物理學（第五版）下冊答案

1、2011大學物理下作業(yè)題答案2011大學物理下答案第9章 簡諧振動一、簡答題1. 怎樣判定一個振動是否做簡諧振動？寫出簡諧振動的運動學方程。答案：當質點離開平衡位置的位移x隨時間t變化的規(guī)律，遵從余弦函數或正弦函數時，該質點的運動便是簡諧振動。或：質點的位移x與加速度a的關系為正比反向關系時，該質點的運動便是簡諧振動。 運動學方程為。2. 從動力學的角度說明什么是簡諧振動，并寫出其動力學方程。答案：物體在線性回復力作用下在平衡位置做周期性往復運動，其動力學方程滿足 3.簡諧運動的三要素是什么？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，周期由振動系統(tǒng)本身的性

2、質決定二、選擇題1C、2A、3B三、 填空題1、 平衡 ；最大位置 ；。 2、 6 ； ；。 3、 ；1.5s ；。四、計算題解答：2、解：（1）質點在a、b、c、d處的振動方向如圖所示（2）由旋轉矢量法可知，點對應的相位，點對應的相位為 時， 則該質點的振動方程為3圖93解答：（1） T= (2)動量守恒m2V=(m1+m2)V0 A= = 4、答案：根據題意 （2）勢能 總能 由題意 （3）從平衡位置運動到的最短時間為 T / 8。5. LoL圖9-4解：試管受合力平衡位置LoL圖9-4則，顯然是簡諧振動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 ，即 ,于是。 由圖（a）中速度變化的趨勢可得，則運動方程為： 第10章 波動一、簡答題1 惠更斯原理的內容是什么？利用惠更斯原理可以定性解釋哪些物理現象？答案：介質中任一波振面上的各點，都可以看做發(fā)射子波的波源，其后任一時刻，這些子波的包絡面就是該時刻的波振面。利用惠更斯原理可以定性解釋波的干涉、衍射反射和折射現象。1. 平面簡諧波傳播過程中的能量特點是什么？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形式變化，介質中某一體元的波動動能和勢能相同，處于平衡位置處的質點，速度最大，其動能最大，

4、在平衡位置附近介質發(fā)生的形變也最大，勢能也為最大。3簡述波動方程的物理意義。答：波函數，是波程 x 和時間 t 的函數，描寫某一時刻任意位置處質點振動位移。（1）當時，為距離波源為 d 處一點的振動方程。（2）當時（為常數），為某一時刻各質點的振動位移，波形的“拍照”。4. 駐波是如何形成的？駐波的相位特點什么？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疊加而成。駐波的相位特點是：相鄰波節(jié)之間各質點的相位相同，波節(jié)兩邊質點的振動有的相位差。二、選擇題1、C 2、B 3、C 4 A 、 5 B三、填空題1、 200 ； 0.8 ；250 ； 負 2 ； 。3 ； 。4、，

5、 .三、計算題1、2、解：（1）設平面簡諧波的波函數為由旋轉矢量法可知：初相位，x=5.0m處的相位， 所以    ，  （2）對于P點，相位為 振動方程為 （3）由前P點回到平衡位置滿足的條件為 ：3、解：（1）時波形圖即把時波形自-X方向平移個周期即可，見上圖中下面的結果。（2）設O處質點振動方程為可知： 時，O處質點由平衡位置向下振動，由旋轉矢量圖知， （3）波動方程為：即 45 第11-1章 波的干涉一、 簡答題 1. 相干光產生的條件是什么？獲得相干光的方法有那些？答：相干光產生的條件：兩束光頻率相同，振動方向相同

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3. （簡答）教材113頁(第三行)說反射式牛頓環(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)的兩側即可。二. 填空題：1、模糊，直止消失。2、數目不變；間距變大 。3、。4、上。三、選擇題1B；2B；3C四. 計算題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，由于上面的光路經過了折射率高的物質，為了達到零級條紋的光程差為零的條件，零級條紋向上移動

7、，設它的路程為r1，下面的路程為r2. 所以(n-1)e+r1=r2; 未覆蓋時，r2-r1=k 得(n-1)e=k代入數字可得k=7；2. 3. 透射加強：2ne=(2k1+1)/2反射加強：2ne=k2*n=1.25,則700k2=300（2k1+1），則k1=k2=3時才符合要求，故e=3*700/2n=2100/2.5=840nm4. 5. 解：因為令k=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 e=90，270，450，630，810，990nm，故能看到五級（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。油膜擴展，厚度減小，間距變大，條紋數減少。 h第11-2章 波的衍射一簡答題1光柵衍射和單縫衍射有何區(qū)別？答：單縫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且明亮，明紋與明紋的間距大，易辨別與測量。2.什么是光的衍射現象？答：光在傳播過程中，遇到障礙物的大小比光的波長大得不多時，會偏離直線路程而會傳到障礙物的陰影區(qū)并形成明暗變化的光強分布，這就

9、是光的衍射現象。2.簡述惠更斯菲涅爾原理答：從同一波陣面上各點發(fā)出的子波，經傳播而在空間某點相遇時，也可相互疊加而產生干涉現象，稱為惠更斯菲涅爾原理。4.什么是光柵衍射中的缺級現象？答：光柵衍射條紋是由N個狹縫的衍射光相互干涉形成的，對某一衍射角若同時滿足主極大條紋公式和單縫衍射暗紋公式，那么在根據主極大條紋公式應該出現主明紋的地方，實際不出現主明紋，這種現象稱為缺級。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.三計算題1解：設兩種單

10、色光的第一級明紋的衍射角分別為 和 ，當 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）照相機孔徑為4 解：（1）（2）由缺級條件知，所以（1） 由，得，則屏幕上呈現的級數為0，。5 解： (1) 光柵常數為                (2) 被測單色光的波長為               (3) 對 的光，條紋的最大級次

11、為          .。第11-3章 光的偏振一、簡答題1. 簡述何謂偏振光？答：光是電磁波，包含各個方向的光振動，如果只一個方向的光振動，這樣的光稱為偏振光。2.簡述何謂部分偏振光？答：光是電磁波，包含各個方向的光振動，如果某一個方向的光振動占優(yōu)勢，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、計算題12. 3 4.在下圖中試根據入射光情況，標出折射光和反射光及其光振動方向。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、 氣體動理論一、選擇題1、 A 2、 A 3、 B、4、 A 5、 C二、簡答題1.能否說速度快的分子溫度高,速度慢者溫度低,為什么?答案:不能，因為溫度是表征大量分子熱運動激烈程度的宏觀物理量，也就是說是大量分子熱運動的集體表現，所以說溫度是一個統(tǒng)計值，對單個分子說溫度高低是沒有意義的。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自由度所具有的平均能量（2）表示分子的平均平動動能（3）表示分子的平均動能（4）表示1mol理想氣體分子的內能（5）表示 mol理想氣體的內能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自由度、轉動自由度。4. 最概

13、然速率和平均速率的物理意義各是什么?有人認為最概然速率就是速率分布中的最大速率,對不對?答案：最概然速率表示在該速率附近分子出現的概率最大。平均速率表示各個分子速率的平均值。最概然速率不是速率分布中的最大速率。三、填空題1、用于對外做功，增加氣體內能，8.312、；。3、四 計算題一、容器內盛有氮氣，壓強為10atm、溫度為27ºC，氮分子的摩爾質量為 28 g/mol。求：.分子數密度；.質量密度；.分子質量；.分子平均平動動能；.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體積為2升的裝有2個大氣壓的氮氣瓶中，如果射線的能量全部被氮氣吸收，求（1）氮

14、氣的內能變?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 內有480克氧氣，壓強P=1atm，若吸收外界能量使其壓強增加20，求（1）吸收能量多少？（2）分子的平均平動動能變?yōu)槎嗌?？?一容器內儲有氧氣,其壓強為 .若單位體積內的分子數.求:該氣體的溫度為多少?單個分子的平均轉動動能為多少?每一摩爾氧氣的內能為多少?第13章 熱力學基礎一 簡答題：1、 什么是準靜態(tài)過程？答案：一熱力學系統(tǒng)開始時處于某一平衡態(tài)，經過一系列狀態(tài)變化后到達另一平衡態(tài)，若中間過程進行是無限緩慢的，每一個中間態(tài)都可近似看作是平衡態(tài)，那么系統(tǒng)的這個狀態(tài)變化的過程稱為準靜態(tài)過程。2、 什么是可逆過程

15、，條件是什么？答案：可逆過程：在系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中，如果逆過程能重復正過程的每一狀態(tài)，而且不引起其它變化條件一：無限緩慢的準靜態(tài)過程；條件二：變化過程沒有能量耗散。3、 比較摩爾定體熱容和摩爾定壓熱容的異同答案：相同點：都表示1摩爾氣體溫度升高單位溫度時氣體所吸收的熱量。不同點：摩爾定體熱容是1摩爾氣體，在體積不變的過程中，溫度升高單位溫度時氣體所吸收的熱量。摩爾定壓熱容是1摩爾氣體，在壓強不變的過程中，溫度升高單位溫度時氣體所吸收的熱量。兩者之間的關系為4、 簡證熱力學第二定律的兩種表述的等效性。答案：開爾文表述：不可能制成一種循環(huán)工作的熱機，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拥赜傻蜏匚矬w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，假設開氐說法不對，可以有熱機從T1吸熱Q1并完全作功W=Q1，用此功推動另一致冷機從低溫T2吸熱Q2并放熱到高溫熱源T1，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，克氐說法也不對。二，假設克氐說法不對，可以有熱量Q2從低溫T1傳至高溫T1，現有另一熱機從T1吸熱Q1并對外作功W，同時向T2放熱Q2，則總效果為從單一熱源吸熱并完全做功，開氐說法也不對。綜上所述，兩種說法等價。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過程為吸熱過程 b®c過程為放熱過程 第14章 狹義相對論一、選擇題1 C 2. B 3. B 4. B2、 填空題1.光速不變原理，愛因斯坦相對性原理2：43、 簡答題1. 簡述狹義相對論的兩個基本原理知識點： 狹義相對論 類型：A答：愛因斯坦相對性原理:所有的

18、慣性參考系對于運動的描述都是等效的。光速不變原理：光速的大小與光源以及觀察者的運動無關，即光速的大小與參考系的選擇無關。2.給出相對論性動量表達式，是說明在什么情況下，牛頓定律仍然適用？答：，在狹義相對論中，是與速度有關的，成為相對論性質量，而是質點相對某慣性系靜止時的質量，為靜質量。從動量關系式可以看出，當質點的速率小于光速，這樣相對論性質量近似等于靜質量，這表明，在該種情況下，牛頓力學仍然使用。3.給出質能關系，愛因斯坦如何闡明該式的深刻意義的？知識點： 狹義相對論 類型：A答：質能關系：，表示的是質點運動時具有的總能量，包括兩部分，質點的動能及其靜動能。4 計算題1 （1）；（2） 2.

19、。Ek=mc2-m0c2當Ek=m0c2時，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上米尺的投影應為ly=l0×sin30°=1/2而在S系內觀察，由于運動沿X方向，所以Y方向的長度不變，米尺與X成45°角。lx=ly=ly=1/2, 根據尺縮效應，所以米尺長度為4. 答： 體積和質量為。密度為52)第15章 量子力學基礎一、選擇題1、D；2、A；3、D；4、A；5、D；6、B。二、簡答題1、什么是光的波粒二象性？波動性和粒子性如何表現？答案：光的波粒二象性指：光既有粒子性，又有波動性。當光與物質相互作用時，每個光子以能量一份一份地傳遞，粒子性表現顯著；光在傳播過程中，其波動性表現較顯著，具有干涉或衍射的現象（空間疊加性）。2、簡述不確定原理。答案：對于微觀粒子，不能同時確定其空間位置和動量。而他們不確定的關系為：，其中h為普朗克常數。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較?。毁|量不同：微觀粒子具有靜止質量，光子不具有；性質不同：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