物理學(xué)（第五版）下冊(cè)答案

1、2011大學(xué)物理下作業(yè)題答案2011大學(xué)物理下答案第9章 簡(jiǎn)諧振動(dòng)一、簡(jiǎn)答題1. 怎樣判定一個(gè)振動(dòng)是否做簡(jiǎn)諧振動(dòng)？寫(xiě)出簡(jiǎn)諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。答案：當(dāng)質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移x隨時(shí)間t變化的規(guī)律，遵從余弦函數(shù)或正弦函數(shù)時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)便是簡(jiǎn)諧振動(dòng)。或：質(zhì)點(diǎn)的位移x與加速度a的關(guān)系為正比反向關(guān)系時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)便是簡(jiǎn)諧振動(dòng)。 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為。2. 從動(dòng)力學(xué)的角度說(shuō)明什么是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，并寫(xiě)出其動(dòng)力學(xué)方程。答案：物體在線性回復(fù)力作用下在平衡位置做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)力學(xué)方程滿足 3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的三要素是什么？各由什么因素決定。答案： 振幅、周期、初相位。 其中振幅和初相位由初始條件決定，周期由振動(dòng)系統(tǒng)本身的性

2、質(zhì)決定二、選擇題1C、2A、3B三、 填空題1、 平衡 ；最大位置 ；。 2、 6 ； ；。 3、 ；1.5s ；。四、計(jì)算題解答：2、解：（1）質(zhì)點(diǎn)在a、b、c、d處的振動(dòng)方向如圖所示（2）由旋轉(zhuǎn)矢量法可知，點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相位，點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相位為 時(shí)， 則該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為3圖93解答：（1） T= (2)動(dòng)量守恒m2V=(m1+m2)V0 A= = 4、答案：根據(jù)題意 （2）勢(shì)能 總能 由題意 （3）從平衡位置運(yùn)動(dòng)到的最短時(shí)間為 T / 8。5. LoL圖9-4解：試管受合力平衡位置LoL圖9-4則，顯然是簡(jiǎn)諧振動(dòng)6.答案：（1）由圖（a）知：，其中振幅A=2cm，所以，則 （2） （3）由圖線分析

3、知：t=0時(shí) ，即 ,于是。 由圖（a）中速度變化的趨勢(shì)可得，則運(yùn)動(dòng)方程為： 第10章 波動(dòng)一、簡(jiǎn)答題1 惠更斯原理的內(nèi)容是什么？利用惠更斯原理可以定性解釋哪些物理現(xiàn)象？答案：介質(zhì)中任一波振面上的各點(diǎn)，都可以看做發(fā)射子波的波源，其后任一時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)面就是該時(shí)刻的波振面。利用惠更斯原理可以定性解釋波的干涉、衍射反射和折射現(xiàn)象。1. 平面簡(jiǎn)諧波傳播過(guò)程中的能量特點(diǎn)是什么？在什么位置能量為最大？答案：能量從波源向外傳播，波傳播時(shí)某一體元的能量不守桓，波的傳播方向與能量的傳播方向一致，量值按正弦或余弦函數(shù)形式變化，介質(zhì)中某一體元的波動(dòng)動(dòng)能和勢(shì)能相同，處于平衡位置處的質(zhì)點(diǎn)，速度最大，其動(dòng)能最大，

4、在平衡位置附近介質(zhì)發(fā)生的形變也最大，勢(shì)能也為最大。3簡(jiǎn)述波動(dòng)方程的物理意義。答：波函數(shù)，是波程 x 和時(shí)間 t 的函數(shù)，描寫(xiě)某一時(shí)刻任意位置處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移。（1）當(dāng)時(shí)，為距離波源為 d 處一點(diǎn)的振動(dòng)方程。（2）當(dāng)時(shí)（為常數(shù)），為某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移，波形的“拍照”。4. 駐波是如何形成的？駐波的相位特點(diǎn)什么？答案：駐波是兩列頻率、振幅相同的相干波在同一直線上沿相反方向傳播時(shí)疊加而成。駐波的相位特點(diǎn)是：相鄰波節(jié)之間各質(zhì)點(diǎn)的相位相同，波節(jié)兩邊質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)有的相位差。二、選擇題1、C 2、B 3、C 4 A 、 5 B三、填空題1、 200 ； 0.8 ；250 ； 負(fù) 2 ； 。3 ； 。4、，

5、 .三、計(jì)算題1、2、解：（1）設(shè)平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)為由旋轉(zhuǎn)矢量法可知：初相位，x=5.0m處的相位， 所以    ，  （2）對(duì)于P點(diǎn)，相位為 振動(dòng)方程為 （3）由前P點(diǎn)回到平衡位置滿足的條件為 ：3、解：（1）時(shí)波形圖即把時(shí)波形自-X方向平移個(gè)周期即可，見(jiàn)上圖中下面的結(jié)果。（2）設(shè)O處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方程為可知： 時(shí)，O處質(zhì)點(diǎn)由平衡位置向下振動(dòng)，由旋轉(zhuǎn)矢量圖知， （3）波動(dòng)方程為：即 45 第11-1章 波的干涉一、 簡(jiǎn)答題 1. 相干光產(chǎn)生的條件是什么？獲得相干光的方法有那些？答：相干光產(chǎn)生的條件：兩束光頻率相同，振動(dòng)方向相同

6、，相位差恒定 獲得相干光的方法有兩種，分別是振幅分割法和波陣面分割法2. 簡(jiǎn)述光波半波損失的條件？1.反射光才有半波損失，2從光疏射向光密介質(zhì)3. （簡(jiǎn)答）教材113頁(yè)(第三行)說(shuō)反射式牛頓環(huán)的中心圓斑中總是暗紋，那么有辦法讓中心變成亮斑嗎？怎么辦？將入射光和觀察位置在牛頓環(huán)的兩側(cè)即可。二. 填空題：1、模糊，直止消失。2、數(shù)目不變；間距變大 。3、。4、上。三、選擇題1B；2B；3C四. 計(jì)算題1、解：（1）x=2kD/d d=2kD/x 此處 k=5 d=10D/x=0.92mm假如上面的縫覆蓋了薄片，由于上面的光路經(jīng)過(guò)了折射率高的物質(zhì)，為了達(dá)到零級(jí)條紋的光程差為零的條件，零級(jí)條紋向上移動(dòng)

7、，設(shè)它的路程為r1，下面的路程為r2. 所以(n-1)e+r1=r2; 未覆蓋時(shí)，r2-r1=k 得(n-1)e=k代入數(shù)字可得k=7；2. 3. 透射加強(qiáng)：2ne=(2k1+1)/2反射加強(qiáng)：2ne=k2*n=1.25,則700k2=300（2k1+1），則k1=k2=3時(shí)才符合要求，故e=3*700/2n=2100/2.5=840nm4. 5. 解：因?yàn)榱頺=0, e=111nm6. 7. 2ne+0.5 =k(k=1,2,3) 有半波損失的明紋條件 k=1,2,3,4,5,6時(shí) e=90，270，450，630，810，990nm，故能看到五級(jí)（圓）明紋。最高處： 2*1.6*864nm

8、+0.5*576nm=k*576nm 得k=5.3，故處于明暗之間。偏暗。油膜擴(kuò)展，厚度減小，間距變大，條紋數(shù)減少。 h第11-2章 波的衍射一簡(jiǎn)答題1光柵衍射和單縫衍射有何區(qū)別？答：?jiǎn)慰p衍射和光柵衍射的區(qū)別在于1.光柵是由許多平行排列的等間距等寬度的狹縫組成，光柵衍射是單縫衍射調(diào)制下的多縫干涉；2.從衍射所形成的衍射條紋看，單縫衍射的明紋寬，亮度不夠，明紋與明紋間距不明顯，不易辨別。而光柵衍射形成的明紋細(xì)且明亮，明紋與明紋的間距大，易辨別與測(cè)量。2.什么是光的衍射現(xiàn)象？答：光在傳播過(guò)程中，遇到障礙物的大小比光的波長(zhǎng)大得不多時(shí)，會(huì)偏離直線路程而會(huì)傳到障礙物的陰影區(qū)并形成明暗變化的光強(qiáng)分布，這就

9、是光的衍射現(xiàn)象。2.簡(jiǎn)述惠更斯菲涅爾原理答：從同一波陣面上各點(diǎn)發(fā)出的子波，經(jīng)傳播而在空間某點(diǎn)相遇時(shí)，也可相互疊加而產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，稱為惠更斯菲涅爾原理。4.什么是光柵衍射中的缺級(jí)現(xiàn)象？答：光柵衍射條紋是由N個(gè)狹縫的衍射光相互干涉形成的，對(duì)某一衍射角若同時(shí)滿足主極大條紋公式和單縫衍射暗紋公式，那么在根據(jù)主極大條紋公式應(yīng)該出現(xiàn)主明紋的地方，實(shí)際不出現(xiàn)主明紋，這種現(xiàn)象稱為缺級(jí)。二填空題1、 428.6nm 。2、3 ； 0、±1、±3 ；。3、 5；6 4、 變小 ； 減小 。5、暗紋。6、660nm。 三選擇題1、B；2、B；3、D；4、C；5、A；6、C.三計(jì)算題1解：設(shè)兩種單

10、色光的第一級(jí)明紋的衍射角分別為 和 ，當(dāng) 有 ， ，因 很小有 ，代入上兩式有， ， ， 2. 解：由 容易得到3 解：（1）分辨率為（2）照相機(jī)孔徑為4 解：（1）（2）由缺級(jí)條件知，所以（1） 由，得，則屏幕上呈現(xiàn)的級(jí)數(shù)為0，。5 解： (1) 光柵常數(shù)為                (2) 被測(cè)單色光的波長(zhǎng)為               (3) 對(duì) 的光，條紋的最大級(jí)次

11、為          .。第11-3章 光的偏振一、簡(jiǎn)答題1. 簡(jiǎn)述何謂偏振光？答：光是電磁波，包含各個(gè)方向的光振動(dòng)，如果只一個(gè)方向的光振動(dòng)，這樣的光稱為偏振光。2.簡(jiǎn)述何謂部分偏振光？答：光是電磁波，包含各個(gè)方向的光振動(dòng)，如果某一個(gè)方向的光振動(dòng)占優(yōu)勢(shì)，這樣的光稱為部分偏振光。二、選擇題1、C ；2、B；3、D三、 填空題1、 2、 = 60° 。3 ； 。四、計(jì)算題12. 3 4.在下圖中試根據(jù)入射光情況，標(biāo)出折射光和反射光及其光振動(dòng)方向。其中入射光在空氣中，折射光在玻璃中。玻璃折射率為，且，。第12章

12、 氣體動(dòng)理論一、選擇題1、 A 2、 A 3、 B、4、 A 5、 C二、簡(jiǎn)答題1.能否說(shuō)速度快的分子溫度高,速度慢者溫度低,為什么?答案:不能，因?yàn)闇囟仁潜碚鞔罅糠肿訜徇\(yùn)動(dòng)激烈程度的宏觀物理量，也就是說(shuō)是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，所以說(shuō)溫度是一個(gè)統(tǒng)計(jì)值，對(duì)單個(gè)分子說(shuō)溫度高低是沒(méi)有意義的。2.指出以下各式所表示的物理含義:答案: （1）表示理想氣體分子每個(gè)自由度所具有的平均能量（2）表示分子的平均平動(dòng)動(dòng)能（3）表示分子的平均動(dòng)能（4）表示1mol理想氣體分子的內(nèi)能（5）表示 mol理想氣體的內(nèi)能3. 理想氣體分子的自由度有哪幾種？答案: 理想氣體分子的自由度有平動(dòng)自由度、轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。4. 最概

13、然速率和平均速率的物理意義各是什么?有人認(rèn)為最概然速率就是速率分布中的最大速率,對(duì)不對(duì)?答案：最概然速率表示在該速率附近分子出現(xiàn)的概率最大。平均速率表示各個(gè)分子速率的平均值。最概然速率不是速率分布中的最大速率。三、填空題1、用于對(duì)外做功，增加氣體內(nèi)能，8.312、；。3、四 計(jì)算題一、容器內(nèi)盛有氮?dú)?，壓?qiáng)為10atm、溫度為27ºC，氮分子的摩爾質(zhì)量為 28 g/mol。求：.分子數(shù)密度；.質(zhì)量密度；.分子質(zhì)量；.分子平均平動(dòng)動(dòng)能；.三種速率:最概然速率,平均速率,方均根速率.二.能量為 的宇宙射線射入一個(gè)體積為2升的裝有2個(gè)大氣壓的氮?dú)馄恐?，如果射線的能量全部被氮?dú)馕?，求?）氮

14、氣的內(nèi)能變?yōu)槎嗌?？?）如果裝的是2mol的氬氣，溫度將升高多少度？三.容器體積 內(nèi)有480克氧氣，壓強(qiáng)P=1atm，若吸收外界能量使其壓強(qiáng)增加20，求（1）吸收能量多少？（2）分子的平均平動(dòng)動(dòng)能變?yōu)槎嗌?？?一容器內(nèi)儲(chǔ)有氧氣,其壓強(qiáng)為 .若單位體積內(nèi)的分子數(shù).求:該氣體的溫度為多少?單個(gè)分子的平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能為多少?每一摩爾氧氣的內(nèi)能為多少?第13章 熱力學(xué)基礎(chǔ)一 簡(jiǎn)答題：1、 什么是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程？答案：一熱力學(xué)系統(tǒng)開(kāi)始時(shí)處于某一平衡態(tài)，經(jīng)過(guò)一系列狀態(tài)變化后到達(dá)另一平衡態(tài)，若中間過(guò)程進(jìn)行是無(wú)限緩慢的，每一個(gè)中間態(tài)都可近似看作是平衡態(tài)，那么系統(tǒng)的這個(gè)狀態(tài)變化的過(guò)程稱為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。2、 什么是可逆過(guò)程

15、，條件是什么？答案：可逆過(guò)程：在系統(tǒng)狀態(tài)變化過(guò)程中，如果逆過(guò)程能重復(fù)正過(guò)程的每一狀態(tài)，而且不引起其它變化條件一：無(wú)限緩慢的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程；條件二：變化過(guò)程沒(méi)有能量耗散。3、 比較摩爾定體熱容和摩爾定壓熱容的異同答案：相同點(diǎn)：都表示1摩爾氣體溫度升高單位溫度時(shí)氣體所吸收的熱量。不同點(diǎn)：摩爾定體熱容是1摩爾氣體，在體積不變的過(guò)程中，溫度升高單位溫度時(shí)氣體所吸收的熱量。摩爾定壓熱容是1摩爾氣體，在壓強(qiáng)不變的過(guò)程中，溫度升高單位溫度時(shí)氣體所吸收的熱量。兩者之間的關(guān)系為4、 簡(jiǎn)證熱力學(xué)第二定律的兩種表述的等效性。答案：開(kāi)爾文表述：不可能制成一種循環(huán)工作的熱機(jī)，它只從單一熱源吸收熱量，并使其全部變?yōu)橛杏霉Χ?/p>

16、引起其他變化?？藙谛匏贡硎觯簾崃坎豢赡茏詣?dòng)地由低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化。反證法：在高溫T1和低溫T2之間。一，假設(shè)開(kāi)氐說(shuō)法不對(duì)，可以有熱機(jī)從T1吸熱Q1并完全作功W=Q1，用此功推動(dòng)另一致冷機(jī)從低溫T2吸熱Q2并放熱到高溫?zé)嵩碩1，放出的熱量為Q1+Q2，則總效果為有熱量Q2自發(fā)從低溫T2傳至高溫T1，克氐說(shuō)法也不對(duì)。二，假設(shè)克氐說(shuō)法不對(duì)，可以有熱量Q2從低溫T1傳至高溫T1，現(xiàn)有另一熱機(jī)從T1吸熱Q1并對(duì)外作功W，同時(shí)向T2放熱Q2，則總效果為從單一熱源吸熱并完全做功，開(kāi)氐說(shuō)法也不對(duì)。綜上所述，兩種說(shuō)法等價(jià)。證畢。二、選擇題1、C；2、A； 3、 C； 4、C ； 5、B 。三、

17、填空題1、2077.5J、2077.5J； 2077.5J；2908.5J_。2 、3456.03J。3、 相同的效率 ； 大于 。四、計(jì)算題1、答案：解：先將VT圖變?yōu)镻V圖 （1） （2）2、 答案：（1） （2）（3）3、 解：（1）4、答案 解：（1）效率 效率 效率增加 （2）效率 效率增加 5、 a®b過(guò)程為吸熱過(guò)程 b®c過(guò)程為放熱過(guò)程 第14章 狹義相對(duì)論一、選擇題1 C 2. B 3. B 4. B2、 填空題1.光速不變?cè)?，?ài)因斯坦相對(duì)性原理2：43、 簡(jiǎn)答題1. 簡(jiǎn)述狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本原理知識(shí)點(diǎn)： 狹義相對(duì)論 類型：A答：愛(ài)因斯坦相對(duì)性原理:所有的

18、慣性參考系對(duì)于運(yùn)動(dòng)的描述都是等效的。光速不變?cè)恚汗馑俚拇笮∨c光源以及觀察者的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，即光速的大小與參考系的選擇無(wú)關(guān)。2.給出相對(duì)論性動(dòng)量表達(dá)式，是說(shuō)明在什么情況下，牛頓定律仍然適用？答：，在狹義相對(duì)論中，是與速度有關(guān)的，成為相對(duì)論性質(zhì)量，而是質(zhì)點(diǎn)相對(duì)某慣性系靜止時(shí)的質(zhì)量，為靜質(zhì)量。從動(dòng)量關(guān)系式可以看出，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)的速率小于光速，這樣相對(duì)論性質(zhì)量近似等于靜質(zhì)量，這表明，在該種情況下，牛頓力學(xué)仍然使用。3.給出質(zhì)能關(guān)系，愛(ài)因斯坦如何闡明該式的深刻意義的？知識(shí)點(diǎn)： 狹義相對(duì)論 類型：A答：質(zhì)能關(guān)系：，表示的是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的總能量，包括兩部分，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能及其靜動(dòng)能。4 計(jì)算題1 （1）；（2） 2.

19、。Ek=mc2-m0c2當(dāng)Ek=m0c2時(shí)，m=2 m0m= v= p=mv=3.答：S系中，X 上米尺的投影為lx=l0×cos30°=，其中l(wèi)0=1m。Y上米尺的投影應(yīng)為ly=l0×sin30°=1/2而在S系內(nèi)觀察，由于運(yùn)動(dòng)沿X方向，所以Y方向的長(zhǎng)度不變，米尺與X成45°角。lx=ly=ly=1/2, 根據(jù)尺縮效應(yīng)，所以米尺長(zhǎng)度為4. 答： 體積和質(zhì)量為。密度為52)第15章 量子力學(xué)基礎(chǔ)一、選擇題1、D；2、A；3、D；4、A；5、D；6、B。二、簡(jiǎn)答題1、什么是光的波粒二象性？波動(dòng)性和粒子性如何表現(xiàn)？答案：光的波粒二象性指：光既有粒子性，又有波動(dòng)性。當(dāng)光與物質(zhì)相互作用時(shí)，每個(gè)光子以能量一份一份地傳遞，粒子性表現(xiàn)顯著；光在傳播過(guò)程中，其波動(dòng)性表現(xiàn)較顯著，具有干涉或衍射的現(xiàn)象（空間疊加性）。2、簡(jiǎn)述不確定原理。答案：對(duì)于微觀粒子，不能同時(shí)確定其空間位置和動(dòng)量。而他們不確定的關(guān)系為：，其中h為普朗克常數(shù)。3、微觀例子(如電子)同光子一樣具有波粒二象性，它們之間有什么區(qū)別，它們的波動(dòng)性有什么不同？答案：速度不同：光子具有光速，而微觀粒子的速度則相對(duì)較??；質(zhì)量不同：微觀粒子具有靜止質(zhì)量，光子不具有；性質(zhì)不同：光子是電磁波，具有干涉、衍射和偏振性；而微觀粒子(電子)則是概率波，雖然也具有干涉和衍射性質(zhì)