个偏振片以后，光强为I0律有（1）I

1I0

cos??232

2

2，因此通过第二个偏振片后的最大光强为I02。根据题意和马吕斯定

2

解得?＝?54

o

44? （2）I

I

cos??023

解得?＝?3516?

o

16、使自然光通过两个偏振化方向相交60o的偏振片，透射光强为I1，今在这两个偏振片之间插入另一偏振片，它的方向与前两个偏振片均成30o角，则透射光强为多少？

解：设自然光的光强为I0，通过第一个偏振片以后，光强为I0

2，则通过第二个偏振片后光的强度

I1?

I0I1cos2??0cos260??I0 228

在两偏振片之间插入第三个偏振片后，则通过第三偏振片的光的强度

I2?

因此两式相比得I2

I0I9cos2??cos2???0cos230?cos230??I0 2232

?2.25I1

大学物理高等教育出版社篇三：大学物理(马文蔚 版)高等教育出版社 第四章

第四章刚体的转动

4-1 一汽车发动机曲轴的转速在12s内由1.2?10r.min增加到2.7?10r.min。（1）求曲轴转动的

-1

-1

33

角加速度；（2）在此时间内，曲轴转了多少转？ 解：曲轴做匀变速转动。（1）角速度?

?2?n，根据角速度的定义??

-2

d?

dt

，则有：

??

???0

t

?

2??n?n0?

?13.1rad.s

t

（2）发动机曲轴转过的角度为?

???01

??0t??t2?t???n?n0?t

22

n?n0??t?390圈。 2?2

?10s时砂轮的角速度,

在12秒内曲轴转过的圈数为 N?

4-2 一半径为0.25米的砂轮在电动机驱动下，以每分钟1800转的转速绕定轴作逆时针转动，现关闭电源，砂轮均匀地减速，15秒钟后停止转动.求（1）砂轮的角加速度；（2）关闭电源后t以及此时砂轮边缘上一点的速度和加速度大小. 解：（1）?0

（2）?

?2??

18000?60?60??188.4 rad.s?1，????4??12.57 rad.s?2 6015

??0??t?188.4?12.57?10?62.7 rad.s?1

v??r?62.7?0.25?15.7 m.s?1，at?r???3.14 m.s?2 ,an?r?2?987 m. s?2 a?at?an?988 m. s?2.

4-3如图，质量m1

2

2

?20kg的实心圆柱体A其半径为r?20 cm，可以绕其固定水平轴转动，阻力忽略

?10kg的物体B，求：（1）物体B下落的加速度；

不计，一条轻绳绕在圆柱体上，另一端系一个质量m2（2）绳的张力FT

解： （1） 对实心圆柱体A，利用转动定律 FTr

?J??

1

m1r2?2

——①

对物体B，利用牛顿定律m2g有角量与线量之间的关系 a 解得：a

?FT?m2a——②

?r?

-2

?

2m2g

?4.9 m·s

m1?2m2

?m(g?a)?

（2）由②得FT

m1m2

g?49 Ｎ

m1?2m2

4-4如图，半径为r的定滑轮，绕轴的转动惯量为J，滑轮两边分别悬挂质量为m1和m2的物体A、B．A置于倾角为θ的斜面上，它和斜面间的摩擦因数为μ，若B向下作加速运动，求 物体B其下落的加速度大小. (设绳的质量及伸长均不计，绳与滑轮间无滑动，滑轮轴光滑)

解：设绳子张力为TA,TB，则对物体A有：TA对物体B有：m2g

?m1gsin???m1gcos??m1a

?TB?m2a

?TA)r?J?，又： a?r?

对滑轮有： (TB

可解得：a?

m2g?m1gsin???m1gcos?

J

m1?m2?2

r

4-5 一飞轮的转动惯量为J，在t=0时角速度为?0.此后飞轮经历制动过程。阻力矩M的大小与角速度?的平方成正比，比例系数k所经历的时间。

22

?0K?0

?J?∴???解：（1）∵M??K? M?J? ∴?K99J

2

11

?0,求（1）当???0时，飞轮的角加速度；（2）从开始制动到???0

33

d?

（2）∵M?J?∴?K??J

dt

2

，∴

?

t

dt??

?0

?0

?

Jd?K?2

3

所以， t?

2JK?0

4-6 如图所示，飞轮的质量为60kg，直径为 0.05m，转速为1.0×10r·min

?1

．现用闸瓦制动使其在

5.0s内停止转动，求制动力F．设闸瓦与飞轮之间的摩擦因数μ=0.04；飞轮的质量全部分布在轮缘上．

解：闸瓦受制动力F 和飞轮支撑力N的力矩作用平衡，有

F?(0.75?0.5)?N?0.5 ——①

又飞轮受摩擦力矩作用而减速至停止，有

?NR?J??mR2? ——②

1000?2?

??0而?? 代入②式可??20.9 rad.s?2，t5

得：N?785N，代入①式可得：F?314 N

4-7 一质量为60.0kg的人，站在一半径为3.00m，转动惯量为450kg.m的静止转台边缘上，此转台可绕通过转台中心的竖直轴转动，转台与轴之间的摩擦不计。如果人相对转台以v的速率沿转台边缘行走，问转台的角速率多大？

2

解：人和转台可以看作是一个定轴转动系统。人与转台之间的相互作用力为内力，外力矩为零，故系统的角动量守恒。设转台的角速度为?0，则人相对地的角速度为?

??0?

v

，系统初始是静止的，根R

据系统角动量守恒定律： J0?0

v??

?J1??0???0 ，

R??

-1

mR2v

则得转台的角速度为 ?0????18.18?10?2s2

J0?mRR

其中负号表示转台转动方向与人对地面的转动方向相反。 4-8 如图所示，长为l上。有一质量m量J

?50cm的匀质细棒可绕其一端的轴O在竖直平面内转动，开始时静止于竖直位置

的子弹以速度v

?10g?400 m.s?1水平射入棒的下端并陷入杆内.设棒绕轴的转动惯

?5kg.m2.不计一切摩擦，求：（1）子弹设入后棒所获得的初角速度；（2）

棒的重心能上升的最大高度.

解：（1）取棒和子弹为一系统，系统对O点的力矩为零，故系统的角动量守恒。所以有： mvl?(ml

2

?J)?，得??0.4 rad.s?1

1

(J?ml2)?2 2

（2）取地球、棒和子弹为一系统，系统的机械能守恒。选棒竖直位置时的重心处为势能零点，设棒的质量为M，则有Mgh而J

?

?

12

Ml，由此算得：M?60kg，代入上式算得 3

h?6.6?10?3m.

4-9如图所示。一质量为m的小球由一绳索系着，以角速度?0在无摩擦的水平面上，绕以半径为r0的圆周运动。如果在绳的另一

端作用一竖直向下的拉力。小球以半径为

r0

2

的圆周运动。试求：

（1）小球的新角速度；（2）拉力做的功。

解：（1）沿轴向的拉力对小球不产生力矩，小球由绕半径r0到沿半径

r0

2

的圆周运动中，角动量守恒。有：

2

J0?0?J1?1 其中J0?mr0，J1?

J12

mr0，则：?1?0?0?4?0 4J1

（2）由于小球的速度增加，其转动动能也增加，这就是拉力做功的结果。由转动的动能定理：

W?

11322

J1?12?J0?0?mr02?0 222

4-10一水平圆盘绕通过圆心的竖直轴转动，角速度为ω1，转动惯量为J1在其上方还有一个以角速度ω2

绕

同一竖直轴转动的圆盘，这圆盘的转动惯量为J2，两圆盘的平面平行，圆心都在竖直轴上，上盘的底面有销钉，如使上盘落下，销钉嵌入下盘，使两盘合成一体。 （1）求两盘合成一体后系统的角速度ω的大小？ （2）第二个圆盘落下后，两盘的总动能改变了多少？

解：（1）两圆盘合为一体过程中，没有受到外力矩作用，故角动量守恒， 即：J1?1

?J2?2?J?，

J?为两圆盘合为一体后的角动量，由于合为一体前后两圆盘均绕相同的轴转动，故有J?J1?J2

代入上式，系统的角速度大小为 ??

J1?1?J2?2

J1?J2

（2）合为一体后系统的动能为：

1EK?J?2

2

(J1?1?J2?2)2 ?

2(J1?J2)

合成前的总动能为：

EKO

J1J2(?1??2)21122

?J1?1?J2?2，则系统动能改变量为 ?EK?EK?EKO??222(J1?J2)

改变量为负值，说明系统合成后动能减小。

4-11 如图，一长L、质量为m的细棒可绕其一端自由转动，若棒在水平位置由静止自由转下，求棒转到与水平线成角度? 时的角速度、角加速度.

?J?求角加速度. 因为 L1

M?mgcos?，J?mL2，所以

23

3g??cos?

2L

12

应用动能定理求角速度：W??Md??J??0

2

解：应用转动定律M

?

即

?

L13gmgcos?d??mL2?2，解得： ??sin?26L

?2.0 N.m?1,滑轮

..

4-12 在如图所示的装置中，弹簧的劲度系数k对轴的转动惯量

J?0.5 kg.m2

，半径

R?30cm，物体的质量

m?60g，开始时用手将物体托住，使弹簧为原长，系统处于静止

状态。求物体降落h?40cm时的速率.(不计一切摩擦)

解：取地球、弹簧、物体和滑轮为一系统，无外力和非保守内力作功，系统的机械能守恒。选系统静止时物体所在的位置为势能零点，则有：0又 v

?

111

mv2?J?2?kh2?mgh 222

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