福建师范大学22春《实验物理导论》补考试题库答案参考72

福建师范大学22春实验物理导论补考试题库答案参考1. 在一个大晴天，我们可以用一块放大镜把阳光会聚到焦点上，引起纸片或干木屑的燃烧这是尽人皆知的事实相传古在一个大晴天，我们可以用一块放大镜把阳光会聚到焦点上，引起纸片或干木屑的燃烧这是尽人皆知的事实相传古代阿基米德曾用长焦距的镜子会聚日光，烧毁了停泊在远处的敌舰多少年来，这个传说一直吸引着发明家的遐想你能用科学的论据来辨明这个传说的真伪吗?用透镜聚焦光能于点火、烧毁等过程中，起决定作用的是像的辐射照度我们须知，太阳是一个面光源，故用透镜聚焦太阳光，属于远物成像于焦面附近的情形此时像的照度公式为 即远物成像的照度正比于相对孔径D/f的平方使用长焦距f的镜子，必须有大口径D相匹配，才能获得足够大的照度我们不妨作一个简单计算：太阳表面的辐射亮度为 B=2107W/(m2sr) 取D/f=1.5(这是一般大口径放大镜的相对孔径值)，透光系数k=1(理想情形)，得太阳像斑的最大辐射照度为 按此照度(像斑的光功率密度)要求，如选取f=1m，则镜面口径D=1.5m(足够大了!)；如选取f=1km(用做烧毁敌舰的距离不算大!)，则镜面口径D=1.5km(太大了!)要制造口径如此大的镜面用于烧毁敌舰，就今天的科学技术水平来说，也是不现实的可见，古代阿基米德曾用长焦距镜子会聚日光而烧毁远处敌舰的传说，只是一种没有科学依据的妄想 2. 一块相对电容率r=5的扁平电介质，垂直放置于D=1C/m2的均匀电场中，已知电介质的体积为0.1m3，并且是均匀极化，一块相对电容率r=5的扁平电介质，垂直放置于D=1C/m2的均匀电场中，已知电介质的体积为0.1m3，并且是均匀极化，求：(1)电介质里的电极化强度；(2)电介质总的电偶极矩。电介质里的电极化强度为 $电介质总的电偶极矩 p=PV=0.80.1Cm=0.08Cm 3. 亚里斯多德关于物质组成的观点与我国古代哪个哲学家的观点是相近的?A、孔子B、老子C、道子D、庄子亚里斯多德关于物质组成的观点与我国古代哪个哲学家的观点是相近的?A、孔子B、老子C、道子D、庄子正确答案： D4. 下面的几句话中，不正确的是（）A在桌面的一端放一块表，把耳朵贴在桌面的另一端，可以听到表的走动声，说明声下面的几句话中，不正确的是（）A在桌面的一端放一块表，把耳朵贴在桌面的另一端，可以听到表的走动声，说明声音可以在固体中传播B人潜没在水中，可以听到声音，说明声音可以在液体中传播C在月球上，宇航员通过无线电进行交流，说明声音可以在真空中传播D人用正在发音的音叉抵住牙齿，也能听到声音，说明声音可以在骨髓中传播A、声音可以在固体中传播，所以此选项描述正确；B、液体可以传播声音，所以此选项描述正确；C、月球上没有空气是真空，不能传声，所以此选项描述错误；D、骨可以传播声音，所以此选项描述正确；故选C5. 正确度的高低反映系统误差的大小，即正确度越高，测量值越接近真值，系统误差就越小;反之，系统误差就越大。( )A.正确B.错误参考答案：A6. 判断下列哪一组都是光源（）A电池和萤火虫B电池和烛焰C萤火虫和烛焰D萤火虫和月亮判断下列哪一组都是光源（）A电池和萤火虫B电池和烛焰C萤火虫和烛焰D萤火虫和月亮A、电池自身不能发光，不是光源，萤火虫自身能发光，是光源，不符合题意；B、电池自身不能发光，不是光源，烛焰自身能发光，是光源，不符合题意；C、萤火虫自身能发光，是光源，烛焰自身能发光，是光源，符合题意；D、萤火虫自身能发光，是光源，月亮自身不能发光，不是光源，不符合题意；故选C7. 设有一维晶体，原胞基矢a1=ai，b=bj，且，晶格的周期势为设有一维晶体，原胞基矢a1=ai，b=bj，且，晶格的周期势为由已知条件可得出倒格子原胞基矢。 ， 坐标原点的格点有2个最近邻b2，2个次近邻b1，它们的中垂线围成的区间就是第一布里渊区坐标原点的格点有6个次次近邻，它们是b1+b2，b1-b2，-b1+b2，-b1-b2，2b2它们的中垂线和第一布里渊区边界围成的区间即是第二布里渊区图5.15示出了第一布里渊区和第二布里渊区的分布 $E(kx，0)的第一能带顶的能量为 其中EgA是kx方向第一能带与第二能带间的能隙E(0，ky)的第二能带底的能量为 其中EgB是ky方向第一能带与第二能带间的能隙E(0，ky)的第二能带与E(kx，0)的第一能带交迭的条件是 即交迭的条件是 当电子所处的点是两个或两个以上布里渊区边界交汇的点，求电子的能隙必须应用平面波方法的中心方程求解当电子所处的点不是布里渊区边界交汇的点，求电子的能隙(EgA和EgB即是此种情况)可直接采用以下方法(也是由中心方程求得的)： EgA=2|V(KA)|， 其中KA是与过A点的第一布里渊区边界垂直的倒格矢，且该边界是KA的中垂面由于满足该条件的倒格矢 所以求出V(KA)即求得EgA，而V(KA)是周期势场付里叶级数的系数由 可求得 V(KA)=-V0，EgA=2V0 而 EgB=2|V(KB)|， 与KA相类同 所以求出V(KB)即求得EgB，而V(KB)是周期势场付里叶级数的系数由周期势场付里叶级数的展式得 V(KB)=-V0，EgB=2V0 于是，E(0，ky)的第二能带与E(kx，0)的第一能带交迭的条件是 $若电子的波矢k末端落在了布里渊区边界上，则k满足 设Kn=pi+qj，将K和一并代入上式，得到 ， 即 p=0，；q=0， 由上式可得Kn的三个解 ， 上式说明，过末端有三个布里渊区边界，它们分别与Kn1，Kn2，Kn3垂直这一点从第一布里渊区和第二布里渊区的分布图即可看出 引起电子产生强烈散射的晶面(列)与布里渊区边界平行，即与Kn1，Kn2，Kn3垂直设与Kn1，Kn2，Kn3垂直的晶列为R=sa1+ta2，由Kn1R=0，Kn2R=0和Kn3R=0得出引起电子产生强烈散射的晶列的指数分别为010、100和110 8. 对于透镜、反射镜、棱镜等光学器件，在其表面有灰尘时，可以对它呵气，然后用软纸巾轻轻擦拭。( )A.正确B.错误参考答案：B9. 求下列阻尼振动方程的定解问题的解： (4.2.18) 若设(x)=Ax(L-x)，(x)=0，求解u=u(x，t)求下列阻尼振动方程的定解问题的解：(4.2.18)若设(x)=Ax(L-x)，(x)=0，求解u=u(x，t)容易知道，该问题的特征函数系是故设解为 代入到方程中去，得 其中因此 其通解为 所以 (4.2.19) 由初值条件，得 所以 ，n=1，2， (4.2.20) 因此问题(4.2.18)的解u由式(4.2.19)给出，其中系数an，bn由式(4.2.20)确定. 特别当(x)=0时，bn=0；当(x)=Ax(L-x)时， 此时解为 10. 试利用电磁场的边值关系证明，当平面电磁波倾斜入射到金属表面时，透入金属内的波的等相面和等幅面不互相重合试利用电磁场的边值关系证明，当平面电磁波倾斜入射到金属表面时，透入金属内的波的等相面和等幅面不互相重合设平面电磁波长真空入射，金属表面为xOy平面，入射面为xOz平面，入射角为，如图1.10所示 由电磁场的边值关系n(E2-E1)=0可得 而折射波矢为 k2=+i 即 k2y=y+iy=0 k2z=z+iz 可见 即透射波矢k2中只有z分量，从而 同时 比较两式得 解得 由透射波的表达式(1.27)E=Aexp(-r)expi(r-t) 得等幅面为r=const，把上述结果代入得等幅面方程为 ozz=const (c) 而等相面为 r-t=const 即 xx+zz-t=const (d) 结合式(a)、(b)，比较式(c)和式(d)得，透入金属内的波的等相面和等幅面不互相重合 11. 1994年，苏梅尔-列维彗星裂成二十多块，碎片撞向木星，产生巨大的爆炸，但是身处地球的人们却没有听到一丝声响，1994年，苏梅尔-列维彗星裂成二十多块，碎片撞向木星，产生巨大的爆炸，但是身处地球的人们却没有听到一丝声响，这其中的原因是？答：在太空中没有空气，声音不能通过真空传播，所以我们地球上的人无法听到12. 雷雨时总是先看到闪电后听到雷声，这是因为_雷雨时总是先看到闪电后听到雷声，这是因为_由于光在空气的传播速度比声音在空气中的传播速度快，故在闪电时，是先看到闪电，后听到雷声的故本题答案为：光速比声速快得多13. 熔融指数的单位是( )。 A克 B泊 C秒熔融指数的单位是()。A克B泊C秒A14. 在用回归分析法处理数据、确定函数关系时，应有如下几个步骤：( )A.根据理论推断或者实验数据变化的趋势推测出函数的具体形式B.用实验数据来确定方程中的待定常数的最佳值C.根据实验数据来检验所推断的函数关系是否合理参考答案：ABC15. 物理实验设计的四个基本原则是指实验方法的“误差最小”选择原则，测量仪器的“误差均分”选择原则，实验方案的“最优化”选择原则，测量条件的“最有利”选择原则。( )A.正确B.错误参考答案：A16. 直接测量是指把待测物理量直接与作为标准的物理量相比较。( )A.正确B.错误参考答案：A17. 斜抛运动可以分解为水平方向的_运动与竖直方向的_运动。斜抛运动可以分解为水平方向的_运动与竖直方向的_运动。匀速直线，$竖直上抛18. 下列现象属于重力势能转化为动能的是（）A爆竹腾空而起B水从高处落下C从地面上弹起的皮球D在水平地面上下列现象属于重力势能转化为动能的是（）A爆竹腾空而起B水从高处落下C从地面上弹起的皮球D在水平地面上匀速行驶的汽车A、爆竹腾空而起，是火药的化学能转化成动能B、水从高处落下，高度减小，重力势能减小，动能增加，重力势能转化成动能C、从地面弹起的皮球，是弹性势能转化成动能D、在水平面上匀速行驶的汽车，重力势能和动能都不变故选B19. 小兰站在竖直放置的平面镜前1m处，她在镜中的像到镜面的距离是_m。小兰站在竖直放置的平面镜前1m处，她在镜中的像到镜面的距离是_m。1分析：物体在平面镜成虚像，物像到平面镜的距离是相等的解答：解：平面镜成像时，物像到平面镜的距离相等，小丽到平面镜的距离是1m，小丽的像到平面镜的距离也是1m故答案为：120. 火箭的故乡在：( )A.德国B.日本C.中国D.埃及参考答案：C21. Nature期刊发表文章的要求是：( )A.原创性成果B.重复性成果C.抄袭性成果D.以上答案均不正确参考答案：A22. 毛细管电泳的基本工作原理是什么?毛细管的长度不同，对分离结果有什么影响?毛细管电泳的基本工作原理是什么?毛细管的长度不同，对分离结果有什么影响?当待测样品位于两端加上高压电场的毛细管的正极时，溶液中的带电粒子以高压电场为驱动力，沿毛细管通道，以不同的速度向与其所带电荷相反的电极方向迁移。正离子的电泳方向和电渗流方向一致，其迁移速度是二者之和；中性粒子的电泳速度为“零”，其迁移速度就是电渗流速度；负离子的电泳方向与电渗流方向相反，其迁移速度是二者之差。同理，带电粒子的迁移率也遵从这一规律。据此，正离子最先到达毛细管的负极端，其次是中性粒子，最后是负离子，使它们得以分离，这就是毛细管电泳的基本工作原理。 毛细管柱的长短应根据实际情况确定，在同样电压下，相同的毛细管，长度增加，电阻增大，电流减小，有利于减少自热；但同时也降低了电场强度，增长了分析时间。反之，毛细管柱过短，容易造成过热，但却减少了分析时间。实际应用时，CZE的毛细管柱长为30cm，CGE的毛细管柱长则要短很多。 23. 若相对分子质量分布符合对数正态分布，曲线峰所对应的相对分子质量Mmax。介于数均相对分子质量和重均相对分子若相对分子质量分布符合对数正态分布，曲线峰所对应的相对分子质量Mmax。介于数均相对分子质量和重均相对分子质量之间。()错误24. 当元器件的尺寸越来越小的时候，表层效应越来越小。( )A.错误B.正确参考答案：A25. 试分别从导电的机制与能带的观点说明什么是本征半导体、N型半导体和P型半导体。试分别从导电的机制与能带的观点说明什么是本征半导体、N型半导体和P型半导体。本征半导体的满带全部被电子填满。导带中的电子数目很少，并且本征半导体的禁带宽度Eg较大，所以本征半导体的导电性较差。 若在本征半导体中掺人杂质元素，当杂质原子的能级处在半导体导带底部附近形成施主能级时，杂质原子中的电子容易跃入导带形成载流子，这种掺杂形成的半导体称为N型半导体。 当掺杂原子的能级处在半导体满带顶部形成受主能级时，满带中的电子跃入杂质能级后形成空穴载流子，这种掺杂形成的半导体称为P型半导体。 26. 把安培力公式的国际制形式dF=IdlB简写为F=IlB，并理解为数的等式为了适应各量采用其他单位的情况，可在等式把安培力公式的国际制形式dF=IdlB简写为F=IlB，并理解为数的等式为了适应各量采用其他单位的情况，可在等式右边加一常系数k，即写成F=kIlB试就下表的4种单位配合求出k值填入表中FIlBk(1)达因安培厘米高斯(2)达因安培米高斯(3)牛顿CGSE(I)米特斯拉(4)牛顿安培厘米特斯拉1/10；$10；$1/(3109)；$10-227. 如果图线是反映物理量之间关系的，就要画拟合直线或把数据点“连”成光滑的曲线，连线时不一定通过所有点(有时甚至一个点都不通过)，而是让其(数量、距离)均匀地分布在曲线(直线)的两旁;如果是校正曲线，就必须通过每个点连成折线。作图时要使用作图工具，不能随意画出。一张图上要画出几条曲线时，各条曲线可用不同的虚实线或颜色表示，如实线“-” 、虚线“-” 、点划线“图”等。( )A.正确B.错误参考答案：A28. 测量磁感应强度常用霍尔效应法。( )A.正确B.错误参考答案：A29. 在x-y平面上，各点的电势满足下式： 式中x和y为任一点的坐标，a和b为常量求任一点电场强度的Ex和Ey两个分在x-y平面上，各点的电势满足下式：式中x和y为任一点的坐标，a和b为常量求任一点电场强度的Ex和Ey两个分量 30. 粗细均匀的电阻线圈，其电阻丝的横截面积为2.0mm2，电阻率是1.110-6m，现给线圈两端加上4.4V的电压，测得通粗细均匀的电阻线圈，其电阻丝的横截面积为2.0mm2，电阻率是1.110-6m，现给线圈两端加上4.4V的电压，测得通过它的电流为0.80A，求该线圈的电阻及电阻丝的长度。5.5，10m31. 超导的发现者是：( )A.昂尼斯B.普利高津C.普利策D.邓稼先参考答案：A32. 归纳的事例越少越好。( )A.错误B.正确参考答案：A33. 人文学科也必须强调严谨。( )A.错误B.正确参考答案：A34. 漫步在玉林公园，闻到阵阵花香，说明分子在_。看到河水中游动的鱼，这是光的_现象形成的。坐在漫步在玉林公园，闻到阵阵花香，说明分子在_。看到河水中游动的鱼，这是光的_现象形成的。坐在石凳上感到石凳很热，是由于光照使石凳的内能_，温度升高。不停地做无规则的运动折射增大35. 在拉伸法测杨氏模量实验中，利用光杠杆测金属丝伸长量的实验方法称为放大法。( )A.正确B.错误参考答案：A36. 美是一种自然现象，也是一种社会现象。( )A.错误B.正确参考答案：B37. 老花镜是_透镜，它的“度数”等于它的焦距（用米作单位）的倒数乘100小明拿着爸爸的老花眼镜，测得其焦距为老花镜是_透镜，它的“度数”等于它的焦距（用米作单位）的倒数乘100小明拿着爸爸的老花眼镜，测得其焦距为25cm，小明爸爸眼镜的“度数”为_度老人看不清近处的物体，是远视眼，需要佩戴凸透镜进行矫正，所以老花镜是凸透镜；=10.25100=400度；故答案为：凸，40038. 原始资料报告格式要求必须具备以下内容：( )A.实验报告案头部分B.实验仪器C.原始数据D.异常现象参考答案：ABCD39. 对某一长度L测量10次，其数据为：10.35，10.38，10.30，10.32，10.35，10.33，10.37，10.31，10.34，10.37，20.33(单位为cm)。用拉依达准则应剔除的坏值为：( )A.10.35B.10.32C.20.33D.10.33参考答案：C40. 下列用科学技术法表示0.03520m正确的是( )A.35.210(-3)mB.3.5210(-2)mC.3.52010(-2)mD.35210(-4)m参考答案：C41. 水银扩散泵的冷却水温度为15，若此扩散泵不另设水银冷凝陷阱，试问此泵所能达到的极限真空度是多少?已知在0水银扩散泵的冷却水温度为15，若此扩散泵不另设水银冷凝陷阱，试问此泵所能达到的极限真空度是多少?已知在0时水银的饱和蒸气压为2.110-2Pa，在015范围内水银的汽化热为3.16105Jkg-1如果汽化热的数据不变，请问在-15时的极限真空度是多少?您能够想像到在水银扩散泵中增加一个液氮(其温度为77K)冷阱以后，其效果如何?饱和蒸气压方程 ， (1) 即 ， 从而得到 将T1=0，T2=15，0的饱和蒸气压p1=2.110-2Pa以及汽化热的数据代入，得到15时的极限真空度是 p2=30Pa 在汽化热不变的情况下，-15时的饱和蒸气压为 ， 由此求得极限真空度(也即饱和蒸气压)是 p3=6.410-6Pa 我们看到，温度降低30，其极限真空度的比率为 可以想像得到，如果温度降低为液氮温度77K，则极限真空度将非常低水银扩散泵抽真空的原理可以肯定的是，水银扩散泵所能达到的极限真空度就是水银蒸气的饱和蒸气压(因为水银扩散泵中的气体是水银蒸气和被抽气体组成的混合理想气体它的最小压强应该就是所在温度下的水银蒸气的饱和蒸气压)现在扩散泵的冷却水温度为15，此扩散泵又不另设水银冷凝陷阱，所以它的极限真空度应该是水银在15的饱和蒸气压 42. 晶体三极管的结构包括：( )A.发射极B.基极C.集电极D.A，B和C参考答案：D43. 任何直接测量都是通过间接测量来实现的。( )A.正确B.错误参考答案：B44. 将高密度PE的损耗模量G对温度T作图，在140，-40和-120有峰值。结晶的：PP的峰值在150、130、-20和-15将高密度PE的损耗模量G对温度T作图，在140，-40和-120有峰值。结晶的：PP的峰值在150、130、-20和-150。说明每一峰值的意义以及两组峰值之间的差别。HDPE：140是熔点，-40是Tg，-120是曲柄运动。 PP：150是熔点，130是晶型转变，-20是Tg，-150是曲柄运动或CH3运动。 45. 广义相对论的基本原理包括：( )A.等效原理和广义协变原理B.等效原理和光速不变原理C.广义协变原理和光速不变原理D.广义协变原理和相对性原理参考答案：A46. 如果不小心做错记录，不要随意涂攺，只要在错字或错数上划一斜扛，在旁边写上正确的就可以了。( )A.正确B.错误参考答案：A47. 在单摆测重力加速度试验中用到了( )A.比较法B.转换法C.伏安法D.放大法参考答案：B48. 关于电度表的接线和使用，正确的是( )。A.电度表利用电压互感器和电流互感器扩大量程时，不要考关于电度表的接线和使用，正确的是( )。A.电度表利用电压互感器和电流互感器扩大量程时，不要考虑它们的变压比B.要注意电度表的倍率。有的电度表计度器的读数需除以一个系数，才是电路实际消耗的电度数C.接线时，电源的火线和零线不能颠倒D.对于接线端标记不清的单相电度表，不能用万用表来确定它的内部接线参考答案：C49. 几何光学认为光是微粒组成的，而且是沿着直线传播的。( )A.错误B.正确参考答案：B50. 某人站在穿衣镜前lm处，他在镜中的像到镜面的距离是_m，人的大小与像的大小_（选填“一样”某人站在穿衣镜前lm处，他在镜中的像到镜面的距离是_m，人的大小与像的大小_（选填“一样”或“不一样”），当他向镜面前进0.5m时，人与像的距离是_m，人的像也同时_（选填“不变”、“变大”、“变小”）。1，一样，1，不变