福建师范大学22春《实验物理导论》在线作业三及答案参考3

福建师范大学22春实验物理导论在线作业三及答案参考1. 一质量为m的人造地球卫星在半径为r的圆形轨道上运行，用r，G，m，M表示它相对于轨道中心的角动量。其中，G是万有一质量为m的人造地球卫星在半径为r的圆形轨道上运行，用r，G，m，M表示它相对于轨道中心的角动量。其中，G是万有引力常数，M是地球质量。若m=100千克，r等于地球半径的两倍，此人造地球卫星的角动量的数值是多少?2. 把一块0的冰投入大湖中，设大湖中水的温度比冰高一微小量，于是冰逐渐融解。问：把一块0的冰投入大湖中，设大湖中水的温度比冰高一微小量，于是冰逐渐融解。问：冰吸热，所以冰的熵增加。$大湖中水放热，所以大湖的熵减少。3. 比萨斜塔位于哪个国家：( )A.美国B.法国C.意大利D.英国参考答案：C4. 首先预言反电子存在的科学家是：( )A.安德逊B.狄拉克C.赵忠尧D.泡利参考答案：B5. 用普通的点光源照明波场时，波前上各次波源的相位是否稳定?它们是否相干?它们之间的相位差是否稳定?在这种情用普通的点光源照明波场时，波前上各次波源的相位是否稳定?它们是否相干?它们之间的相位差是否稳定?在这种情况下我们能看到稳定的衍射图样吗?由于普通光源发光波列的断续性和各波列间相位的无规性，点光源波前上各次波源的相位必然是高频跳变不稳定的但是各次波源之间的相位差只由光程差决定，却是稳定的因此，点光源波前上各次波源是相干的，用点光源照明衍射屏时是可以看到稳定的衍射花样的6. 判断下列现象中，物体的内能是增加还是减少：(1) 一杯水放出热量，它的内能_ ；(2) 锯木头，锯条发热，锯判断下列现象中，物体的内能是增加还是减少：(1) 一杯水放出热量，它的内能_ ；(2) 锯木头，锯条发热，锯条内能_；(3) 用打气筒给自行车轮胎打气时，胎内空气的内能_。(1)减少(2)增加(3)增加7. 用天平测质量时，由于天平不等臂造成的误差为系统误差。( )A.正确B.错误参考答案：A8. 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： D9. 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。 10. 关于声音的传播，下列说法正确的是（）A声音的传播速度为3108m/sB声音的传播可以没有介质C声音的传播速关于声音的传播，下列说法正确的是（）A声音的传播速度为3108m/sB声音的传播可以没有介质C声音的传播速度一般随介质的不同而不同D声音的传播速度与介质无关而只与温度有关声音的传播需要介质，气体、液体、固体都能传声，但传声的速度不同声速的大小跟介质的种类有关，还跟介质的温度有关15时空气中的声速是340m/s由此可知选项A、B、D都是错误的故选C11. 声音是由于物体_产生的，在通常情况下，声音在空气中的传播速度约为_m/s声音是由于物体_产生的，在通常情况下，声音在空气中的传播速度约为_m/s声音是由物体振动产生的，声音在空气中的传播速度大约340m/s；故答案为：振动，34012. 小明学过光学后，想测一下他爷爷老花镜的焦距，请你帮他设计一个可行的方案。 （1）必要的器材：_小明学过光学后，想测一下他爷爷老花镜的焦距，请你帮他设计一个可行的方案。（1）必要的器材：_（2）必要的步骤：_“略”13. 已知直导线的电流为I，任一点P到直导线的垂直距离为r0，试求P点的磁场。已知直导线的电流为I，任一点P到直导线的垂直距离为r0，试求P点的磁场。如图所示，把载流直导线分成许多电流元，由毕奥-萨伐尔定律，各电流元在P点产生的磁场的方向相同，都垂直纸面向里，故P点的总磁场也垂直纸面向里，矢量积分简化为标量积分。对于有限长的直导线A1A2，在P点的磁感应强度B的大小为 利用几何关系，统一积分变量，如图，有 l=rcos(-)=-rcos r0=rsin(-)=rsin 由以上两式消去r，得l=-r0cot，取微分，有 把上式及代入积分式，积分变量由l换为，化简，得 式中1，2分别为直导线两端A1，A2处的角。 若直导线为无限长，则1=0，2=，有 可见，载流无限长直导线周围任一点的磁感应强度B的大小与该点到导线的垂直距离成反比.对于长度为l的直导线，在r0l时，上式近似成立。此即毕奥-萨伐尔曾由实验得出的结论。 14. 一块很大的带电金属薄板，其电荷面密度为，离金属板为d处有一质量为m，电荷量为-q的点电荷从静止释放，计算电一块很大的带电金属薄板，其电荷面密度为，离金属板为d处有一质量为m，电荷量为-q的点电荷从静止释放，计算电荷的加速度及落到板上的电荷和时间(忽略重力和-q对金属板上电荷分布的影响)由高斯定理，无限大带电金属板外电场强度为 电荷加速度为 由动能定理 落到板上时间设为t，则 15. 根据动量原理可知：力在时间过程中的累积效应，引起动量的改变。根据功能原理可知：力的空间累积引起动能的改变。(1)如果物体受合外力作用了一段时间(即受到合外力的冲量作用)，动量发生了改变，那么，是否一定会引起物体动能的改变?(2)如果物体受合外力作用，根据动量原理可知：力在时间过程中的累积效应，引起动量的改变。根据功能原理可知：力的空间累积引起动能的改变。(1)如果物体受合外力作用了一段时间(即受到合外力的冲量作用)，动量发生了改变，那么，是否一定会引起物体动能的改变?(2)如果物体受合外力作用，并且在力作用的方向上有了位移( 即合外力对物体做了功)，使物体的动能发生了变化，是否一定会引起物体动量的改变?答：(1)不一定，如合外力与物体的运动方向始终相互垂直，合外力的冲量不为零，但不对物体做功，所以动能保持不变，如做匀速率圆周运动的物体就是这样。(2)一定，因物体所受合外力不为零，且力对物体做功的同时，一定就有时间的积累，则引起物体动量的改变。16. 实验报告格式要求中，包括以下几项中的哪几项( ) 1实验报告案头部分;2实验目的;3实验仪器;4主要仪器装置描述;5实验原理;6实验步骤;7注意事项;8数据处理;9误差分析;10实验结论;11问题讨论;12思考练习。A.1至6均是B.1至7均是C.1至10均是D.1至12均是参考答案：D17. 布达佩斯是哪个国家的城市：( )A.瑞士B.挪威C.波兰D.匈牙利参考答案：D18. 试指出立方密积和六角密积晶体滑移面的面指数试指出立方密积和六角密积晶体滑移面的面指数滑移面一定是密积面，因为密积面上的原子密度最大，面与面的间距最大，面与面之间原子的相互作用力最小对于立方密积，111是密积面对于六角密积，(001)是密积面因此，立方密积和六角密积晶体滑移面的面指数分别为111和(001)19. 人类从哪个时期开始进入了原子操作时代：( )A.上世纪七十年代B.上世纪八十年代C.上世纪九十年代D.21世纪初参考答案：B20. 证明面心立方的几何散射因子Fhkl当h，k，l 3个整数是全奇或全偶时不为零。证明面心立方的几何散射因子Fhkl当h，k，l 3个整数是全奇或全偶时不为零。对FCC点阵来说，一个单胞有4个原子，其(u1j，u2j，u3j)，分别取值为(000)，。因此面心立方晶体中对应于(hkl)衍射斑的几何散射因子为 面心立方的倒易品格是体心立方，可以出现的光斑的(hkl)全为奇数或全为偶数正是体心立方的格矢量按照简单立方单胞书写时一系列近邻格点出现的条件， 相应的倒易格矢量的平方一定正比于3，4，8，11，12，19，就如本章习题11所示。 21. 下列自然现象中，属于凝华的是（）A深秋的早晨，大雾弥漫B冬天的早晨，霜打枝头C春天，河里的冰雪消融D夏天下列自然现象中，属于凝华的是（）A深秋的早晨，大雾弥漫B冬天的早晨，霜打枝头C春天，河里的冰雪消融D夏天早晨，花草上附着露水A、雾是空气中的水蒸气遇冷发生液化现象形成小液滴，不符合题意；B、寒冷的冬天，空气中的水蒸气遇冷会直接变成固态的小冰粒，发生的是凝华现象，符合题意；C、冰雪融化是固态的冰变成液态水的过程，属于熔化现象，不符合题意；D、水蒸气遇冷会发生液化现象形成小液滴，积累在草叶上形成露水，不符合题意；故选B22. 下列实验中，属于实像的是（）A课堂上投到银幕上的图片B在岸边看到水中游动的鱼C使用放大镜看报纸上的字D下列实验中，属于实像的是（）A课堂上投到银幕上的图片B在岸边看到水中游动的鱼C使用放大镜看报纸上的字D岸边的树木在水中的倒影A、凸透镜成像的规律及应用：fu2f，成倒立放大的实像，应用是投影仪（幻灯机）；故A符合题意；B、鱼反射出的光线，在水面发生折射，折射光线远离法线，在岸上看水中的鱼，人眼逆着折射光线看，感觉光线是从折射光线的反向延长线发出看到的像是虚像不符合题意C、从放大镜中看到镜后正立、放大的数字，是因为光的折射现象，看到的虚像，故本选项不符合题意；D、岸边的树木在水中的倒影，是平面镜成像，成的是虚像；故本选项不符合题意；故选A23. 为什么我们观察不到日光照射在窗玻璃上的干涉条纹?为什么我们观察不到日光照射在窗玻璃上的干涉条纹?因为玻璃太厚，日光在它上下表面反射或投射光的光程差远大于日光的相干长度，所以观察不到干涉现象。24. 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 25. 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26. 对于变质量的系统，能否应用，为什么?对于变质量的系统，能否应用，为什么?对于一个系统质量在不断变化，那么系统所受的合外力，但若对于一个系统总质量不变，而系统内各物体质量发生流动如向后不断喷气的火箭，以火箭和喷出的气为系统，系统总质量没有变化但两部分质量不断的转化，此时不能用，对于这类问题用动量定理可以推出其动力学方程对火箭，动力学方程是 其中v表示喷出气体对地速度，F系统所受合外力总之，求解这类问题，动量定理是关键，要熟练掌握 27. 在高能的情况下，弱相互作用和电磁相互作用是可以统一的，是不可区分的。( )在高能的情况下，弱相互作用和电磁相互作用是可以统一的，是不可区分的。( )正确答案： 28. 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：B29. 身高1.65m的人，站在平面镜前3m处，则人在镜中的像与人的距离为_m像高为_m，当人向平面镜走近时，人身高1.65m的人，站在平面镜前3m处，则人在镜中的像与人的距离为_m像高为_m，当人向平面镜走近时，人在镜中所成像的大小_（选填“变大”、“不变”或“变小”）因为平面镜所成的像和物体各对应点到平面镜间距离相等，所以，由他到平面镜的距离为3m可得镜中所成的像与平面镜之间的距离为3m，则人与像之间的距离为3m+3m=6m；由他身高1.65m可得镜中的像高也是1.65m；因为平面镜所成的像和物体形状、大小相同，所以当人远离平面镜时，镜中像的大小将不会改变故答案为：6；1.65；不变30. 红外光谱和拉曼光谱都可以选择水作溶剂。( )红外光谱和拉曼光谱都可以选择水作溶剂。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：31. 测量中凡是不符合统计规律的不确定度统称为A类不确定度。( )A.正确B.错误参考答案：B32. 一个粒子在静止时衰变为一个质子p和一个-介子.p与-在0.25 T的均匀磁场中，速度与磁场垂直，径迹曲率半径都一个粒子在静止时衰变为一个质子p和一个-介子.p与-在0.25 T的均匀磁场中，速度与磁场垂直，径迹曲率半径都是1.32 m.求此粒子的质量.由于是在静止中衰变，所以质子p和-介子的动量大小相等方向相反，设其大小为p.在磁场中，有洛伦兹力 F=qvB， 做圆周运动时，动量的变化为 于是从动力学方程F=dp/dt可以解出 p=gBr， 代入数值q=1.6010-19C，B=0.25T和r=1.32m，算出的动量单位是kgm/s.为了换算成MeV/c，还应除以1.6010-13/(3.0108).这样算出的动量是 最后，从衰变前后能量守恒就可以求出这个粒子的质量m， 其中质子和-介子的动量p=99MeV/c，质子的质量mp=938.3 MeV/c2，-介子的质量m=139.6 MeV/c2.查基本粒子表可知，这个质量为1115MeV/c2的粒子是A0超子， 33. 北京至上海的距离为1463km，甲、乙两列火车分别从北京站和上海站相向出发。已知乙车比甲车晚开3.510-3s，今有北京至上海的距离为1463km，甲、乙两列火车分别从北京站和上海站相向出发。已知乙车比甲车晚开3.510-3s，今有一宇宙飞船以0.9c的速度从北京至上海的上空飞过，试求：取地面参考系为S系，飞船参考系为S系，北京为S系的坐标原点，北京至上海的方向为x(或x)轴的正方向，对甲、乙两列火车，由题意可知 t1=t乙-t甲=3.510-3s x1=x上-x北=1.463106m则由洛伦兹变换得 即在飞船中宇航员测得北京站甲车晚于上海站的乙车2.0410-3s发车，时序发生了颠倒。$对甲、丙两列火车，由题意可知 t2=t丙-t甲=3.510-3s，x=x丙-x甲=0因而事件发生在同一地点，t2为固有时，所以可用时间膨胀效应公式求得 即在飞船中宇航员测得北京站丙车发车时间仍晚于本站甲车的发车时间，两车的时序不变。 34. 一个间接测量量在任何条件下都不可以进行直接测量。( )A.正确B.错误参考答案：B35. 热力学第二定律解决的是演化的时序的问题。( )A.错误B.正确参考答案：B36. 爱因斯坦的诞生地是：( )A.法国B.德国C.美国D.瑞典参考答案：B37. 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：A38. 冰的密度记为1，海水密度记为2，有12金字塔形(正四棱锥)的冰山漂浮在海水中，平衡时塔顶离水面高度为h，试冰的密度记为1，海水密度记为2，有12金字塔形(正四棱锥)的冰山漂浮在海水中，平衡时塔顶离水面高度为h，试求冰山自身高度H。参考答案：39. 在西湖有三大情人桥，不包括以下哪座桥：A、长桥B、断桥C、西泠桥D、西湖桥在西湖有三大情人桥，不包括以下哪座桥：A、长桥B、断桥C、西泠桥D、西湖桥正确答案： D40. 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：D41. .下列说法正确的是 ( C )A固定电话的听筒把声音变成变化的电流B电磁波不能在真空中传播C移动电话是靠电.下列说法正确的是(C)A固定电话的听筒把声音变成变化的电流B电磁波不能在真空中传播C移动电话是靠电磁波传递信息的D用电子邮件可以传输文字、声音文件，但不能传输图像文件C听筒是把变化的电流转换成声音，电磁波在真空中能传播，移动电话是靠电磁波传递信息的，用电子邮件可以传输文字、声音文件，也能传输图像文件，故应该选C42. 纤维与塑料、橡胶相比 ( ) A强度较大 B相对分子质量较大 C内聚能密度较小纤维与塑料、橡胶相比()A强度较大B相对分子质量较大C内聚能密度较小A43. 火箭的故乡在：( )A.德国B.日本C.中国D.埃及参考答案：C44. 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：ABC45. =0.10nm的X射线在碳块上散射，我们从与入射的X射线束成90的方向去看这个散射的辐射。求：=0.10nm的X射线在碳块上散射，我们从与入射的X射线束成90的方向去看这个散射的辐射。求：0.00243nm；$302eV46. 当钟楼上钟声敲响，离得远的人听见的声音响度_当钟楼上钟声敲响，离得远的人听见的声音响度_响度与距离有关，当钟楼上钟声敲响，离得远的人听见的声音响度小故答案为：小47. 由N个自旋极化的粒子组成的理想费米气体，处在径向频率为轴向频率为，的磁光陷阱内，粒子的能量为 . 试求OK由N个自旋极化的粒子组成的理想费米气体，处在径向频率为轴向频率为，的磁光陷阱内，粒子的能量为.试求OK时费米气体的化学势和粒子的平均能量OK时费米气体的化学势为 粒子的平均能量为 . 48. 下列关于古代物理实验思想的特点描述错误的是( )A.实验仅仅在少数与日常生活比较密切的项目中进行，零星不够系统B.大多是定量的记录、分析C.大多数实验仅限于现象的描述，缺少概括、总结且形成比较系统的理论D.缺乏用实验来检验已有理论的思想参考答案：B49. 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：B50. 小刚同学站在竖直放置的平面镜前5m处，沿着垂直于平面镜的方向前进了2m，此时他在镜中的像与他本人的距离为（小刚同学站在竖直放置的平面镜前5m处，沿着垂直于平面镜的方向前进了2m，此时他在镜中的像与他本人的距离为（）A2mB3mC5mD6m小刚同学原来站在竖直放置的平面镜前5m处，当沿着垂直于平面镜的方向前进了2m后，距离平面镜还有3m，因为像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离，所以此时像距离平面镜的距离也是3m，因此时他在镜中的像与他本人的距离为6m；故选D51. 侧基极性越大，柔性越大。( )侧基极性越大，柔性越大。()错误52. 中微子是在哪一年被发现的：( )A.1956年B.1995年C.1998年D.2002年参考答案：A53. 弹簧门敞开后自动关上的过程中，_能转化成_能人造地球卫星在近地点时，_能最大，_能最小弹簧门敞开后自动关上的过程中，_能转化成_能人造地球卫星在近地点时，_能最大，_能最小，在远地点时_能最大弹簧门敞开后自动关上的过程中，弹性势能转化为动能，人造地球卫星在从近地点向远地点运行的过程中，速度逐渐减慢，动能减小，但所处高度逐渐增大，重力势能增大，正是减小的动能转化为了重力势能故答案为：弹性势；动；动；重力势；重力势54. 在物理测量中2.85m=2.850m=2.8500m。( )A.正确B.错误参考答案：B55. 有时，教室黑板反光能“晃”着一些同学的眼睛，其原因是_有时，教室黑板反光能“晃”着一些同学的眼睛，其原因是_教室的黑板某些地方非常光滑时，会出现镜面反射，即太阳光被平行的反射到一些同学的眼中，从而“晃”到这些同学的眼镜，其原因是镜面反射故答案为：镜面反射56. 下列哪一项的推理结论采用的是归纳法：( )A.哥白尼日心说B.牛顿万有引力定律C.狄拉克方程D.小孩子都是善良的参考答案：B57. 中国古代的天指的是：( )A.整个宇宙B.太阳系C.银河系D.地月系参考答案：B58. 物理实验中的放大法是按照一定规律将被测量物理量放大以提高测量精度的实验方法。( )A.正确B.错误参考答案：A59. 红外光谱(IR)是由分子内部( )能量跃迁引起的。A转动B电子一振动C振动D振动一转动红外光谱(IR)是由分子内部( )能量跃迁引起的。A转动B电子一振动C振动D振动一转动正确答案：D60. 佛光是科学无法解释的。( )A.错误B.正确参考答案：A