v
v ／m·s －
1 t ／s
8 －8
O
1 2 3 全国通用
2016届高三物理一轮复习滚动练习题(一)
一、选择题（共48分。其中1、9、10、11、12位多选题）
1.伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有（ ）
A.力不是维持物体运动的原因
B.物体之间普遍存在相互吸引力
C.忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快
D.物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反
2．下列运动过程中，在任何相等的两段时间内，物体速度的变化量不同的是（ ） A.匀加速直线运动 B.竖直上抛运动 C.匀速圆周运动 D.平抛运动
3．某运动物体做匀变速直线运动，加速度大小为6 m/s 2，那么在任意1 s 内( ) A ．此物体的末速度一定等于初速度的6倍
B ．此物体任意1 s 的初速度一定比前1 s 末的速度大6 m/s
C ．此物体在每1 s 内的速度变化为6 m/s
D ．此物体在任意1 s 内的末速度一定比初速度大6 m/s
4．甲、乙两车在同一水平路面上做直线运动，某时刻乙车在前、甲车在后，相距x ＝6 m ，从此刻开始计时，乙做匀减速运动，两车运动的v －t 图象如图所示．则在0～12 s 内关于两车位置关系的判断，下列说法正确的是 ( )
A ．t ＝4 s 时两车相遇
B ．t ＝4 s 时两车间的距离最大
C ．0～12 s 内两车有两次相遇
D ．0～12 s 内两车有三次相遇 5．一个小孩在蹦床上做游戏，他从高处落到蹦床上后，又被弹起到原高度．
小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图象 如图所示．图中oa 和cd 段为直线．则根据此图象可知，小孩和蹦床相接触 的时间为（ ）
A ．t 2～t 4
B ．t 1～t 4
C ．t 1～t 5
D ．t 2～t 5 6．某质点在0～3 s 内运动的v －t 图象如图所示。关于质点的运动， 下列说法正确的是( )
A ．质点在第1 s 内的平均速度等于第2 s 内的平均速度
B ．t ＝3 s 时，质点的位移最大
C ．质点在第2 s 内的加速度与第3 s 内的加速度大小相等，方向相反
D ．质点在第2 s 内的位移与第3 s 内的位移大小相等，方向相反 7．一辆农用“小四轮”漏油，假如每隔l s 漏下一滴，车在平直公路上行驶，一位同学根据漏在路面上的油滴分布，分析“小四轮”的运动情况（已知车的运动方向）。下列说法中错误的是（ ）
A ．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车一定在做匀加速直线运动
B ．当沿运动方向油滴始终均匀分布时，车可能做匀速直线运动
C ．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车的加速度可能在减小
D ．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车的加速度可能在增大
8．汽车从某时刻开始做匀减速直线运动直到停止，若测得汽车运动所用的时间为t ，发生的位移为x ，根据这些测量结果，可以求得的量是（ ） A ．可以求出汽车的初速度，但不能求出加速度 B ．可以求出汽车的加速度，但不能求出初速度 C ．可以求出汽车的初速度、加速度及平均速度 D ．只能求出汽车在这一过程中的平均速度
9．一滑块以初速度v 0从固定的足够长斜面底端沿斜面向上滑行，该滑块的“速度-时间”图像可能是（ ）
10.一个做变速直线运动的物体，加速度逐渐减小，直至为零，那么该物体运动的情况可能是（ ）
A ．速度不断增大，加速度为零时，速度最大
B ．速度不断减小，加速度为零时，速度最小
C ．速度的变化率越来越小
D ．速度肯定是越来越小的
11．在轻绳的两端各拴一个小球，一个人用手拿着绳子上端的小球，站在三层楼的阳台上，释放小球，使小球自由下落，两小球相继落地的时间差为△t ，速度差为Δv,如果人站在四层楼的阳台上，同样的方法释放小球，让小球自由下落则两小球相继落地的时间差△t 和速度差Δv 将：( )
A ．△t 不变
B ．△t 变小
C ．Δv 变小
D ．Δv 变大
12.如图所示，光滑斜面AE 被分成四个相等的部分，一物体由A 点从静止释放，下列结论中正确的是（ ）
A ．物体到达各点的速率v
B ∶v
C ∶v
D ∶v
E =2:3:2:1= B ．物体到达各点所经历的时间 D C B E t t t t 3
222===
C ．物体从A 到E 的平均速度B V V =
D ．物体通过每一部分时，其速度增量B A c B
E D v v v v v v -=-=-
二、实验题（共14分，前四空每空2分，后两空每空3分）
13．如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始 自由下落，利用此装置可以测定重力加速度．
（1） 所需器材有：电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和 （2） 带夹子的重物，此外还需_________（填字母代号）中的器材． A ．直流电源 B ．天平及砝码 C ．4-6V 交流电源 D ．毫米刻度尺
7.05
7.68 8.33
8.95
9.61
10.26
-1（2）下列实验操作步骤正确的是（ ）
A ．实验所用的重物可用实心泡沫球
B ．应调整打点计时器，使其两限位孔连线在竖直方向
C ．实验时应先使重物靠近打点计时器再释放，释放后再接通电源。 14．（8分）某实验小组在实验室探究匀变速运动规律时，获取 一条做匀减速直线运动的小车牵引的纸带，打点计时器使用交
流电源的频率是50Hz ，由纸带上打出的某一点开始，每5个点 剪下一段纸带，按如图所示，使每一条纸带下端与x 轴重合， 左边与y 轴平行，将纸带贴在直角坐标系中，则：
（1）打点计时器正常工作时，打点的时间间隔取决于_______
A ．交流电压的高低
B ．墨粉纸盘的大小
C ．纸带的长度
D ．交流电的频率
为减小实验误差，通常采取隔相同点取计数点的方法，如上述实验小组，其选取的相邻两计数点之间的时间间隔为_______
（2）在第二条纸带内中间时刻的速度是_______ m/s ；
（3）由上述数据可知小车运动的加速度是_______ m/s 2（计算结果保留两位有效数字）
五、计算题（共36分）
15．（8分）如图是某质点做直线运动的v —t 图象。求： （1）质点前1 s 时间内的加速度大小； （2）质点从1 s 到4 s 时间内的位移大小； （3）质点在整个4 s 时间内的平均速度大小。 17．（8分）甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动。质点甲做初速度为零，加速度大小为1a 的匀加速直线运动。质点乙做初速度为0v ，加速度大小为2a 的匀减速直线运动至速度减为零保持静止。甲、乙两质点在运动过程中的位置x —速度v 图象如图所示，虚线与对应的坐标轴垂直。
（1）在x —v 图象中，图线a 表示哪个质点的运动？质点乙的初速度是多少？（只写结果） （2）求质点甲、乙的加速度大小1a 、2a 。
16．（10分）如图所示，有同学做实验时不慎将圆柱形试管塞卡于试管底部，该试管塞中轴穿孔。为了拿出试管塞而不损坏试管，该同学紧握试管让其倒立由静开始竖直向下做匀加速直线运动，t=0.20s后立即停止，此时试管下降H=0.80m，试管塞将恰好能从试管口滑出。已知试管总长l=21.0cm，底部球冠的高度h=1.0cm，试管塞的长度为d=2.0cm，设试管塞相对试管壁滑动时受到的的摩擦力恒定，不计空气阻力，重力加速度g=l0m／s2。求：
(1)试管塞从静止开始到离开试管口的总位移；
(2)试管塞受到的滑动摩擦力与其重力的比值。（运用牛顿第二定律）
18．（10分）货车A正在该公路上以72km/h的速度匀速行驶，因疲劳驾驶司机注意力不集中，当司机发现正前方有一辆静止的轿车B时，两车距离仅有75 m。
（1）若此时B车立即以2m/s2的加速度启动，通过计算判断：如果A车司机没有刹车，是否会撞上B车；若不相撞，求两车相距最近时的距离；若相撞，求出从A车发现B车开始到撞上B车的时间.
（2）若A车司机发现B车，立即刹车（不计反应时间）做匀减速直线运动，加速度大小为2m/s2（两车均视为质点），为避免碰撞，在A车刹车的同时， B车立即做匀加速直线运动（不
至少多大才能避免事故.（这段公路很窄，无法靠边让道）计反应时间），问：B车加速度a
2
参考答案
1.AC
2.C
3.C
4.D
5.C
6.D
7.A
8.C
9.ABC 10.ABC 11.BC 12.ABC
13.（1）CD 2分 （2）B 2分
14.（1）D 2分 0.10s 2分 （2）0.96 3分 （3）0.64 3分 15.（1）10m/s 2（2）39m （3）11m/s 【解析】（1）前1 s 时间内的加速度2210110100
m/s 10m/s 10
v v v a t t t -?-====?-- （2）1 s 到4 s 时间内的加速度， 22212211610
m/s 2m/s 41
v v a t t --=
==-- 1 s 到4 s 时间内的位移 22
2132232
11()()10(41)2(41)m 39m 22
x v t t a t t =-+-=?-+??-= （3）前1 s 时间内的位移，221
1111
101m 5m 22
x a t ==??= 4 s 时间内的平均速度， 123539m/s 11m/s 4
x x x v t t +?+=
===? 考点：匀变速直线运动的规律的应用.
16.【解析】：（1）质点甲匀加速直线运动，速度随位移增大而增大，对照图像可得a 是甲的位移速度图像。乙匀减速，速度虽位移的增大而减小，对照图像b 是乙的位移速度图像，初速度为06/v m s =
（2）设质点乙、甲先后通过x=6m 处时的速度均为v ，对质点甲：2
12v
a x = ①
对质点乙：22
022v v a x -=- ②
联立①②解得：2
123m/s a a += ③ 当质点甲的速度1
8m/s v =、质点乙的速度22m/s v =时，两质点通过相同的位移均为x '。
对质点甲：2
112v a x '= ④
对质点乙：222
022v v a x '-=- ⑤ 联立④⑤解得：122a a = ⑥
联立③⑥解得：212m/s a = 221m/s a =
考点：匀变速直线运动
17.【解析】：（1）试管塞开始与试管一起运动了位移：x 1＝H ＝0.80 m 之后又独立运动了位移：
x
2
＝l－h＝(0.21－0.01)m＝0.20 m
所以总位移：x＝x
1＋x
2
＝(0.80＋0.20)m＝1.0 m
（2）设试管塞质量为m，与试管一起做匀加速直线运动的加速度大小为a
1
，末速度为v，之
后滑动过程中的摩擦力大小为F
f ，加速度大小为a
2
，由运动学公式有：x
1
＝
2
1
a
1
t2①
v＝a
1
t ②
由①②解得：v＝8 m/s
试管塞在试管中做匀减速运动时有：－2a
2x
2
＝0－v2 ③
由牛顿第二定律：F
f －mg＝ma
2
④
由③④解得：F
f
＝17 mg
故滑动摩擦力与重力的比值为17∶1
考点：牛顿第二定理的应用.
18.【解析】：（1）当两车速度相等时，AB两车到达同一个位置，设经过的时间为t 则:v A=v B 对B车 v B=a A t 联立可得：t=10s
A车的位移x A=v A t=200m B车的位移x B=a t2/2=100m 又x B+x0=175m 设经过时间t相撞，有：v A t=x0+a t2/2 代入数据解得：t1=5s，t2=15s（舍去） 已知A车的加速度a A=2m/s2，初速度v0=72km/h=20m/s 设B车的加速度为a B，B车运动经过时间t， 两车相遇时，两车速度相等，则v A=v0-a A t v B=a B t 且 v A=v B 在时间t内A车的位移x A=v0t-a A t2/2 B车的位移x B=a B t2/2 又x B+x0=x A 联立可得a B=2/3m/s2=0.67m/s2 考点：本题考查追及相遇问题。 2016届高三物理一轮复习滚动练习题(二) 一、 选择题 1．（多选）一列简谐横波沿直线AB 传播，已知A 、B 两质点平衡位置间的距离是3m ，且在某一时刻，A 、B 两质点的位移均为零，A 、B 之间只有一个波峰，则这列横波的波长可能是（ ） A ．3m B ．4m C ．6m D ．8m 2．（多选）下列关于简谐振动的说法正确的是 ( ) A ．位移减小时，加速度减小，速度增大 B ．位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同 C ．物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同 D ．水平弹簧振子向左运动时，其加速度方向与速度方向相同；向右运动时，其加速度方向跟其速度方向相反 3．一列简谐波沿x 轴的正方向传播，在t=0时刻的波形图如图所示，已知这列波的P 点至少再经过0.3s 才能到达波峰处，则以下说法正确的是（ ） ①这列波的波长是5m ②这列波的波速是10m/s ③质点Q 要经过0.7s 才能第一次到达波峰处 ④质点Q 到达波峰处时质点P 也恰好到达波峰处 A.只有①、②对 B.只有②、③对 C.只有②、④对 D.只有②、③、④对 4．A 、B 两个弹簧振子，A 的固有频率为2f ，B 的固有频率为6f ，若它们都在频率为5f 的驱动力作用下做受迫振动，则（ ） A ．振子 B 的振幅较大，振动频率为5f B ．振子B 的振幅较大，振动频率为6f C ．振子A 的振幅较大，振动频率为5f D ．振子A 的振幅较大，振动频率为2f 5．下列关于机械波及其特征量的说法正确的是( ) A ．波的传播方向跟质点振动的方向总是垂直的 B ．由f v λ=可知，波速是由波源振动的频率和波长两个因素决定的 C ．波的速度即为振源的振动速度 D ．在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在均匀介质中传播的距离等于一个波长 6．（多选）两列振动方向相同、振幅分别为A 1和A 2的相干简谐横波相遇．下列说法正确的是( ) A ．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A 1－A 2| B ．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A 1＋A 2 C ．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D ．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 7．（多选）下列说法中正确的有（ ） A ．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的 B ．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象 C ．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象 D ．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率 8．（多选）下列说法中正确的是 （ ） A ．当一列声波从空气中传入水中时波长一定会变长 B ．在机械横波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度 C ．a 、b 两束光照射同一双缝干涉装置在屏上得到的干涉图样中，a 光的相邻亮条纹间距小于b 光的相邻 亮条纹间距，则可以判断水对a光的折射率比b光大 D．肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的 E．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实 9．（多选）下列说法正确的是（） A.单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关 B.变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场 C.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄 D.光纤通信的工作原理是全反射，光纤通信具有容量大、抗干扰性强等优点 E.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振 10．关于多普勒效应的叙述，下列说法中正确的是（） Ａ.多普勒效应就是声波的干涉 Ｂ.产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化 Ｃ.产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动 Ｄ.甲、乙两辆汽车相向行驶，同时发出的笛声频率相同，乙车中的乘客听到的甲车笛声频率低于乙车笛声频率 11．（多选）下列说法正确的是 ( ) A.在干涉现象中,振动加强点的位移总比减弱点的位移要大 B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关 C.火车鸣笛向我们驶来时, 我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高 D.当水波通过障碍物时, 若障碍的尺寸与波长差不多, 或比波长大的多时, 将发生明显的衍射现象 E.用两束单色光A、B, 分别在同一套装置上做干涉实验, 若A光的条纹间距比B光的大, 则说明A光波长大于B光波长 F.弹簧振子从平衡位置向最大位移处运动的过程中,振子做匀减速运动 12．（多选）下列说法中正确的是 ( ) A．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变小 B．做简谐振动的物体,经过同一位置时, 加速度可能不同 C．在受迫振动中,驱动力的频率不一定等于物体的固有频率 D．拍摄玻璃橱窗内的物品时,要在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 E．在波的传播方向上两相邻的对平衡位置的位移始终相同的质点间距离等于波长 13.（多选）在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波在x轴上传播，某时刻的 波形如图，其波速为5m/s，则下列说法正确的是（） A．此时P、Q两点运动方向相同 B．再经过0.5s质点N刚好在（-5m，20cm）位置 C．能与该波发生干涉的横波的频率一定为3Hz D．波的频率与波源的振动频率无关 14．（多选）如图所示是两列完全相同的相干水波在某时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波 谷。则下列关于这两列波的说法中正确的是( ) A．P、N两质点始终处于平衡位置 B．该时刻质点M正处于平衡位置 C．随着时间的推移，质点O将向M点移动 D．从该时刻起，经过四分之一个周期，质点O将到达平衡位置，此时位移为零 E.OM连线的中点是振动加强点，其振幅为单个波引起的振幅的2倍 15．一列自右向左传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形图如图所示。已知在t1＝0.3s时刻，P质点首次位于波峰，Q点的坐标是（－3，0），则以下说法正确的是（） A ．这列波的传播速度为0.2m/s B ．在t ＝0时刻，质点P 向上运动 C ．在t 1＝0.3s 时刻，质点A 仍位于波谷 D ．在t 2＝0.5s 时刻，质点Q 首次位于波峰 16.振源以原点O 为平衡位置，沿y 轴方向做简谐运动，它发出的简谐波在x 轴 上以v=2m/s 沿正方向传播，在某一时刻的波形如图所示。在原点的右方有一质 元P 从图示时刻开始，经过0．5s 在x 轴下方且向上运动，则质元P 所在的位置可能是（ ） A 0.5m B 1.5m C 2.5m D 3.5m 17．如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ 的左下方。一束白光沿半径方向从A 点射入 玻璃砖，在O 点发生反射和折射，折射光在白光屏上呈现七色光带。若入射点由A 向B 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O 点，观察到各色光在光屏上陆续消失。 在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是（ ） A ．增强，紫光 B ．增强，红光 C ．减弱，紫光 D ．减弱，红光 18．科技活动小组的同学们为给西昌邛海湿地公园增加梦幻夜景做了一个小实验，将两盏发不同颜色单色光的灯A.B 安装在水面下同一深度，结果发现A 灯照亮的水面区域较大，以下说法正确的是（ ） A.A 光的折射率小于B 光的折射率 B.在水中A 光的传播速度小于B 光的传播速度 C.用这两种光分别通过同一双缝干涉实验装置，A 光条纹间距较小 D.若在双缝干涉实验中，同时用这两种光分别照亮其中一条缝，在屏上能得到明暗相间的彩色干涉条纹 19. （多选）下图为俯视图，光屏MN 竖直放置，半圆柱形玻璃砖放在水平面上的的平面部分ab 与屏平行。由光源S 发出的一束白光从半圆沿半径射入玻璃砖，通过圆心O 再射到屏上．在水平面内绕过O 点的竖直轴沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光谱。当玻璃砖转动角度大于某一值时，屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消失。有关彩色的排列顺序和最先消失的色光是（ ） A.通过实验说明，同种材料中各种色光的折射率不同，红光折射率较大 B.由c n v = 可知，玻璃砖中红光传播速度较大 C.由1 n sinc =可知，红光在ab 界面发生全反射的临界角较大 D ．转动玻璃砖的过程中最先消失的是红光 E ．在光屏上从左到右光谱的分布是从红光到紫光 20．a 、b 两种单色光以相同的入射角从空气斜射向某种玻璃中，光路如图所示。 关于a 、b 两种单色光，下列说法中正确的是（ ） A ．该种玻璃对b 光的折射率较大 B ．b 光在该玻璃中传播时的速度较大 C ．两种单色光从该玻璃中射入空气发生全反射时，a 光的临界角较小 D ．在同样的条件下，分别用这两种单色光做双缝干涉实验，b 光的干涉图样的相邻条纹间距较大 21．在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，这主要是应用激光的（ ） A.亮度高 B.平行性好 C.单色性好 D.波动性好 22．光的颜色取决于（ ） A.波长 B.频率 C.传播速度 D.折射率 23.（多选）关于波动，下列说法正确的是（） A.各种波均会发生偏振现象 B.用白光做单份衍射与双份干涉实验，均可看到彩色条纹 C.声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度 D.已知地震波的纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警 24.．下列事件及现象中，由光的折射产生的是（） A.小孔成像 B.海市蜃楼 C.在公路的急拐弯处安装的拐弯经能帮助司机提前知道弯道前方的情况 D.城市里的一些高楼采用玻璃幕墙进行室外装潢，造成了一定程度的污染。 25.（多选）下列关于光现象的说法正确的是（） A．用光导纤维传播信号是利用了光的全反射 B．照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的干涉现象 C．偏振光可以是横波，也可以是纵波 D．全息照相利用了激光方向性好的特点 26．（多选）下列说法中正确的是． A．在光的双缝干涉实验中，条纹间距与缝的宽度成正比 B．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动无关C．只有障碍物的尺寸比波长小得多时才会发生衍射现象 D．红光在玻璃砖中的传播速度比紫光在玻璃砖中的传播速度大 姓名：班级： 选择题答题卡 二、解答题 27.一列简谐横波沿x 轴正方向传播，频率为0.5Hz ，t ＝0时刻的波形如图所示．该列波的波速是 m/s ；质点a 平衡位置的坐标x a ＝2.5 m ，从图示再经 s 它第一次经过平衡位置向y 轴正方向运动． 28.如图为一块直角三棱镜，顶角A 为30°．一束激光从AC 边入射，刚好能垂直AB 边射出，入射方向如图所示，求该激光在棱镜中的传播速度． (结果保留两位有效数字) 29.如图，矩形ABCD 为一水平放置的玻璃砖的截面，在截面所在平面有一细束激光照射玻璃砖，入射点距底面的高度为h ，反射光线和折射光线与底面所在平面的交点到AB 的距离分别1l 和2l ，在截面所在平面内，改变激光束在AB 面上入射点的高度与入射角的大小，当折射光线与底面的交点到AB 的距离为3l 时，光线 恰好不能从底面射出，求此时入射点距离底面的高度H 。 30.简谐横波某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A 质点的振动图象如图乙所示。 （1）求该简谐波的波速 （2）从该时刻起，再经过Δt ＝0.4s ，P 质点通过的路程和波传播的距离分别为多少？ （3）若t ＝0时振动刚刚传到A 点，从该时刻起再经多长时间图甲中横坐标为45 m 的质点(未画出)第二次位于波峰？ 31．如图，为某种透明材料做成的三棱镜横截面，其形状是边长为a 的等边三角形，现用一束宽度为a 的 单色平行光束，以垂直于BC 面的方向正好入射到该三棱镜的AB 及AC 面上，结果所有从AB 、AC 面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC 面。试求：这些到达BC 面的光线从BC 面折射而出后，如果照射到一块平行于BC 面的足够大屏上形成光斑，则当屏到BC 面的距离6 3a d =时， 光斑最外沿间的距离是多少？ 32.．某种光学元件由两种不同透明物质Ⅰ和透明物质Ⅱ制成，其横截面如图所示，O 为AB 中点， BAC ∠=30o ，半圆形透明物质Ⅰ的折射率为n 1=3，透明物质Ⅱ的折射率为n 2。一束光线在纸面内沿O 点方向射入元件，光线与AB 面垂线间的夹角为θ，通过观察发现此时从AC 面恰好无光线射出，在BC 面有光线垂直射出。 求： ①该透明物质Ⅱ的折射率n 2； ②光线在透明物质Ⅱ中的传播速度大小； ③光线与AB 面垂线间的夹角θ的正弦值。 33．如图所示，一个半径为R 的 透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A 点沿水平方向射入球体后经B 点射出，最后射到水平面上的C 点。已知OA ＝ ，该球体对蓝光的折射率为 。则： ①它从球面射出时的出射角β为多少？ ②若光在真空中的传播速度为c ，那么，请推导出光从A 点传播到C 点所需时间t 的表达式（用c ，R 表示） 27.2；0.25； 28 棱镜折射率0 sin sin 60sin sin 30i n r ===；又c n v =； 所以8 81.710c v n ===?m/s （有效数字错误扣1分） 29.【解析】设玻璃砖的折射率为n ，入射角和反射角为 ，折射角为 ，由光的折射定律 根据几何关系，有 联立以上各式得 根据题意，折射光线在某一点刚好无法从底面射出，此时发生全反射。设在底面发生全反射 时的入射角为，有 由几何关系得 联立可得 30.【答案】(1)25 m/s(2) 4 cm 10 m (3) 1.8 s (1)波速v ＝λT ＝20 0.8 m/s ＝25 m/s (2)因为Δt ＝0.4 s ＝T 2， 所以质点P 通过的路程为4 cm 在T 2内波传播的距离为λ 2＝10 m (3)由A 点t ＝0时刻向上振动知，波沿x 轴正方向传播，波速v ＝25 m/s x ＝45 m 处的质点第一次到达波峰的时间t 1＝ 45－20 25 s ＝1s 此质点第二次位于波峰的时间t ＝t 1＋T ＝1.8s 31.【答案】2a 12θn 1sin 3=θ32 21 2122l h l l l H +-= 试题分析：如图所示。O 为BC 中点，当屏到BC 时，在C 点附近向下折射的光线从BC 面射出后，沿BC tan 2a α=。由对称可知在B 点附近向上折射的光线从BC 面射出后，沿BC 方向偏移的距离为2a 。光斑最外沿间的距离L=a+2a +a+2 a =2a 32.【答案】① ②s m v 8106.2?= ③3 1 sin =θ 试题分析：①由题意可知，光线射向AC 面恰好发生全反射，反射光线垂直于BC 面从棱镜射出，光路图如下图。 设该透明物质的临界角为C ，由几何关系可知o C 6021===θθ 得：3 3 22= n ②由 得： ③由几何关系得：r=30° 由相对折射率定义得：光由透明物质Ⅰ射入透明物质Ⅱ时，相对折射率： β θ sin sin 21= n 解得： 33.【答案】①60° ② 试题分析：①设入射角为α，由几何关系可知：（1） 由 可得：sin β＝nsin α＝ 所以：β＝60° ②由公式 12s m 810? 高中2016届高三物理一轮复习滚动练习题(三) 一、选择题(共14题，共56分。其中9、10、11、12为多选题) 1．AC 、BC 为位于竖直平面内的两根光滑细杆，A 、B 、C 恰好位于同一圆周上，C 为最低 点，a 、b 、c 为套在细杆上的两个小环，当两环同时从A 、B 两点由静止开始自由下滑时， 下面正确的是（ ） A.a 环先到c 点 B.b 环先到c 点 C.两环同时到达c 点 D.无法确定 2．如图所示，木块A 静止在斜面体B 上。设木块受到斜面体的支持力大小为N ，摩擦力大小为f.当斜 面体水平向左做加速度逐渐增大的加速运动时，若木块A 相对于斜面体B 始终保持静止，则 ( ) A ．N 增大, f 增大 B ．N 不变，f 增大 C ．N 减小,f 先增大后减小 D ．N 增大,f 先减小后增大 3．如图所示，小车上有一个定滑轮，跨过定滑轮的绳一端系一重球，另一端系在弹簧秤上，弹簧秤固定在小车上．开始时小车处于静止状态，当小车匀加速向右运动时，下述说法中正确的是（ ） A ．弹簧秤读数变大，小车对地面压力变大 B ．弹簧秤读数变大，小车对地面压力变小 C ．弹簧秤读数不变，小车对地面的压力变大 D ．弹簧秤读数变大，小车对地面的压力不变 4．如图所示，吊环运动员将吊绳与竖直方向分开相同的角度，重力大小为G 的运动员 静止时，左边绳子张力为T 1，右边绳子张力为T 2。则下列说法正确的是（ ） A ．T 1和 T 2是一对作用力与反作用力 B ．运动员两手缓慢撑开时，T 1和 T 2都会变小 C ．T 2一定大于G D ．T 1+ T 2=G 5．如图是伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为θ的光滑斜面由静止滑下，在不同的 条件下进行多次实验，下列叙述正确是 A ．θ角越大，小球对斜面的压力越大 B ．θ角越大，小球运动的加速度越小 C ．θ角越大，小球从顶端运动到底端所需时间越短 D ．θ角一定，质量不同的小球运动的加速度也不同 6．在地面上以初速度0υ竖直向上抛出一小球，经过02t 时间小球落回抛出点，其速率为1υ，已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比，则小球在空中运动时速率υ随时间t 的变化规律可能是 7．2014年2月15日凌晨，在索契冬奥会自由式滑雪女子空中技巧比赛中， 中国选手徐梦桃以83.50分夺得银牌。比塞场地可简化为由如图所示的①助 滑区、②弧形过渡区、③着陆坡、④减速区等组成。若将运动员看做质点， 且忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ） A ．运动员在助滑区加速下滑时处于超重状态 B ．运动员在弧形过渡区运动过程中处于失重状态 C ．运动员在跳离弧形过渡区至着陆之前的过程中处于完全失重状态 D ．运动员在减速区减速过程中处于失重状态 8．2012年9月16日，济南军区在“保钓演习”中，某特种兵进行了飞行跳伞表演．该伞兵从高空静止的直升飞机上跳下，在t 0时刻打开降落伞，在3t 0时刻以速度v 2着地．他运动的速度随时间变化的规律如图示．下列结论不正确．．．的是（ ） A ．在 时间内加速度不变，在t 0～3t 0时间内加速度减小 B ．降落伞打开后，降落伞和伞兵所受的阻力越来越小 C ．在t 0～3t 0 D ．若第一个伞兵打开降落伞时第二个伞兵立即跳下，则他们在空中的距离先增大后减小 9．如图，汽车通过跨过定滑轮的轻绳提升物块A 。汽车匀速向右运动，在物块A 到达 滑轮之前，关于物块A ，下列说法正确的是( ) A ．将竖直向上做匀速运动 B ．将处于超重状态 C ．将竖直向上作加速运动 D ．将竖直向上先加速后减速 10．2013年12月14日21时11分，嫦娥三号着陆器成功降落在月球虹湾地区，实现中国人的飞天梦想．该 着陆器质量为1.2×103 kg ，在距离月球表面100 m 处悬停，自动判断合适着陆点后，竖直下降到距离月球表面4 m 时速度变为0，然后关闭推力发动机自由下落，直至平稳着陆．若月球表面 重力加速度是地球表面重力加速度的6 1 倍，着陆器下降过程中的高度与时间关系图 象如图所示，则下述判断正确的是( ) A ．着陆器在空中悬停时，发动机推力大小是1.2×104 N B ．着陆器从高100 m 下降至4 m 过程中的平均速度为8 m/s C ．着陆器着陆时的速度大约是3.65 m/s D ．着陆器着陆后，对月球表面的压力是2×104 N 11．两个可视为质点的小球a 和b ，用质量可忽略的刚性细杆相连并放置在光滑的半球面内，如图所示。 倍，当两球处于静止状态时，细杆与水平面的夹角θ＝15°，则（ ） A ．杆对a 、b 球作用力大小相等且方向沿杆方向 B ．小球a 和b 的质量之比为∶1 C ．小球a 和b 的质量之比为 ∶1 D ．半球面对a 、b 球的弹力之比为 ∶3 12．一质点自x 轴原点O 出发，沿正方向以加速度a 运动，经过t o 时间速度变为v 0，接着以–a 加速度运动，当速度变为– 02v 时，加速度又变为a ，直至速度变为04v 时，加速度再变为–a ，直至速度变为–08 v ……，其v-t 图象如图所示，则下列说法中正确的是（ ） A ．质点一直沿x 轴正方向运动； B ．质点将在x 轴上一直运动，永远不会停止； C ．质点最终静止时离开原点的距离一定小于v o t o ； D ．质点运动过程中离原点的最大距离为v o t o 。 13．如图所示，用两根承受的最大拉力相等、长度不等的细线AO 、BO 悬挂一个 中空铁球，AO>BO ，当在球内不断注入铁砂时，则( ) A ．AO 先被拉断 B ．BO 先被拉断 C ．AO 、BO 同时被拉断 D ．条件不足，无法判断 14．一物体作匀加速直线运动，通过一段位移所用的时间为，紧接着通过下一段位移 所用时间为 。则物体运动的加速度为( ) A ． B ． C ． D ． 二、实验题（8分） 15．在做“验证力的平行四边形定则”的实验时： (1)下列叙述正确的是( ) A.同一次实验过程，结点的位置必须都拉到同一位置O 点，不能随意变动 B.用两只弹簧测力计拉橡皮条时，应使两细绳之间的夹角总为90°，以便于算出合力的大小 C.力的夹角越大越好 D.必须使分力与合力在同一平面内 (2)如果实验情况如图①所示，其中A 为固定橡皮条的图钉， O 为橡皮条与细绳的结点，OB 和OC 为细绳．图②是在白纸上根据 实验结果画出的图． 图②中的F 与F ′两力中，方向一定沿AO 方向的是__________________． 16．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，实验装置如图，实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端每次测出相应的弹簧总长度． 有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在如坐标图，由此图线可得出该弹簧的原长为L 0＝______cm ，劲度系数k ＝______N/m. 三、计算题（共36分） 17．（8分）在光滑的水平面内，一质量m=1 kg 的质点以速度v 0=10 m/s 沿x 轴正方向运动，经过原点后受一沿y 轴正方向上的水平恒力F=15 N 作用，直线OA 与x 轴成α=37°角，如图所示曲线为质点的轨迹 图(g 取10 m/s 2 ,sin37°=0.6,cos37°=0.8)，求： (1)如果质点的运动轨迹与直线OA 相交于P 点，质点从O 点到P 点所经 历的时间以及P 点的坐标； (2)质点经过P 点的速度大小。 18．（10分）在某游乐场有一巨型娱乐器械，将座舱用升降机送到离地面75m的高处，然后让其自由落下.座舱落到离地面25 m高时，制动系统开始启动，座舱做匀减速运动，到达地面时刚好停止.若座舱中某人用手托料重50N的铅球，取g=10m/s2，不计空气阻力.求： ⑴座舱离地面35m时，手对球的支持力； ⑵从开始下落到着地经历的总时间； ⑶座舱离地面15m时，球对手的压力. 19．（8分）滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一。如图所示为小明妈妈正与小明在冰上游戏，小明与冰车的总质量是40kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05，在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40N的水平推力，使冰车从静止开始运动10s后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行。（假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用）。 求：（1）冰车的最大速率； （2）冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小。 20．（10分）在消防演习中，消防队员从一根竖直的长直轻绳上由静止滑下，经2.5s落地．为了获得演习中的一些数据，以提高训练质量，研究人员在轻绳上端安装一个力传感器并与数据处理系统相连接，用来记录消防队员下滑过程中轻绳受到的拉力与消防队员重力的比值随时间变化的情况．已知某队员在一次演习中的数据如图所示，求该消防队员在下滑过程中的最大速度和落地速度各是多少？（g取10m/s2） 参考答案 15.【答案】(1)AD (2)F ′16. 【答案】5；50. 17. 【答案】 【解析】(1)质点在水平面内做曲线运动，在x 方向上不受外力作用做匀速直线运动，y 方向受恒力F 作用做匀加速直线运动，在竖直方向上支持力与重力平衡。 设质点从O 点到P 点经历的时间为t ，P 点坐标为(x P ,y P ) 则x P =v 0t ， y P 又tan α 联立解得：t=1 s ，x P =10 m ，y P =7.5 m 即P 点坐标为(10 m,7.5 m) (2)质点经过P 点时沿y 方向的速度v y =at=15 m/s 故P 18.【答案】（1）0（23）150N 试题分析：⑴座舱离地面35m 时，座舱处于完全失重状态，所以手对球的支持力为零 ⑵座舱自由落体的时间 s 座舱自由落体的末速度 m/s 座舱匀减速的加速度为 m/s 2 座舱匀减速的时间为 s 座舱从开始下落到着地经历的总时间 s 座舱离地面15m 时，座舱作匀减速直线运动，以球为研究对象， 据牛顿第二定律可得：， N 据牛顿第三定律，球对手的压力为150N 19.【答案】(1) 5m/s (2) 50m 试题分析：（1）以冰车及小明为研究对象，由牛顿第二定律得1F mg ma μ-=① m 1v a t =② 由①②得m v =5m/s （2 冰车自由滑行时有2mg ma μ=④2 m 222v a x =⑤ 又12x x x =+⑥ 由③④⑤⑥得x =50m 20.【答案】4m/s ；1m/s 试题分析：该消防队员先在t 1=1s 时间内以a 1匀加速下滑．然后在t 2=1.5s 时间内以a 2匀减速下滑．前1s 内，由牛顿第二定律得： mg-F 1=ma 1 得，a 1=g - F 1/m = 4m/s 2 所以最大速度v m =a 1t 1 解得：v m =4m/s 后1.5s 由牛顿第二定律得：F 2-mg=ma 2 得 a 2= = 2m/s 2 队员落地时的速度v=v m -a 2t 2 解得：v=1m/s 高中2016届高三物理一轮复习滚动练习题(四) 一、选择题(共12题，共48分。其中1、2、11、12为多选题) 1．伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可大致表示其 实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是 A ．其中图甲、乙是实验现象，图丁是经过合理的外推得到的结论 B ．其中的图丙、丁是实验现象，图甲、乙是经过合理的外推得到的结论 C ．运用图丁的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显 D ．运用图甲的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显 2．一物体正在沿一斜面加速下滑，下列哪些措施可以使该物体下滑的加速度变大（ ） A ．增大斜面的倾角 B ．在该物体的上面再沾上另一个物体 C ．给该物体施加一个竖直向下的压力 D ．给该物体施加一个垂直于斜面向下的压力 3．下列说法中正确的是（ ） A ．物体速度变化越大，则其加速度越大 B ．物体的加速度增大，则其速度一定增大 C ．原来平衡的物体，突然撤去一个外力，物体可能做曲线运动,也可能做直线运动 D ．原来平衡的物体，突然撤去一个外力，则一定会产生加速度且方向与撤去的外力的方向相反 4．一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度和时间的关系图线如图所示，则（ ） A ．t 2时刻火箭距地面最远 B ．t 1～t 2的时间内加速度的大小最大 C ．t 2～t 3的时间内，火箭在向下降落 D ．t 2～t 3的时间内，火箭处于失重状态 5．如图所示，在农村有一种常见的平板车，车上放着一袋化肥。若平板车在水平面向左加速运动且加速度逐渐增大。在运动过程中，这袋化肥始终和平板车保持相对静止，则（ ） A ．化肥对平板车的压力逐渐增大 B ．化肥对平板车的摩擦力逐渐减小 C ．平板车对化肥的作用力逐渐增大 D ．平板车对化肥的作用力方向竖直向上 6．如图所示，水平桌面上平放一叠共计54张的扑克牌，每一张的质量均为m ．用一手指以竖直向下的力压第1 张牌，并以一定速度向右移动手指，确保手指与第1 张牌之间有相对滑动．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，手指与第l 张牌之间的动摩擦因数为1μ，牌间的动摩擦因数均为2μ，第54 张牌与桌面间的动摩擦因数为 3μ，且有123μμμ>>．则下列说法正确的是( ) A ．第l 张和第2张牌一定保持相对静止 B ．第54 张牌受到水平桌面的摩擦力向右 C ．第2 张牌到第53 张牌之间不可能发生相对滑动 D ．第2 张牌到第53 张牌之间可能发生相对滑动 7．粗细均匀的电线架在A 、B 两根电线杆之问。由于热胀冷缩。电线在夏、冬两季呈现如图所示的两种形状，若电线杆始终处于竖直状态，下列说法中正确的是（ ） A ．冬季，电线对电线杆的拉力较大 B ．夏季，电线对电线杆的拉力较大 C ．夏季与冬季，电线对电线杆的拉力一样大 1.1 如果将等体积球分别排列成下列结构，设x 表示钢球所占体积与总体积之比，证明结构x简单立方π/ 6 ≈0.52体心立方3π/ 8 ≈0.68面心立方2π/ 6 ≈0.74六方密 排2π/ 6 ≈0.74金刚石3π/16 ≈0.34 解：设钢球半径为r ，根据不同晶体结构原子球的排列，晶格常数a 与r 的关系不同，分别为：简单立方：a = 2r 金刚石：根据金刚石结构的特点，因为体对角线四分之一处的原子与角上的原子紧贴，因此有 1.3 证明：体心立方晶格的倒格子是面心立方；面心立方晶格的倒格子是体心立方。 证明：体心立方格子的基矢可以写为 面心立方格子的基矢可以写为 根据定义，体心立方晶格的倒格子基矢为 同理 与面心立方晶格基矢对比，正是晶格常数为4π/ a的面心立方的基矢，说明体心立方晶格的倒格子确实是面心立方。注意，倒格子不是真实空间的几何分布，因此该面心立方只是形式上的，或者说是倒格子空间中的布拉菲格子。根据定义，面心立方的倒格子基矢为 同理 而把以上结果与体心立方基矢比较，这正是晶格常数为4πa的体心立方晶格的基矢。 证明：根据定义，密勒指数为的晶面系中距离原点最近的平面ABC 交于基矢的截距分别为 即为平面的法线 根据定义，倒格子基矢为 则倒格子原胞的体积为 1.6 对于简单立方晶格，证明密勒指数为(h, k,l)的晶面系，面间距d 满足 其中a 为立方边长。 解：根据倒格子的特点，倒格子 与晶面族(h, k,l)的面间距有如下关系 因此只要先求出倒格，求出其大小即可。 因为倒格子基矢互相正交，因此其大小为 则带入前边的关系式，即得晶面族的面间距。 1.7 写出体心立方和面心立方晶格结构的金属中，最近邻和次近邻的原子数。若立方边长为a ，写出最近邻和次近邻的原子间距。 答：体心立方晶格的最近邻原子数（配位数）为8，最近邻原子间距等于 次近邻原子数为6，次近邻原子间距为a ； 《固体物理》习题 1、体心立方点阵与面心立方点阵互为正点阵与倒易点阵，试证明之。 2、在立方晶胞中，画出（122）、（112）晶面及[122]、[122]晶向。 3、正四面体的对称性比立方体低，试从立方体中找出正四面体的对称操作。 4、如将等体积的硬球堆成下列结构，求证球可能占据的最大体积与总体积之比为 简立方：体心立方： 面心立方：六角密积： 金刚石： 5、在六角晶系中，点阵平面常用四个指数（hkil）来表示，它们代表一个点阵平面在晶轴a1、a2、a3和c上的截距分别为a1/h，a2/k，a3/I和c/l，试证明 h+k+I=0 6、对于简单立方晶格，证明密勒指数为（h, k, l）的晶面系，面间距d满足： d2=a2/(h2+k2+l2) 其中a为立方边长 7、证明：倒格子原胞的体积为（2π）3/v c，其中v c为正格子原胞的体积。 8、写出体心立方和面心立方晶格结构的金属中，最近邻和次近邻的原子数。若立方边长为a，写出最近邻和次近邻的原子间距。 9、试证六方密排密堆积结构中 10、晶体的主要结合类型有哪些？它们的基本特征如何？ 11、晶体的互作用势能U（r）和互作用力f（r）各具有哪些特点？由U（r）我们可以了解晶体的哪些物理性能？ 12、为什么晶体的稳定结合除需要吸引力外还需要排斥力？排斥力的来源是什么？ 13、在离子晶体中，一对异号离子除对库仑能有贡献外，对排斥能有无贡献？为什么？ 14、简单说明共价健的饱和性、方向性及sp3轨道杂化概念。 15、什么是范德瓦尔斯力？它有哪些特点？ 16、讨论使离子电荷加倍所引起的对NaCl晶格常数及结合能的影响。（排斥势看作不变） 17、经过sp3杂化后形成的共价键，其方向沿立方体的四条对角线，求共价键之间的夹角。 18、试将格波的性质与连续介质中的弹性波作一比较。 19、玻恩-卡门条件的物理图象是什么？由此对晶体振动可以得出哪些结论？ 20、试以双原子链的色散关系比较声学波和光学波的异同。 21、何谓声子？声子与格波有什么关系？试将声子的性质与光子作一比较。 22、为什么爱因斯坦和德拜比势理论在高温下都能给出与经典理论相同的结果，而在低温下则与经典结果不同？ 23、德拜比热理论对爱因斯坦理论有何重要发展？为什么能改善爱因斯坦理论的不足？ 24、当晶体发生热膨胀时，格波频率是否发生变化？若变化是增大还是减小？ 25、考虑一个全同原子组成的平面方格子，用u1, m记第l行，第m列的原子垂直于格平面的位移，每个原子质量为m，最近邻原子的力常数为c。 （a）证明运动方程为： （b）设解的形式为 这里a是最近邻原子的间距，证明运动方程是可以满足的，如果 这就是问题的色散关系。 （c）证明独立解存在的k空间区域是一个边长为的正方形，这就是平方格子的第1布里渊区。构出k=k x，而k y=0时，和k x=k y时的ω-k图。 实验一：物体密度 1、量角器的最小刻度是0.5.为了提高此量角器的精度，在量角器上附加一个角游标，使游标30个分度正好与量角器的29个分度的等弧长。求：（1、）该角游标的精度；（ 2、）如图读数 答案：因为量角器的最小刻度为30’.游标30分度与量角器29 分度等弧长，所以游标精度为30/30=1，图示角度为149。45’ 2、测定不规则的固体密度时，若被测物体浸入水中时表面吸附着水泡，则实验结果所得密度值是偏大还是偏小?为什么？ 答案：如果是通过观察水的体积的变化来测量不规则物体的体积,那么计算的密度会减小,因为质量可以测出,而吸附气泡又使测量的体积增大（加上了被压缩的气泡的体积）所 以密度计算得出的密度减小 实验二：示波器的使用 1、示波器有哪些组成部分？每部分的组成作用？ 答案：电子示波器由Y偏转系统、X偏转系统、Z通道、示波管、幅度校正器、扫描时间校正器、电源几部分组成。 Y偏转系统的作用是：检测被观察的信号，并将它无失真或失真很小地传输到示波管的垂直偏转极板上。 X偏转系统的作用是：产生一个与时间呈线性关系的电压，并加到示波管的x偏转板上去，使电子射线沿水平方向线性地偏移，形成时间基线。 Z通道的作用是：在时基发生器输出的正程时间内产生加亮信号加到示波管控制栅极上，使得示波管在扫描正程加亮光迹，在扫描回程使光迹消隐。 示波管的作用是：将电信号转换成光信号，显示被测信号的波形。 幅度校正器的作用是：用于校正Y通道灵敏度。 扫描时间校正器的作用是：用于校正x轴时间标度，或用来检验扫描因数是否正确。 电源的作用是：为示波器的各单元电路提供合适的工作电压和电流。 2、为什么在实验中很难得到稳住的李萨如图形，而往往只能得到重复变化的某一组李萨如图形？ 答案：因为在实验中很难保证X、Y轴的两个频率严格地整数倍关系,故李莎茹图形总是在不停旋转,当频率接近整数倍关系时,旋转速度较慢； 实验三：电位差计测量电动势 1、测量前为什么要定标？V0的物理意义是什么?定标后在测量Ex时，电阻箱为什么不能在调节? 答案：定标是因为是单位电阻的电压为恒定值，V0的物理意义是使实验有一个标准的低值，电阻箱不能动是因为如果动了电阻箱就会改变电压，从而影响整个实验；为了保持工 作电流不变.设标准电压为En,标准电阻为Rn,则工作电流为I=En/Rn,保持工作电流不变,当测量外接电源时,调节精密电阻Ra,使得电流计示数为零,有E=I*Ra,若测试过程中调节了电位器Rc,则导致I产生变化,使测得的E不准（错误） 《固体物理学》概念和习题 固体物理基本概念和思考题： 1.给出原胞的定义。 答：最小平行单元。 2.给出维格纳-赛茨原胞的定义。 答：以一个格点为原点，作原点与其它格点连接的中垂面(或中垂线)，由这些中垂面(或中垂线)所围成的最小体积(或面积)即是维格纳-赛茨原胞。 3.二维布喇菲点阵类型和三维布喇菲点阵类型。 4. 请描述七大晶系的基本对称性。 5. 请给出密勒指数的定义。 6. 典型的晶体结构（简单或复式格子，原胞，基矢，基元坐标）。 7. 给出三维、二维晶格倒易点阵的定义。 8. 请给出晶体衍射的布喇格定律。 9. 给出布里渊区的定义。 10. 晶体的解理面是面指数低的晶面还是指数高的晶面？为什么？ 11. 写出晶体衍射的结构因子。 12. 请描述离子晶体、共价晶体、金属晶体、分子晶体的结合力形式。 13. 写出分子晶体的雷纳德-琼斯势表达式，并简述各项的来源。 14. 请写出晶格振动的波恩-卡曼边界条件。 15. 请给出晶体弹性波中光学支、声学支的数目与晶体原胞中基元原子数目之间的关系以及光学支、声学支各自的振动特点。（晶体含N个原胞，每个原胞含p个原子，问该晶体晶格振动谱中有多少个光学支、多少个声学支振动模式？） 16. 给出声子的定义。 17. 请描述金属、绝缘体热容随温度的变化特点。 18. 在晶体热容的计算中，爱因斯坦和德拜分别做了哪些基本假设。 19. 简述晶体热膨胀的原因。 20. 请描述晶体中声子碰撞的正规过程和倒逆过程。 21. 分别写出晶体中声子和电子分别服从哪种统计分布（给出具体表达式）？ 22. 请给出费米面、费米能量、费米波矢、费米温度、费米速度的定义。 23. 写出金属的电导率公式。 24. 给出魏德曼-夫兰兹定律。 25. 简述能隙的起因。 26. 请简述晶体周期势场中描述电子运动的布洛赫定律。 27. 请给出在一级近似下，布里渊区边界能隙的大小与相应周期势场的傅立叶分量之间的关系。 28. 给出空穴概念。 29. 请写出描述晶体中电子和空穴运动的朗之万（Langevin）方程。 30. 描述金属、半导体、绝缘体电阻随温度的变化趋势。 31. 解释直接能隙和间接能隙晶体。 32. 请说明本征半导体与掺杂半导体的区别。 33. 请解释晶体中电子的有效质量的物理意义。 34. 给出半导体的电导率。 35. 说明半导体的霍尔效应与那些量有关。 36. 请解释德哈斯-范阿尔芬效应。 (此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 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。 U 实验方法原理根据欧姆定律，R =，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， I 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,?U2 = 0.075V ； (2) 由?I = I max ×1.5% ，得到?I 1 = 0.075mA,?I 2 = 0.75mA； (3) 再由u= R ( ?U )2 + ( ?I ) 2 ，求得u= 9 ×101?, u= 1?； R 3V 3I R1 R2 (4) 结果表示R1 = (2.92 ± 0.09) ×10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。?, R 2 = (44 ±1)? (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 《固体物理学》习题解答 ( 仅供参考) 参加编辑学生 柯宏伟（第一章），李琴（第二章），王雯（第三章），陈志心（第四章），朱燕（第五章），肖骁（第六章），秦丽丽（第七章） 指导教师 黄新堂 华中师范大学物理科学与技术学院2003级 2006年6月 第一章 晶体结构 1. 氯化钠与金刚石型结构是复式格子还是布拉维格子，各自的基元为何？写出 这两种结构的原胞与晶胞基矢，设晶格常数为a 。 解： 氯化钠与金刚石型结构都是复式格子。氯化钠的基元为一个Na +和一个Cl － 组成的正负离子对。金刚石的基元是一个面心立方上的Ｃ原子和一个体对角线上的Ｃ原子组成的Ｃ原子对。 由于NaCl 和金刚石都由面心立方结构套构而成，所以，其元胞基矢都为： 12 3()2()2()2a a a ? =+?? ?=+?? ?=+?? a j k a k i a i j 相应的晶胞基矢都为： ,,.a a a =?? =??=? a i b j c k 2. 六角密集结构可取四个原胞基矢 123,,a a a 与4a ,如图所示。试写出13O A A '、1331A A B B 、2255A B B A 、123456A A A A A A 这四个晶面所属晶面族的 晶面指数()h k l m 。 解： (1)．对于13O A A '面，其在四个原胞基矢 上的截矩分别为：１，１，1 2 -，１。所以， 其晶面指数为()1121。 (2)．对于1331A A B B 面，其在四个原胞基矢上的截矩分别为：１，１，1 2-，∞。 所以，其晶面指数为()1120。 (3)．对于2255A B B A 面，其在四个原胞基矢上的截矩分别为：１，1-，∞，∞。所以，其晶面指数为()1100。 (4)．对于123456A A A A A A 面，其在四个原胞基矢上的截矩分别为：∞，∞，∞，１。所以，其晶面指数为()0001。 3. 如将等体积的硬球堆成下列结构，求证球体可能占据的最大体积与总体积的 比为： 简立方： 6 π ；六角密集：6；金刚石： 。 证明： 由于晶格常数为a ，所以： (1)．构成简立方时，最大球半径为2 m a R = ，每个原胞中占有一个原子， 3 34326m a V a π π??∴== ??? 36 m V a π∴ = (2)．构成体心立方时，体对角线等于４倍的最大球半径，即：4m R ，每个晶胞中占有两个原子， 3 3 422348m V a π??∴=?= ? ??? 32m V a ∴ = (3)．构成面心立方时，面对角线等于４倍的最大球半径，即：4m R ，每个晶胞占有４个原子， 3 3 444346 m V a a π??∴=?= ? ??? 实验一霍尔效应及其应用 【预习思考题】 1．列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式，并注明单位。 霍尔系数，载流子浓度，电导率，迁移率。 2．如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型？ 以根据右手螺旋定则，从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样品为P型，反之则为N型。 3．本实验为什么要用3个换向开关？ 为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电 流及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压，还要测量A、C间的电位差，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。总之，一共需要3个换向开关。 【分析讨论题】 1．若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，按式（5.2-5）测出的霍尔系数比实际值大还是小？要准确测定值应怎样进行？ 若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，则测出的霍尔系数比实际值偏小。要想准确测定，就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交，或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。 2．若已知霍尔器件的性能参数，采用霍尔效应法测量一个未知磁场时，测量误差有哪些来源？ 误差来源有：测量工作电流的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压的电压表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。 实验二声速的测量 【预习思考题】 1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定？ 答：缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮，使交流毫伏表指针指示达到最大（或晶体管电压表的示值达到最大），此时系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1处于共振状态时，发射的超声波能量最大。若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处，媒质压缩形变最大，则产生的声压最大，接收换能器S2接收到的声压为最大，转变成电信号，晶体管电压表会显示出最大值。由数显表头读出每一个电压最大值时的位置，即对应的波节位置。因此在系统处于共振的条件下进行声速测定，可以容易和准确地测定波节的位置，提高测量的准确度。 2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的？ 答：压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。这种材料在受到机械应力，发生机械形变时，会发生极化，同时在极化方向产生电场，这种特性称为压电效应。反之，如果在压电材料上加交 1.以堆积模型计算由同种原子构成的同体积的体心和面心立方晶体中的原子数之比. [解答] 设原子的半径为R, 体心立方晶胞的空间对角线为4R, 晶胞的边长为, 晶胞 的体积为, 一个晶胞包含两个原子, 一个原子占的体积为,单位体 积晶体中的原子数为; 面心立方晶胞的边长为, 晶胞的体积为 , 一个晶胞包含四个原子, 一个原子占的体积为, 单位体积晶体 中的原子数为. 因此, 同体积的体心和面心立方晶体中的原子数之比为 =0.272. 2.解理面是面指数低的晶面还是指数高的晶面？为什么？ [解答] 晶体容易沿解理面劈裂，说明平行于解理面的原子层之间的结合力弱，即平行解理面的原子层的间距大. 因为面间距大的晶面族的指数低, 所以解理面是面指数低的晶面. 3.基矢为, , 的晶体为何种结构? 若 +, 又为何种结构? 为什么? [解答] 有已知条件, 可计算出晶体的原胞的体积 . 由原胞的体积推断, 晶体结构为体心立方. 按照本章习题14, 我们可以构造新的矢量 , , . 对应体心立方结构. 根据14题可以验证, 满足选作基矢的充分条件.可 见基矢为, , 的晶体为体心立方结构. 若 +, 则晶体的原胞的体积 , 该晶体仍为体心立方结构. 4.若与平行, 是否是的整数倍? 以体心立方和面心立方结构证明之. [解答] 若与平行, 一定是的整数倍. 对体心立方结构, 由(1.2)式 可知 ,, , =h+k+l=(k+l)(l+h)(h+k)=p=p(l1 +l2 +l3), 其中p是(k+l)、(l+h)和(h+k)的公约(整)数. 对于面心立方结构, 由(1.3)式可知, , , , =h+k+l=(-h+k+l)+(h-k+l)+(h+k-l)=p’= p’(l1 +l2 +l3), 其中p’是(-h+k+l)、(-k+h+l)和(h-k+l)的公约(整)数. 测非线性电阻的伏安特性 [思考题]： ⒈从二极管伏安特性曲线导通后的部分找出一点，根据实验中所用的电表，试分析若电流表接，产生的系统误差有多大？如何对测量结果进行修正？ 答：如图5.9-1，将开关接于“1”，称电流表接法。由于电压表、电流表均有阻（设为R L 与R A ），不能严格满足欧姆定律，电压表所测电压为（R L ＋R A ）两端电压，这种“接入误差”或 “方法误差”是可以修正的。测出电压V 和电流I ，则V I ＝R L ＋R A ， 所以R L ＝V I －R A ＝R L ′＋R A ①。 接入误差是系统误差，只要知道了R A ，就可把接入误差计算出来加以修正。通常是适当选择电表和接法，使接入误差减少至能忽略的程度。 由①式可看出，当R A < 迈克尔逊干涉仪的使用 [预习思考题] 1、根据迈克尔逊干涉仪的光路，说明各光学元件的作用。 答：在迈克尔逊干涉仪光路图中（教材Ｐ１８１图5.13--4），分光板G将光线分成反射与透射两束；补偿板G/使两束光通过玻璃板的光程相等；动镜M１和定镜M２分别反射透射光束和反射光束；凸透镜将激光汇聚扩束。 2、简述调出等倾干涉条纹的条件及程序。 答：因为公式λ＝２△d △k 是根据等倾干涉条纹花样推导出来的，要用此 式测定λ，就必须使M１馆和M2/（M2的虚像）相互平行，即M１和M2相互垂直。另外还要有较强而均匀的入射光。调节的主要程序是： ①用水准器调节迈氏仪水平；目测调节激光管（本实验室采用激光光源）中心轴线，凸透镜中心及分束镜中心三者的连线大致垂直于定镜M２。 ②开启激光电源，用纸片挡住M１，调节M２背面的三个螺钉，使反射光点中最亮的一点返回发射孔；再用同样的方法，使M１反射的最亮光点返回发射孔，此时M１和M2/基本互相平行。 ③微调M２的互相垂直的两个拉簧，改变M２的取向，直到出现圆形干涉条纹，此时可以认为M１与M２/已经平行了。同方向旋动大、小鼓轮，就可以观察到非定域的等倾干涉环纹的“冒”或“缩”。 3、读数前怎样调整干涉仪的零点？ 第一章 晶体结构 思 考 题 2. 解理面是面指数低的晶面还是指数高的晶面？为什么？ [解答] 晶体容易沿解理面劈裂，说明平行于解理面的原子层之间的结合力弱，即平行解理面的原子层的间距大. 因为面间距大的晶面族的指数低, 所以解理面是面指数低的晶面. 3. 基矢为=1a i a , =2a aj , =3a ()k j i ++2a 的晶体为何种结构? 若 =3a ()k j +2a +i 23a , 又为何种结构? 为什么? [解答] 有已知条件, 可计算出晶体的原胞的体积 23 321a = ??=a a a Ω. 由原胞的体积推断, 晶体结构为体心立方. 按照本章习题14, 我们可以构造新的矢量 =-=13a a u 2a ()k j i ++-, =-=23a a v 2a ()k j i +-, =-+=321a a a w 2a ()k j i -+. w v u ,,对应体心立方结构. 根据14题可以验证, w v u ,,满足选作基矢的充分条件.可见基矢为=1a i a , =2a aj , =3a ()k j i ++2a 的晶体为体心立方结构. 若 =3a ()k j +2a +i 23a , 则晶体的原胞的体积 23321a Ω= ??=a a a , 该晶体仍为体心立方结构. 4. 与晶列[l 1l 2l 3]垂直的倒格面的面指数是什么? [解答] 正格子与倒格子互为倒格子. 正格子晶面(h 1h 2h 3)与倒格式=h K h 11b +h 22b +h 33b 垂直, 则倒格晶面(l 1l 2l 3)与正格矢=l R l 11a + l 22a + l 33a 正交. 即晶列[l 1l 2l 3]与倒格面(l 1l 2l 3) 垂直. 5. 在结晶学中, 晶胞是按晶体的什么特性选取的? [解答] 在结晶学中, 晶胞选取的原则是既要考虑晶体结构的周期性又要考虑晶体的宏观对称性. 6.六角密积属何种晶系? 一个晶胞包含几个原子? [解答] 六角密积属六角晶系, 一个晶胞(平行六面体)包含两个原子. 大学物理实验思考题答案 相关答案 力学和热学 电磁学 光学 近代物理 1. 是否可以测摆动一次的时间作周期值？为什么？ 答：不可以。因为一次测量随机误差较大，多次测量可减少随机误差。 2. 将一半径小于下圆盘半径的圆盘，放在下圆盘上，并使中心一致，讨论此时三线摆的周期和空载时的周期相比是增大、减小还是不一定？说明理由。 答：当两个圆盘的质量为均匀分布时，与空载时比较，摆动周期将会减小。因为此时若把两盘看成为一个半径等于原下盘的圆盘时，其转动惯量I0小于质量与此相等的同直径的圆盘，根据公式(3-1-5)，摆动周期T0将会减小。 3. 三线摆在摆动中受空气阻尼，振幅越来越小，它的周期是否会变化？对测量结果影响大吗？为什么？ 答：周期减小，对测量结果影响不大，因为 本实验测量的时间比较短。 实验2 金属丝弹性模量的测量 1. 光杠杆有什么优点，怎样提高光杠杆测量的灵敏度? 答：优点是：可以测量微小长度变化量。提高放大倍数即适当地增大标尺距离D或适当地减小光杠杆前后脚的垂直距离b，可以提高灵敏度，因为光杠杆的放大倍数为2D/b。 2. 何谓视差，怎样判断与消除视差? 答：眼睛对着目镜上、下移动，若望远镜十字叉丝的水平线与标尺的刻度有相对位移，这种现象叫视差，细调调焦手轮可消除视差。 3. 为什么要用逐差法处理实验数据? 答：逐差法是实验数据处理的一种基本方法，实质就是充分利用实验所得的数据，减少随机误差，具有对数据取平均的效果。因为对有些实验数据，若简单的取各次测量的平均值，中间各测量值将全部消掉，只剩始末两个读数，实际等于单次测量。为了保持多次测量的优越性，一般对这种自变量等间隔变化的情况，常把数据分成两组，两组逐次求差再算这个差的平均值。 第一章 金属自由电子气体模型习题及答案 1. 你是如何理解绝对零度时和常温下电子的平均动能十分相近这一点的？ [解答] 自由电子论只考虑电子的动能。在绝对零度时，金属中的自由（价）电子，分布在费米能级及其以下的能级上，即分布在一个费米球内。在常温下，费米球内部离费米面远的状态全被电子占据，这些电子从格波获取的能量不足以使其跃迁到费米面附近或以外的空状态上，能够发生能态跃迁的仅是费米面附近的少数电子,而绝大多数电子的能态不会改变。也就是说，常温下电子的平均动能与绝对零度时的平均动能十分相近。 2. 晶体膨胀时，费米能级如何变化？ [解答] 费米能级 3/222 )3(2πn m E o F = ， 其中n 单位体积内的价电子数目。晶体膨胀时，体积变大，电子数目不变，n 变小，费密能级降低。 3． 为什么温度升高，费米能反而降低？ [解答] 当K T 0≠时，有一半量子态被电子所占据的能级即是费米能级。除了晶体膨胀引起费米能级降低外，温度升高，费米面附近的电子从格波获取的能量就越大，跃迁到费米面以外的电子就越多，原来有一半量子态被电子所占据的能级上的电子就少于一半，有一半量子态被电子所占据的能级必定降低，也就是说，温度生高，费米能反而降低。 4． 为什么价电子的浓度越大，价电子的平均动能就越大？ [解答] 由于绝对零度时和常温下电子的平均动能十分相近，我们讨论绝对零度时电子的平均动能与电子的浓度的关系。 价电子的浓度越大，价电子的平均动能就越大，这是金属中的价电子遵从费米—狄拉克统计分布的必 然结果。在绝对零度时，电子不可能都处于最低能级上，而是在费米球中均匀分布。由式 3/120)3(πn k F =可知，价电子的浓度越大费米球的半径就越大，高能量的电子就越多，价电子的平均动能 就越大。这一点从3 /2220)3(2πn m E F =和3/222)3(10353πn m E E o F ==式看得更清楚。电子的平均动能E 正比于费米能o F E ，而费米能又正比于电子浓度3 2l n 。所以价电子的浓度越大，价电子的平均动能就越大。 5． 两块同种金属，温度不同，接触后，温度未达到相等前，是否存在电势差？为什么？ [解答] 两块同种金属，温度分别为1T 和2T ，且21T T >。在这种情况下，温度为1T 的金属高于费米能o F E 的电子数目，多于温度为2T 的金属高于费米能o F E 的电子数目。两块同种金属接触后，系统的能量要取最小值，温度为1T 的金属高于o F E 的部分电子将流向温度为2T 的金属。温度未达到相等前，这种流动一直持续，期间，温度为1T 的金属失去电子，带正电；温度为2T 的金属得到电子，带负电，两者出现电势差。 绪论 1.二十世纪物理学的三大前沿领域是什么？ [解答]微观领域（把包括分子、原子和各种基本粒子（一般线度小于亿分之一米）的粒子称为微观粒子，而微观粒子和它们现象的总称就是微观世界或微观领域。）、宇宙起源（许多科学家认为，宇宙是由大约137亿年前发生的一次大爆炸形成的）和演化复杂性问题（研究重点是探索宏观领域的复杂性及其演化问题）。 2.还原论的思维特点是什么？他对人们思想有何影响？ [解答] 将复杂还原为简单，然后从简单再建复杂。它对人们认识客观世界有重要的积极的意义，并取得许多重要的成果，但这种思维特点不能强调过分，因为层展论也是认识客观世界的一种重要思维方法。 3.固体物理学的范式是什么？结合所学内容谈谈你是怎样理解这种范式的。 [解答]是周期性结构中波的传播。不同类型的波,不管是德布罗意波还是经典波, 弹性波还是电磁波,横波还是纵波,在波的传播问题上具有共性。固体物理学主要是探讨具有周期结构特征的晶态物质的结构与性能的关系。弹性波或晶格波在周期结构中的传播导致了点阵动力学,它主要由Born 及其合作者建立起来的;短波 长电磁波在周期结构中的传播导致了晶体中X 射线衍射问题,其动力学理论系由Ewald 与Laue 所表述的;德布罗意波(电子) 在周期结构中的传播导致了固体电子结构的能带理论,它是由Bloch 、A. C. Wilson ,Brillouin 等所表述的。这些理论有其共同的特征:为了借助于平移对称(周期性) 引入的简化,都采用Bloch 的 表示方式,也都强调了波矢(或倒) 空间(即实空间的富利叶变换) 的重要性。随后对这些领域进行加固并开发应用成为固体物理学家的主要任务。值得注意,即使 时至今日,这一范式还存在生机,到80 年代末及以后关于光子能带与声子能带的 研究又为它注入新的活力。 4.层展论的思维方法是什么？怎样理解实验发现、理论洞见和实际应用三者之 间的关系。 层展论的思维特点是从简单到复杂，每个层次都有自己独特的研究对象、研究内容、研究方法和客观规律；实验发现、理论洞见和实际应用三者间关系非常复杂，在固体物理研究中，有时是实验发现在前，有时是实际应用在前，也有时是理论洞见在先，尽管这种情况较少。 第一章 1.解理面是面指数低的晶面还是指数高的晶面？为什么？ [解答] 晶体容易沿解理面劈裂，说明平行于解理面的原子层之间的结合力弱，即平行解理面的原子层的间距大.因为面间距大的晶面族的指数低,所以解理面是面指数 大学物理实验思考题答案 实验一：用三线摆测物体的转动惯量 1. 是否可以测摆动一次的时间作周期值？为什么？ 答：不可以。因为一次测量随机误差较大，多次测量可减少随机误差。 2. 将一半径小于下圆盘半径的圆盘，放在下圆盘上，并使中心一致，讨论此时三线摆的周期和空载时的周期相比是增大、减小还是不一定？说明理由。 答：当两个圆盘的质量为均匀分布时，与空载时比较，摆动周期将会减小。因为此时若把两 盘看成为一个半径等于原下盘的圆盘时，其转动惯量10小于质量与此相等的同直径的圆盘， 根据公式（3-1-5），摆动周期T0将会减小。 3. 三线摆在摆动中受空气阻尼，振幅越来越小，它的周期是否会变化？对测量结果影响大吗？为什么？答：周期减小，对测量结果影响不大，因为本实验测量的时间比较短。 ［实验二］金属丝弹性模量的测量 1. 光杠杆有什么优点，怎样提高光杠杆测量的灵敏度？ 本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览 答：优点是：可以测量微小长度变化量。提高放大倍数即适当地增大标尺距离D或适当地 减小光杠杆前后脚的垂直距离b,可以提高灵敏度，因为光杠杆的放大倍数为2D/b。2?何谓视差，怎样判断与消除视差？ 答：眼睛对着目镜上、下移动，若望远镜十字叉丝的水平线与标尺的刻度有相对位移，这种现象叫视差，细调调焦手轮可消除视差。 3.为什么要用逐差法处理实验数据？ 答：逐差法是实验数据处理的一种基本方法，实质就是充分利用实验所得的数据，减少随机误差，具有对数据取平均的效果。因为对有些实验数据，若简单的取各次测量的平均值，中间各测量值将全部消掉，只剩始末两个读数，实际等于单次测量。为了保持多次测量的优越性，一般对这种自变量等间隔变化的情况，常把数据分成两组，两组逐次求差再算这个差 的平均值。 ［实验三］随机误差的统计规律 1?什么是统计直方图？什么是正态分布曲线？两者有何关系与区别？本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览答：对某一物理量在相同条件下做n次重复测量，得到一系列测量值，找出它的最大值和最小值，然后确定一个区间，使其包含全部测量数据，将区间分成若干小区间，统计测量结果出现在各小区间的频数M，以测量数据为横坐标，以频数M为纵坐标，划出各小区间及其对应的频数高度，则可得到一个矩形图，即统计直方图。 如果测量次数愈多，区间愈分愈小，则统计直方图将逐渐接近一条光滑的曲线，当n趋向于 无穷大时的分布称为正态分布，分布曲线为正态分布曲线。 2. 如果所测得的一组数据，其离散程度比表中数据大，也就是即S（x）比较大，则所得到的周期平均值是否也会差异很大？ 答：（不会有很大差距，根据随机误差的统计规律的特点规律，我们知道当测量次数比较大时，对测量数据取和求平均，正负误差几乎相互抵消，各误差的代数和趋于零。 一、简答题 1.理想晶体 答：内在结构完全规则的固体是理想晶体，它是由全同的结构单元在空间 无限重复排列而构成的。 2.晶体的解理性 答：晶体常具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质，这称为晶体的解理性。 3.配位数 答: 晶体中和某一粒子最近邻的原子数。 4.致密度 答：晶胞内原子所占的体积和晶胞体积之比。 5.空间点阵(布喇菲点阵) 答：空间点阵(布喇菲点阵)：晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的 点子在空间有规则地做周期性无限重复排列，这些点子的总体称为空间点阵(布喇菲点阵)，即平移矢量123d 、d 、h h h d 中123,,n n n 取整数时所对应的点的排列。空间点阵是晶体结构周期性的数学抽象。 6.基元 答：组成晶体的最小基本单元，它可以由几个原子(离子)组成，整个晶体 可以看成是基元的周期性重复排列而构成。 7.格点(结点) 答: 空间点阵中的点子代表着结构中相同的位置，称为结点。 8.固体物理学原胞 答：固体物理学原胞是晶格中的最小重复单元，它反映了晶格的周期性。 取一结点为顶点，由此点向最近邻的三个结点作三个不共面的矢量，以此三个矢量为边作的平行六面体即固体物理学原胞。固体物理学原胞的结点都处在顶角位置上，原胞内部及面上都没有结点，每个固体物理学原胞平均含有一个结点。 9.结晶学原胞 答：使三个基矢的方向尽可能的沿空间对称轴的方向，以这样三个基矢为 边作的平行六面体称为结晶学原胞，结晶学原胞反映了晶体的对称性， 它的体积是固体物理学原胞体积的整数倍,V=n Ω，其中n 是结晶学原胞所包含的结点数, Ω是固体物理学原胞的体积。 10.布喇菲原胞 答：使三个基矢的方向尽可能的沿空间对称轴的方向，以这样三个基矢为 边作的平行六面体称为布喇菲原胞，结晶学原胞反映了晶体的对称性，它的体积是固体物理学原胞体积的整数倍,V=n Ω,其中n 是结晶学原胞所包含的结点数, Ω是固体物理学原胞的体积 11.维格纳-赛兹原胞(W-S 原胞) 答：以某一阵点为原点，原点与其它阵点连线的中垂面(或中垂线) 将空间 划分成各个区域。围绕原点的最小闭合区域为维格纳-赛兹原胞。 一个维格纳-赛兹原胞平均包含一个结点,其体积等于固体物理学原胞的体积。 12. 简单晶格 答：当基元只含一个原子时，每个原子的周围情况完全相同，格点就代表 该原子，这种晶体结构就称为简单格子或Bravais 格子。 13.复式格子 答：当基元包含2 个或2 个以上的原子时，各基元中相应的原子组成与格 点相同的网格，这些格子相互错开一定距离套构在一起，这类晶体结构叫做复式格子。显然，复式格子是由若干相同结构的子晶格相互位移套构而成。 14.晶面指数 答：描写晶面方位的一组数称为晶面指数。设基矢123,,a a a r u u r u u r ，末端分别落 在离原点距离为123d 、d 、h h h d 的晶面上，123、、h h h 为整数，d 为晶面间距，可以证明123、、h h h 必是互质的整数，称123、、h h h 3为晶面指数，记为()123h h h 。用结晶学原胞基矢坐标系表示的晶面指数称为密勒指数。 15.倒格子(倒易点阵) 第三章 晶格振动与晶体热学性质习题课 1. 引入玻恩卡门条件的理由是什么? [解答] (1) 方便于求解原子运动方程. 由本教科书的(3.4)式可知, 除了原子链两端的两个原子外, 其它任一个原子的运动都与相邻的两个原子的运动相关. 即除了原子链两端的两个原子外, 其它原子的运动方程构成了个联立方程组. 但原子链两端的两个原子只有一个相邻原子, 其运动方程仅与一个相邻原子的运动相关, 运动方程与其它原子的运动方程迥然不同. 与其它原子的运动方程不同的这两个方程, 给整个联立方程组的求解带来了很大的困难. (2) 与实验结果吻合得较好. 对于原子的自由运动, 边界上的原子与其它原子一样, 无时无刻不在运动. 对于有N 个原子构成的的原子链, 硬性假定0 ,01==N u u 的边界条件是不符合事实的. 其实不论什么边界条件都与事实不符. 但为了求解近似解, 必须选取一个边界条件. 晶格振动谱的实验测定是对晶格振动理论的最有力验证(参见本教科书§3.2与§3.4). 玻恩卡门条件是晶格振动理论的前提条件. 实验测得的振动谱与理论相符的事实说明, 玻恩卡门周期性边界条件是目前较好的一个边界条件. 2. 什么叫简正振动模式？简正振动数目、格波数目或格波振动模式数目是否是一回事？ [解答] 为了使问题既简化又能抓住主要矛盾，在分析讨论晶格振动时，将原子间互作用力的泰勒级数中的非线形项忽略掉的近似称为简谐近似. 在简谐近似下, 由N 个原子构成的晶体的晶格振动, 可等效成3N 个独立的谐振子的振动. 每个谐振子的振动模式称为简正振动模式, 它对应着所有的原子都以该模式的频率做振动, 它是晶格振动模式中最简单最基本的振动方式. 原子的振动, 或者说格波振动通常是这3N 个简正振动模式的线形迭加. 简正振动数目、格波数目或格波振动模式数目是一回事, 这个数目等于晶体中所有原子的自由度数之和, 即等于3N . 3. 长光学支格波与长声学支格波本质上有何差别? [解答] 长光学支格波的特征是每个原胞内的不同原子做相对振动, 振动频率较高, 它包含了晶格振动频率最高的振动模式. 长声学支格波的特征是原胞内的不同原子没有相对位移, 原胞做整体运动, 振动频率较低, 它包含了晶格振动频率最低的振动模式, 波速是一常数. 任何晶体都存在声学支格波, 但简单晶格(非复式格子)晶体不存在光学支格波. 4. 讨论晶体中声子数目与温度的关系 [解答] 频率为i ω的格波的(平均) 声子数为 11 )(/-= T k i B i e n ωω , 即每一个格波的声子数都与温度有关, 因此, 晶体中声子数目不守恒, 它是温度的变量. 按照德拜模型, 晶体中的声子数目N’为 ωνπωωωωωωωd 2311d )()('0 3 22 /0 ? ????? ????? ??-==D B i D p c T k V e D n N . 作变量代换 T k x B ω = ， 实验四、波器及其应用 1．在示波器状况良好的情况下，荧光屏看不见亮点，怎样才能找到亮点？显示的图形不清晰怎么办？ 首先将亮点旋钮调至适中位置,不宜过大,否则损坏荧光屏，也不宜聚焦。在示波器面板上关掉扫描信号后（如按下x－y键），调节上下位移键或左右位移键。调整聚焦旋钮，可使图形更清晰。 2．如果正弦电压信号从Y轴输入示波器，荧光屏上要看到正弦波，却只显示一条铅直或水平直线，应该怎样调节才能显示出正弦波？ 如果是铅直直线，则试检查x方向是否有信号输入。如x－y键是否弹出，或者（t/div）扫描速率是否在用。如果是水平直线，则试检查y方向是否信号输入正常。如（v/div）衰减器是否打到足够档位。 3.观察正弦波图形时，波形不稳定时如何调节？ 调节（t/div）扫描速率旋钮及（variable)扫描微调旋钮，以及（trig level)触发电平旋钮。 4.观察李萨如图形时，如果只看到铅直或水平直线的处理方法？ 因为李萨如图形是由示波器x方向的正弦波信号和y方向的正弦波信号合成。所以，试检查CH1通道中的（v/div)衰减器旋钮或CH2通道中的（v/div)衰减器旋钮。 5.用示波器测量待测信号电压的峰－峰值时，如何准确从示波器屏幕上读数？ 在读格数前，应使“垂直微调”旋到CAL处。建议用上下位移（position)旋钮将正弦波的波峰或波谷对齐某一横格再数格数，就不会两头数格时出现太大的误差。 6.用示波器怎样进行时间（周期）的测量？ 在读格数前，应使“垂直微调”旋到CAL处。根据屏幕上x轴坐标刻度，读得一个周期始末两点间得水平距离（多少div),如果t/div档示值为0.5ms/div，则周期＝水平距离（div）×0.5ms/div。 7.李萨如图形不稳定怎么办？ 调节y方向信号的频率使图形稳定。 实验六、霍尔效应（Hall Effect） 1、实验过程中导线均接好，开关合上，但Vh无示数，Im和Is示数正常,为什么? （1） Vh组的导线可能接触不良或已断。仔细检查导线与开关连接以及导线是否完好正常。 （2）Vh的开关可能接触不良。反复扳动开关看是否正常。 （3）可能仪器的显示本身有问题。 2、Im和Is示数稳定，Vh示数极不稳定,为什么? 仪器本身问题。更换仪器。 3、利用对称测量法测霍耳电压时，改变Is或Im方向，霍耳电压值的符号不改变? （1）可能由于霍耳元件的四根连线连接错误而导致霍耳元件已烧坏。 （2）可能导线未接在中间的接线柱上，导致开关不能改变方向。 固体物理思考题答案固体物理课后思考题答案第一章晶体的结构 1. 以堆积模型计算由同种原子构成的同体积的体心和面心立方晶体中的原子数之比. [解答] 设原子的半径为R, 体心立方晶胞的空间对角线为4R, 晶胞的边长为 , 一个晶胞包含两个原子, 一个原子占的体积为 为 ; 面心立方晶胞的边长为 , 晶胞的体积为 , 单位体积晶体中的原子数为 , 晶胞的体积为 ,单位体积晶体中的原子数 , 一个晶胞包含四个 . 因此, 同体 原子, 一个原子占的体积为 1 积的体心和面心立方晶体中的原子数之比为 =0.272. 2. 解理面是面指数低的晶面还是指数高的晶面,为什么, [解答] 晶体容易沿解理面劈裂，说明平行于解理面的原子层之间的结合力弱，即平行解理面的原子层的间距大. 因为面间距大的晶面族的指数低, 所以解理面是面指数低的晶面. 3. 基矢为 , , 的晶体为何种结构? 若 + , 又为何种结构? 为什么? [解答] 有已知条件, 可计算出晶体的原胞的体积 . 由原胞的体积推断, 晶体结构为体心立方. 按照本章习题14, 我们可以构造新的矢量 , , . 对应体心立方结构. 根据14题可以验证, , 若 , 的晶体为体心立方结构. 满足选作基矢的充分条件.可见基矢为 + 则晶体的原胞的体积 2 , , 该晶体仍为体心立方结构. 4. 若 构证明之. [解答] 若 可知 , =h +k +l =(k+l) (l+h) , (h+k) =p , =p(l1 +l2 +l3 与 平行, 一定是 的整数倍. 对体心立方结构, 由(1.2)式 与 平行, 是否是 的整数倍? 以体心立方和面心立方结 3 ), 其中p是(k+l)、(l+h)和(h+k)的公约(整)数. 对于面心立方结构, 由(1.3)式可知, , =h +k +l =(-h+k+l) +(h-k+l) +l3 ), , +(h+k-l) =p’ , = p’(l1固体物理课后答案
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