物理学与高新技术
北航基础物理研究性报告讲解
北航基础物理研究性报告讲解
北航基础物理实验研究性报告1051 电位差计及其应用 140221班 2015-12-13 第一作者:邓旭锋14021014 第二作者:吴聪14021011
目录 1.引言 (4) 2.实验原理 (5) 2.1补偿原理 (5) 2.2 UJ25型电位差计 (8) 3.实验仪器 (10) 4.实验步骤 (10) 4.1自组电位差计 (10) 4.2 UJ25型箱式电位差计 (11) 5.实验数据处理 (12) 5.1 实际测量Ex的大小 (13) 5.2 不确定度的计算 (13) 5.3 测量结果最终表述 (14) 5.4 实验误差分析 (14) 6.实验改进与意见 (14) 6.1 实验器材的改进 (8) 6.2 实验方法改进 (10) 6.3 实验内容的改进 (10)
7.实验感想与体会 (21) 【参考文献】 (24) 摘要:将电位差计实验中的补偿法原理应用于电学物理量的测量中，该方法可以用来精确测量电流、电阻、电压等电学量，也可以利用电位差计，获得比较精确的二极管伏安特性曲线可以避免了因电表的内阻而引起的测量误差。利用实验室现有仪器设计了一些切实可行的新实验。 关键字：电位差计；补偿法；UJ23型电位差计；电阻；系统误差。 1.引言 电位差计是电压补偿原理应用的典型范例，它是利用电压补偿原理使电位差计变成一内阻无穷大的电压表，用于精密测量电势差或者电压。同理，利用电流补偿原理也可以制作一内阻为零的电流表，用于电流的精密测量。 电位差计的测量精确度高，且避免了测量的接入误差，但它的操作比较复杂，也不易实现测量的自动化。在数字仪表迅速发展的今天，电压
物理学与高新技术作业题
《物理学与高新技术》作业 （所有选修本课程的学生必须交作业，否则成绩为不及格） 一、简答题 1. 物理学是技术的基础。在近代物理学研究成果的基础上，产生了一系列的高新技术学术领域和产业，你所了解的有哪些？ 通信技术与产业、激光技术与产业、电子技术与产业、光子技术与产业、计算机技术与产业等等。 2. 自然科学的研究对象是什么？ 自然科学是研究自然界的物质形态、结构、性质和运动规律的科学。科学是研究自然界不同事物的运动、变化和发展的专门知识，有着巨大的理论指导意义，为技术的发展提供理论和依据。 3. 技术的涵义是什么？ 技术是人类在利用自然、改造自然,为人类实现社会需要，促进社会发展而创造和发展起来的各种活动方式、手段、方法和技能的总和。 4. 物理学的研究对象是什么？ 物理学是研究物质的最基本、最普遍的运动形式以及物质的基本结构的科学。物理学研究的内容极其广泛，其空间尺度从亚核粒子到浩瀚的宇宙，其包含的时间从宇宙诞生到无尽的未来。 5. 物理学中常用的两种分析方法是什么？ 物理学中常用的两种分析方法是定性分析法和定量分析法，定性分析法是指判断性的分析，如判断某种因素是否存在，判断某种事物有何性质等；定量分析法是对事物作数量上的分析。从定性到定量，这是物理学发展的必然。 6. 物理实验创新的内容包括那些？ 物理实验创新包括：实验设计思想创新；实验仪器设备创新；实验研究方法创新；实验设计思想创新。其中，实验设计思想创新是关键。 7. 1877年，氧气被液化，液化点的温度是多少？氮气被液化，液化点的温度是多少？1898年，杜瓦（J. Dewar ) 第一次将氢气液化，液化点的温度是多少？1908年，荷兰，莱登实验室的卡末林·昂纳斯（Kamer lingh Onnes），第一次将氦气液化，液化点的温度是多少？ 1877年，氧气被液化，液化点：-183oC，绝对温度：90K。氮气被液化，液化点：-196oC，绝对温度：77K。1898年，杜瓦（J. Dewar ) 第一次将氢气液化，液化点：-253oC，绝对温度：20K。1908年，荷兰，莱登实验室的卡末林·昂纳斯（Kamer lingh Onnes），第一次将氦气液化，液化点：-268.75oC，绝对温度：4.25K。 8. 超导体的基本物理性质中零电阻效应指的是什么？超导体的迈斯纳效应指的是什么？ 超导体的基本物理性质中零电阻效应是指：（1）超导体的临界温度Tc。电阻突然消失的温度被称为超导体的临界温度。（2）超导体的临界磁场。超导电性可以被外加磁场所破坏，处于温度为T（T 中国计量学院200 5 ~ 200 6 学年第 2 学期 《 大学物理A(上) 》课程考试试卷（ A ） 开课二级学院： 理学院 ，考试时间： 年____月____日 时 考试形式：闭卷■、开卷□，允许带 入场 考生姓名： 学号： 专业： 班级： 一、选择题（30分，每题3分） 1、（0587）如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动．设该人以匀速率0v 收绳，绳不伸长、湖 水静止，则小船的运动是 (A) 匀加速运动． (B) 匀减速运动． (C) 变加速运动． (D) 变减速运动． (E) 匀速直线运动． ［ ］ 2、 （5020） 有一劲度系数为k 的轻弹簧，原长为l 0，将它吊在天花板上．当它下端挂一托盘平衡时，其长度变为l 1．然后在托盘中放一重物，弹簧长度变为l 2，则由l 1伸长至l 2的过程中，弹性力所作的功为 (A) ?-21d l l x kx ． (B) ? 2 1 d l l x kx ． (C) ?---0201d l l l l x kx ． (D) ? --0 20 1d l l l l x kx ． ［ ］ 3、（0073） 质量为m 的一艘宇宙飞船关闭发动机返回地球时，可认为该飞船只在地球的引力场中运动．已知地球质量为M ，万有引力恒量为G ，则当它从距地球中心R 1处下降到R 2 处时，飞船增加的动能应等于 (A) 2 R GMm (B) 2 2 R GMm (C) 212 1R R R R GMm - (D) 21 21R R R GMm - (E) 2 2 212 1R R R R GMm - [ ] 一、论述学习本系列讲座后的实际收获（宏观或微观，对整体讲座或者某一讲也可结合所在专业或阅读文献后的收获） 《现代物理学与高新技术》系列讲座让我对物理学和高新技术的发展有了更前沿、也深入的了解，我认识到，在现代社会进步的历程中,基础性很强的物理科学和应用性很强的高新技术,扮演着不同的角色.但它们之间却存在着紧密的相互联系和深刻的相互作用。讲座中老师精彩的讲授，提升了我对物理学的兴趣，让我在生活和本专业的学习中，能主动地思考我所运用的方法和技术的物理学原理。尤其是物理学发展所产生的高新技术在医学和检测方面的应用，让我深深体会到了物理之美，技术之妙。 自1895年伦琴发现了X射线开始，到现在一百多年，医学影像技术的发展已经历了几个重要的时期，X射线检查技术、数字减影血管造影技术（DSA）、CT检查技术、核磁共振检查技术（MRI）、超声检查技术等建立起了医学影像检查技术体系。先进的影像检测技术帮助医生更加准确和迅速地确认患者的病灶和病因，拯救了无数的生命。几年前，我的外祖父身体不适，在做心脏造影过程中发现两处血管严重堵塞，进行了搭桥手术，现在身体和精神状况比之前好了很多。试想如果没有先进的造影技术，我的外祖父很可能要长久地忍受病痛的折磨，甚至会过早地去世。因此现代物理学与高新技术的发展在生命科学方面的应用和贡献，让我满怀感激之情。 在系列讲座中，老师提到了很多现代检测技术，它们的基础和核心基本都是现代物理学发展的产物，我结合老师的讲解和课下查阅资料明白了很多技术的物理学原理和应用。 比如，老师在讲解超导物质时提到了，MRI是超导物质的一项重要应用。通过进一步查资料，我了解到，MRI的物理学基础是以原子核的自旋运动引起的核磁共振现象。MRI 的基本原理是将人体置于特殊的磁场中，用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核，引起氢原子核共振，并吸收能量。在停止射频脉冲后，氢原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收的能量释放出来，被体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像。而那个特殊的磁场，则是MRI设备中一个核心部分——磁体系统。磁体系统中的主磁体的有永磁型、常导型和超导型三种，其中超导型材料通过电磁作用产生磁场，常用的超导材料为铌钛合金，使用液氦冷却，因为造价昂贵，所以检测费用也十分高昂。但相比于X射线检测、CT检测，MRI 彻底摆脱了电离辐射对人体的损害，又有参数多，信息量大，可多方位成像，以及对软组织有高分辨力等突出的特点，因此被广泛用于临床疾病的诊断，对有些病变成为必不可少的检查方法。 在我的专业学习中，也经常会用到很多检测技术：红外光谱、拉曼光谱、紫外可见吸收光谱、核磁、SEM、TEM等。一系列高新技术为我们合成的产品或材料提供了全面且准确的检测手段，帮助我们判断实验方案的准确性和优良性，帮我们及时、正确地修正实验方案。如果没有现代物理学的发展，没有高新技术的支持，各类学科和技术的发展可能会如鸟儿没有了双眼，轮船没有罗盘一样，举步维艰吧。 虽然我的专业不是物理学，但物理学及其衍生出的高新技术已渗透到我们生活、学习、工作的方方面面，所以我们必须学好物理学，并且灵活地运用于生活、工作中，紧跟时代的步伐，把握高新技术发展的脉搏，让现代物理学与高新技术帮助我们各个学科和领域发现更多，创造更多，为人类社会和自然界做出更大贡献！ 大学物理第1章质点运动学知识点复习及练 习 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 第1章 质点运动学（复习指南） 一、基本要求 掌握参考系、坐标系、质点、运动方程和轨迹方程的概念，合理选择运动参考系并建立直角坐标系，理解将运动对象视为质点的条件. 掌握位矢、位移、速度、加速度的概念；能借助直角坐标系计算质点在平面内运动时的位移、平均速度、速度和加速度.会计算相关物理量的大小和方向. 二、基本内容 1．位置矢量（位矢） 位置矢量表示质点任意时刻在空间的位置，用从坐标原点向质点所在点所引的一条有向线段，用r 表示．r 的端点表示任意时刻质点的空间位置．r 同时表示任意时刻质点离坐标原点的距离及质点位置相对坐标轴的方位．位矢是描述质点运动状态的物理量之一．对r 应注意： （1）瞬时性：质点运动时，其位矢是随时间变化的，即)(t r r =．此式即矢量形式的质点运动方程． （2）相对性：用r 描述质点位置时，对同一质点在同一时刻的位置，在不同坐标系中r 可以是不相同的．它表示了r 的相对性，也反映了运动描述的相对性． （3）矢量性：r 为矢量，它有大小，有方向，服从几何加法．在平面直角坐标系xy o -系中 j y i x r += 22y x r r +== 位矢与x 轴夹角正切值 x y /tan =θ 质点做平面运动的运动方程分量式：)(t x x =，)(t y y =． 平面运动轨迹方程是将运动方程中的时间参数消去，只含有坐标的运动方程)(x f y =. 2．位移 j y i x t r t t r r ?+?=-?+=?)()( 填空，选择 第一章 质点运动学 一、选择题 1、质点作曲线运动，→ r 表示位置矢量，s 表示路程，t a 表示切向加速度，下列表达式中 [ D ] （1） a dt dv =； （2）v dt dr =； （3）v dt ds =； （4）t a dt dv =。 （A ）只有（1），（4）是对的； （B ）只有（2），（4）是对的； （C ）只有（2）是对的； （D ）只有（3）是对的。 2、质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，每t 秒转一圈，在2t 时间间隔中，其平均速度大小与平均速率大小分别为 [ B ] (A) t R π2, t R π2 ； (B) 0， t R π2； (C) 0，0； (D) t R π2，0. 3、一运动质点在某瞬时位于矢径),(y x r 的端点处，其速度大小为 [ D ] (A) dt dr (B) dt r d (C) dt r d (D) 22 )()(dt dy dt dx + 4、一小球沿斜面向上运动，其运动方程为2 45t t s -+=，则小球运动到最高点的时刻是 [ B ] （A ）t=4s ； （B ）t=2s ； （C ）t=8s ； (D) t=5s 5、一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为2 2 r a t i b tj =+ （其中a,b 为常数），则质点作[ B ] （A ）匀速直线运动； （B ）变速直线运动； （C ）抛物线运动； （D ）一般曲线运动。 二、填空题 1．已知质点的运动方程为：j t t i t t r )3 14()2125(3 2++-+=. 当 t ＝2 s 时，a = 4i j -+ 。 2、说明质点做何种运动时，将出现下述各种情况（0v ≠）： （1）0,0n a a τ≠≠，变速率曲线运动； （2）0,0n a a τ≠=，变速率直线运动。 3、一质点运动方程为2 6 x t t =-，则在由0至4s 的时间间隔内，质点的位移大小为_______8m_____,在由0到4s 的时间间隔内质点走过的路程为____10m__________。 理工科大学物理知识点总结及典型例题解析 第一章 质点运动学 本章提要 1、 参照系：描述物体运动时作参考的其他物体。 2、 运动函数：表示质点位置随时间变化的函数。 位置矢量： k t z j t y i t x t r r )()()()( 位置矢量：)()(t r t t r r 一般情况下：r r 3、速度和加速度： dt r d v ； 2 2dt r d dt v d a 4、匀加速运动： a 常矢量 ； t a v v 0 2 2 10 t a t v r 5、一维匀加速运动： at v v 0 ； 2 210at t v x ax v v 22 02 6、抛体运动： x a ； g a y cos 0v v x ； gt v v y sin 0 t v x cos 0 ； 2 210sin gt t v y 7、圆周运动：t n a a a 法向加速度： 2 2 R R v a n 切向加速度：dt dv a t 8、伽利略速度变换式：u v v 【典型例题分析与解 答】 m j t i t j t i t r r ]2)310[(2322220 (2)由以上可得质点的运动方程的分量式x=x(t) y=y(t) 即 x=10+3t 2 y=2t 2 消去参数t, 3y=2x-20 这是一个直线方程.由 m i r 100 知 x 0=10m,y 0=0.而直线斜率 3 2 tga dy/dx k , 则1433 a 轨迹方程如图所示 3. 质点的运动方程为2 3010t t -x 和2 2015t t-y ,(SI)试求:(1) 初速度的大小和方向;(2)加速度的大小和方向. 解.(1)速度的分量式为 t -dx/dt v x 6010 t -dy/dt v y 4015 当t=0时,v 0x =-10m/s,v 0y =15m/s,则初速度的大小为0182 02 00 .v v v y x m/s 而v 0与x 轴夹角为 1412300 x y v v arctg a (2)加速度的分量式为 260-x x ms dt dv a 2 40-y y ms dt dv a 则其加速度的大小为 17222 . a a a y x ms -2 a 与x 轴的夹角为 1433 -a a arctg x y (或91326 ) X 10 2009级基础物理实验期末试题 一、单项选择题（每题3分，共30分） 1、不确定度在可修正的系统误差修正以后，将余下的全部误差按产生原因及计算方法不同分为两类，其中 B 属于A类分量。 A、由测量仪器产生的的误差分析 B、同一条件下的多次测量值按统计方法计算的误差分量 C、由环境产生的误差分析 D、由测量条件产生的误差分量 2、下列说法中 C 是正确的。 A、在给定的实验条件下，系统误差和随机误差可以相互转化 B、当测量条件改变后，系统误差的大小和符号不随之变化 C、随机误差可以通过多次重复测量发现 D、一组测量数据中，出现异常的值即为粗大误差 5、已知()，下列公式中 B 是正确的。 A、 B、 C、 D、 7、用千分尺（精度0、01mm）测某金属片厚度d的结果为 i1234567 1.516 1.519 1.514 1.522 1.523 1.513 1.517 则测量结果应表述为d u(d)= A A、(1.5180.003)mm B、(1.5180.004)mm C、(1.5180.001)mm D、 (1.5180.002)mm 8.tg45°1′有 B 位有效数字 A、 6 B、5 C、 4 D、 3 9、对y=a+bx的线性函数，利用图解法求b时，正确的求解方法是 C 。 A、 b=tg（为所作直线与坐标横轴的夹角实测值） B、 b=（、为任选两个测点的坐标值之差） C、 b=（、为在所作直线上任选两个分得较远的点的坐标值之差） D、 b=（x、y为所作直线上任选一点的坐标） 10、用量程为500mV的5级电压表测电压，下列测量记录中哪个是正确的？ D A、250.43mV B、250.4mV C、250mV D、0.25V 二、填空题（每题3分，共15分） 11、已被确切掌握了其大小和符号的系统误差成为可定系统误差。 12、已知某地的重力加速度值为9.794，甲、乙、丙三人测量的结果分别为：9.7950.024，9.8110.004，9.7910.006，试比较他们测量的精密度、正确度和准确度。甲测量的精密度低，正确度高；乙测量的正确度最低； 通过学习该课程最先让我了解了物理学大致的发展过程总共分为四个阶段。第一阶段是宏观低速阶段，其代表理论是牛顿经典力学；第二阶段是宏观高速阶段，其代表理论是爱因斯坦的相对论力学；第三阶段是微观低速阶段，其代表理论是量子力学；第四阶段是微观高速阶段，其代表理论是量子场论。这四个阶段印证了物理学是稳步向更加向光明的方向前进的，也让我对于物理学的认识更加具有逻辑性。以前的我对于物理学的认识可以说是片段化的认识，只记着牛顿力学、相对论、量子力学等理论或知识，但是对于这些理论的发现顺序却不了解。学习这门课首先让我对物理学的发展有了时间上的认识。 该课程还介绍了一些高新技术所用到的材料以及理论技术等。进入21世纪，人类的发展越来越依赖科技的发展。而科技指的是科学和技术；科学是指人类主动改造自然时，所发现的自然规律；技术是人类在通过发现与掌握自然规律之后，主观见之于客观的对自然能动的改造现有事物功能、性能方法；这二者既是相互独立，又是紧密联系的。这是在哲学课课程上学习到的知识。通过物理学与高新技术课程的学习，让我对科学与技术的辩证关系有了更加深刻的认识。 物理学作为一门自然科学，它始终是其他相关科学的基础。物理学上的进步和突破都会对其他学科的发展起到推进作用,而其他科学尤其是边缘科学上的突破往往都源于物理学的进展。技术更是以物理学为基础发展起来的。如：超导体发展为未来输电零损耗创造了可能、石墨烯的发现让人们得到了能够利用太阳能的技术、高锟用细玻璃丝作为传输介质大大提高了信息传输的速度…… 这些事例都是技术建立在物理学基础上的发展；物理学发现的材料新特性解决了众多技术难题，物理学新的理论左右着技术未来发展的新方向，物理学的发展为人类的更舒适的生活创造着奇迹。所以科学与技术既是相互独立，更是紧密联系的。 但是物理学的快速发展也给人类社会带来了一些灾难，如高新武器的研制、资源的快速耗费等等；所以我认为自然科学的发展还是应该与社会科学的发展相辅相成；正如创立诺贝尔奖项的诺贝尔本人，他对于自然科学的进步起了巨大的推动作用，但是他的研究被大量用于战争中，让数以万计的人类陷入战争的苦难中，作为和平主义者的诺贝尔每每回忆此事都非常难过；所以人类应该从社会科学中学习更多的正义感与责任感，来更好的让自然科学为社会的文明进步作出更巨大的贡献。 物理学作为一门自然科学，是众多专业学科的基础。离开了物理学很多专业学科发展不可能如此的迅速。如：机械制造、轮船制造、桥梁、船舶工程等专业都离不开物理学理论基础。但是就目前国内学生择业来说，对比各种工程类专业，物理学之类的专业理论学科较冷清。这样的现象个人认为是由于国内就业形势严峻、对专业认识程度低造成的原因；目前我国每年有大量的本科生、研究生毕业之后就业无门；而工程类专业毕业生工作相对好找，这是一个原因。另外一个更重要的原因是受家长的影响，学生从高中进入大学对于大学专业的认识不足，家长只是凭借个人主观对就业的判断来个孩子挑选专业，所以造成了物理学专业的冷门。 这样的现象我认为应该得到国家的重视，物理学作为基础中的重中之重应该得到应有的重视。牛顿经典力学、爱因斯坦相对论、量子力学、量子场论等等理论都来自于国外物理学研究者的研究，而来自中国物理学研究者研究的理论又有哪些人熟知呢。所以国家应该重视基础自然学科人才的进一步培养，不能单单注重能够快速促进经济发展的工程类、经济管理类专业发展。 对于物理学的发展，个人认为应该一分为二的去看待。物理学的快速给人来带来幸福的同时，也给人类带来了灾难。我们应该从社会科学的相关学科中借鉴其中的人文情怀，增强研究者对于人类的使命感和责任感。这样才能使人类更好的利用物理学的新研究、新发现，更好的服务于人类。 y 第一章 质点运动学主要内容 一. 描述运动的物理量 1. 位矢、位移和路程 由坐标原点到质点所在位置的矢量r r 称为位矢 位矢r xi yj =+r v v ,大小 r r ==v 运动方程 ()r r t =r r 运动方程的分量形式() ()x x t y y t =???=?? 位移 是描述质点的位置变化的物理量 △t 时间内由起点指向终点的矢量B A r r r xi yj =-=?+?r r r r r △，r =r △路程是△t 时间内质点运动轨迹长度s ?是标量。 明确r ?r 、r ?、s ?的含义(?≠?≠?r r r s ) 2. 速度（描述物体运动快慢和方向的物理量） 平均速度 x y r x y i j i j t t t u u u D D ==+=+D D r r r r r V V r 瞬时速度(速度) t 0r dr v lim t dt ?→?== ?r r r (速度方向是曲线切线方向) j v i v j dt dy i dt dx dt r d v y x ??????+=+==，2222y x v v dt dy dt dx dt r d v +=?? ? ??+??? ??==?? ds dr dt dt =r 速度的大小称速率。 3. 加速度(是描述速度变化快慢的物理量） 平均加速度v a t ?=?r r 瞬时加速度(加速度) 220lim t d d r a t dt dt υυ→?===?r r r r △ a r 方向指向曲线凹向j dt y d i dt x d j dt dv i dt dv dt v d a y x ????ρ ?2222+=+== 2 2222222 2 2???? ??+???? ??=? ?? ? ? ?+??? ??=+=dt y d dt x d dt dv dt dv a a a y x y x ? 二.抛体运动 运动方程矢量式为 2 012 r v t gt =+ r r r 34 理学院物理系陈强 氦气的速率分布曲线如图所示. 解例求(2) 氢气在该温度时的最概然速率和方均根速率 m/s 1000102RT 3=×=?310RT 2?=H )(p v m/s 1041.13 ×=μRT 3)(2H 2=v m/s .310731×=μRT 2=p v 1000He 2 H ) (v f ) m/s (v O (1) 试在图上画出同温度下氢气的速率分布曲线 的大致情况， (2)第二章热平衡态的统计分布律 35 理学院物理系陈强 根据麦克斯韦速率分布律，试求速率倒数的平 均值。 ) (v 1根据平均值的定义，速率倒数的平均值为∫∞=0f 11v v v v d )()(v v v d )π(π/∫∞?=0T k 2m 23B 2 B e T k 2m 4) (d )()π(π/2 B 0T k 2m B 23B T k 2m e m T k T k 2m 42 B v v ??=∫∞?v ππππ4 4 T k 8m T k m 2B B =?==解例第二章热平衡态的统计分布律 36 理学院物理系陈强 根据麦克斯韦速率分布率，试证明速率在最概然 速率v p ~v p +Δv 区间内的分子数与温度成反比(设Δv 很小) T 2T k 2m 23B B 2e T k 2m 4f v v v //)π(π)(?=2 p /3p 2p 2e π 4 v v v v ??=1 1p p e 4f ??=v v π)(将最概然速率代入麦克斯韦速率分布定律中,有 例证v v v Δ=Δ≈Δ?1 B p e T k 2m N 4Nf N π)(T 1 N ∝Δ第二章热平衡态的统计分布律 第1章质点运动学（复习指南) 一、基本要求 掌握参考系、坐标系、质点、运动方程与轨迹方程得概念，合理选择运动参考系并建立直角坐标系,理解将运动对象视为质点得条件、 掌握位矢、位移、速度、加速度得概念;能借助直角坐标系计算质点在平面内运动时得位移、平均速度、速度与加速度、会计算相关物理量得大小与方向、 二、基本内容 １.位置矢量(位矢） 位置矢量表示质点任意时刻在空间得位置,用从坐标原点向质点所在点所引得一条有向线段，用表示．得端点表示任意时刻质点得空间位置.同时表示任意时刻质点离坐标原点得距离及质点位置相对坐标轴得方位.位矢就是描述质点运动状态得物理量之一.对应注意: (１）瞬时性:质点运动时，其位矢就是随时间变化得,即.此式即矢量形式得质点运动方程. (2)相对性:用描述质点位置时，对同一质点在同一时刻得位置,在不同坐标系中可以就是不相同得．它表示了得相对性,也反映了运动描述得相对性. (3）矢量性:为矢量，它有大小，有方向,服从几何加法.在平面直角坐标系系中 位矢与x轴夹角正切值 ? 质点做平面运动得运动方程分量式:,． 平面运动轨迹方程就是将运动方程中得时间参数消去,只含有坐标得运动方程、 ２.位移 得大小?. 注意区分:(1)与,前者表示质点位置变化,就是矢量，同时反映位置变化得大小与方位.后者就是标量,反映从质点位置到坐标原点得距离得变化．(2)与,表示时间内质点通过得路程,就是标量.只有当质点沿直线某一方向前进时两者大小相同，或时,. 3．速度 定义，在直角坐标系中 得方向:在直线运动中,表示沿坐标轴正向运动,表示沿坐标轴负向运动． 在曲线运动中,沿曲线上各点切线,指向质点前进得一方. 北京航空航天大学 2006－2007 学年第 1学期期末 《基础物理学-2》考 试 A 卷 学号 姓名 考试说明：考试为闭卷考试，考试时间为120分钟。 注意事项： 1、 第一部分基础满分共30分。 2、 本部分试题共10题，每题3分。 3、 请用2B 铅笔在答题纸上规范填涂答案。 单项选择题（在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，错选、多选或未选均无分。 1. 下列各图所示的速率分布曲线，哪一图中的两条曲线能是同一温度下氮气和氦气的分子速率分布曲线？ ［ ］ 2. 对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比W / Q 等于 (A) 2/3． (B) 1/2． (C) 2/5． (D) 2/7． ［ ］ 3. 一定量的理想气体向真空作绝热自由膨胀，体积由V 1增至V 2，在此过程中气体的 (A) 内能不变，熵增加． (B) 内能不变，熵减少． (C) 内能不变，熵不变． (D) 内能增加，熵增加． v v ［ ］ 4. 在双缝干涉实验中，设缝是水平的．若双缝所在的平板稍微向上平移，其它条件不变，则屏上的干涉条纹 (A) 向下平移，且间距不变． (B) 向上平移，且间距不变． (C) 不移动，但间距改变． (D) 向上平移，且间距改变． ［ ］ 5. 使一光强为I 0的平面偏振光先后通过两个偏振片P 1和P 2．P 1和P 2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是α 和90°，则通过这两个偏振片后的光强I 是 (A) 21 I 0 cos 2α ． (B) 0． (C) 41I 0sin 2(2α)． (D) 4 1 I 0 sin 2α ． (E) I 0 cos 4α ． ［ ］ 6. 某种透明媒质对于空气的临界角(指全反射)等于45°，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是 (A) 35.3° (B) 40.9° (C) 45° (D) 54.7° (E) 57.3° ［ ］ 7. 宇宙飞船相对于地面以速度v 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过?t (飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为 (c 表示真空中光速) (A) c ·?t (B) v ·?t (C) 2 )/(1c t c v -?? (D) 2 )/(1c t c v -??? ［ ］ 8. 设粒子运动的波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所示，那么其中确定粒子动量的精确度最高的波函数是哪个图？ ［ ］ 9. 如果(1)锗用锑(五价元素)掺杂，(2)硅用铝(三价元素)掺杂，则分别获得的半导体属于下述类型： (A) (1)，(2)均为n 型半导体． x (A)x (B)x (C)x (D) ---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 物理与高新技术课程习题 一简答题 1. 物理学是技术的基础在近代物理学研究成果的基础上，产生了一系列的高新技术学术领域和产业，你所了解的有哪些？答： 物理学是技术的基础在近代物理学研究成果的基础上，产生了一系列的高新技术学术领域和产业，例如通信技术与产业、激光技术与产业、电子技术与产业、光子技术与产业、计算机技术与产业等等。 2. 自然科学的研究对象是什么？答： 自然科学是研究自然界的物质形态、结构、性质和运动规律的科学。 科学是研究自然界不同事物的运动变化和发展的专门知识，有着巨大的理论指导意义，为技术的发展提供理论和依据。 3. 技术的含义是什么？答： 技术是人类在利用自然，改造自然为人类实现社会需要，促进社会发展而创造和发展起来的各种活动的方式，手段、方法和技能的总和。 4. 物理学的研究对象是什么？答： 物理学是研究物质最基本、最普通的运动形式以及物质的基本结构的科学。 物理学研究的内容极其广泛，其空间尺度从亚核粒子到浩瀚的 1 / 12 宇宙，其包含的时间从宇宙诞生到无尽的未来。 5. 物理学中常用的两种分析方法是什么？答： 物理学中常用的两种分析方法是定性分析法和定量分析法。 定性分析法是指判断性的分析，如判断某种因素是否存在，判断某种事物有何性质等；定量分析法是对事物作数量上的分析，从定性到定量，这是物理学发展的必然。 6. 物理实验创新的内容包括哪些？答： 物理实验创新包括： 实验设计思想创新, 实验仪器设备创新，实验研究方法创新，实验设计思想创新，其中，实验设计思想创新是关键。 7. 1877 年，氧气被液化，液化点的温度是多少？氮气被液化，液化点的温度是多少？ 1898 年，杜瓦（J. Dewar）第一次将氢气液化，液化点的温度是多少？ 1908 年，荷兰，莱登实验室的卡末林昂纳斯（kamer lingh Onnes）第一次将氦气液化，液化点的温度是多少？答： 1877 年，氧气被液化，液化点的温度是-183℃，绝对温度： 90k。 氮气被液化，液化点的温度是-196℃，绝对温度： 77k。 1898 年，杜瓦（J. Dewar）第一次将氢气液化，液化点的温度是-253℃，绝对温度： 20k。 y 第一章质点运动学主要容 一. 描述运动的物理量 1. 位矢、位移和路程 由坐标原点到质点所在位置的矢量r r 称为位矢 位矢r xi yj =+r v v ,大小 r r ==v 运动程 ()r r t =r r 运动程的分量形式() ()x x t y y t =???=?? 位移 是描述质点的位置变化的物理量 △t 时间由起点指向终点的矢量B A r r r xi yj =-=?+?r r r r r △，r =r △路程是△t 时间质点运动轨迹长度s ?是标量。 明确r ?r 、r ?、s ?的含义(?≠?≠?r r r s ) 2. 速度（描述物体运动快慢和向的物理量） 平均速度 x y r x y i j i j t t t u u u D D ==+=+D D r r r r r V V r 瞬时速度(速度) t 0r dr v lim t dt ?→?== ?r r r (速度向是曲线切线向) j v i v j dt dy i dt dx dt r d v y x ??????+=+==，2222y x v v dt dy dt dx dt r d v +=?? ? ??+??? ??==?? ds dr dt dt =r 速度的大小称速率。 3. 加速度(是描述速度变化快慢的物理量） 平均加速度v a t ?=?r r 瞬时加速度(加速度) 220lim t d d r a t dt dt υυ→?===?r r r r △ a r 向指向曲线凹向j dt y d i dt x d j dt dv i dt dv dt v d a y x ????ρ ?2222+=+== 2 2222222 2 2???? ??+???? ??=? ?? ? ? ?+??? ??=+=dt y d dt x d dt dv dt dv a a a y x y x ? 二.抛体运动 浅谈物理学与科学技术的关系 -----高一（13）班李倩 在目前的新世纪，科学技术的发展对我们的生活水平、生活方式、文化教育等方面的影响是极为深刻的。从日常的衣食住行中，处处可以感受到科学技术给我们生活带来的变化。各种合成纤维大大丰富了人们的衣着面料；农业的增产提供了丰富的食品，改善了人民的食品结构；至于汽车、飞机的发明和普及带给人们交通的方便、快捷；医学的进步提高了人民的健康水平，延长了平均寿命；教育的普及提高了人民的文化水平；电灯、电话、家用电器的普及大大方便了我们的生活……这样的例子不胜枚举。而这些发展却离不开物理学…… 物理学作为严格的、定量的自然科学带头学科,一直在科学技术的发展中发挥着极其重要的作用。过去如此,现在如此,展望将来亦是如此。现代科学技术正以惊人的速度发展。而在物理学中每一项科学的发现都成为了新技术发明或生产方法改进的基础。首先,物理学定律是揭示物质运动的规律的,使人们在技术上运用这些定律成为可能；第二,物理学有许多预言和结论,为开发新技术指明了方向；第三,新技术的发明,改进和传统技术的根本改造,无论是原理或工艺,也无论是试验或应用,都直接与物理学有着密切的关系。若没有物理基本定律与原理的指导,可以毫不夸大地说,就不可能有现代生产技术的大发展。 在18世纪以蒸汽机为动力的生产时代，蒸汽机的不断提高改进，物理学中的热力学与机械力学是起着相当重要的作用的。 1866年，西门子发明电机，1876年贝尔发明了电话，1879年爱迪生发明电灯，这三大发明照亮了人类实现电气化的道路，电力在生产技术中日益发展起来了。这样的成功与物理中电磁学理论的建立与应用是密不可分的。。 20世纪初相对论和量子力学的建立，诞生了近代物理，开创了微电子技术的时代。半导体芯片,电子计算机等随之应运而生。可以毫不夸张的说，没有量子力学也就没有现代科技。 20世纪60年代初，激光器诞生。激光物理的进展为激光在制造业、医疗科技和国防工业中的应用打开了大门。 20世纪80年代高温超导体的研究取得了重大突破，为超导体的实际应用开辟了道路。磁悬浮列车等。80年代，我国高温超导的研究走在世界的前列。 20世纪90年代发展起来的纳米技术，使人们可以按照自己的需要设计并重新排列原子或者原子团，使其具有人们希望的特性。纳米材料的应用现是一个新兴的又应用很广泛的前沿技术。秦始皇兵马俑的色彩防脱。 在牛顿力学和万有引力定律的基础上发展起来的空间物理，能把宇宙飞船送上太空，使人类实现了飞天的梦想。 激光物理的进展使激光在制造业、医疗技术和国防工业等多个领域中得到了广泛的应用。 生命科学的发展也离不开物理学。脱氧核糖核酸（DNA）是存在于细胞核中的一种重要物质，它是储存和传递生命信息的物质基础。1953年生物学家沃森和物理学家克里克利用X射线衍射的方法在卡文迪许（著名实验物理学家）的实验室成功地测定了DNA的双螺旋结构。 …… 历史的沉积，时代的前沿 ————物理学与高新技术论文 经过一学期的物理学与高新技术学习，我受益良多。这学科是以大学物理学为基础，阐述物理原理在高新技术中的应用，着重阐明物理学基础理论与高新技术的联系。从时时刻刻让我们接触地面的地心引力，到走路必不可缺的摩擦阻力。从我们所熟悉的牛顿的苹果，到一个个投身于物理事业奋斗终身的安培奥斯特。从刚刚发现并开始研究虽然有错误但成为起点的亚里士多德，到今天一项项物理诺贝尔奖项的颁发，一样样物理研究成果的发明创造。从小学的自然科学学到现在的大学物理，我知道，我和物理这两个字，一直都是分不开的。 一、信息技术 生活中离不开信息，信息普遍存在于自然界和人类社会活动中，它的表现形式远远比物质和能量复杂。信息是一个发展中的动态范畴，它随人类社会的演变而相应的扩大或收缩，总的来看信息所涵盖的范围是不断扩大的，可以断定随人类社会的发展信息范畴将进一步扩大。 而信息的传递，都是依靠着物理原理和物理现象，声音和光的传递，信息作为物质世界的一个基本概念，应该具有严谨的物理基础。通过对物质、能量和信息的分析类比，可以引进序间作为信息的物理坐标。随着信息的物理基础的确立，导致对物理学基础的整体扩充。 二、红外技术 红外技术的内容包含四个主要部分，红外辐射的性质，红外元件、部件的研制、把各种红外元、部件构成系统的光学、电子学和精密机械、红外技术在军事上和国民经济中的应用。红外技术发展的先导是红外探测器的发展。60年代激光的出现极大地影响了红外技术的发展，促使出现新的探测器件和新的辐射传输方式，推动红外技术向更先进的方向发展。红外应用产品种类繁多，应用广泛。红外线自1800年被发现以来，人们对她的研究从来没有停止过，目前已经开发出了众多的应用产品，从医疗、检测、航空到军事等领域，几乎处处都能看到红外的身影。本文选择了红外热像、红外通讯、红外光谱仪、红外传感器等几个比较大的 大学物理B2复习知识点 小题知识点 1.简谐运动过程中小球走过不同路程所需的运动时间。（P38习题9-4、P39习题9-17） 2.简谐运动的动能、势能和机械能的变化规律。（P15例题、P38习题9-5） 3.两个同方向同频率简谐振动合成后，合振动的振幅、初相位的判断方法。（P38习题9-6、P41 习题9-31） 4.由波动方程判断机械波的振幅、频率、周期、初相位、波速等物理量。（P89习题10-1、10-2） 5.由波形图判断其上各点的振动方向。（88页问题10-7） 6.两列波干涉的基本条件。（61页文字） 7.驻波的特点（P67页文字、88页问题10-14） 8.分析薄膜干涉的光程差，尤其是半波损失引起的附加光程差。（P177习题11-2、P112例2） 9.劈尖干涉的条纹特征，劈尖几何尺寸发生变化时条纹的变化情况。（P177习题11-3、P115例1） 10.薄膜干涉中增透膜和增反膜厚度的计算。（P112例2、P179习题11-16） 11.夫琅禾费单缝衍射中波带法的分析方法。（P126-128文字，P178习题11-5） 12.布儒斯特定律的内容，当光线以布儒斯特角入射时，入射角、反射角、折射角之间的关系。 （P147-148文字、P182习题11-37） 13.理想气体物态方程、压强、温度及平均平动动能之间的关系。（P220习题12-1、P221习题12-10、 P221习题12-11） 14.刚性单原子分子和刚性双原子分子理想气体的自由度分别是多少、能量均分定理和理想气体的 内能如何计算。（P220习题12-2、P221习题12-13） 15.温度的意义。（P195第一段文字） 16.循环过程中的热力学第一定律，内能、功和热量之间的关系。（P271习题13-4、P272习题13-15） 17.卡诺热机的效率以及功和热量的计算。（P271习题13-5、P275习题13-27） 18.等体过程做功的特点以及热量的计算。（P271习题13-3、P272习题13-12） 19.热力学第二定律的内容，可逆过程和不可逆过程的概念。（P271习题13-6） 20.光子的性质。（P413习题15-3） 21.光电效应的实验规律，光电流产生的条件（P332文字） 计算题知识点 1.由振动曲线分析简谐振动的振幅、周期、频率、初相位以及运动方程。（P37习题9-2、P39习题 9-16） 2.由波形图得出机械波的波动方程，并判断其上某点的振动方程及速度的大小。（P91习题10-15、 P91习题10-16） 3.杨氏双缝干涉的条纹特征，以及实验条件改变时条纹的变化情况。（P177习题11-1、P104例2、 P178习题11-14） 4.自然光、部分偏振光、线偏振光的特征，它们经过偏振片之后光强的变化，以及马吕斯定律的 应用。（P182习题11-38、P182习题11-39） 5.理想气体物态方程，压强、体积、温度三者之间的关系。（P220习题12-6、P220习题12-7） 6.等体过程、等压过程、等温过程、绝热过程做功和热量的计算，以及由这些过程组成的循环过 程做功和热量的计算，循环的效率。（P274习题13-24、P274习题13-25）大学物理_物理学_上册_期末考试复习试卷
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