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西南大学 普通物理选讲二习题答案(正式)

波长为λ的平行单色光垂直的照射到劈尖薄膜上,劈尖薄膜的这是率为n,第二条纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差是__________. 参考答案:3λ/(2n)

[填空题]波长为λ的平行单色光垂直照射到劈尖薄膜上,若劈尖角为θ(以弧度计),劈尖薄膜折射率为n,则反射光形成的干涉条纹中,相邻明条纹的间距为_________. 参考答案:λ/(2nθ)

[填空题]一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃上,就偏振状态来说则反射光为________,反射光矢量的振动方向____________,透射光为_______________。参考答案:完全(线)偏振光, 垂直于入射面, 部分偏振光

[填空题]动能为100eV的电子的德布罗意波长为_________.参考答案:0.1226*10-10m

[判断题]光在指定的两点间传播时,肯定是沿光程为极值路径传播的。参考答案:正确

[判断题]系统处于热力学平衡态时,可简称为处于热平衡态。参考答案:正确

[单选题]由于电子自旋-轨道相互作用将导致能级分裂,在多重能级的结构中,两个相邻能级的间隔

A:与两个J值中较大的值成正比B:与两个J值中较小的值成正比

C:与较大J的J(J+1)值成正比D:与较小J的J(J+1)值成正比参考答案:A

[单选题]在双缝干涉实验中,两缝间距离为d,双缝与屏幕之间的距离为D,波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上,屏幕上干涉条纹中相邻之间的距离是 A:2 λ D / dB:λ d / DC:d D / λD:λ D / d参考答案:D

[单选题]关于热力学第二定律不正确的是 A:不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的动

B:放在一起的几种气体总是趋于彼此混合,而不是彼此分离C:热不能全部转变为功

D:热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体参考答案:D

[单选题]不可逆过程是

A:不能反向进行的过程B:系统不能回复到初始状态的过程C:有摩擦存在的过程或者非准静态的过程

D:外界有变化的过程参考答案:C

[单选题]一定量某理想气体按PVr=C的规律膨胀,其中C为常数,r为绝热常数,则膨胀后理想气体的温度 A:将升高B:将降低C:不变D:升高还是降低,不能确定参考答案:B [论述题]

用波长λ=500nm的单色光垂直照射在由两块玻璃板(一端刚好接触成为劈棱)构成的空气劈尖上。劈尖角θ=2×10-4rad。如果劈尖内充满折射率为n=1.40的液体。求从劈棱数起第五个明条纹在充入液体前后移动的距离。

参考答案:参考答案12

[论述题]

一体积为1.0×10-3 m3 的容器中,含有4.0×10-5 kg的氦气和4.0×10-5 kg的氢气,它们的温度为300C,试求容器中混合气体的压强。

参考答案:参考答案11

[论述题]

一个处于基态的氢原子与另一个基态氢原子碰撞。求可能发生非弹性碰撞的最小速度为多少?已知氢原子的质量是1.67×10-27kg,氢原子基态的能量为E=-13.6eV。

参考答案:参考答案13

第二次作业

[填空题]在双缝干涉实验中,所用单色光波长为λ=562.5nm ,双缝与观察屏的距离D=1.2m,若测得屏上相邻明条纹间距为Δx=1.5nm ,则双缝的间距d=________。参考答案:0.45mm [填空题]随着温度的升高,容器中一定量的理想气体分子碰撞频率 ______ ,平均自由程 ______ 。参考答案:增大,减小

[填空题]一定质量的理想气体,设从某一状态分别经过绝热膨胀,或等温膨胀,或等压膨胀三个不同过程,膨胀了相同的的体积,那么_________膨胀过程中内能增大,_________膨胀过程中内能减少,_________膨胀过程中气体对外做功最多。参考答案:等压,绝热,等压[判断题]任何一个光具组有且只有一个有效光阑。参考答案:正确

[判断题]进行卢瑟福理论实验验证时发现小角散射与实验不符这说明.原子不一定存在核式结构

参考答案:错误

[判断题]系统内部各处性质不随时间变化便处于平衡态。参考答案:正确

[单选题]两块平玻璃构成空气劈尖,左边为棱边,用单色平行光垂直入射,若上面的平玻璃以棱边为轴,沿逆时针方向做微小转动,则干涉条纹的 A:间隔变小,并向棱边方向平移B:间隔变大,并向远离棱边方向平移

C:间隔不变,向棱边方向平移D:间隔变小,并向远离棱边方向平移参考答案:A

[单选题]在双缝干涉实验中,两条缝宽度原来是相等的。若其中一缝的宽度略变窄,则

A:干涉条纹的间距变宽B:干涉条纹的间距变窄C:干涉条纹的间距不变,但原极小处的条纹不在为零

D:不再发生干涉现象参考答案:C

[单选题]缝夫琅和费衍射实验中,当把单缝S稍微上移时,衍射的图样将

A:向上平移B:向下平移C:不动D:消失参考答案:C

[单选题]用白光源进行双缝实验,若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝,用一个纯蓝色滤光片遮盖另一条缝,则

A:纹的宽度将发生改变B:产生红色和蓝色的两套彩色干涉条纹C:干涉条纹的亮度将发生变化

D:不产生干涉条纹参考答案:D

[单选题]对于内能是体系状态的单值函数概念,错误理解是

A:体系处于一定的状态,具有一定的内能B:对应于某一状态,内能只能有一数值不能有两个以上的数值

C:状态发生变化,内能也一定跟着变化D:对应于一个内能值,可以有多个状态参考答案:C

[论述题]

1、压强为1.0×105Pa,体积为0.0082m3的氮气,从初始温度300K加热到400K,加热时(1) 体积不变,(2) 压强不变,问各需热量多少?哪一个过程所需热量大?为什么?

参考答案:参考答案21

[论述题]

2、用波长λ=5398?的平行光入射在单缝上,缝后用焦距f=40cm的凸透镜把衍射光会聚于焦平面上,测得中央明条纹的宽度为3.4mm,单缝的宽度是多少?

参考答案:参考答案22

[论述题]

3、一窄束动能为100KeV 的质子垂直入射到厚度为1.0mg/cm2的金箔上,计数器记录以60。角散射的质子。计数器圆形输入孔的面积为1.0cm2,它到金箔散射区的距离保持10cm ,输入孔垂直对着射到它上面的质子。试问射进计数器的质子的百分数。(金,A=197,Z=79,ρ=1.93×104kg/m3)

参考答案:参考答案23

第三次作业

[论述题]

计算在300K 温度下,氢、氧分子的方均根速率和平均平动动能。

参考答案:

1、解:233210/O M kg mol -=?, 23210/H M kg mol

-=?,

=

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1934/m s ==

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西南大学 普通物理选讲二习题答案(正式)

484/m s ==

平均动能为

232133 1.3810300 6.211022k E kT J --==???=? [论述题]一双缝,缝距d =0.40 mm ,两缝宽都是a = 0.080 mm ,用波长为λ = 4800?的平行光垂直照射双缝,在双缝后放一焦距f =2.0的透镜求:

(1)在透镜焦平面处的屏上,双缝干涉条纹的间距?X ;

(2)在单缝衍射中央亮纹范围内的双缝干涉亮纹数目N 和相应的级数。

参考答案:

解:双缝干涉条纹:(1)第k 级亮纹条件: dsin θ=k λ

第k 级亮纹位置: xk=ftg θ≈fsin θ≈kf λ/d

相邻两亮纹的间距: △x=xk+1-xk=(k+1)f λ/d -kf λ/d=2.4mm

(2)单缝衍射第一暗纹: asin θ=λ

单缝衍射中央亮纹半宽度:△x0= f tg θ1≈fsin θ1≈f λ/a=12mm

∴双缝干涉第±5级主极大缺级。

∴在单缝衍射中央亮纹范围内,双缝干涉亮纹数目 N=9,分别为 k=0, ±1, ±2, ±3, ±4级亮纹或根据d/a=5指出双缝干涉缺第±5级主极大。

[判断题]在光电效应实验装置中,如果入射光的频率越高,则发射出的光电子的能量就一定越大。

参考答案:正确

[判断题]衍射现象与散射现象的根本不同在于衍射是由于个别的不均匀区域所形成的,而散射则是由于大量排列不规则的非均匀的小“区域”的集合所形成的。 参考答案:正确

[判断题]反射光是平面偏振光中的偏振度最大的光。 参考答案:正确

[判断题]两种理想气体的温度相等,则分子平均动能必相等。参考答案:错误

[单选题]真空中波长为λ的单色光,在折射率为n的均匀透明媒质中,从A点沿某一路经传播到B点,路径的长度为l。A、B两点光振动位相差记为Δφ,则

A: l=3λ/2, Δφ=3πB:l=3λ/(2n), Δφ=3nπC:l=3λ/(2n), Δφ=3πD:l=3nλ/2, Δφ=3nπ参考答案:C

[单选题]对于一定质量的理解气体(气体分子间无相互作用),下列过程不可能的是

A:对外做功,同时放热B:吸收热量,同时体积变小C:温度升高,与外界没有热交换,体积不变

D:温度不变,体积增大,从外界吸热参考答案:C

[单选题]对于同体积、同温度、同质量的几种理想气体,以下几个物理量中相等的是

A:分子的平均速率B:内能C:单位体积内的分子数D:分子的平均动能参考答案:D

[单选题]对于温度,有以下几种说法①温度的高低反映了物质内部分子运动剧烈程度的不同;②气体的温度是分子平均平动动能的量度;③气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现,具有统计意义;④从微观上看,气体的温度表示每个气体分子的冷热程度.上述说法正确的是

A:①、②、④B:①、②、③C:②、③、④D:①、③、④参考答案:B

[填空题]一束自然光垂直穿过两个偏振片,两个偏振片方向成450角。已知通过此两偏振片后的光强为I,则入射至第二个偏振片的线偏振光强度为________。参考答案:2I

[填空题]对于每个次壳层,它最多可以容纳的电子数为_____________。参考答案:2(2l+1)第四次作业

[论述题]在某个单缝衍射实验中,光源发出的光含有两种波长λ1和λ2,并垂直入射于单缝上,假如λ1的第一级衍射极小与λ2的第二级衍射级相合,试问(1)这两种波长之间的有何关系?(2)在这两种波长的光所形成的衍射图样中,是否还有其他极小相重合?

参考答案:

解:(1)由单缝衍射公式得asinθ1=λ1 asinθ2=2λ2

由题意可知θ1=θ2,sinθ1= sinθ2

代入上式可得λ1=2λ2

(2)asinθ1=k1λ1=2k1λ2 (k1=1,2,……)

asinθ2=k2λ2 (k2=1,2,……)

对于k2=2 k1,则θ1=θ2,相应的两暗纹相重合。

[论述题]1mol 单原子理想气体从300K加热到350K,(1) 容积保持不变;(2) 压强保持不变;问:在这两过程中各吸收了多少热量?增加了多少内能?对外作了多少功?

参考答案:解:(1)

()

3

8.31350300623

2

V

Q E C T J =?=?=??-=

A=0

(2)

()

3

8.31350300623

2

E J ?=??-=

8.3150416

A p V R T J =?=?=?=

6234161019

Q E A J =?+=+=

[判断题]理想气体分子在连续两次碰撞之间作匀速直线运动。参考答案:正确

[判断题]根据玻尔理论,若将氢原子激发到n=5的状态,则可能出现10条谱线,分别属四个线

系 参考答案:正确

[单选题]下列对于康普顿效应的说法,不正确的是 A :入射光和散射光的波长差与入射波长无关

B :入射光和散射光的波长差与散射物无关

C :入射光和散射光的波长差与散射角无关

D :原谱线强度随散射物原子序数的增加而增加参考答案:C

[单选题]X 射线的本质是

A :阿尔法粒子束

B :贝塔粒子束

C :伽玛粒子束

D :光波参考答案:D

[单选题]海森伯测不准原理的根源在于

A :泡利不相容原理

B :波粒二象性

C :宇称守恒

D :能量守恒原理参考答案:B

[单选题]各种原子的里德伯常数的精确值随下面哪个量的变化而变化

A :原子序数

B :原子量

C :原子核的质量

D :电子的质量参考答案:C

[单选题]如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为600,假设二者对光无吸收,光强为I0的自然光垂直入在偏振片上,则出射光强为 A :I0/8B :3I0/8C :I0/4D :3I0/4参考答案:A

[填空题]对物体做功,使其内能增加是能量的______过程,对物体传递热量,使其内能增加是能量______过程。 参考答案:转化,转移

[填空题]在空气中用波长为λ单色光进行双缝干涉实验时,观察到干涉条纹相邻条纹的间距为 1.33mm ,当把实验装置放在水中时(水的折射率n=1.33),则相邻条纹的间距变为___________。 参考答案:1mm

[判断题]进行卢瑟福理论实验验证时发现小角散射与实验不符这说明.原子不一定存在核式结构

参考答案:错误

第五次作业

[论述题]波长为λ=600nm 的单色光垂直入射到置于空气中的平行薄膜上,已知膜的折射率n=1.54,求

(1) 反射光最强时膜的最小厚度;

(2) 透射光最强时膜的最小厚度。

参考答案:解(1)当反射光最强时)

,2 ,1 ( 22???==+

=?k k nd λλ

所以

n k d 2)21(λ-= 当1=k 时膜的厚度最小,为

n d 4λ= nm 4.9754.14600=?= (2)当透射光最强时,反射光最弱),2 ,10, ( 2)12(2d 2???=+=+=?k k n λ

λ [论述题]有2×10-3m3刚性双原子分子理想气体,其内能为6.75×l02J 。

(1)试求气体的压强;

(2)设分子总数为 5.4×l022个,求分子的平均平动动能及气体的温度。(玻耳兹曼常量k=1.38×l023J.K-1)

参考答案: 解 (1)设分子数为N

kT N p NkT i E V

2==Pa 1035.1V 25?==i E p J N E k 21105.753-?==εNkT E 2

5= K Nk E T 36252==

[判断题]夫―赫实验使用的充气三极管是在板极相对栅极是负电压,栅极相对阴极是正电压 参考答案:正确

[判断题]根据玻尔理论可知,氦离子He+的第一轨道半径是 a0/2 参考答案:正确

[判断题]白光通过双缝成的花样,不管是干涉花样还是衍射花样其中央亮条纹都是白色的 参考答案:正确

[单选题]X 射线射到晶体上,对于间距为d 的平行点阵平面,能产生衍射主极大的最大波长为

B :d/2

C :d

D :2d 参考答案:D

[单选题]在双缝衍射实验中,若每条缝宽,两缝中心间距,则在单缝衍射的两个第一极小条纹之间出现的干涉明纹数为

A :2

B :5

C :9

D :12参考答案:C

[单选题]若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52的玻璃制成的)由空气搬入折射率为1.33的水中,则干涉条纹

A :中心暗斑变成亮斑

B :变疏

C :变密

D :间距不变参考答案:C

[单选题]由两块玻璃片 (n1 =1.75) 所形成的空气劈尖,其一端厚度为零,另一端厚度为0.002cm 。现用波长为7000?的单色平行光,从入射角为30? 角的方向射在劈的上表面,则形成的干涉条纹数为 A :56B :27C :40D :100参考答案:B

[单选题]把一平凸透镜放在平玻璃上,构成牛顿环装置当平凸透镜慢慢的向上平移时,由反射光形成的牛顿环

A :向中心收缩,条纹间隔变小

B :向中心收缩,环心呈明暗交替变化

C :向外扩张,环心呈明暗交替变化

D :向外扩张,条纹间隔变大

参考答案:B

[填空题]在带活塞的气缸中,封闭一定质量的气体,假设气缸不漏气且气缸和活塞不吸收热量.当气体吸收100J 热量,同时对活塞做了40J 功,则气体的内能_____J 。当气体放出100J 热量,同时活塞对它做了40J 的功,则气体的内能______J 。 参考答案:增加60,减小60

[填空题]某气体在温度为T=273K 时,压强为p =1.01×l03Pa ,密度ρ=l.24×l0-2 kg?m -3,则该气体分子的方均根速率为___________。

参考答案:495m?s -1

第六次作业

[论述题] 如图所示,单缝夫琅禾费衍射,若缝宽λ5=b ,透镜焦距cm f 60=,

(1)对应0

5.23=θ的衍射方向,缝面可分为多少个半波带?对应明暗情况如何?(2)求屏

幕上中央明纹的宽度。

若把狭缝宽缩小为λ75.3='b ,估算点P 对应的明暗情况。

参考答案:解(1)衍射角沿θ方向的一组平行光,沿狭缝下缘的光线与沿上缘的光线的光程差为θsin b 所以可分的半波带数

45.23sin 102sin o ===λ

θb N 因为相邻两个半波带的作用正好完全抵消,所以本题θ角对应第2级暗条纹。

(2)中央明纹是两个1级暗条纹所夹区域 由

2.0sin ==b λθ第一级暗纹中心到中央明纹中

心的距离为

0.35.23sin 5.72sin 'o ==='λ

θb N

所以中央明纹宽度为 cm 242==?x x 所以点P 为第1级明条纹中心。

[论述题]1283414492878.doc

参考答案:1283414492879.doc

[判断题]元素周期表中同周期各元素的性质不同,同族各元素的性质基本相同。参考答案:正确

[判断题]在强外磁场中原子的附加能量 除正比于B 之外,同原子状态有关的因子有磁量子数ML 和MS 。参考答案:正确

[判断题]泡利不相容原理说:自旋为半整数的粒子不能处于同一量子态中。参考答案:正确

[单选题]下列能够解释反常塞曼效应的是 A :洪特定则B :泡利不相容原理C :电子的轨道运动D :电子的自旋参考答案:D

[单选题]下列各项中,不属于玻尔理论的基本假设的是 A :角动量量子化条件B :频率条件C :电子的自旋D :定态假设参考答案:C

[单选题]一束圆偏振光通过二分之一波片后透出的光是 A :线偏振光B :部分偏振光C :和原来旋转方向相同的圆偏振光

D :和原来旋转方向相反的圆偏振光参考答案:D

[单选题]杨氏双缝衍射装置中,若双缝中心间隔是缝宽的4倍,则衍射图样中第一,第二级亮纹的强度之比I1:I2为 A :2B :4C :8D :16参考答案:A

[单选题]在双缝干涉实验中,两条缝宽度原来是相等的。若其中一缝的宽度略变窄,则 A :干涉条纹的间距变宽B :干涉条纹的间距变窄

C :干涉条纹的间距不变,但原极小处的条纹不在为零

D :不再发生干涉现象参考答案:C

[填空题]热力学第一定律的微分表达式为___________。参考答案:dQ= dA+dE

[填空题]一双缝干涉装置,在空气中观察时干涉条纹间距为1.0mm 若整个装置方在水中,干涉条纹的间距将为___mm. (设水的折射率为4/3)。 参考答案:0.75