大学物理思考题答案

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EdSqi可知

i0n（1）内部无电荷，而面积不为零，所以E内= 0。 （2）E外=

q40rq40R22与气球吹大无关。

（3）E表=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。并

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

Bdl0

即B1acB2bd0，由于acbd，则B1B2。

图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?为什么?(2)当狭缝光源在垂直于轴线方向上向下或向上移动时，干涉条纹将如何变化?

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

dxk(k0,1,2,...) 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：

Dx

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(n1)