福建师范大学22春《实验物理导论》综合作业一答案参考64

福建师范大学22春实验物理导论综合作业一答案参考1. 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2. 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3. GPS系统是哪个国家研制的：( )A.苏联B.美国C.欧盟D.加拿大参考答案：B4. 若以sp作为核查标准，考查任一次测量，测量次数n=6，以平均值作为测量结果时，其标准不确定度为( )。A.0.0161mB.0.009mC.0.007mD.0.003m参考答案：C5. 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6. 交通信号灯是由发光二极管做成的。( )A.错误B.正确参考答案：B7. LHC指的是：( )A.大型强子对撞机B.国际热核聚变实验堆C.大尺度分子模拟D.液晶显示器参考答案：A8. 下表列出型汽车的有关数据：100km耗油量10L汽车的额定功率50kW汽油的密度 0.75103kg/m3汽油的价格 6.0元/下表列出型汽车的有关数据：100km耗油量10L汽车的额定功率50kW汽油的密度 0.75103kg/m3汽油的价格 6.0元/kg求：（1）若该汽车运行100km耗油量为10L，则需油费多少元？（2）若该汽车在水平路面上以额定功率匀速直线运行，速度为90km/h请计算该车10min内牵引力所做的功和汽车受到的阻力（1）10L=1010-3m3，由=mV得：m=V，则该汽车运行100km耗油质量：m=V=0.75103kg/m31010-3m3=7.5kg，油费为：7.5kg6.0元/kg=45元；（2）50kW=5104W，10min=600s，由P=Wt得：W=Pt，则牵引力所做的功：W=Pt=5104W600s=3107J，汽车的速度：v=90km/h=9013.6m/s=25m/s，由v=st得：s=vt，则10min内汽车行驶的路程：s=vt=25m/s600s=1.5104m，由W=Fs得：F=Ws，则汽车受到的牵引力：F=Ws=3107J1.5104m=2103N，因为汽车在水平路面上做匀速直线运动，所以汽车受到的阻力等于汽车的牵引力，则汽车受到的阻力：f=F=2103N答：（1）需油费45元（2）该车10min内牵引力所做的功是3107J，汽车受到的阻力是2103N9. 求盛在转动圆筒中1mol单原子分子理想气体的自由能、热力学能和熵。设圆筒半径为R，长为l，气体分子质量为m，圆筒求盛在转动圆筒中1mol单原子分子理想气体的自由能、热力学能和熵。设圆筒半径为R，长为l，气体分子质量为m，圆筒绕其轴以匀角速度转动。在运动坐标系的观察者看来，气体的整体转动相当于分子处在一个离心势场中，分子的离心势能为，分子的配分函数为 (V=R2l为圆筒体积)。从而，1mol单原子分子理想气体的自由能 式中N0为阿伏伽德罗常数，F0为1mol单原子分子理想气体整体无转动时的自由能。气体的熵 气体的热力学能 式中是1mol单原子分子理想气体整体无转动时的能量。 在静止坐标系的观察者看来，气体的能量除E0外，还包括转动动能。这一能量的增加应等于其在离心势场中所具能量的减少。分子的平均离心势能上题已给出，所以 由于熵函数只是系统内部混乱程度的度量，与系统整体运动无关，因此 S=S 由此推得自由能 对于非单原子分子的一般情形，我们只要将E0，S0，F0理解成该理想气体整体无转动时的内能、熵、自由能，上述结果仍然适用。 10. 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。 11. 侧基极性越大，柔性越大。( )侧基极性越大，柔性越大。()错误12. 在使用多量程电表时，若不知待测电流值或电压值的大小，应选取最大量程。( )A.正确B.错误参考答案：A13. 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：A14. 宇宙大爆炸学说中表明地球是宇宙的中心，所有的星系都在远离中心。( )宇宙大爆炸学说中表明地球是宇宙的中心，所有的星系都在远离中心。( )正确答案： 15. 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：D16. 以下关于饱和与弛豫的表述中，错误的是( )。A低能级氢核如果与高能级氢核的总数相差不大，核磁以下关于饱和与弛豫的表述中，错误的是( )。A低能级氢核如果与高能级氢核的总数相差不大，核磁共振信号将消失B根据测不准原理，谱线宽度与弛豫时间成反比C横向弛豫过程前后，各种能级核的总数不变D纵向弛豫是高能级的核把能量传递给邻近低能级的核正确答案：D17. 一束光射到平面镜上，入射角是30，反射光线与入射光线的夹角是_。一束光射到平面镜上，入射角是30，反射光线与入射光线的夹角是_。6018. 拉伸强度的单位是( )。 AN BN/m2 C无量纲拉伸强度的单位是()。ANBN/m2C无量纲B19. 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：C20. 随着现代科学技术特别是传感器技术和电子信息技术的迅速发展，复杂的间接测量正被相对简单的直接测量逐步取代。( )A.正确B.错误参考答案：A21. 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 22. 力F作用在一最初静止的、质量为20 kg的物体上，使物体做直线运动，已知力F=30t(SI制)。试求该力在第力F作用在一最初静止的、质量为20 kg的物体上，使物体做直线运动，已知力F=30t(SI制)。试求该力在第二秒内所做的功以及第二秒末的瞬时功率。正确答案：由F=ma得知物体运动的加速度为rn rn 将t=1 s和t=2 s分别代入式(2)得rn 1 s末的速度大小：v1=075 msrn 2 s末的速度大小：v2=30 msrn 由动能定理得第2秒内的功为rn rn 第2秒末的瞬时功率rn P2=Fv2=90(J/s)本题为已知力F=F(t)，求一段时间内的功。一般讲这类问题先按动力学第二类问题求出v=v(t)，然后运用动能定理求解最为简便。当然我们可以按动力学第二类问题求出z=z(t)，从而得23. 试将全息图波前的再现与平面镜成像进行比较，其中有何相同和不同之处?试将全息图波前的再现与平面镜成像进行比较，其中有何相同和不同之处?全息图波前再现与平面镜反射成像相比，有如下几个共同点： (1)全息图能再现物光波前，平面镜反射的也是物光波前两者都包含了物体点的振幅信息和相位信息，因而都能观察到逼真的立体图像 (2)全息图中的每个点(局部)都能再现物体各点的全部信息，平面镜每个点(局部)也都反射物体各点的全部信息，即都是点面对应关系 两者的不同之处有： (1)平面镜反射的只是物光波(虚像)；而全息图再现的是一对孪生的可能有所偏转和缩放的物光波和物光波的共轭波 (2)全息图再现的虚像可在原物的位置，实像和虚像可能相对全息图镜像对称；而平面镜所成的虚像与原物镜像对称 (3)全息图再现像可以移位和缩放，而平面镜成像既不能移位，也不能缩放 24. 修正法是在实验测量及数据处理中修正由环境、仪器等因素引起的测量偏差。( )A.正确B.错误参考答案：A25. 波谱图的基本构成三要素：_(定性指标)、_和_(定量指标)。一般进行波谱分析时，要波谱图的基本构成三要素：_(定性指标)、_和_(定量指标)。一般进行波谱分析时，要同时注意到谱峰的三要素，才能得到正确的结论。正确答案：谱峰的位置谱峰的形状谱峰的强度谱峰的位置,谱峰的形状,谱峰的强度26. 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A27. 泡林规则能解释CaCO3和CaTiO3之间的晶格结构区别吗?为什么?泡林规则能解释CaCO3和CaTiO3之间的晶格结构区别吗?为什么?按照泡林第一规则，CaCO3晶体中一定是以化学价较高的CH4+正离子为中心构筑氧配位多面体的。四价锌离子的半径为，二价氧离子的半径为，那么正负离子的半径比为，按照泡林第一觇则，CO3应该是正三角形结构，也就是-2价的碳酸根络合阴离子。晶体CaCO3有可能是方解石或文石，这些晶体中确实是由二价钙离子和二价的络合碳酸根阴离子构成的，具体的空间排列比较复杂。 按照泡林第一规则，CaTiO3晶体中一定是以化学价较高的Ti4+正离子为中心构筑配位多面体的。四价锌离子的半径为，二价氧离子的半径为，那么正负离子的半径比为，按照泡林第一规则，钛氧配位体应该是正八面体结构，这就是著名的ABO3型钙钛矿结构。 28. 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29. 光线沿与镜面成60角的方向射到镜面上，入射角是_ 。当入射角变小时，反射角将_ （填“变大”、“变小”光线沿与镜面成60角的方向射到镜面上，入射角是_ 。当入射角变小时，反射角将_ （填“变大”、“变小”或“不变”）。30 变小30. 使用偏光显微镜观察球晶时有哪些注意事项?使用偏光显微镜观察球晶时有哪些注意事项?(1)在任何时候都不许用手或硬物擦拭镜头，当镜头有灰尘或脏东西时，必须先用吸耳球吹气，再用擦镜纸小心擦拭。 (2)先用低倍数的物镜观察，选择一个球晶作为目标后，再将高倍数的物镜填入，进行测量。 (3)观察时应先将微调手轮置于中间位置，再用粗调手轮慢慢放下镜头，眼睛从侧面观察，让镜头置于接近试样的位置(但又不碰到试样)，然后再边观察边往上调，切忌往下调镜头，否则很易把镜头压坏。 (4)放大倍数高时，焦距特别短，聚焦是困难的，要很小心地转动微调手轮。 (5)选定球晶对好焦距后，应移出检偏镜以产生较亮的背景，从而使球晶直径较易测量，还可以调节光阑以增加反差，使球晶更加清晰可见。 (6)观察时最好两眼都睁开，这样不易疲劳。 31. 中国在科学技术方面已经获得过诺贝尔奖。( )A.错误B.正确参考答案：A32. 经典物理实验思想的特点有( )A.经典物理实验确立了“物理实验+科学推理+数学表达”的物理实验思想，也就是把实验和数学密切地结合起来，把各种物理量之间关系用数学表达式联系起来，使实验的结果上升到普遍的定理和规律，在物理实验和物理理论之间建立起互动链条。对近代、现代物理学的发展，影响十分深远。B.建立了误差理论。注意各种因素对实验造成的影响，有意识地在实验中创造理想化的条件，以获得最佳的实验结果。所以，对同一物理常数或实验的研究(如引力常数测量、库仑定律的验证、电荷的测量)，由于测量仪器设备从粗糙到精确，相应地测量值逐步地靠近真值，测量误差减小，有效数字增加。C.“实验-理论-拓展实验-充实理论”的一般物理学发展模式。每一个物理学的学科分支，大多数都是先从物理现象或实验事实开始，通过逻辑推理提出一定的物理学模型，以解释已有的实验事实，然后拓展实验的范围验证该物理模型的合理性，其中可能出现一些新的现象和实验结果，又要反过来修正和充实物理理论，如此循环发展，使理论不断完善。D.“争论-实验-统一”的科学思想方法，对科学问题提出不同的看法，这是常见的事，如何评价这些看法的正确性与合理性，只有通过实验来检验，正所谓“实践是检验真理的唯一标准”。所以，“提出问题-设计实验-验证实验-统一认识，建立完善的理论”是一种常见的物理实验思想方法。参考答案：ABCD33. 浙江大学的体育项目是：( )A.逆行B.马拉松C.乒乓球D.羽毛球参考答案：A34. 电磁波的发现揭开了现代通信的新纪无电磁波已成为人类文明的重要标志但值得注意的是，电磁波也会造成_电磁波的发现揭开了现代通信的新纪无电磁波已成为人类文明的重要标志但值得注意的是，电磁波也会造成_造成电磁波污染的原因是多方面的随着城市的发展，市区扩大，建筑用地日趋紧张，使原本处于郊区的大功率电磁发射台电视广播发射台站逐渐被新建居民区包围，卫星通讯的发展使得城市出现众多的卫星地面站有的地区发射天线过密，移动通讯技术迅速发展其电磁波信号采用直线传播，在市区高层建筑上架设许多起联络作用的基地台站，天线林立，形成相互间的交调干扰；还有部分架设不合理的天线对附近高层住宅居民产生电磁波污染，传输电力的超高压输电线路和城市交通运输系统使电磁污染增加另外，家用电脑、彩电、音响、微波炉、电磁灶、无线手机、电热毯都会辐射出电磁波，也会造成环境电磁污染故答案：污染35. 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。36. 第一次把光的粒子性和波动性统一起来的科学家是：( )A.普朗克B.爱因斯坦C.德布罗意D.费米参考答案：B37. 把点电荷Q从很远处移向内、外半径依次为R1、R2的导体球壳，并穿过球壳上一小孔一直移至导体球壳的球心处，求此把点电荷Q从很远处移向内、外半径依次为R1、R2的导体球壳，并穿过球壳上一小孔一直移至导体球壳的球心处，求此过程中外力所做的功设点电荷Q的半径为a(相对而言a很小)，其产生的电场强度 则初始状态的申场能 末状态的电场能 外力在这个过程所做的功 38. 生物显微镜常用的透射照明方式有( )和柯勒照明两种。柯勒照明系统主要由( )、( )、( )和两个生物显微镜常用的透射照明方式有( )和柯勒照明两种。柯勒照明系统主要由( )、( )、( )和两个光阑组成，它与显微镜系统的光瞳衔接关系是( )。正确答案：(临界照明)(光源)(柯勒镜)(聚光镜)(照明系统的出瞳与显微镜系统的入窗重合、照明系统的出窗与显微镜系统的入瞳重合)(临界照明)(光源)(柯勒镜)(聚光镜)(照明系统的出瞳与显微镜系统的入窗重合、照明系统的出窗与显微镜系统的入瞳重合)39. 测量一个1000米的长度时，绝对误差为米，测量另一个100米的长度时，绝对误差也为1m，两个的绝对误差和相对误差都一样。( )A.正确B.错误参考答案：B40. 入射光线与平面镜的夹角为40，则反射角为_；若入射角增大10，反射角将增大_。入射光线与平面镜的夹角为40，则反射角为_；若入射角增大10，反射角将增大_。50；1041. 当汽车发出的光射到尾灯上时，它会使光_，以便引起司机的注意。当汽车发出的光射到尾灯上时，它会使光_，以便引起司机的注意。反射42. 测量磁感应强度常用霍尔效应法。( )A.正确B.错误参考答案：A43. 设大气的温度不随高度改变，则分子数密度随高度按指数规律减小。试证明这一结论。设大气的温度不随高度改变，则分子数密度随高度按指数规律减小。试证明这一结论。由及理想气体状态方程p=nkT，其中n是分子数密度，所以有 得 44. 慕尼黑是哪个国家的城市：( )A.美国B.澳大利亚C.加拿大D.德国参考答案：D45. 在一个特制的阴极射线管中，测得其射线电流为60A，求每10s有多少个电子打击在管子的荧屏上。在一个特制的阴极射线管中，测得其射线电流为60A，求每10s有多少个电子打击在管子的荧屏上。正确答案：46. 相对性原理最早的阐述出自：( )A.伽利略B.牛顿C.爱因斯坦D.波尔兹曼参考答案：A47. 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：ABCD48. 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： D49. 2012年6月6日，艺术家们在北京国家大剧院演奏黄河颂时，听众能分辨出小提琴和钢琴发出的声音，这是因为它们2012年6月6日，艺术家们在北京国家大剧院演奏黄河颂时，听众能分辨出小提琴和钢琴发出的声音，这是因为它们的A、音色不同B、响度不同C、节奏不同D、音调不同A50. 原子由原子核和外围电子组成的，原子核又由质子和中子组成。( )原子由原子核和外围电子组成的，原子核又由质子和中子组成。( )正确答案：51. 多聚甘氨酸多肽最可能形成的蛋白质二级结构类型是_。多聚甘氨酸多肽最可能形成的蛋白质二级结构类型是_。正确答案：-折叠-折叠52. 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：A53. 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：B54. 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 . 55. 用电位差计测量电池内阻的实验方法是补偿法。( )A.正确B.错误参考答案：A56. 设电磁波频率f=400MHz，当y=0.5m，t=0.2nS时，E的最大值为250V/m，表征其方向的单位矢量为0.6ex-0.8ez，试用时间设电磁波频率f=400MHz，当y=0.5m，t=0.2nS时，E的最大值为250V/m，表征其方向的单位矢量为0.6ex-0.8ez，试用时间的函数表示该均匀平面波在自由空间中沿ey方向传播的电场E和磁场H。在自由空间中 =2f=8108(rad/s)， 设 E=250(0.6ex-0.8ez)cos(t-ky+)= 由题意，当t=0.2(ns)=0.210-9(s)，y=0.5(m)时，场量达最大值，则有 得 =1.17(rad)=211 所以 E= H= 57. 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)58. 可利用超导线圈中的持续大电流的磁场存储能量。若要存储1KWh的能量，利用1.0T的磁场，需要多大体积的磁场?若可利用超导线圈中的持续大电流的磁场存储能量。若要存储1KWh的能量，利用1.0T的磁场，需要多大体积的磁场?若利用线圈中500A的电流储存上述能量，则该线圈自感系数应多大?在磁感应强度为B的体积V中，磁场能量 由此可得 自感系数为L的线圈中当电流为I时，它所储存的磁能为 由此可得 59. 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A60. 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