福建师范大学21秋《实验物理导论》平时作业一参考答案4

福建师范大学21秋实验物理导论平时作业一参考答案1. 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B2. 拱桥和吊桥分别利用的是：( )A.石头和钢筋的抗拉性能B.石头和钢筋的抗压性能C.石头的抗拉性能和钢筋的抗压性能D.石头的抗压性能和钢筋的抗拉性能参考答案：D3. 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C4. 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5. 一个有旋转对称表面的水壶。其对称轴沿竖直方向，在壶底的正中间开一个半径为r0的小孔，为使液体从底部小孔流一个有旋转对称表面的水壶。其对称轴沿竖直方向，在壶底的正中间开一个半径为r0的小孔，为使液体从底部小孔流出的过程中壶中液面下降的速率保持不变，试求壶的表面形状。(古代用此漏壶计时。)将对称轴设为z轴，壶的表面由平面曲线z=u2(r4-r04)/2gr04绕z轴旋转而成，其中u为假设的液面下降速率。6. 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 7. 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：C8. 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 9. 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：A10. 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A11. =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；$302eV12. 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 13. 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14. 物体在平面镜中像的大小取决于 A平面镜的大小 B平面镜放置的高低C物体本身的大小 D物体到平面镜的距物体在平面镜中像的大小取决于A平面镜的大小B平面镜放置的高低C物体本身的大小D物体到平面镜的距离C15. 高福利社会是共同提高了大家的最低点，有助于提高人们的积极性，提高动力。( )高福利社会是共同提高了大家的最低点，有助于提高人们的积极性，提高动力。( )正确答案： 16. 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：B17. 2010年后，世界碳排放第一的国家是：( )A.美国B.日本C.印度D.中国参考答案：D18. 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：A19. 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，34020. 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21. 试简述高分子结晶的特点。试简述高分子结晶的特点。22. 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23. 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24. 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：ABC25. 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26. 下列设备的运行与电磁波无关的是 A医院里，医生利用B超可观察到母体内的婴儿情况 B“嫦娥一号”接收地面指下列设备的运行与电磁波无关的是A医院里，医生利用B超可观察到母体内的婴儿情况B“嫦娥一号”接收地面指挥中心的运行指令实现变轨而奔向月球C汽车上安装有GPS（全球卫星定位系统）以确定行驶路线和距离D在汶川大地震发生后救灾人员利用卫星电话恢复了与外界的通讯联系A27. 由于实验方法和理论的不完善或测量所依据公式的近似性而导致的误差为方法误差。( )A.正确B.错误参考答案：A28. 服务强度；服务强度；正确答案：29. 在长度的测量中以下4个值哪个是由螺旋测微计测得的?( )A.L=2.52cmB.L=2.526cmC.L=2.5262cmD.L=2.52622m参考答案：C30. 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：B31. 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：B32. 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：C33. 测距显微镜是利用镜筒的平移来测量微小长度的能够利用望远镜筒的平移来测量远处物体的长度吗?为什么?测距显微镜是利用镜筒的平移来测量微小长度的能够利用望远镜筒的平移来测量远处物体的长度吗?为什么?测距显微镜是通过测量中间像的距离计算出被测物的长度的当显微镜的镜筒垂直光轴移动时，被测物通过物镜所成的中间像随之移动设镜筒横移y，测中间像横移为y=V0y(其中V。为物镜的横向放大率)通过对中间像全部移过距离的测量，即可得出被测物的长度而望远镜所观察的物体在无穷远处，物面上每一个点入射到望远镜的物镜上，是不同方向的平行光镜筒若作横向移动，并不改变入射平行光的方向，则通过望远镜物镜所成的中间像并不移动因此，企图利用横向平移望远镜筒以测量远处物体的长度，是不可行的34. 原始资料报告格式要求中，包括以下几项中的哪几项( ) 1实验报告的案头部分;2实验仪器;3原始数据;4异常现象。A.1，2，3B.1，2，4C.1，3，4D.1，2，3，4参考答案：D35. 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 36. 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)37. 佛光是科学无法解释的。( )A.错误B.正确参考答案：A38. 从热力学角度来看，熵函数具有什么性质?在两平衡态之间可以经历各种过程(也包括不可逆过程)，怎样从热力学角度来看，熵函数具有什么性质?在两平衡态之间可以经历各种过程(也包括不可逆过程)，怎样来计算两平衡态的熵变呢?举例说明。正确答案：熵是个状态函数与过程无关只由系统的状态决定。可在两平衡态之间取一可逆过程用式来求熵变。如绝热自由膨胀过程其熵变的计算可设初、末两态与绝热自由膨胀过程时的初、末两态一致的等温可逆过程在此过程中计算熵变即熵是个状态函数,与过程无关,只由系统的状态决定。可在两平衡态之间取一可逆过程,用式来求熵变。如绝热自由膨胀过程,其熵变的计算,可设初、末两态与绝热自由膨胀过程时的初、末两态一致的等温可逆过程,在此过程中计算熵变,即39. 若某次质量测量的结果为x=56.275g，x=0.065g，则结果表示为x=( )A.56.2750.065B.56.280.06C.56.280.07D.56.30.1参考答案：B40. 目前，已经可以实现常温下的超导了。( )A.错误B.正确参考答案：A41. 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B42. 古代物理实验思想有哪些特点( )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.大多局限于定性的观察而缺少定量的记录、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：ABCD43. 利用14C的放射性可以测定古生物遗骸的年代如测得古墓遗骸骨100g中14C的-衰变率为900min，14C的利用14C的放射性可以测定古生物遗骸的年代如测得古墓遗骸骨100g中14C的-衰变率为900min，14C的半衰期为5730a，求此墓的年代(设大气中14C和12C数目之比为1310-12)正确答案：44. 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 45. 在调零或者调平衡的过程中经常用到的方法是逐次逼近式的调整，即在调整过程中，均应先确定平衡点所在的范围，然后逐渐缩小这个范围直至最后调到平衡点。( )A.正确B.错误参考答案：A46. 误差按来源可分为( )A.方法误差B.环境误差C.人为误差D.仪器误差参考答案：ABCD47. 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： 48. 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。 49. 设一维箱宽a=0.2nm，试计算其中电子最低的三个能级值.设一维箱宽a=0.2nm，试计算其中电子最低的三个能级值.设一维箱沿x轴，边界为x=+a/2.粒子在箱内自由运动，但不能到箱外.所以，在箱内(-a/2xa/2)波函数可以写成波长相同的正反两个方向德布罗意波的叠加，在边界上(x=a/2)波函数为0.满足这个条件的波是以边界处为节点的驻波，即波在边界上来回反射，箱宽a是半波长的整数倍， 代入德布罗意关系p=h/，就得到电子能级为 于是有 一维箱只是一个十分简化的模型，实际的微观物理体系不可能有这样明晰的锐边界，波函数多多少少总会有一些传播到边界以外的区域，不过，这个模型反映了某些物理体系的基本特征，突出了这些体系的主要特点，所以它也并不是单纯用来训练学生的思考和解题能力的工具，而是在一些实际问题中起着重要的作用. 50. 1997年7月26日，“火星探路者”航天器发回地球的火星表面白天的气压为6.71mbar(1mbar=102Pa)，温度为-13.3，此1997年7月26日，“火星探路者”航天器发回地球的火星表面白天的气压为6.71mbar(1mbar=102Pa)，温度为-13.3，此时火星表面1cm3内平均有多少个分子?由理想气体状态方程p=nkT，得火星表面的分子数密度为 51. 归纳的事例越少越好。( )A.错误B.正确参考答案：A52. 经典电磁理论的创始人是：( )A.开尔文B.麦克斯韦C.牛顿D.伽利略参考答案：B53. 用激光进行电话通信传递，是利用了激光下列哪个特点：( )A.功率大B.单色性好C.相干性好D.方向性好参考答案：B54. 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：ABCD55. 用最小二乘法计算截距和斜率时，宜用有效数字的运算法則计算中间过程。( )A.正确B.错误参考答案：B56. 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。 57. 福州地铁正在建设中，为解决噪声扰民的问题，地铁公司对部分设备安装了消声装置，这种减弱噪声的途径是在A声福州地铁正在建设中，为解决噪声扰民的问题，地铁公司对部分设备安装了消声装置，这种减弱噪声的途径是在A声源处B传播过程中C人耳处D声源和人耳处A地铁公司对部分设备安装了消声装置，是在声源处减弱噪声；故A正确；BCD错误；故选A58. 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A59. 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：ABCD60. 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：B