北京邮电大学大学物理实验习题4

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大学物理第六版上册北京邮电大学出版课后答案详解精选全文完整版

大学物理第六版上册北京邮电大学出版课后答案详解精选全文完整版

可编辑修改精选全文完整版大学物理第六版上册北京邮电大学出版课后答案详解1、行驶的汽车关闭发动机后还能行驶一段距离是因为汽车受到惯性力作用[判断题] *对错(正确答案)答案解析:汽车具有惯性2、用如图所示的装置做“探究小车速度随时间变化的规律”实验:1.小车从靠近定滑轮处释放.[判断题] *对错(正确答案)3、马德堡半球实验测出了大气压,其大小等于760mm高水银柱产生的压强[判断题]对错(正确答案)答案解析:托里拆利实验最早测出了大气压强4、11.小敏学习密度后,了解到人体的密度跟水的密度差不多,从而她估测一个中学生的体积约为()[单选题] *A.50 m3B.50 dm3(正确答案)C.50 cm3D.500 cm35、9.在某原子结构模型示意图中,a、b、c是构成该原子的三种不同粒子,能得出的结()[单选题] *A.a和c数量不相等B.b决定原子种类C.质量集中在c上D.a和c之间存在吸引的力(正确答案)6、4.静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变.[判断题] *对(正确答案)错7、下列有关力做功的说法中正确的是()[单选题]A.用水平力推着购物车前进,推车的力做了功(正确答案)B.把水桶从地面上提起来,提水桶的力没有做功C.书静止在水平桌面上,书受到的支持力做了功D.挂钩上的书包静止时,书包受到的拉力做了功8、1.与头发摩擦过的塑料尺能吸引碎纸屑。

下列与此现象所反映的原理相同的是()[单选题] *A.行驶的汽车窗帘被吸出去B.挤压后的吸盘吸在光滑的墙上C.用干燥的双手搓开的塑料袋会吸在手上(正确答案)D.两个表面光滑的铅块挤压后吸在一起9、下列措施中,能使蒸发减慢的是()[单选题]A.把盛有酒精的瓶口盖严(正确答案)B.把湿衣服晾在通风向阳处C.用电吹风给湿头发吹风D.将地面上的积水向周围扫开10、停放在水平地面上的汽车对地面的压力和地面对车的支持力是平衡力[判断题] *对错(正确答案)答案解析:相互作用力11、52.“凿壁偷光”原指凿穿墙壁,让邻舍的烛光透过来,后用来形容家贫而勤奋读书。

北京邮电大学大学物理第六版下答案

北京邮电大学大学物理第六版下答案

北京邮电大学大学物理第六版下答案1、27.在只有量筒没有天平的情况下,要取出16g酒精(ρ酒精=8×103kg/m3),下列做法正确的是()[单选题] *A.只有量筒没有天平是做不到的B.用量筒量出体积为16cm3的酒精C.用量筒量出质量为16g的酒精D.用量筒量出体积为20cm3的酒精(正确答案)2、如图63所示,MM’为平面镜,AO为入射光线,ON为法线,入射角∠AON等于60°。

已知∠NOB等于30°,∠NOC等于45°,∠NOD等于60°。

则入射光线AO的反射光线将沿着哪个方向射出()[单选题]A.ONB.OBC.OCD.OD(正确答案)3、32.下列涉及的物态变化现象解释正确的是()[单选题] *A.清晨河面上出现的薄雾是汽化形成的B.冰冻的衣服变干是熔化现象C.烧水时,壶嘴附近出现的“白气”是液化形成的(正确答案)D.浓雾逐渐散去是升华现象4、15.下列有关托盘天平的使用说法正确的是()[单选题] *A.称量前,应估计被测物体的质量,以免超过量程(正确答案)B.称量前,应调节平衡螺母或移动游码使天平平衡C.称量时,左盘放砝码,右盘放物体D.称量时,向右移动游码,相当于向左盘加砝码5、53.下列实例中不能用光的直线传播解释的是()[单选题] *A.水中倒影(正确答案)B.手影的形成C.日食和月食D.小孔成像6、1.民乐团演奏中国名曲《茉莉花》时,其中的声现象,下列说法错误的是()[单选题] *A.竹笛声是由空气柱振动产生的B.胡琴、琵琶发出的声音音色不同C.敲击鼓面的节奏越快,鼓声传播得就越快(正确答案)D.听众关闭手机,是从声源处控制噪声7、87.把一个实心铁块放入盛满水的容器中,溢出水的质量是5g,若把铁块放入盛满酒精的容器中,则溢出酒精的质量是()(ρ酒精=8×103kg/m3,ρ水=0×103kg/m3)[单选题] *A.5gB.5gC.4g(正确答案)D.36g8、48.如图所示是甲和乙两种液体物质的质量和体积的关系图像,下列说法正确的是()[单选题] *A.甲物质的密度比乙小B.体积为60cm3的乙物质的质量为48g(正确答案)C.质量为25g的甲物质的体积为30cm3D.甲和乙两种液体等体积混合后的密度小于1g/cm39、导体中的自由电子做定向移动时,它的周围就产生磁场[判断题] *对(正确答案)错答案解析:自由电子做定向移动时产生电流,电流周围存在磁场10、人耳听不到次声波,是因为响度太小[判断题] *对错(正确答案)答案解析:次声波和超声波的频率超过了人耳的听觉范围11、3.这一秒末的速度是前一秒末的速度的2倍.[判断题] *对错(正确答案)12、当0℃的冰熔化成0℃的水时,温度和内能都不变[判断题] *对错(正确答案)答案解析:温度不变,内能增大13、举重运动员把杠铃举在空中停三秒,此时运动员对杠铃的举力做功[判断题] *对错(正确答案)答案解析:有力无距离,不做功14、49.由甲、乙两种物质分别制成体积相等的甲、乙两种实心球,按照如图所示方式摊放在已调节平衡的天平左右盘内,天平仍平衡。

大学物理第二版答案(北京邮电大学出版社)

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习 题 解 答第一章 质点运动学1-1 (1) 质点t 时刻位矢为:j t t i t r ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=4321)53(2(m)(2) 第一秒内位移j y y i x x r)()(01011-+-=∆)(5.33)101(3)01(21)01(32m j i ji +=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--=(3) 前4秒内平均速度)s m (53)2012(411-⋅+=+=∆∆=j i j i t r V(4) 速度)s m ()3(3d d 1-⋅++==j t i t r V∴ )s m (73)34(314-⋅+=++=j i j i V(5) 前4秒平均加速度)s m (43704204-⋅=-=--=∆∆=j j V V t V a (6) 加速度)s m ()s m (d d 242--⋅=⋅==j a j tV a1-2 23d d 23++==t t txv c t t t c t v x x +++=+==⎰⎰241d d 34 当t =2时x =4代入求证 c =-12 即1224134-++=t t t xtt tv a t t v 63d d 23223+==++= 将t =3s 代入证)s m (45)s m (56)(414123133--⋅=⋅==a v m x1-3 (1) 由运动方程⎩⎨⎧+==ty t x 2342消去t 得轨迹方程0)3(2=--y x(2) 1秒时间坐标和位矢方向为 m y m x 5411==[4,5]m: ︒===3.51,25.1ααxytg(3) 第1秒内的位移和平均速度分别为)m (24)35()04(1j i j i r+=-+-=∆)s m (2411-⋅+=∆∆=j i tr V(4) 质点的速度与加速度分别为i t Va j i tr V8d d ,28d d ==+==故t =1s 时的速度和加速度分别为 2111s m 8,s m 28--⋅=⋅+==i a j i V1-4 该星云飞行时间为a 1009.2s 1059.61093.31074.21046.910177915⨯=⨯=⨯⨯⨯⨯ 即该星云是101009.2⨯年前和我们银河系分离的. 1-5 实验车的加速度为g)(25m/s 1047.280.13600101600223≈⨯=⨯⨯==t v a 基本上未超过25g.1.80s 内实验车跑的距离为)(m 40080.13600210160023=⨯⨯⨯==t v s1-6 (1)设第一块石头扔出后t 秒未被第二块击中,则2021gt t v h -= 代入已知数得28.9211511t t ⨯-=解此方程,可得二解为s 22.1s,84.111='=t t第一块石头上升到顶点所用的时间为s 53.18.9/15/10===g v t m由于m t t >1,这对应于第一块石头回落时与第二块相碰;又由于m t t <'1这对应于第一块石头上升时被第二块赶上击中.以20v 和'20v 分别对应于在t 1和'1t 时刻两石块相碰时第二石块的初速度,则由于2111120)(21)(t t g t t v h ∆∆---= 所以184.1)184.1(8.92111)(2121121120--⨯⨯+=∆-∆-+=t t t t g h v m /s 2.17=同理.122.1)122.1(8.92111)(2121121120--⨯⨯+=-'-'+='t t t t g h v ∆∆ m/s)(1.51=(2) 由于'>=123.1t s t ∆,所以第二石块不可能在第一块上升时与第一块相碰.对应于t 1时刻相碰,第二块的初速度为3.184.1)3.184.1(8.92111)(2122122120--⨯⨯+=--+="t t t t g h v ∆∆ m/s)(0.23=1-7 以l 表示从船到定滑轮的绳长,则t l v d /d 0-=.由图可知22h l s -=于是得船的速度为02222d d d d v s h s t l h l lts v +-=-==负号表示船在水面上向岸靠近. 船的加速度为3202022d d d d d d s v h tl v h l ll t v a -=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--== 负号表示a 的方向指向岸边,因而船向岸边加速运动.1-8 所求位数为522422221048.9601.0)106(44⨯=⨯⨯⨯==ππωg r n g r1-9 物体A 下降的加速度(如图所示)为222m/s 2.024.022=⨯==t h a 此加速度也等于轮缘上一点在s 3='t 时的切向加速度,即)m/s (2.02='t a在s 3='t 时的法向加速度为)m/s (36.00.1)32.0()(2222=⨯='='=R t a R v a t n1-10 2m /s 2.1=a ,s 5.00=t ,m 5.10=h .如图所示,相对南面,小球开始下落时,它和电梯的速度为m/s)(6.05.02.100=⨯==at v以t 表示此后小球落至底板所需时间,则在这段时间内,小球下落的距离为2021gt t v h +=电梯下降的距离为习题1-9图 习题1-10图2021at t v h +='又20)(21t a g h h h -='-= 由此得s 59.02.18.95.1220=-⨯=-=a g h t而小球相对地面下落的距离为2021gt t v h += 259.08.92159.06.0⨯⨯+⨯= m 06.2= 1-11 人地风人风地v v v+=画出速度矢量合成图(a)又人地风人风地02v v v +'=,速度矢量合成如图(b )两图中风地v应是同一矢量.可知(a )图必是底角为︒45的等腰直角三角形,所以,风向应为西北风,风速为人地人地风地00245cos v v v =︒=)s m (23.41-⋅=1-12 (1) v LvL t 22==(2) 22212u v vLu v L u v L t t t -=++-=+= 1212-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=v u v L(3) v Lv L t t t '+'=+=21,如图所示风速u 由东向西,由速度合成可得飞机对地速度v u v +=',则22u v V -='.习题1-12图习题1-11图2221222⎪⎭⎫⎝⎛-=--='=v u v L uv L v L t 证毕1-13 (1)设船相对岸的速度为V '(如图所示),由速度合成得V u V +='V 的大小由图1.7示可得αβcos cos u V V +'=即332323cos cos -=⨯-=-='αβu V V 而1212sin sin =⨯=='αβu V 船达到B 点所需时间)s (1000sin =='='=D V DV OB t βAB 两点之距βββsin cos D Dctg S == 将式(1)、(2)代入可得m)(1268)33(=-=D S(2) 由αβsin 101sin 3u V D t ⨯='=船到对岸所需最短时间由极值条件决定0cos sin 11d d 2=⎪⎭⎫⎝⎛-=αααu t 即 2/,0c o s παα==故船头应与岸垂直,航时最短.将α值代入(3)式得最短航时为s)(500105.021012/sin 101333m in=⨯=⨯=⨯=s u t π (3) 设l OB =,则ααββsin cos 2sin sin 22u uV V u D V D V D l -+=''==欲使l 最短,应满足极值条件.习题1-13图a a uV V u u D l '⎢⎢⎣⎡''-+-='cos sin cos 2d d 22αα 0cos 2sin sin 2222=⎥⎦⎤'-+''+αuV V u a a uV 简化后可得01cos cos 222=+'+-'αuVV u a即 01cos 613cos 2=+'-'αa 解此方程得32cos ='α︒=='-2.4832cos 1α 故船头与岸成︒2.48,则航距最短.将α'值代入(4)式得最小航程为222222m in 321232322321000cos 1cos 2⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯-+='-'-+-=ααu uv v u D lkm)(5.1m 105.13=⨯= AB 两点最短距离为km)(12.115.122min min =-=-=D l S第二章 质点动力学2-1 (1)对木箱,由牛顿第二定律,在木箱将要被推动的情况下如图所示,x 向:0cos m ax m in =-f F θ y 向:0sin m in =--Mg F N θ 还有 N f s m ax μ=解以上三式可得要推动木箱所需力F 的最小值为θμθμsin cos s s min -=MgF习题2-1图在木箱做匀速运动情况下,如上类似分析可得所需力F 的大小为θμθμsin cos k k min -=MgF(2)在上面m in F 的表示式中,如果0sin cos s →-θμθ,则∞→m in F ,这意味着用任何有限大小的力都不可能推动木箱,不能推动木箱的条件是0sin cos s ≤-θμθ由此得θ的最小值为s1arctanμθ=2-2 (1)对小球,由牛顿第二定律x 向:ma N T =-θθsin cosy 向:0cos sin =-+mg N T θθ 联立解此二式,可得N)(32.3)30sin 8.930cos 2(5.0)sin cos (=︒+︒⨯⨯=+=ααg a m T N)(74.3)30sin 230cos 8.9(5.0)sin cos (=︒-︒⨯⨯=+=ααa g m N由牛顿第三定律,小球对斜面的压力N)(74.3=='N N(2)小球刚要脱离斜面时N =0,则上面牛顿第二定律方程为mg T ma T ==θθsin ,cos由此二式可解得2m/s 0.1730tan /8.9tan /=︒==θg a2-3 要使物体A 与小车间无相对滑动,三物体必有同一加速度a ,且挂吊B 的绳应向后倾斜。

大学物理 北京邮电大学习题

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习题解答 习题一1-1 |r ∆|与r ∆ 有无不同?t d d r 和t d d r 有无不同? t d d v 和td d v 有无不同?其不同在哪里?试举例说明.解:(1)r ∆是位移的模,∆r 是位矢的模的增量,即r ∆12r r -=,12r r r ϖϖ-=∆;(2)t d d r 是速度的模,即t d d r ==v ts d d . trd d 只是速度在径向上的分量. ∵有r r ˆr =(式中r ˆ叫做单位矢),则tˆr ˆt r t d d d d d d rrr += 式中trd d 就是速度径向上的分量, ∴tr t d d d d 与r 不同如题1-1图所示.题1-1图(3)t d d v 表示加速度的模,即t v a d d ϖϖ=,tv d d 是加速度a 在切向上的分量.∵有ττϖϖ(v =v 表轨道节线方向单位矢),所以tvt v t v d d d d d d ττϖϖϖ+= 式中dt dv就是加速度的切向分量. (tt r d ˆd d ˆd τϖϖΘ与的运算较复杂,超出教材规定,故不予讨论) 1-2 设质点的运动方程为x =x (t ),y =y (t ),在计算质点的速度和加速度时,有人先求出r =22y x +,然后根据v =tr d d ,及a =22d d t r 而求得结果;又有人先计算速度和加速度的分量,再合成求得结果,即v =22d d d d ⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x 及a =222222d d d d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x 你认为两种方法哪一种正确?为什么?两者差别何在?解:后一种方法正确.因为速度与加速度都是矢量,在平面直角坐标系中,有j y i x r ϖϖϖ+=,jty i t x t r a jty i t x t r v ϖϖϖϖϖϖϖϖ222222d d d d d d d d d d d d +==+==∴ 故它们的模即为222222222222d d d d d d d d ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=t y t x a a a t y t x v v v yxyx而前一种方法的错误可能有两点,其一是概念上的错误,即误把速度、加速度定义作22d d d d tr a trv ==其二,可能是将22d d d d t r t r 与误作速度与加速度的模。

大学物理课后习题答案北京邮电大学出版社

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习题十三13-1 衍射的本质是什么?衍射和干涉有什么联系和区别?答:波的衍射现象是波在传播过程中经过障碍物边缘或孔隙时所发生的展衍现象.其实质是由被障碍物或孔隙的边缘限制的波阵面上各点发出的无数子波相互叠加而产生.而干涉则是由同频率、同方向及位相差恒定的两列波的叠加形成.13-2 在夫琅禾费单缝衍射实验中,如果把单缝沿透镜光轴方向平移时,衍射图样是否会 跟着移动?若把单缝沿垂直于光轴方向平移时,衍射图样是否会跟着移动?答:把单缝沿透镜光轴方向平移时,衍射图样不会跟着移动.单缝沿垂直于光轴方向平移时,衍射图样不会跟着移动.13-3 什么叫半波带?单缝衍射中怎样划分半波带?对应于单缝衍射第3级明条纹和第4级暗 条纹,单缝处波面各可分成几个半波带?答:半波带由单缝A 、B 首尾两点向ϕ方向发出的衍射线的光程差用2λ来划分.对应于第3级明纹和第4级暗纹,单缝处波面可分成7个和8个半波带. ∵由272)132(2)12(sin λλλϕ⨯=+⨯=+=k a13-4 在单缝衍射中,为什么衍射角ϕ愈大(级数愈大)的那些明条纹的亮度愈小?答:因为衍射角ϕ愈大则ϕsin a 值愈大,分成的半波带数愈多,每个半波带透过的光通量就愈小,而明条纹的亮度是由一个半波带的光能量决定的,所以亮度减小.13-5 若把单缝衍射实验装置全部浸入水中时,衍射图样将发生怎样的变化?如果此时用公式),2,1(2)12(sin Λ=+±=k k a λϕ来测定光的波长,问测出的波长是光在空气中的还是在水中的波长?解:当全部装置浸入水中时,由于水中波长变短,对应='='λϕk a sin n k λ,而空气中为λϕk a =sin ,∴ϕϕ'=sin sin n ,即ϕϕ'=n ,水中同级衍射角变小,条纹变密.如用)12(sin +±=k a ϕ2λ),2,1(⋅⋅⋅=k 来测光的波长,则应是光在水中的波长.(因ϕsin a 只代表光在水中的波程差).13-6 在单缝夫琅禾费衍射中,改变下列条件,衍射条纹有何变化?(1)缝宽变窄;(2)入 射光波长变长;(3)入射平行光由正入射变为斜入射.解:(1)缝宽变窄,由λϕk a =sin 知,衍射角ϕ变大,条纹变稀;(2)λ变大,保持a ,k 不变,则衍射角ϕ亦变大,条纹变稀;(3)由正入射变为斜入射时,因正入射时λϕk a =sin ;斜入射时,λθϕk a '=-)sin (sin ,保持a ,λ不变,则应有k k >'或k k <'.即原来的k 级条纹现为k '级.13-7 单缝衍射暗条纹条件与双缝干涉明条纹的条件在形式上类似,两者是否矛盾?怎样说明?答:不矛盾.单缝衍射暗纹条件为k k a 2sin ==λϕ2λ,是用半波带法分析(子波叠加问题).相邻两半波带上对应点向ϕ方向发出的光波在屏上会聚点一一相消,而半波带为偶数,故形成暗纹;而双缝干涉明纹条件为λθk d =sin ,描述的是两路相干波叠加问题,其波程差为波长的整数倍,相干加强为明纹.13-8 光栅衍射与单缝衍射有何区别?为何光栅衍射的明条纹特别明亮而暗区很宽?答:光栅衍射是多光束干涉和单缝衍射的总效果.其明条纹主要取决于多光束干涉.光强与缝数2N 成正比,所以明纹很亮;又因为在相邻明纹间有)1(-N 个暗纹,而一般很大,故实际上在两相邻明纹间形成一片黑暗背景.13-9 试指出当衍射光栅的光栅常数为下述三种情况时,哪些级次的衍射明条纹缺级?(1) a+b=2a;(2)a+b=3a;(3)a+b=4a.解:由光栅明纹条件和单缝衍射暗纹条件同时满足时,出现缺级.即 可知,当k a b a k '+=时明纹缺级.(1)a b a 2=+时,⋅⋅⋅=,6,4,2k 偶数级缺级;(2)a b a 3=+时,⋅⋅⋅=,9,6,3k 级次缺级;(3)a b a 4=+,⋅⋅⋅=,12,8,4k 级次缺级.13-10 若以白光垂直入射光栅,不同波长的光将会有不同的衍射角.问(1)零级明条纹能 否分开不同波长的光?(2)在可见光中哪种颜色的光衍射角最大?不同波长的光分开程度与什 么因素有关?解:(1)零级明纹不会分开不同波长的光.因为各种波长的光在零级明纹处均各自相干加强.(2)可见光中红光的衍射角最大,因为由λϕk b a =+sin )(,对同一k 值,衍射角λϕ∞. 13-11 一单色平行光垂直照射一单缝,若其第三级明条纹位置正好与6000οA 的单色平行光的第二级明条纹位置重合,求前一种单色光的波长. 解:单缝衍射的明纹公式为当6000=λoA 时,2=k x λλ=时,3=k重合时ϕ角相同,所以有得 4286600075=⨯=x λoA 13-12 单缝宽0.10mm ,透镜焦距为50cm ,用5000=λoA 的绿光垂直照射单缝.求:(1)位于透镜焦平面处的屏幕上中央明条纹的宽度和半角宽度各为多少?(2)若把此装置浸入水中(n=1.33),中央明条纹的半角宽度又为多少?解:中央明纹的宽度为f na x λ2=∆ 半角宽度为na λθ1sin -=(1)空气中,1=n ,所以(2)浸入水中,33.1=n ,所以有13-13 用橙黄色的平行光垂直照射一宽为a=0.60mm 的单缝,缝后凸透镜的焦距f=40.0cm ,观察屏幕上形成的衍射条纹.若屏上离中央明条纹中心1.40mm 处的P 点为一明条纹;求:(1)入射光的波长;(2)P 点处条纹的级数;(3)从P 点看,对该光波而言,狭缝处的波面可分成几个半波带?解:(1)由于P 点是明纹,故有2)12(sin λϕ+=k a ,⋅⋅⋅=3,2,1k 由ϕϕsin tan 105.34004.13≈=⨯==-f x 故3105.3126.0212sin 2-⨯⨯+⨯=+=k k a ϕλ 当 3=k ,得60003=λoA 4=k ,得47004=λoA (2)若60003=λoA ,则P 点是第3级明纹;若47004=λoA ,则P 点是第4级明纹. (3)由2)12(sin λϕ+=k a 可知,当3=k 时,单缝处的波面可分成712=+k 个半波带;当4=k 时,单缝处的波面可分成912=+k 个半波带.13-14 用5900=λoA 的钠黄光垂直入射到每毫米有500条刻痕的光栅上,问最多能看到第几级明条纹? 解:5001=+b a mm 3100.2-⨯=mm 4100.2-⨯=o A由λϕk b a =+sin )(知,最多见到的条纹级数m ax k 对应的2πϕ=, 所以有39.35900100.24max ≈⨯=+=λba k ,即实际见到的最高级次为3max =k .13-15 波长为5000oA 的平行单色光垂直照射到每毫米有200条刻痕的光栅上,光栅后的透镜焦距为60cm . 求:(1)屏幕上中央明条纹与第一级明条纹的间距;(2)当光线与光栅法线成 30°斜入射时,中央明条纹的位移为多少? 解:3100.52001-⨯==+b a mm 6100.5-⨯m(1)由光栅衍射明纹公式λϕk b a =+sin )(,因1=k ,又f x ==ϕϕtan sin所以有λ=+f x b a 1)(即 62101100.51060105000---⨯⨯⨯⨯=+=b a fx λ (2)对应中央明纹,有0=k正入射时,0sin )(=+ϕb a ,所以0sin =≈ϕϕ斜入射时,0)sin )(sin (=±+θϕb a ,即0sin sin =±θϕ因︒=30θ,∴21tan sin ±==≈f x ϕϕ故22103010602121--⨯=⨯⨯==f x m 30=cm这就是中央明条纹的位移值.13-16 波长6000=λo A 的单色光垂直入射到一光栅上,第二、第三级明条纹分别出现在20.0sin =ϕ与30.0sin =ϕ处,第四级缺级.求:(1)光栅常数;(2)光栅上狭缝的宽度;(3)在90°>ϕ>-90°范围内,实际呈现的全部级数.解:(1)由λϕk b a =+sin )(式对应于20.0sin 1=ϕ与30.0sin 2=ϕ处满足:得 6100.6-⨯=+b a m(2)因第四级缺级,故此须同时满足解得 k k b a a '⨯='+=-6105.14取1='k ,得光栅狭缝的最小宽度为6105.1-⨯m (3)由λϕk b a =+sin )( 当2πϕ=,对应max k k =∴ 10106000100.6106max =⨯⨯=+=--λba k因4±,8±缺级,所以在︒︒<<-9090ϕ范围内实际呈现的全部级数为9,7,6,5,3,2,1,0±±±±±±±=k 共15条明条纹(10±=k 在︒±=90k 处看不到).13-17 一双缝,两缝间距为0.1mm ,每缝宽为0.02mm ,用波长为4800oA 的平行单色光垂直入射双缝,双缝后放一焦距为50cm 的透镜.试求:(1)透镜焦平面上单缝衍射中央明条纹的宽度;(2)单缝衍射的中央明条纹包迹内有多少条双缝衍射明条纹?解:(1)中央明纹宽度为(2)由缺级条件知即⋅⋅⋅=,15,10,5k 缺级.中央明纹的边缘对应1='k ,所以单缝衍射的中央明纹包迹内有4,3,2,1,0±±±±=k 共9条双缝衍射明条纹.13-18 在夫琅禾费圆孔衍射中,设圆孔半径为0.10mm ,透镜焦距为50cm ,所用单色光波长为5000oA ,求在透镜焦平面处屏幕上呈现的爱里斑半径. 解:由爱里斑的半角宽度∴ 爱里斑半径5.1105.30500tan 24=⨯⨯=≈=-θθf f d mm 13-19 已知天空中两颗星相对于一望远镜的角距离为4.84×10-6rad ,它们都发出波长为5500oA 的光,试问望远镜的口径至少要多大,才能分辨出这两颗星? 解:由最小分辨角公式∴86.131084.4105.522.122.165=⨯⨯⨯==--θλD cm 13-20 已知入射的X 射线束含有从0.95~1.30oA 范围内的各种波长,晶体的晶格常数为2.75oA ,当X 射线以45°角入射到晶体时,问对哪些波长的X 射线能产生强反射? 解:由布喇格公式 λϕk d =sin 2 得k d ϕλsin 2=时满足干涉相长当1=k 时, 89.345sin 75.22=⨯⨯=︒λoA 2=k 时,91.1245sin 75.22=⨯⨯=︒λo A3=k 时,30.1389.3==λo A4=k 时, 97.0489.3==λo A故只有30.13=λo A 和97.04=λo A 的X 射线能产生强反射.。

大学物理答案(北京邮电大学出版社)

大学物理答案(北京邮电大学出版社)

6-10 题6-10图(a)是氢和氧在同一温度下的两条麦克斯韦速率分布曲线,哪一条代表氢?题6-10图(b)是某种气体在不同温度下的两条麦克斯韦速率分布曲线,哪一条的温度较高?答:图(a)中(1)表示氧,(2)表示氢;图(b)中(2)温度高.题6-10图6-16 如果氢和氦的摩尔数和温度相同,则下列各量是否相等,为什么?(1)分子的平均平动动能;(2)分子的平动动能;(3)内能.解:(1)相等,分子的平均平动动能都为kT 23. (2)不相等,因为氢分子的平均动能kT 25,氦分子的平均动能kT 23. (3)不相等,因为氢分子的内能RT 25υ,氦分子的内能RT 23υ. 6-21 1mol 氢气,在温度为27℃时,它的平动动能、转动动能和内能各是多少? 解:理想气体分子的能量 RT i E 2υ= 平动动能 3=t 5.373930031.823=⨯⨯=t E J 转动动能 2=r 249330031.822=⨯⨯=r E J 内能5=i 5.623230031.825=⨯⨯=i E J 6-24 (1)求氮气在标准状态下的平均碰撞频率;(2)若温度不变,气压降到1.33×10-4Pa ,平均碰撞频率又为多少(设分子有效直径10-10 m)?解:(1)碰撞频率公式v n d z 22π=对于理想气体有nkT p =,即kTp n = 所以有 kT pv d z 22π= 而 mol60.1M RT v ≈ 43.4552827331.860.1=⨯≈v 1s m -⋅ 氮气在标准状态下的平均碰撞频率805201044.52731038.110013.143.455102⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-πz 1s - 气压下降后的平均碰撞频率123420s 714.02731038.11033.143.455102----=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=πz。

大学 物理实验 教程 第二版 北京邮电大学出版社 课件分光计参考答案

大学 物理实验 教程 第二版 北京邮电大学出版社 课件分光计参考答案

用分光计测量三棱镜折射率实验数据处理1.顶角及不确定度)(A u 的计算(1)自准法: )(2118021210右右左左θθθθ-+--=A , θθθ∆==⨯=)()()21(4)(22u u A u (2)反射法: )(412121右右左左θθθθ-+-=A 2.最小偏向角及最小偏向角的不确定度的计算 (1)最小偏向角min δ的计算公式:)(412121min 右右左左θθθθδ-+-= (2)最小偏向角min δ的不确定度计算公式: θθθδ∆==⨯=21)(21)()41(4)(22min u u u 仪器误差Δθ = 2′= 5.82×10-4(rad)u (A ) = 2′= 5.82×10-4(rad) u (δmin ) = 1′= 2.91×10-4(rad)A = ° ′±2′ δmin = ° ′±1′3.折射率n 以及折射率的不确定度)(n u 的计算(1)折射率的计算公式 A A n 21sin )(21sin min +=δ (2)折射率的不确定度计算公式)(2)(222)(min 2min 222min δδδu A ctg A u A ctg A ctg n n u ++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-= )(2sin 2cos 21)(2sin 2sin 2cos 212cos 2sin 21min 22min 222min min δ⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛δ++⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛δ+-δ+=u A A A u A A A A A )()21sin(2)(21cos )()21(sin 2)21sin(min 22min 222min δδδu A A A u A ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡= 22min 222min )21()21sin(2)(21cos )()21(sin 2)21sin(θδθδ∆⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++∆⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=A A A 式中的角度的不确定度应取弧度为单位 n ±u (n ) = ±思考题及参考答案1.望远镜光轴与分光计的中心轴相垂直,应该在望远镜中看到什么现象?利用哪些螺钉调节?光学平行平板或三棱镜两个光学面反射的十字像,都能与望远镜分划板叉丝刻线上交点重合。

北京邮电大学物理实验课程设计实验报告

北京邮电大学物理实验课程设计实验报告

大学物理实验课程设计实验报告姓名:郑友行学号:10211388 班级:309重力加速度的测定一、实验任务:精确测定北京地区的重力加速度二、实验要求:测量结果的相对不确定度不超过5%三、物理模型的建立及比较初步确定有以下六种模型方案:方法一、用打点计时器测量所用仪器为:打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等. 利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带,找出起始点0,数出时间为t的P点,用米尺测出OP的距离为h,其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,将所测代入即可求得g.方法二、用滴水法测重力加速度调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.方法三、取半径为R的玻璃杯,内装适当的液体,固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转,这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面重力加速度的计算公式推导如下:取液面上任一液元A,它距转轴为x,质量为m,受重力mg、弹力N.由动力学知:Ncosα-mg=0(1)Nsinα=mω2x(2)两式相比得tgα=ω2x/g,又tgα=dy/dx,∴dy=ω2xdx/g,∴y/x=ω2x/2g.∴g=ω2x2/2y. .将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出,将转台转速ω代入即可求得g.方法四、光电控制计时法调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.方法五、用圆锥摆测量所用仪器为:米尺、秒表、单摆. 使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动,用直尺测量出h(见图1),用秒表测出摆锥n转所用的时间t,则摆锥角速度ω=2πn/t 摆锥作匀速圆周运动的向心力F=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得:g=4π2n2h/t2. 将所测的n、t、h代入即可求得g值.方法六、单摆法测量重力加速度在摆角很小时,摆动周期为:则通过对以上六种方法的比较,本想尝试利用光电控制计时法来测量,但因为实验室器材不全,故该方法无法进行;对其他几种方法反复比较,用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉,仪器在实验室也很齐全,故利用该方法来测最为顺利,从而可以得到更为精确的值。

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8、下列实验中, 分别使用了一种物理实验测量方法。 用电桥测量电阻使用了 ____
法;用电位差计测电动势使用了 ____方法:静电场的分布使用了 ____,测杨
氏模量中用光杠杆测微小伸长量使用了 ____法。
9、在电场模拟实验中,我们是用 ____场中的 ____分布,模拟 ____的____分布。
11.D
三、计算题
6. B 12. B
2 T 1 .0 %
l. n 12 。提示: T
,解出结果。
2.y=-0.078+2.03x。提示。可直接代入求 a、b 的公式中 进行计算,但要求
掌握公式的推导, 作图法用坐标纸进行, 求出的斜率和截距同最小二乘法求出的
2.03 和-0.078 接近即可。
3.X =5.76 千米。提示: HM 和 FN 是电缆线中任意根电缆线,总长为 L。当
(V x / V 0 ) R 0 。
A )调整可变精密度电阻箱 R0 的阻值,使电流表有适当偏转,如能使
相接近
()
()
B)将 3 点接电势差计的 E x , 4 点接 E x ,测出 V x 。
()
()
C)保持电流不变,将 2 点接 E x ,3 点接 E x ,测出 V 0 。
D)读出 R 0 的阻值可以用公式 R x (V x / V 0 ) R 0 ,算出 R x 。
是( )。
A.-2 欧
B.-5 欧
C.- 7 欧
D.- 10 欧
2.用最大误差 0.01mA,最大刻度是 10mA 的电流表测一电流, 读数是 6.00mA,
算出读数的相对误差是 0.2%,那么此表是() 。
A.0.l 级表
B.0.5 级表
C.0.2 级表
D.1.0 级表
13
NX
y
3.
2 ,其标准差正确的是() 。
2
2
2
D. g1 982 2 cm / s , g 2 980 .2 0 .2 cm / s , g 2 980 .13 0 .03 cm / s
7.提高电势差计灵敏度的方法是()
A.提高工作电源电压
B.增加工作电流
C.更换灵敏度高的检流计
D.使用级别更高的标准电池
8.对某物进行长度测量,得到的数据如下:L( 米)
10、测焦距时要测量像(屏)的位置。为了克服眼睛分辨本领不足造成的测量象
的位置的误差, 在测量时我采用了 ____法,在测量焦距前先要进行 ____调整;
在多次测量焦距的方法中,要测出一个放大和一个缩小的像时透镜位置的方
法是 ____法。
二、选择题:
1.用伏安法测约 210 欧姆的电阻,电压表内阻 10 千欧,电流表内阻力 10 欧, 选用最佳测量线路,量得 I= 40.0mA,V = 8.50v,则测量结果的方法误差
B. L 2 5. 498 0. 002 ;
C. L 3 1 .5498 0. 0002 ;
D. L 4 2 .214 0.001 cm
12.测量边长为 1cm 的正方形面积,要求测量相对不确定度 E A
最合适的量具有() 。
A.标准米尺;
B.20 分度游标卡尺;
C.50 分度游标卡尺;
D.螺旋测微计
3.00
4.00
5.00
Xi
Yi f ( X i )
1.90
4.10
5.95
8.05
10.08
试用作图法和最小二柔法进行一次纪性拟合,求其经验方程。 3.用电桥线路可查出电线中一根导线(电缆中有两根以上导线)由于绝缘
损坏而接地的位置,如图所示。 AB 是长为 1.000 米的均匀电组丝,滑动端 C 可 在 AB 上移动。 已知电缆的长度 L=8.00 千米, AH 、Bh 和 MN(连接两根电缆线 的导线)的长度相对于 L 可以略去。 当滑动端 C 移到与 A 相距为 l=64.0 厘米时, 检流计中无电流流动。试找出电缆绝缘损坏处 D 离检查地点 F 的距离 x。
0. 6% ,选用
三、计算题
1.用三线招恻物体转动拨量时,若摆动周期约为一秒,一次连续测量若干 个摆动周期的计时误差为 0.1 秒,现要求仅周期测量因素对转动使量测量的相对
不确定度的影响为 1.0%。问一次连续测量摆动周期的数目不得少于多少?
2.已知量 X 和 Y 的一组实验数据如下表:
1.00
2.00
A.反射镜位置放备; B.牛顿环装翼的位置不恰当;
C.物镜聚焦不对;
D.目镜聚焦不对。
10.用自准直法调整分光仪的望远镜工作状态时, 若从望远镜的视场中所看到的
三棱镜的两个面的反射十字像如下图所示, 其中表明望远镜的工作状态已经
明显调好的是。
11.下列几个测量结果中,测量准确度最低的是()
A. L 1 154 .98 0. 02 cm;
2
2
2
A. g 1 980 1cm / s , g 2 980 .2 0 .2 cm / s , g 2 980 . 13 0 .03 cm / s
2
2
2
B. g 1 982 1cm / s , g 2 980 . 2 0. 2cm / s , g 2 977 .63 0.03 cm / s
2
2
2
C. g 1 980 2 cm / s , g 2 980 .0 0. 2cm / s , g 2 981 .04 0 .03 cm / s
SNBiblioteka Sx1 y 2 Sy ;
A.
2
SN
B.
Sx
3 2
y 2Sy ;
SN
C.
3
Sx
Sy;
2
D.A,B,C 都不对
4.在示波器实验中,用李萨如图形校正低频发生器的频率。如果 Y 轴输入一个
50 赫的信号,低频信号发生器的信号从 X 轴输入,经调整后得到图形如 ,
那么,低频信号发生器这时的频率应当是()赫兹。
Rx 和 R0
大学物理实验模拟试题四
一、填空题:
1、物理实验课教学的程序分为 ____、____和____三步进行。
2、根据获得测量结果的不同方法,测量可分为 ____测量和 ____测量;根据测量
条件的不同,测量可分为 ____测量和 ____测量。
3、____之比称为相对误差,实际计算中一般是用 ____之比。
100 0 .1
6 、 计 算 : 17 .3021 7 .3021
lg 1000
____ , 其 中 17 .3021
100
100 0 .1 ____, lg 1000 ____,式子的前一项 17 .3021
7 .3021 0 .1 7 .3021
____ , ____。
7、____与____之比称为组合聚焦比,相当于静电透镜组的 ____。
三、设计题
用箱式电势基件测电阻.要求写出简单的原理,画出实验线路图,说明实验 步骤。所用仪器如下:可调精密电阻箱(可作标准电阻) 1 只,稳压电源一台, 电流表一只,单刀单掷开关一个;箱式电位差计一台(附标准电池和干电池) , 被测电阻一只。
大学物理实验模拟试题四答案
一、填空题
1.实验前的预习,实验中的观测、实验后的报告 2.直接,间接,等精度,非等精度。 3.误差与真实值,误差与测量值。 4.偶然,精密度。 5.( l) l ,( 2) 2,(3)5(4)无穷 。
4、在实验中,进行多次(等精度)测量时,若每次读数的重复性好,则 ____误
差一定小,其测量结果的 ____高。 5、指出下列各数的有效数字的位数。 ( l)0.005m 是____位,(2) 2 .9 10 6 是____
位,( 3) 100.00mg是____位( 4)自然数 10 是____位。
A.25
B.50
C.75
D.100
5.在组装电桥实验中,联结好进行测量调节,无论如何调,检流计指针始终偏
向一边,可能的原因有() 。
A 有一根导线不通
B.有一个电阻箱不通
C.被测电阻断路
D.被测电阻短路
6.对比法是发现系统误差的方法之一。现分别用单摆、复摆和自由落体测得的
四组重力加速度如下,其中至少两种方法存在系统误差的一组是() 。
2
6.4,10.0000,0. 1 10 ,3.000 。 7.第二阳极电压,第一阳极电压,焦距。 8.比较、补偿、模拟、放大法。 9.稳恒电流场,电势,静电场,电势。 10.左右逼近,等高共轴,共轭。
二、选择题
1.B
2. A
3.D
4.A
5.A, B, C,D
7.C
8.C 9.A、B、C
10.C、 D
=1 .63 ,1 . 66 ,1 .62 ,1 .67 ,1 .65 ,1 .61 ,1. 68 ,1 .63 ,1. 67 ,2 .17 。在用极限误差 3S(依达法测 )
剔出坏值后,算得 S L 是()
A.0.002;
B.0.005;
C.0.008;
D.0.001。
9.在看清叉丝的情况下只看到钠黄光,看不到牛顿环。原因可能是() 。
此电桥线路平衡时有 l/(100-l)=(2L-X)/X 解出结果。
四、实验设计:
( 1)实验线路如右图:
( 2)原理 :接通上述电路后在 R x 和 R 0 两端都有电势 差。在保证电流不变的情况下,通过电势差计可 以分别测出测出这两个电压。 如果电流为 I。则有
I V 0 / R0
( 3)步骤
V x / R x ,可得 R x
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