第八章波动光学
(一) 光的干涉
答案在最后
一. 选择题
1. 波长为λ的单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面
反射的两束光发生干涉，如图所示，若薄膜的厚度为e，且
，则两束反射光的光程差为
(A)
(B)
(C)
(D)
2. 如图示，波长为λ的单色光，垂直入射到双缝，若P点是
在中央明纹上方第二次出现的明纹，则光程差为
(A) 0 (B) λ
(C) 3λ/2 (D) 2 λ
3. 在双缝干涉实验中，屏幕上的P点处是明条纹，若将缝
盖住，并在连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面
M，如图示，则此时
(A) P点处仍为明条纹
(B) P点处为暗条纹
(C) 不能确定P点处是明条纹还是暗条纹
(D) 无干涉条纹
4. 双缝干涉中，若使屏上干涉条纹间距变大，可以采取
(A) 使屏更靠近双缝
(B) 使两缝间距变小
(C) 把两个缝的宽度稍稍调窄
(D) 用波长更短的单色光入射
5. 波长为λ的单色光垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，薄膜放在空气中，要使反射光干涉加强，薄膜厚度至少为
(A) λ /2 (B) λ /2n
(C) λ /4 (D) λ /4n
6. 两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢向上平移，则干涉条纹
(A) 向棱边方向平移，条纹间距变小
(B) 向棱边方向平移，条纹间距变大
(C) 向棱边方向平移，条纹间距不变
(D) 向远离棱边方向平移，条纹间距不变
(E) 向远离棱边方向平移，条纹间距变小
7. 在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直
照射，再反射光中看到干涉条纹，则在接触点处形成的圆斑为
(A) 全明
(B) 全暗
(C) 右半边明，左半边暗
(D) 右半边暗，左半边明
8. 在迈克耳逊干涉仪的一条光路中放入折射率为n的透明薄膜后，观察到条纹移动6条，则薄膜的厚度是
(A) 3λ (B) 3λ /n
(C) 3λ /(n-1) (D) 6λ /n
二. 填空题
9. 有两种获得相干光的基本方法，它们是__________________和___________________.
10. 两同相位相干点光源、，发出波长为λ的光，A是它们连线中垂线上的一点，在
与A间插入厚度为e折射率为n的薄玻璃片，两光源发出的光到达A点时光程差为______________，相位差为____________________.
11. 杨氏双缝干涉实验中，双缝间距为d，屏距双缝的间距为D（D >>d），测得中央明条纹与第三级明条纹间距为x，则入射光的波长为_____________________.
12. 一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1mm，若将整个装置放入水中，干涉条纹的间距变为_________________mm.（设水的折射率为4/3）
13. 波长为λ的单色光垂直照射到两块平玻璃片构成的劈尖上，测得相邻明条纹间距为l，
若将劈尖夹角增大至原来的2倍，间距变为__________________.
14. 用λ=600nm 的平行单色光垂直照射空气牛顿环装置时，第四级暗环对应的空气膜厚度为______________μm .
三. 计算题
15. 在双缝干涉实验中，两个缝分别用和
的厚度相同的薄玻璃片遮着，在
观察屏上原来的中央明纹处，现在为第5级明纹，若入射光的波长为nm 600，求玻璃片的厚
度.
16. 用白光入射到mm 25.0 d 的双缝，距缝50cm 处放置屏幕，问观察到第一级明纹彩色带有多宽？
17. 一薄玻璃片，厚度为μm
4.0，折射率为1.50，用白光垂直照射，问在可见光范围内，哪些波长的光在反射中加强？哪些波长的光在透射中加强？
18. 波长为680nm的平行光垂直地照射到12cm长的两块玻璃片上，两玻璃片一边相互接触，另一边被厚0.048mm的纸片隔开. 试问在这12cm内呈现多少条明条纹?
(二) 光的衍射、偏振
一. 选择题
1. 光的衍射现象可以用
(A) 波传播的独立性原理解释
(B) 惠更斯原理解释
(C) 惠更斯-菲涅耳原理解释
(D) 半波带法解释
2. 在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射到宽为a =4 λ的单缝上，对应衍射角为30o的方向，单缝处波面可分成的半波带数目为
(A) 2个 (B) 4个
(C) 6个 (D) 8个
3. 单缝衍射中，若屏上P点满足，则该点为
(A) 第二级暗纹
(B) 第三级暗纹
(C) 第二级明纹
(D) 第三级明纹
4. 利用波动光学试验可测细丝的直径，通常采用下述实验的哪种
(A) 牛顿环 (B) 劈尖干涉
(C) 劈尖干涉和杨氏双缝干涉 (D) 单缝衍射或衍射光栅
5. 某元素的特征光谱中含有波长和的谱线，在光栅光谱中两种
谱线有重叠现象，重叠处谱线的级次是
(A) 2、3、4、5…
(B) 2、5、8、11…
(C) 2、4、6、8…
(D) 3、6、9、12…
6. 波长的单色光垂直入射于光栅常数的平面衍射光栅上，可
能观察到的光谱线的最大级次为
(A) 2 (B) 3
(C) 4 (D) 5
7. 一束光强为的自然光垂直穿过两个偏振片，两偏振片的偏振化方向成45o角，则穿过两个偏振片后的光强I为
(A)
(B)
(C)
(D)
8. 一束光自空气斜入射至的玻璃表面时，发现没有反射光，由此可以判断
(A) 入射光为完全线偏振光，入射角为
(B) 入射光为完全线偏振光，入射角为
(C) 入射光为任意光，入射角为
(D) 入射光为任意光，入射角为
二. 填空题
9. 单缝衍射图样可以用非常简单的近似方法_____________________来分析，明纹最亮的是____________________.
10. 在单缝衍射中，屏上第二级暗纹对应的单缝处波面可分为_________个半波带，若缝宽缩小一半，原来第二级暗纹处将是第______级_______纹.
11. 在单缝夫琅和费衍射实验中，第一级暗纹的衍射角很小，若钠黄光（）中央明纹宽度为，则蓝紫色光（）的中央明纹宽度为______________.
12. 复色光中含有波长和的两种波长，在光栅衍射实验中观察到第一级主明纹更
靠近中央明纹，则_______.（填“﹥”“﹤”“＝”）
13. 单色光垂直入射到每毫米有1000条刻痕的光栅上，若第一级主明纹对应的衍射角为
，则入射光波长为_______________.
14. 一束自然光垂直穿过两个偏振片，两偏振片的偏振化方向夹角由转到，转动前后透射光强度之比为________________________.
15．一束平行的自然光，以60o角入射到平玻璃表面上，若反射光束是完全偏振光，则透射光束的折射角为___________；玻璃的折射率为_________________.
三. 计算题
16. 在复色光照射下的单缝衍射图样中，其中某一波长的第3级明纹位置恰与波长λ=600nm的单色光的第2级明纹位置重合，求这光波的波长.
17．某单色光垂直入射到一每厘米刻有6000条刻线的光栅上，如果第一级谱线的偏角为20?，试问入射光的波长如何？它的第二级谱线将在何处？
18. 已知一个每厘米刻有4000条缝的光栅，利用这个光栅可以产生多少级完整不重叠的可见光谱( ＝400～760nm)?
19. 一束自然光和线偏振光的混合光，垂直通过一偏振片，以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍. 求入射光束中自然光和线偏振光的光强比值.
第八章波动光学参考答案
(一) 光的干涉
一. 选择题
1. ( C )
2. ( D )
3. ( B )
4. ( B )
5. ( D )
6. ( C )
7. ( D )
8. ( C )
二. 填空题
9. （分波面法；分振幅法）
10. （；）
11. （ ）
12. （ 0.75mm ） 13. （ ）
14.（ 1.2 ）
三. 计算题
15. 在双缝干涉实验中，两个缝分别用和
的厚度相同的薄玻璃片遮着，在
观察屏上原来的中央明纹处，现在为第5级明纹.若入射光的波长为nm 600，求玻璃片的厚度.
解: 放上玻璃后原中央明纹处的光程为
对应第5级明纹
16. 取白光波长范围400nm ～760nm ，用白光入射到mm 25.0 d 的双缝，距缝50cm 处放置屏幕，问观察到第一级明纹彩色带有多宽？
解: 取白光波长范围400nm ～760nm ，对于波长的光波，第一级干涉明纹中心的位置为
波长和
的光波，第一级明纹间距为
17. 一薄玻璃片，厚度为μm 4.0，折射率为1.50，用白光垂直照射，问在可见光范围内，哪些波长的光在反射中加强？哪些波长的光在透射中加强？ 解：从玻璃片两表面反射的光的光程差
光在反射中加强有
可解得在可见光范围内，只有
，相应波长为
透射光的光程差
光在透射中加强有
可解得在可见光范围内，有和，相应波长为
18. 波长为680nm的平行光垂直地照射到12cm长的两块玻璃片上，两玻璃片一边相互接触，另一边被厚0.048mm的纸片隔开. 试问在这12cm内呈现多少条明条纹?
解：两玻璃片之间是一空气劈尖，相邻明纹间距为l
设玻璃片长为L、纸片厚度为d
则
呈现明纹条数为
(二) 光的衍射、偏振
一. 选择题
1. （ C ）
2. （ B ）
3. （ D ）
4. （ B ）
5. （ D ）
6. （ B ）
7. （ B ）
8. （ A ）
二. 填空题
9. （菲涅耳半波带法；中央明纹）
10. （ 4 ；第一级暗纹）
11. （ 3 mm）
12. （﹤）
13. （ 500 nm）
14. （）
15．（ 30o； 1.73 ）
三. 计算题
16. 在复色光照射下的单缝衍射图样中，其中某一波长的第3级明纹位置恰与波长
λ=600nm的单色光的第2级明纹位置重合，求这光波的波长.
解：设未知波长为，则
对波长λ为的单色光有
由于明纹位置重合，
17．某单色光垂直入射到一每厘米刻有6000条刻线的光栅上，如果第一级谱线的偏角为20?，试问入射光的波长如何？它的第二级谱线将在何处？
解：光栅常数为
k =1时，，由光栅方程得
第二级谱线偏角，由光栅方程得
18. 已知一个每厘米刻有4000条缝的光栅，利用这个光栅可以产生多少级完整不重叠的可
见光谱( ＝400～760nm)?
解：光栅常数为
设，，完整不重叠光谱条件是的k+1级主明纹对应角度大
于的k级主明纹对应角度
由光栅方程
满足条件的，所以此光栅可产生一级完整不重叠谱线.
19. 一束自然光和线偏振光的混合光，垂直通过一偏振片，以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍. 求入射光束中自然光和线偏振光的光强比值.
解：设入射光中自然光强为，线偏光强为，通过偏振片后光强为
由题意
可得
1.质点运动学单元练习（一）答案 1．B 2．D 3．D 4．B 5．3.0m ；5.0m （提示：首先分析质点的运动规律，在t <2.0s 时质点沿x 轴正方向运动；在t =2.0s 时质点的速率为零；，在t >2.0s 时质点沿x 轴反方向运动；由位移和路程的定义可以求得答案。） 6．135m （提示：质点作变加速运动，可由加速度对时间t 的两次积分求得质点运动方程。） 7．解：（1）)()2(22 SI j t i t r -+= )(21m j i r += )(242m j i r -= )(3212m j i r r r -=-=? )/(32s m j i t r v -=??= （2）)(22SI j t i dt r d v -== )(2SI j dt v d a -== )/(422s m j i v -= )/(222--=s m j a 8．解： t A tdt A adt v t o t o ωω-=ωω-== ?? sin cos 2
t A tdt A A vdt A x t o t o ω=ωω-=+=??cos sin 9．解：（1）设太阳光线对地转动的角速度为ω s rad /1027.73600 *62 /5-?=π= ω s m t h dt ds v /1094.1cos 3 2 -?=ωω== （2）当旗杆与投影等长时，4/π=ωt h s t 0.31008.144=?=ω π = 10．解： ky y v v t y y v t dv a -==== d d d d d d d -k =y v d v / d y ??+=- =-C v ky v v y ky 2 22 121, d d 已知y =y o ，v =v o 则2020 2 121ky v C --= )(22 22y y k v v o o -+=
大物作业答案
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2
本习题版权归物理与科学技术学院物理系所有，不得用于商业目的 《大学物理》作业 No.5 光的衍射 班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______ 一、选择题： 1. 在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中，设中央明纹的衍射角范围很小。若使单缝宽度a 变为原来的 23，同时使入射的单色光的波长λ 变为原来的3 / 4，则屏幕E 上单缝衍射条纹中央明纹的 宽度?x 将变为原来的 [ ] (A) 3 / 4倍 (B) 2 / 3倍 (C) 9 / 8倍 (D) 1 / 2倍 (E) 2倍 解：单缝衍射中央明纹两侧第一暗纹中心间距离为中央明纹线宽度： θtg 2f x =? 由第一暗纹中心条件： λθ=sin a 即 a λ θ= sin 当θ 小时，有 θθsin tg ≈ ∴ a f x λ 2≈? 已知题意：122 3 a a = ， 4/312λλ= ,可得 ()()1112 2 2 2 12212x a f a f x ?=???? ??= =?λλ ∴ a 、λ 改变后的中央明纹宽度(?x )2变为原来宽度(?x )1的1/2 故选D 2. 波长 λ=500nm(1nm=10- 9m)的单色光垂直照射到宽度a =0.25 mm 的单缝上，单缝后面 放置一凸透镜，在凸透镜的焦平面上放置一屏幕，用以观测衍射条纹。今测得屏幕上中央明条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离为d =12 mm ，则凸透镜的焦距f 为 [ ] (A) 2 m (B) 1 m (C) 0.5 m (D) 0.2 m (E) 0.1 m 解：由单缝衍射第一暗纹中心条件： λθ±=sin a 可得中央明纹线宽度a f x λ 2=? 而其余明纹线宽度a f x λ ='? 故中央明条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离应是其余明纹线宽度 单缝 λa L E f O x y
o b a c d 班级 学号 姓名 第7-1 磁场 磁感应强度 磁场对运动电荷的作用 一．选择题 1. 一匀强磁场，其磁感强度方向垂直于纸面（指向如图），两带电粒子在该磁场中的运动轨迹如图所示，则（ ） （A ）两粒子的电荷必然同号； （B ）粒子的电荷可以同号也可以异号； B （C ）粒子的动量必然不同； （D ）粒子的运动周期必然不同。 2. 图为四个带电粒子在0点沿相同的方向垂直于磁感线射入均匀磁场后的偏转轨迹的照片，磁场方向垂直纸面向外，轨迹所对应的四个粒子的质量相等，电荷大小也相等，则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是（ ） （A ）oa （B ）ob B （C ）oc （D ）od 二．计算题 3.图所示为一个电子通过大小为1B 和2B 的两个均匀磁场区域的路径。它在每个区域中的路径都是半圆，（a ）哪个磁场较强？（b ）两个磁场各是什么方向？（c ）电子在1B 的区域中所花费的时间是大于、小于、还是等于在2B 的区域中所花费的时间？
4.在图中，一带电粒子进入均匀磁场B 的区域，通过半个圆，然后退出该区域。该粒子是质子还是电子。它在该区域内度过130ns 。（a ）B 的大小是多少？（b ）如果粒子通过磁场被送回（沿相同的初始路径），但其动能为原先的2倍。则它在磁场内度过多长时间？ 5. 一质子以速度71 0 1.010m s υ-=??射入 1.5B T =的匀强磁场中，其速度方向与磁场方 向成30角，计算：（1）质子螺旋运动的半径；（2）螺距；（3）旋转频率。 （质子质量2719 1.6710, 1.610e m kg e C --=?=?）
班级___ ___学号____ ____姓名____ _____成绩______________ 一、选择题 1. m 与M 水平桌面间都是光滑接触，为维持m 与M 相对静止，则推动M 的水平力F 为：( B ) (A)(m +M )g ctg θ (B)(m +M )g tg θ (C)mg tg θ (D)Mg tg θ 2. 一质量为m 的质点，自半径为R 的光滑半球形碗口由静止下滑，质点在碗内某处的速率为v ，则质点对该处的压力数值为：( B ) (A)R mv 2 (B)R mv 232 (C)R mv 22 (D)R mv 252 3. 如图，作匀速圆周运动的物体，从A 运动到B 的过程中，物体所受合外力的冲量：( C ) (A) 大小为零 (B ) 大小不等于零，方向与v A 相同 (C) 大小不等于零，方向与v B 相同 (D) 大小不等于零，方向与物体在B 点所受合力相同 二、填空题 1. 已知m A =2kg ，m B =1kg ，m A 、m B 与桌面间的摩擦系数μ=0.5，(1)今用水平力F =10N 推m B ，则m A 与m B 的摩擦力f =_______0______，m A 的加速度a A =_____0_______. (2)今用水平力F =20N 推m B ，则m A 与m B 的摩擦力f =____5N____，m A 的加速度a A =_____1.7____. (g =10m/s 2) 2. 设有三个质量完全相同的物体，在某时刻t 它们的速度分别为v 1、v 2、v 3，并且v 1=v 2=v 3 ，v 1与v 2方向相反，v 3与v 1相垂直，设它们的质量全为m ，试问该时刻三物体组成的系统的总动量为_______m v 3________. 3.两质量分别为m 1、m 2的物体用一倔强系数为K 的轻弹簧相连放在光滑水平桌面上(如图)，当两物体相距为x 时，系统由静止释放，已知弹簧的自然长度为x 0，当两物体相距为x 0时，m 1的速度大小为 2 2 121 Km x m m m + . 4. 一弹簧变形量为x 时，其恢复力为F =2ax -3bx 2，现让该弹簧由x =0变形到x =L ，其弹力的功为： 2 3 aL bL - . 5. 如图，质量为m 的小球，拴于不可伸长的轻绳上，在光滑水平桌面上作匀速圆周运动，其半径为R ，角速度为ω，绳的另一端通过光 滑的竖直管用手拉住，如把绳向下拉R /2时角速度ω’为 F m A m B m M F θ A O B R v A v B x m 1 m 2 F m R
第六章机械振动 一. 选择题 1. 一弹簧振子，水平放置时做简谐振动，若把它竖直放置或放在一光滑斜面上，下列说法正确的是 (A) 竖直时做简谐振动，在斜面上不做简谐振动 (B) 竖直时不做简谐振动，在斜面上做简谐振动 (C) 两种情况下都做简谐振动 (D) 两种情况下都不做简谐振动 2. 质点沿x轴做简谐振动，振动方程用余弦函数表示，若时，质点过平衡位置且向x轴负方向运动，则它的振动初相位为 (A) 0 (B) (C) (D) 3. 两个质点各自做简谐振动，它们的振幅、周期相同，第一个质点的振动方程为 ，当第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位置时，第二个质点正在最大正位移处，则第二个质点的振动方程为： (A) (B) (C) (D) 4. 质点沿x轴做简谐振动，振动方程为，从t = 0时刻起，到质点位置在x = －2cm处，且向x轴正方向运动的最短时间间隔为 (A) (B) (C) (D) 5. 质点做简谐振动，振幅为A，初始时刻质点的位移为，且向x轴正向运动，代表此简谐振动的旋转矢量图为
(A) (B) (D) (C) 6. 图示为质点做简谐振动的曲线，该质点的振动方程为 (A) ) cm (B) ) cm (C) ) cm (D) ) cm 7. 一弹簧振子做简谐振动，总能量为E0，如果振幅增加为原来的两倍，则它的总能量为 (A) (B) (C) (D) 8. 一弹簧振子做简谐振动，当位移为振幅的一半时，其动能为总能量的 (A) (B) (C) (D) (E) 9. 两个简谐振动，，，且，合振动的振幅为 (A) (B) (C) (D) 二. 填空题 10. 一弹簧振子，弹簧的弹性系数为k，物体的质量为m，则该系统固有圆频率为_________，故有振动周期为_____________.
习题8 8-1 质量为10×10－ 3 kg 的小球与轻弹簧组成的系统，按20.1cos(8)3 x t π π=+ (SI)的规律做谐振动，求： (1)振动的周期、振幅、初位相及速度与加速度的最大值； (2)最大的回复力、振动能量、平均动能和平均势能，在哪些位置上动能与势能相等？ (3)t 2＝5 s 与t 1＝1 s 两个时刻的位相差. 解：(1)设谐振动的标准方程为)cos(0φω+=t A x ，则知： 3/2,s 4 1 2,8,m 1.00πφωπ πω=== ∴==T A 又 πω8.0==A v m 1 s m -? 51.2=1 s m -? 2.632==A a m ω2s m -? (2) N 63.0==m m a F J 1016.32 122 -?== m mv E J 1058.121 2-?===E E E k p 当p k E E =时，有p E E 2=， 即 )2 1(212122kA kx ?= ∴ m 20 2 22±=± =A x (3) ππωφ32)15(8)(12=-=-=?t t 8-2 一个沿x 轴做简谐振动的弹簧振子，振幅为A ，周期为T ，其振动方程用余弦函数表出.如果t ＝0时质点的状态分别是： (1)x 0＝－A ； (2)过平衡位置向正向运动； (3)过2A x = 处向负向运动； (4)过 x =处向正向运动. 试求出相应的初位相，并写出振动方程. 解：因为 ???-==00 0sin cos φωφA v A x 将以上初值条件代入上式，使两式同时成立之值即为该条件下的初位相．故有
)2cos(1ππ π φ+==t T A x )23 2cos(2 32πππφ+==t T A x )32cos(3 3π ππ φ+==t T A x )4 5 2cos(4 54πππφ+== t T A x 8-3 一质量为10×10－ 3 kg 的物体做谐振动，振幅为2 4 cm ，周期为4.0 s ，当t ＝0时位移为＋24 cm.求： (1)t ＝0.5 s 时，物体所在的位置及此时所受力的大小和方向； (2)由起始位置运动到x ＝12 cm 处所需的最短时间； (3)在x ＝12 cm 处物体的总能量. 解：由题已知 s 0.4,m 10242 =?=-T A ∴ 1s rad 5.02-?==ππ ωT 又，0=t 时，0,00=∴+=φA x 故振动方程为 m )5.0cos(10242t x π-?= (1)将s 5.0=t 代入得 0.17m m )5.0cos(102425.0=?=-t x π N 102.417.0)2 (10103 23 2--?-=???-=-=-=π ωx m ma F 方向指向坐标原点，即沿x 轴负向． (2)由题知，0=t 时，00=φ， t t =时 3 ,0,20πφ=<+ =t v A x 故且 ∴ s 3 2 2/3==?=ππωφt (3)由于谐振动中能量守恒，故在任一位置处或任一时刻的系统的总能量均为 J 101.7)24.0()2(10102121 214223222--?=???=== π ωA m kA E
荷兰物理学家安德烈·吉姆(Andre Geim)曾经做过一个有关磁悬浮的著名实验，将一只活的青蛙悬浮在 空中的技术 迈纳斯效应—完全抗磁性 零电阻是超导体的一个基本特性，但超导体的完全抗磁性更为基本。是否 转变为超导态，必须综合这两种测量结果，才能予以确定。 如果将一超导体样品放入磁场中，由于样品的磁通量发生了变化，样品的 表面产生感生电流，这电流将在样品内部产生磁场，完全抵消掉内部的外磁场， 使超导体内部的磁场为零。根据公式和，由于超导体=－1，所以超导体具有完全抗磁性。 内部B=0，故 m 超导体与理想导体在抗磁性上是不同的。若在临界温度以上把超导样品放 入磁场中，这时样品处于正常态，样品中有磁场存在。当维持磁场不变而降低 温度，使其处于超导状态时，在超导体表面也产生电流，这电流在样品内部产 生的磁场抵消了原来的磁场，使导体内部的磁感应强度为零。超导体内部的磁 场总为零，这一现象称为迈纳斯效应。 超导体的抗磁性可用下面的动画来演示，小球是用超导态的材料制成的， 由于小球的抗磁性，小球被悬浮于空中，这就是所说的磁悬浮。 下图是小磁铁悬浮在Ba-La-Cu-O超导体圆片（浸在液氮中）上方的照片。
零电阻是超导体的一个基本特性，但超导体的完全抗磁性更为基本。是否转变为超导态，必须综合这两种测量结果，才能予以确定。 如果将一超导体样品放入磁场中，由于样品的磁通量发生了变化，样品的表面产生感生电流，这电流将在样品内部产生磁场，完全抵消掉内部的外磁场，使超导体内部的磁场为零。根据公式和，由于超导体内部B=0，故cm=－1，所以超导体具有完全抗磁性。 超导材料必须在一定的温度以下才会产生超导现象，这一温度称为临界温度。
1—4 一质点的运动学方程为2t x =，()2 1-=t y (S1)。试求： (1)质点的轨迹方程：(2) 在2=t s 时，质点的速度和加速度。 [解] (1) 由质点的运动方程 2t x = (1) ()2 1-=t y (2) 消去参数t ，可得质点的轨迹方程 21)y = (2) 由(1)、(2)对时间t 求一阶导数和二阶导数可得任一时刻质点的速度和加速度 t dt dx v x 2== ()12-==t dt dy v y 所以 ()221x y v v t t =+=+-v i j i j (3) 222==dt x d a x 222==dt y d a y 所以 22=+a i j (4) 把t =2s 代入式(3)、(4)，可得该时刻质点的速度和加速度。 42=+v i j 22=+a i j 1—6 质点的运动学方程为() 2 22t t =++r i j (S1)，试求：(1)质点的轨道方程；(2)t ＝2s 时质点的速度和加速度。 [解] (1) 由质点的运动方程，可得 2 2,2x t y t ==+ 消去参数t ，可得轨道方程 2124 y x =+ (2) 由速度、加速度定义式，有 d /d 22t t ==+v r i j 22d /d 2t ==a r j 将t=2s 代入上两式，得 24=+v i j ， 2=a j 1—10 在重力和空气阻力的作用下，某物体下落的加速度为Bv g a -=，g 为重力加速度，B 为与物体的质量、形状及媒质有关的常数。设t =0时物体的初速度为零。(1)试求物体的速度随时间变化的关系式；(2)当加速度为零时的速度(称为收尾速度)值为多大? [解] (1) 由dt dv a /=得 dt Bv g dv =-
第七章机械波 一. 选择题 1. 机械波的表示式为（SI），则 (A) 其振幅为3m (B) 其波速为10m/s (C) 其周期为1/3s (D) 波沿x轴正向传播 2. 一平面简谐波沿x轴正向传播，时波形图如图示， 此时处质点的相位为 (A) 0 (B) π (C) π/2 (D) - π/2 3. 频率为100Hz、波速为300m/s的简谐波，在传播方向上有两点同一时刻振动相位差为π/3，则这两点相距 (A) 2m (B) 21.9m (C) 0.5m (D) 28.6m 4. 一平面简谐波在介质中传播，某瞬时介质中某质元正处于平衡位置，此时它的能量为 (A) 动能最大，势能为零 (B) 动能为零，势能最大 (C) 动能为零，势能为零 (D) 动能最大，势能最大 5. 一平面简谐波在弹性介质中传播，下述各结论哪个是正确的？ (A) 介质质元的振动动能增大时，其弹性势能减小，总机械能守恒 (B) 介质质元的振动动能和弹性势能做周期性变化，但二者的相位不相同 (C) 介质质元的振动动能和弹性势的相位在任一时刻都相同，但二者的数值不相等 (D) 介质质元在其平衡位置处弹性势能最大 6. 两相干波源S1、S2发出的两列波长为λ的同相位波列在P点相遇，S1到P点的距离是r1，S2到P点的距离是r2，则P点干涉极大的条件是 (A) (B) (C) (D)
7. 两相干波源S 1和S2相距λ/4（λ为波长），S1的相位比S2的相位超前，在S1、S2连线上，S1外侧各点（例如P点）两波干涉叠加的结果是 (A) 干涉极大 (B) 干涉极小 (C) 有些点干涉极大，有些点干涉极小 (D)无法确定 8. 在波长为λ的驻波中，任意两个相邻波节之间的距离为 (A) λ (B) 3λ/4 (C) λ/2 (D) λ/4 二. 填空题 9. 一声波在空气中的波长是0.25m，传播速度时340m/s，当它进入另一种介质时，波长变成了0.37m，则它在该介质中的传播速度为__________________. 10. 平面简谐波沿x轴正向传播，波动方程为，则处质点的振动方程为_________________，处质点与处质点振动的相位差为_______. 11. 简谐波沿x轴正向传播，传播速度为5m/s ，原点O振动方程为 (SI)，则处质点的振动方程为_____________________. 12. 一平面简谐波周期为2s，波速为10m/s，A、B是同一传播方向上的两点，间距为5m，则A、B两点的相位差为_______________. 13. S1、S2是两个相干波源，已知S1初相位为，若使S1S2连线中垂线上各点均干涉相消，S 2的初相位为_______________. 14. 如图，波源S1、S2发出的波在P点相遇，若P点的合振 幅总是极大值，则波源S1的相位比S2的相位领先 _____________________. 三. 计算题
第八章波动光学 (一) 光的干涉 答案在最后 一. 选择题 1. 波长为λ的单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面 反射的两束光发生干涉，如图所示，若薄膜的厚度为e，且 ，则两束反射光的光程差为 (A) (B) (C) (D) 2. 如图示，波长为λ的单色光，垂直入射到双缝，若P点是 在中央明纹上方第二次出现的明纹，则光程差为 (A) 0 (B) λ (C) 3λ/2 (D) 2 λ 3. 在双缝干涉实验中，屏幕上的P点处是明条纹，若将缝 盖住，并在连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面 M，如图示，则此时 (A) P点处仍为明条纹 (B) P点处为暗条纹 (C) 不能确定P点处是明条纹还是暗条纹 (D) 无干涉条纹 4. 双缝干涉中，若使屏上干涉条纹间距变大，可以采取 (A) 使屏更靠近双缝 (B) 使两缝间距变小 (C) 把两个缝的宽度稍稍调窄 (D) 用波长更短的单色光入射 5. 波长为λ的单色光垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，薄膜放在空气中，要使反射光干涉加强，薄膜厚度至少为
(A) λ /2 (B) λ /2n (C) λ /4 (D) λ /4n 6. 两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢向上平移，则干涉条纹 (A) 向棱边方向平移，条纹间距变小 (B) 向棱边方向平移，条纹间距变大 (C) 向棱边方向平移，条纹间距不变 (D) 向远离棱边方向平移，条纹间距不变 (E) 向远离棱边方向平移，条纹间距变小 7. 在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直 照射，再反射光中看到干涉条纹，则在接触点处形成的圆斑为 (A) 全明 (B) 全暗 (C) 右半边明，左半边暗 (D) 右半边暗，左半边明 8. 在迈克耳逊干涉仪的一条光路中放入折射率为n的透明薄膜后，观察到条纹移动6条，则薄膜的厚度是 (A) 3λ (B) 3λ /n (C) 3λ /(n-1) (D) 6λ /n 二. 填空题 9. 有两种获得相干光的基本方法，它们是__________________和___________________. 10. 两同相位相干点光源、，发出波长为λ的光，A是它们连线中垂线上的一点，在 与A间插入厚度为e折射率为n的薄玻璃片，两光源发出的光到达A点时光程差为______________，相位差为____________________. 11. 杨氏双缝干涉实验中，双缝间距为d，屏距双缝的间距为D（D >>d），测得中央明条纹与第三级明条纹间距为x，则入射光的波长为_____________________. 12. 一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1mm，若将整个装置放入水中，干涉条纹的间距变为_________________mm.（设水的折射率为4/3） 13. 波长为λ的单色光垂直照射到两块平玻璃片构成的劈尖上，测得相邻明条纹间距为l，
U 2 I 2 大学物理实验报告答案大全（实验数据及思考题答案全包括） 伏安法测电阻 实验目的 (1) 利用伏安法测电阻。 (2) 验证欧姆定律。 (3) 学会间接测量量不确定度的计算；进一步掌握有效数字的概念。 实验方法原理 根据欧姆定律， R = U ，如测得 U 和 I 则可计算出 R 。值得注意的是，本实验待测电阻有两只， 一个阻值相对较大，一个较小，因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式，以减小测量误差。 实验装置 待测电阻两只，0～5mA 电流表 1 只，0－5V 电压表 1 只，0～50mA 电流表 1 只，0～10V 电压表一 只，滑线变阻器 1 只，DF1730SB3A 稳压源 1 台。 实验步骤 本实验为简单设计性实验，实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。必要时，可提示学 生参照第 2 章中的第 2.4 一节的有关内容。分压电路是必须要使用的，并作具体提示。 (1) 根据相应的电路图对电阻进行测量，记录 U 值和 I 值。对每一个电阻测量 3 次。 (2) 计算各次测量结果。如多次测量值相差不大，可取其平均值作为测量结果。 (3) 如果同一电阻多次测量结果相差很大，应分析原因并重新测量。 数据处理 (1) 由 U = U max ? 1.5% ，得到 U 1 = 0.15V , U 2 = 0.075V ； (2) 由 I = I max ? 1.5% ，得到 I 1 = 0.075mA , I 2 = 0.75mA ； (3) 再由 u R = R ( 3V ) + ( 3I ) ，求得 u R 1 = 9 ? 101 &, u R 2 = 1& ； (4) 结果表示 R 1 = (2.92 ± 0.09) ?10 3 &, R 2 = (44 ± 1)& 光栅衍射 实验目的 (1) 了解分光计的原理和构造。 (2) 学会分光计的调节和使用方法。 (3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长 实验方法原理
《大学物理》课后作业题 专业班级： 姓名： 学号： 作业要求：题目可打印，答案要求手写，该课程考试时交作业。 第一章 质点力学 1、质点的运动函数为： 5 4;22 +==t y t x ， 式中的量均采用SI 单位制。求：（1）质点运动的轨道方程；（2）s 11=t 和s 22=t 时，质点的位置、速度和加速度。 1、用消元法 t=x/2 轨迹方程为 y=x2+5 2、运动的合成 x 方向上的速度为x'=2， y 方向上的速度为y'=8t+5 将t 带入分别求出x 和y 方向上的速度 然后合成 x 方向上的加速度为x''=0 y 方向上的加速度为y''=8 所以加速度为8 2、如图所示，把质量为m 的小球悬挂在以恒加速度水平运动的小车上，悬线与竖直方向的夹角为θ，求小车的加速度和绳的张力。 绳子的拉力F ，将其水平和竖直正交分解为 Fsinα 和 Fcosα 竖直：Fcosα=mg 水平：Fsinα=ma a=gtanα 方向水平向右 3、一质量为0.10kg 的质点由静止开始运动，运动函数为j i 23 53 += t r （SI 单位） 求在t=0到t=2s 时间内，作用在该质点上的合力所做的功。 质点的速度就是 V ＝dr / dt ＝5* t^2 i ＋0 j 即质点是做直线运动，在 t ＝0时速度为V0＝0；在 t ＝2秒时，速度为 V1＝5*2^2＝20 m/s 由动能定理得所求合力做的功是 W 合＝（m*V1^2 / 2）－（m*V0^2 / 2）＝ m*V1^2 / 2＝0.1*20^2 / 2＝20 焦耳 第二章 刚体力学 T 1
1、在图示系统中，滑轮可视为半径为R、质量为m0的匀质圆盘。设绳与滑轮之间无滑动， 水平面光滑，并且m1=50kg，m2=200kg，m0=15kg，R=0.10m，求物体的加速度及绳中的张力。 解将体系隔离为 1 m， m， 2 m三个部分，对 1 m和 2 m分别列牛顿方程，有 a m T g m 2 2 2 = - a m T 1 1 = β2 1 22 1 MR R T R T= - 因滑轮与绳子间无滑动，则有运动学条件 R aβ = 联立求解由以上四式，可得 R M m m g m ? ? ? ? ? + + = 2 1 2 1 2 β 由此得物体的加速度和绳中的张力为 2 2 1 262 .7 15 5.0 200 50 81 .9 200 2 1 - ? = ? + + ? = + + = =s m M m m g m R aβ N a m T381 62 .7 50 1 1 = ? = =N a g m T438 ) 62 .7 81 .9( 200 ) ( 2 2 = - ? = - = 第四章静止电荷的电场 1、如图所示：一半径为R的半圆环上均匀分布电 荷Q（>0）,求环心处的电场强度。 解：由上述分析，点O的电场强度 由几何关系θd d R l=，统一积分变量后，有 y x O
大学物理7章作业
第七章机械波 一. 选择题 1. 机械波的表示式为（SI），则 (A) 其振幅为3m (B) 其波速为10m/s (C) 其周期为1/3s (D) 波沿x轴正向传播 2. 一平面简谐波沿x轴正向传播，时波形图如图 示，此时处质点的相位为 (A) 0 (B) π (C) π/2 (D) - π/2 3. 频率为100Hz、波速为300m/s的简谐波，在传播方向上有两点同一时刻振动相位差为π/3，则这两点相距 (A) 2m (B) 21.9m (C) 0.5m (D) 28.6m 4. 一平面简谐波在介质中传播，某瞬时介质中某质元正处于平衡位置，此时它的能量为 (A) 动能最大，势能为零 (B) 动能为零，势能最大 (C) 动能为零，势能为零 (D) 动能最大，势能最大 5. 一平面简谐波在弹性介质中传播，下述各结论哪个是正确的？ (A) 介质质元的振动动能增大时，其弹性势能减小，总机械能守恒 (B) 介质质元的振动动能和弹性势能做周期性变化，但二者的相位不相同 (C) 介质质元的振动动能和弹性势的相位在任一时刻都相同，但二者的数值不相等 (D) 介质质元在其平衡位置处弹性势能最大 6. 两相干波源S1、S2发出的两列波长为λ的同相位波列在P点相遇，S1到P点的距离是r1，S2到P点的距离是r2，则P点干涉极大的条件是 (A)
(B) (C) (D) 7. 两相干波源S1和S2相距λ/4（λ为波长），S1的相位比S2的相位超前，在S1、S2连线上，S1外侧各点（例如P点）两波干涉叠加的结果是 (A) 干涉极大 (B) 干涉极小 (C) 有些点干涉极大，有些点干涉极小 (D)无法确定 8. 在波长为λ的驻波中，任意两个相邻波节之间的距离为 (A) λ (B) 3λ/4 (C) λ/2 (D) λ/4 二. 填空题 9. 一声波在空气中的波长是0.25m，传播速度时340m/s，当它进入另一种介质时，波长变成了0.37m，则它在该介质中的传播速度为__________________. 10. 平面简谐波沿x轴正向传播，波动方程为，则处质点的振动方程为_________________，处质点与处质点振动的相位差为_______. 11. 简谐波沿x轴正向传播，传播速度为5m/s ，原点O振动方程为 (SI)，则处质点的振动方程为_____________________. 12. 一平面简谐波周期为2s，波速为10m/s，A、B是同一传播方向上的两点，间距为 5m，则A、B两点的相位差为_______________. 13. S1、S2是两个相干波源，已知S1初相位为，若使S1S2连线中垂线上各点均干涉
《大学物理AI 》作业No.08导体介质中的静电场班级________ 学号________ 姓名_________ 成绩_______ 一、判断题：（用“T ”和“F ”表示）[ F ] 1．达到静电平衡的导体，电场强度处处为零。 解：达到静电平衡的导体，内部场强处处为0，表面场强处处垂直于表面。 [ F ] 2．负电荷沿导体表面运动时，电场力做正功。 解：达到静电平衡的导体，表面场强与表面处处垂直，所以电场力做功为 0。 也可以这样理解：达到静电平衡的导体是个等势体，导体表面是个等势面，那么当电荷在导体表面运动时，电场力不做功（因为电场力做功数值上等于电势能增量的负值）。 [ F ] 3. 导体接地时，导体上的电荷为零。 解：导体接地，仅意味着导体同大地等电势。导体上的电荷是全部入地还是部分入地就要据实际情况而定了。[ F ] 4．电介质中的电场是由极化电荷产生的。 解：电介质中的电场是总场，是自由电荷和极化电荷共同产生的。[ T ] 5．将电介质从已断开电源的电容器极板之间拉出来时，电场力做负功。 解：拔出电介质，电容器的电容减少，而电容器已与电源断开，那么极板上的电量不变，电源不做功。此时，电容器储能变化为： 0222 ' 2 C Q C Q W ,即电容器储能是增加的， 而电场力做功等于电势能增量的负值，那么电场力应该做负功。 二、选择题: 1．把A ，B 两块不带电的导体放在一带正电导体的电场中，如图所示。设无限远处为电 势零点，A 的电势为U A ，B 的电势为U B ，则[ D ] (A) U B > U A ≠０(B) U B > U A = 0 (C)U B ＝U A (D) U B < U A 解：电力线如图所示，电力线指向电势降低的方向，所以U B < U A 。 2．半径分别为R 和r 的两个金属球，相距很远。用一根细长导线将两球连接在一起并使它们带电。在忽略导线的影响下，两球表面的电荷面密度之比为[ D ] (A) R/r (B)R 2 /r 2 (C) r 2/ R 2 (D) r/R 解：两个金属球用导线相接意味着它们的电势相等， 设它们各自带电为 21q q 、，选无穷远处为电势 0点，那么有： r q R q 0 2 14 4 ，我们对这个等式变下形
第九章 真空中的静电场 一、选择题 ⒈ C ； ⒉B ；⒊ C ； ⒋ B ； ⒌ B ； 6.C ； 7.E ； 8.A,D ； 9.B ；10. B,D 二、填空题 ⒈ 2 3 08qb R πε，缺口。 ⒉ 0 q ε，< ; ⒊ 半径为R 的均匀带电球面（或带电导体球）; ⒋ 12 21 E E h h ε--； 2.21?10-12C/m 3; ⒌ 100N/C ；-8.85×10-9C/m 2 ; ⒍ -135V ； 45V ; ⒎ 006q Q R πε；0；006q Q R πε- ；006q Q R πε ； ⒏ 1 2 22 04() q x R πε+； 32 22 04() qx x R πε+ ； 2 R ；432.5 V/m ; 9.有源场；无旋场 (注意不能答作“保守场”，保守场是针对保守力做功讲的)。 三、 问答题 1. 答： 电场强度0E F q =r r 是从力的角度对电场分布进行的描述，它给出了一个矢量场分布的图像；而电势V =W /q 是从能量和功的角度对电场分布进行的描述，它给出了一个标量场分布的图像。 空间任意一点的电场强度和该点的电势之间并没有一对一的关系。二者的关系是： "0"p d grad ,d d P V E V V E l n =-=-=??r r r 。即空间任一点的场强和该点附近电势的空间变化率相联 系；空间任一点的电势和该点到电势零点的整个空间的场强分布相联系。 由于电场强度是矢量，利用场叠加原理计算时，应先将各电荷元产生的电场按方向进行分解，最后再合成，即： d d d d ;x y z E E i E j E k =++r r r r ， d ,d ,d x x y y z z E E E E E E ===??? 而电势是标量可以直接叠加，即：V dV =?。但用这种方法求电势时，应注意电势零点的选择。
第六章 机械振动参考答案 一. 选择题 1. ( C ) 2. ( B ) 3.( D ) 4. ( D ) 5. ( B ) 6. ( D ) 7. ( D ) 8. ( D ) 9. ( C ) 二. 填空题 10. （ , ） 11. （ ； ； ） 12. （ ； ） 13. （ ） 14. （ 0 ） 三. 计算题 15. 质量为10g 的小球与轻弹簧组成的系统，按 cm )3 8cos(5.0π π+=t x 的规律振动， 式中t 的单位为S 。 试求： （1）振动的圆周期、周期、初相、速度及加速度的最大值； （2）t =1s 、2s 时的相位各为多少？ 解：（1）将原式与简谐振动的一般表达式 比较 圆频率 ，初相 ，周期 速度最大值 加速度最大值 （2） 相位 将 代入，得相位分别为 ．
16. 一质点沿x 轴作简谐振动，平衡位置在x 轴的原点，振幅cm 3=A ，频率Hz 6=ν。 （1）以质点经过平衡位置向x 轴负方向运动为计时零点，求振动的初相位及振动方程； （2）以位移 cm 3-=x 时为计时零点，写出振动方程. 解: (1) 设振动方程为 当t =0, x =0, 做旋转矢量图，可得初相位 振动方程为 (2) 当t =0 , x = －3cm , 做旋转矢量图，可得初相位 所以振动方程为 17. 在一轻弹簧下端悬挂 砝码时，弹簧伸长8cm ，现在此弹簧下端悬挂 的物体，构成弹簧振子。将物体从平衡位置向下拉动4cm ，并给以向上的21cm/s 初 速度（设这时t = 0）令其振动起来，取x 轴向下，写出振动方程。 解: 设振动方程为 由 ，可知 振幅A 初相位由旋转矢量图可得 振动方程为
济南大学 大学物理大作业答案完整版
第1章 质点运动学 §1.3 用直角坐标表示位移、速度和加速度 一．选择题和填空题 1. (B) 2. (B) 3. 8 m 10 m 4. ()[] t t A t ωβωωωββsin 2cos e 22 +-- ()ωπ/122 1 +n (n = 0, 1, 2,…) 5. h 1v /(h 1-h 2) 二．计算题 1解: (1) 5.0/-==??t x v m/s (2) v = d x /d t = 9t - 6t 2 v (2) =-6 m/s (3) S = |x (1.5)-x (1)| + |x (2)-x (1.5)| = 2.25 m 2解： =a d v /d t 4=t ， d v 4=t d t ? ?=v v 0 0d 4d t t t v=2t 2 v=dx/dt=2t 2 t t x t x x d 2d 0 20 ?? = x 2=t 3 /3+x 0 (SI) §1.5 圆周运动的角量描述 角量与线量的关系 一．选择题和填空题 1. (D) 2. (C) 3. 16R t 2 4rad /s 2 4. -c (b -ct )2/R 二．计算题 1. 解： ct b t S +==d /d v c t a t ==d /d v ()R ct b a n /2 += 根据题意： a t = a n 即 ()R ct b c /2 += 解得 c b c R t -=
§1.6 不同参考系中的速度和加速度变换定理简介 一．选择题和填空题 1. (C) 2. (B) 3. (A) 4.0321=++v v v 二．计算题 1.解：选取如图所示的坐标系，以V 表示质点的对地速度，其x 、y 方向投影为： u gy u V x x +=+=αcos 2v ， αsin 2gy V y y = =v 当y =h 时，V 的大小为： () 2cos 2222 2 2αgh u gh u y x ++= +=V V V V 的方向与x 轴夹角为γ， u gh gh x y +==--ααγcos 2sin 2tg tg 1 1 V V 第2章 牛顿定律 §2.3 牛顿运动定律的应用 一．选择题和填空题 1. (C) 2. (C) 3. (E) 4. l/cos 2 θ 5. θcos /mg θ θ cos sin gl 二．计算题 1. 解：质量为M 的物块作圆周运动的向心力，由它与平台间的摩擦力f 和质量为m 的物块 对它的拉力F 的合力提供．当M 物块有离心趋势时，f 和F 的方向相同，而当M 物块有 向心运动趋势时，二者的方向相反．因M 物块相对于转台静止，故有 F + f max =M r max ω2 2分 F － f max =M r min ω2 2分 m 物块是静止的，因而 F = m g 1分 又 f max =μs M g 1分 故 2.372 max =+= ωμM Mg mg r s mm 2分 4.122 min =-=ωμM Mg mg r s mm 2分 γ v
7-3．在体积为2.0×10-3m 3的容器中，有内能为6.75×102 J 的刚性双原子分子理想气体。求： (1)气体的压强；(2)设分子总数为5.4×1022个，则分子的平均平动动能及气体的温度。 [解]（1）理想气体的内能kT i N E 2 ?=（1） 理想气体的压强kT V N nkT p = =（2） 由（1）、（2）两式可得53 2 1035.110251075.6252?=????==-V E p Pa （2）由kT i N E 2 ?=则362104.51038.151075.625222232=??????==-kN E T K 又2123105.73621038.12 323--?=???==kT w J 7-4．容器内储有氧气，其压强为p =1.01×105Pa ，温度为t =27℃。试求： (1)单位体积内的分子数； (2)分子的平均平动动能。 解：（1）由nkT p = （2）J 1021.63001038.12 3232123--?=???==kT w
7-5．容器内某理想气体的温度T ＝273K ，压强p =1.00×10-3atm ，密度为3 1.25g m ρ-=?， 求：(1)气体的摩尔质量；(2)气体分子运动的方均根速率；(3)气体分子的平均平动动能和转动动能；(4)单位体积内气体分子的总平动动能；(5)0.3mol 该气体的内能。 [解]（1）由RT pV ν= 所以4931025.110013.11000.13333 5 32 =?????===--ρp m kT v m （2）气体的摩尔质量 所以该气体是2N 或CO （3）气体分子的平均平动动能 气体分子的转动动能 （4）单位体积内气体分子的总平动动能 （5）该气体的内能 8-3．一定量的理想气体，其体积和压强依照V =a 的规律变化，其中a 为已知常 数。试求： (1)气体从体积V 1膨胀到V 2所作的功； (2)体积为V 1时的温度T 1与体积为V 2时的温度T 2之比。 解：??? ? ??-===? ?21222112 1 21 V V a dv v a pdv A v v v V
7-3．在体积为2.0×10-3m 3 的容器中，有内能为 6.75×102J 的刚性双原子分子理想气体。求： (1)气体的压强；(2)设分子总数为 5.4×1022 个，则分子的平均平动动能及气体的温度。 [解] （1）理想气体的内能 kT i N E 2 ? = （1） 理想气体的压强 kT V N nkT p == （2） 由（1）、（2）两式可得 53 2 1035.110 251075.6252?=????==-V E p Pa （2）由 kT i N E 2 ?= 则 362104.51038.151075.625222232=??????==-kN E T K 又 2123105.73621038.12 3 23--?=???==kT w J 7-4．容器内储有氧气，其压强为 p = 1.01×10 5 Pa ，温度为 t = 27℃。试求： (1)单位体积内的分子数； (2)分子的平均平动动能。 解：（1）由nkT p = 525-323 1.0110 2.4410m 1.3810300 p n kT -?===??? （2）J 1021.63001038.12 32321 23--?=???==kT w 7-5．容器内某理想气体的温度T ＝273K ，压强p =1.00 ×10-3atm ，密度为31.25g m ρ-=?，求：(1)气体的摩尔质量；(2)气体分子运动的方均根速率；(3)气体分子的平均平动动能和转动动能；(4)单位体积内气体分子的总平动动能；(5)0.3mol 该气体的内能。 [解] （1）由 RT pV ν= 所以 49310 25.110013.11000.13333 5 32 =?????===--ρp m kT v m （2） 气体的摩尔质量 p kT N m N M ρ0 0mol == mol kg 028.010 013.11000.12731038.11025.110 02.65 323323 =?????????=--- 所以该气体是2N 或CO （3）气体分子的平均平动动能 J 1065.52731038.12 32 32123--?=???==kT ε 气体分子的转动动能 J 1077.32731038.12 221232--?=??==kT ε