大学物理AII_08-09_4

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大物作业4

(C) 再通过第二个偏振片后, 光强为:
(D)
1 I 0 sin 2 4
2
解：由马吕斯定律，偏振片通过第一个偏振片后，光强为 I 1 I 0 cos
。
I I 1 cos 2 (90 ) I 0 cos 2 cos 2 (90 ) I 0 cos 2 sin 2
4 0
A 1, n 4, 30 0
2. 如图所示，一束自然光入射到折射率分别为 n1 和 n2 的两种介质的交界面上，发生反射和折射。已知反射光是完全偏振光，那么折射角的值为
1 arctg(n2 / n1 ) 。 2
解：由布儒斯特定律，起偏振角为： i0 arctg 又反射线与折射线垂直，则折射角为：

解：由偏振片起偏规律和偏振化方向关系有非偏振光（自然光）通过偏振片 1 后光强为：
I1
I0 2 I0 cos 2 (1 2 ) 2
强度为 I 1 线偏振光通过偏振片 2 后光强为：（马吕斯定律）
I 2 I 1 cos 2 (1 2 )
强度为 I 2 线偏振光通过偏振片 3 后光强为：
I
由题意
1 1 1 I 1 I 2 cos 2 , I max I 1 I 2 , I min I 1 2 2 2
可以解出： I1 1 I2 3
1 I1 I 2 I max 2 7, 1 I min I1 2
5．两个偏振片叠放在一起，强度为 I0 的自然光垂直入射其上，不考虑偏振片的吸收和反射，若通过两个偏振片后的光强为
I0 ，则此两偏振片的偏振化方向间的夹角 8
60
，
若在两片之间再插入一片偏振片，其偏振化方向与前后两偏振化方向的夹角相等。则通过三个偏振片后的透射光强度为解：自然光入射第一偏振片后光强：

2017-2018-1大学物理AII 期末试卷及参考答案

北京科技大学 2017--2018学年第一学期大学物理AII 试卷（A ）院(系) 班级学号姓名题号一二三卷面总成绩得分一、选择题（30分）1、()f υ是理想气体分子在平衡状态下的速率分布函数，式⎰21d )(v vv v Nf 的物理意义是（）A 、速率在v 1 ~ v 2区间内的分子数；B 、速率在v 1 ~ v 2区间内的分子数占总分子数的百分比；C 、速率在v 1 ~ v 2区间内的分子的平均速率；D 、速率在v 1 ~ v 2区间内的分子的方均根速率。

2、一定量的理想气体从初态A ),(T V 开始，先绝热膨胀到体积为2V ，然后经等容过程使温度恢复到T ，最后经等温压缩到体积V ，如图1所示。

在整个循环中，气体必然（）A 、内能增加；B 、内能减少；C 、向外界放热；D 、对外界做功。

3、根据热力学第二定律，下列说法正确的是（） A 、功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功；B 、热量可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体；C 、不可逆过程就是不能沿相反方向进行的过程；D 、一切自发过程都是不可逆过程。

4、两质点在同一方向上作同振幅、同频率的简谐振动。

在振动过程中，每当它们经过振幅一半的地方时，其运动方向都相反。

则这两个振动的相位差为（）A 、π2； B 、π32； C 、π3； D 、π54。

5、已知一波源位于x = 5 m 处，其振动方程为)cos(ϕω+=t A y (m)。

当这波源产生的平面简谐波以波速u 沿x 轴正向传播时，其波的表达式为（）A 、)(cos u x t A y -=ω； B 、](cos[ϕω+-=u xt A y ； C 、5cos[(]x y A t uωϕ-=++； D 、])5(cos[ϕω+--=u x t A y 。

得分装订线内不得答题自觉遵守考试规则，诚信考试，绝不作弊图16、在杨氏双缝实验中，若用白光作光源，干涉条纹的情况为（）A 、中央明纹是白色的；B 、红光条纹较密；C 、紫光条纹间距较大；D 、干涉条纹为白色。

西安邮电学院2010-2011学年第一学期新校区课表

宋辉
5—6
计算机新技术讲座
B114
韩俊刚
计算机新技术讲座
B114
韩俊刚
计算机新技术讲座
B114
韩俊刚
7—8
星
期
节
次
软件工程0701-03
计科0801-03
计科0804-05
课程
教室
教师
课程
教室
教师
课程
教室
教师
一
1—2
数据结构B
B208
王曙燕
数据结构B
A321
初建玮
3—4
专业英语
A530
杨立法
专业英语
新校区2010-2011学年第一学期外语系本科班课程表（一）
星
期
节
次
英语0701-0702
英语0801-0802
英语0901-0902
课程
教室
教师
课程
教室
教师
课程
教室
教师
一
1—2
英语翻译理论与实践（01）
A138
王巍
基础英语Ⅲ（01）/写作Ⅲ（02）
A718/A521
侯静|外教
3—4
二外（日语）
A205
7—8
马克思主义基本原理
B114
王策
二
1—2
英语
A715
叶枫
英语
A716
赵霞
3—4
C语言程序设计I（单）
B314
王春梅
C语言程序设计I（03/04）（单）
B314/B322
王春梅/王燕
C语言程序设计I（单）
B322
王燕
5—6
计算机导论（前8周）

大物参考答案

©物理系_2015_09《大学物理AII 》作业 No.01 机械振动一、判断题：（用“T ”表示正确和“F ”表示错误） [ F ] 1．只有受弹性力作用的物体才能做简谐振动。

解：如单摆在作小角度摆动的时候也是简谐振动，其回复力为重力的分力。

[ F ] 2．简谐振动系统的角频率由振动系统的初始条件决定。

解：根据简谐振子频率mk=ω，可知角频率由系统本身性质决定，与初始条件无关。

[ F ] 3．单摆的运动就是简谐振动。

解：单摆小角度的摆动才可看做是简谐振动。

[ T ] 4．孤立简谐振动系统的动能与势能反相变化。

解：孤立的谐振系统机械能守恒，动能势能反相变化。

[ F ] 5．两个简谐振动的合成振动一定是简谐振动。

解: 同向不同频率的简谐振动的合成结果就不一定是简谐振动。

二、选择题：1. 把单摆从平衡位置拉开，使摆线与竖直方向成一微小角度θ，然后由静止放手任其振动，从放手时开始计时。

若用余弦函数表示其运动方程，则该单摆振动的初相位为[ C ] (A) θ; (B) π23; (C) 0; (D) π21。

解：对于小角度摆动的单摆，可以视为简谐振动，其运动方程为： ()()0cos ϕωθθ+=t t m ，根据题意，t = 0时，摆角处于正最大处，θθ=m ，即：01cos cos 0000=⇒=⇒==ϕϕθϕθθ2．一个简谐振动系统，如果振子质量和振幅都加倍，振动周期将是原来的 [D] (A) 4倍(B) 8倍(C) 2倍(D)2倍解： m T k m T m k T ∝⇒=⇒⎪⎭⎪⎬⎫==/2/2πωωπ,所以选D 。

3. 水平弹簧振子，动能和势能相等的位置在：[ C ] (A)4A x =(B) 2A x = (C) 2A x = (D)3Ax =解：对于孤立的谐振系统，机械能守恒，动能势能反相变化。

那么动能势能相等时，有：221412122Ax kx kA E E E p k =⇒====，所以选C 。

《大学物理AII》作业 No.08 量子力学基出参考解答

（1）待定系数 A 的值；（2）发现粒子概率最大的位置；（3）粒子的平均位置坐标；
解：（1）由波函数归一化条件 ( Axe x ) 2 dx
0 2

2 A2 1 ，可得 A 2 3 ； ( 2 ) 3 d ( x ) 0， dx
2
（2）粒子的概率密度 ( x ) 43 x 2 e 2 x （x>=0）,令可得： 43 2 xe x (1 x ) 0 ，即 x (1 x ) 0 。
出，电子的物质波波长是 10 10 m 数量级，在现有的条件下电子的波动性是可以通过实验进行检验的，讨论电子等微观粒子的波动性具有实际意义；但是宏观物体物质波的波长远远小于 10 10 m 数量级，无法通过我们所能利用的任何仪器装置来验证其波动性。因此谈论宏观物体是否遵从德布罗意关系，是否具有波动性是没有意义的，宏观物体的波动性可以不用考虑。
处于 n=4 的激发态时，则：在 x=0 到 x=
P 3 1 x dx
2 0 a 4x 4x sin dx 3 sin 2 d 0 a a a 4 a a a 3
1 1 4x 1 8x 1 2 1 8 a sin sin 29.9% 2 2 a 4 a 0 2 3 4 a 3

。
3 。 2
2、计算下列两种情况下的速度不确定量：（1）宏观子弹：m =10 克,v=800m/s, Δx=1cm；
（2）原子中的电子：me=9×10-28 克，ve=108cm/s, Δx=10-8cm 第一种情况下，如果把普朗克常数视为零结果怎样？第二种情况下呢？根据计算结果总结出采用量子力学与经典力学处理问题的分界线。

《大学物理AII》作业 No.02 波动方程参考答案

《大学物理AII 》作业No.02波动方程班级________学号________姓名_________成绩_______-------------------------------------------------------------------------------------------------------****************************本章教学要求****************************1、理解波动产生的条件、传播的特性及波的分类。

2、掌握描述波的特征量：周期、频率、波长、波速的物理意义及其相互关系，并能与振动的特征量相区分。

3、掌握相位传播、波形传播意义，并能根据质点简谐运动方程或振动曲线建立平面简谐波的波函数。

理解波函数与波形曲线、振动曲线和行波的关系。

4、理解波的能量密度、能流、能流密度及波的强度等概念。

行波的传播过程就是能量的传播过程。

5、理解多普勒效应产生的机制及应用。

-------------------------------------------------------------------------------------------------------一、填空题1、波动是振动的传播，其中机械振动在弹性介质中的传播称为机械波，它的传播需要介质（选填：需要，不需要）。

由于带电粒子的运动引起周围空间电磁场交替变化而形成的波称为电磁波，它的传播不需要介质（选填：需要，不需要）。

根据质点振动方向与波的传播方向之间的关系（垂直或平行），波又可以分为横波和纵波。

2、描述波时间周期性的特征量是周期T ，描述波空间周期性的特征量是波长λ振动状态（相位）在介质中传播速度称为波速（相速）u ，三者之间的关系为T u λ=。

3、某时刻t 的波形曲线如图所示，图中B 点的y 坐标By 表示的是t 时刻B x 处质元离开平衡位置的位移，若为纵波，图中A 、C 分别对应纵波的密部中心和疏部中心（填：密部中心或疏部中心）。

2024版《大学物理》全套教学课件(共11章完整版)

01课程介绍与教学目标Chapter《大学物理》课程简介0102教学目标与要求教学目标教学要求教材及参考书目教材参考书目《普通物理学教程》（力学、热学、电磁学、光学、近代物理学），高等教育出版社；《费曼物理学讲义》，上海科学技术出版社等。

02力学基础Chapter质点运动学位置矢量与位移运动学方程位置矢量的定义、位移的计算、标量与矢量一维运动学方程、二维运动学方程、三维运动学方程质点的基本概念速度与加速度圆周运动定义、特点、适用条件速度的定义、加速度的定义、速度与加速度的关系圆周运动的描述、角速度、线速度、向心加速度01020304惯性定律、惯性系与非惯性系牛顿第一定律动量定理的推导、质点系的牛顿第二定律牛顿第二定律作用力和反作用力、牛顿第三定律的应用牛顿第三定律万有引力定律的表述、引力常量的测定万有引力定律牛顿运动定律动量定理角动量定理碰撞030201动量定理与角动量定理功和能功的定义及计算动能定理势能机械能守恒定律03热学基础Chapter1 2 3温度的定义和单位热量与内能热力学第零定律温度与热量热力学第一定律的表述功与热量的关系热力学第一定律的应用热力学第二定律的表述01熵的概念02热力学第二定律的应用03熵与熵增原理熵增原理的表述熵与热力学第二定律的关系熵增原理的应用04电磁学基础Chapter静电场电荷与库仑定律电场与电场强度电势与电势差静电场中的导体与电介质01020304电流与电流密度磁场对电流的作用力磁场与磁感应强度磁介质与磁化强度稳恒电流与磁场阐述法拉第电磁感应定律的表达式和应用，分析感应电动势的产生条件和计算方法。

法拉第电磁感应定律楞次定律与自感现象互感与变压器电磁感应的能量守恒与转化解释楞次定律的含义和应用，分析自感现象的产生原因和影响因素。

介绍互感的概念、计算方法以及变压器的工作原理和应用。

分析电磁感应过程中的能量守恒与转化关系，以及焦耳热的计算方法。

电磁感应现象电磁波的产生与传播麦克斯韦方程组电磁波的辐射与散射电磁波谱与光子概念麦克斯韦电磁场理论05光学基础Chapter01光线、光束和波面的概念020304光的直线传播定律光的反射定律和折射定律透镜成像原理及作图方法几何光学基本原理波动光学基础概念01020304干涉现象及其应用薄膜干涉及其应用（如牛顿环、劈尖干涉等）01020304惠更斯-菲涅尔原理单缝衍射和圆孔衍射光栅衍射及其应用X射线衍射及晶体结构分析衍射现象及其应用06量子物理基础Chapter02030401黑体辐射与普朗克量子假设黑体辐射实验与经典物理的矛盾普朗克量子假设的提普朗克公式及其物理意义量子化概念在解决黑体辐射问题中的应用010204光电效应与爱因斯坦光子理论光电效应实验现象与经典理论的矛盾爱因斯坦光子理论的提光电效应方程及其物理意义光子概念在解释光电效应中的应用03康普顿效应及德布罗意波概念康普顿散射实验现象与经德布罗意波概念的提典理论的矛盾测不准关系及量子力学简介测不准关系的提出及其物理量子力学的基本概念与原理意义07相对论基础Chapter狭义相对论基本原理相对性原理光速不变原理质能关系广义相对论简介等效原理在局部区域内，无法区分均匀引力场和加速参照系。

《大学物理AII》作业 No.06光的衍射(参考答案)

《大学物理AII 》作业 No.06 光的衍射班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______------------------------------------------------------------------------------------------------------- ****************************本章教学要求****************************1、理解惠更斯-菲涅耳原理以及如何用该原理解释光的衍射现象。

2、理解夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射的区别，掌握用半波带法分析夫琅禾费单缝衍射条纹的产生，能计算明暗纹位置、能大致画出单缝衍射条纹的光强分布曲线；能分析衍射条纹角宽度的影响因素。

3、理解用振幅矢量叠加法求单缝衍射光强分布的原理。

4、掌握圆孔夫琅禾费衍射光强分布特征，理解瑞利判据以及光的衍射对光学仪器分辨率的影响。

5、理解光栅衍射形成明纹的条件，掌握用光栅方程计算主极大位置；理解光栅衍射条纹缺级条件，了解光栅光谱的形成以及光栅分辨本领的影响因素。

6、理解X 射线衍射的原理以及布拉格公式的意义，会用它计算晶体的晶格常数或X 射线的波长。

-------------------------------------------------------------------------------------------------------一、填空题1、当光通过尺寸可与（波长）相比拟的碍障物（缝或孔）时，其传播方向偏离直线进入障碍物阴影区，并且光强在空间呈现（非均匀分布）的现象称为衍射。

形成衍射的原因可用惠更斯-菲涅耳原理解释，即波阵面上各点都可以看成是（子波的波源），其后波场中各点波的强度由各子波在该点的（相干叠加）决定。

2、光源和接收屏距离障碍物有限远的衍射称为（菲涅尔衍射或近场衍射）；光源和接收屏距离障碍物无限远的衍射称为（夫琅禾费衍射）或者远场衍射。

《大学物理AII》作业 No.04 光的偏振(参考答案)

பைடு நூலகம்
放置。
I I 0 cos 2 cos 2 (90 ) I 0 cos 2 sin 2
0 当 45 时，出射光强最大， I max
1 I 0 sin 2 (2 ) 4
1 I0 4
*3、在夏天，炽热的阳光照射柏油马路发出刺眼的反光，汽车司机需要戴上一副墨镜来遮挡。是否可用偏振片做眼镜？这比墨镜有什么优点？答：一般来讲，从路面上发出的直接射入人眼的反射光要比来自其他目标的漫射光强烈得多。通常把这种刺眼的强光叫眩光。眩光对司机的安全行车有严重的影响。戴上墨镜，可以减弱射入眼睛的光强，但并不能限制眩光。如果用偏振片做眼镜，情况就大不相同了。因为阳光（自然光）经路面反射后是部分偏振光，在入射角接近布儒斯特角时偏振度很高，近似为线偏振光。对于水平的路面来说，反射部分偏振光的强度极大的分量总是在水平方向。因此，只要使眼镜上的偏振片的偏振化方向为竖直方向，就可以强烈地吸收刺目的眩光，而对来自其他目标的漫射光的吸收则要相对小得多。这种有选择地吸收眩光的优点是墨镜所没有的。此外，墨镜对光的吸收往往对波长有选择作用，会改变观察目标的色调。而偏振片对光的吸收只对偏振态有选择作用，对波长并无选择吸收，不会改变目标
n2 ）时，反射光 n1
将为线偏振光，并且反射光与折射光的夹角为（）。（用 n1 和 n2 表示两种介 2
质的折射率） 6、单轴晶体内有一确定的方向，光沿该方向入射时折射光在晶体内只有一束，该方向称为（光轴）；除了这个方向外，一般情况下入射光在晶体内都将分为两束，一束称为（寻常光）或者 O 光，一束称为（非常光）或者 e 光。在晶体内， O 光沿各个方向传播速度（相同），，因而 O 光的子波面为球面；e 光沿各个方向传播速度（不同），因而 e 光的子波面为旋转椭球面。对于正晶体而言 O 光速度（>）e 光速度，O 光折射率（<）e 光折射率（填>或<）；对于负晶体而言，以上情况正好相反。 7、发生双折射的晶体内，O 光和 e 光都为（线偏振光）；O 光的振动方向（垂直）于其主平面，e 光的振动方向（平行）于其主平面。当入射光在晶体主截面内时， O 光和 e 光的主平面与主截面重合，此时 O 光与 e 光振动方向相互（垂直）。 8、尼科耳棱镜是利用（双折射现象）定理和（全反射）原理做成的起偏器，同时尼科耳棱镜也可做为检偏器使用。一束入射光通过旋转的检偏器，如果光强（周期性变化，并且每旋转一周出现两次最大，两次消光）则可判断入射光是线偏振光；如果光强周期性变化，但没有消光现象则可判断入射光是（部分偏振光）或者（椭圆偏振光）；如果光强没有变化，则入射光是（自然光）或者（圆偏振光）。 9、一束自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片。若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，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为（1:2）。解：设入射自然光光强为 I1，线偏振光光强为 I2，混合光通过偏振片后光强为：

2014年西南交通大学《大学物理AII》作业No.08量子力学基础

©物理系_2014_09《大学物理AII 》作业 No.8 量子力学基础一、判断题：（用“T ”和“F ”表示）[ F ] 1．根据德存布罗意假设，只有微观粒子才有波动性。

解：教材188页表16.1.1，宏观物体也有波动性，不过是其物质波波长太小了，所以其波动性就难以显示出来，而微观粒子的物质波波长可以与这些例子本身的大小相比拟，因此在原子大小的范围内将突出表现其波动性。

[ F ] 2．关于粒子的波动性，有人认为：粒子运行轨迹是波动曲线，或其速度呈波动式变化。

解：例如电子也有衍射现象，这是微观粒子波动性的体现。

与其轨迹、速度无关。

[ T ] 3．不确定关系表明微观粒子不能静止，必须有零点能存在。

解：教材202页。

因为如果微观粒子静止了，它的动量和位置就同时确定了，这违反了不确定关系。

[ F ] 4．描述微观粒子运动状态的波函数不满足叠加原理。

解：教材207页。

[ F ] 5．描述微观粒子运动状态的波函数在空间中可以不满足波函数的标准条件。

解：教材208页，波函数必须是单值、有限、连续的函数，只有满足这些标准条件的波函数才有物理意义。

二、选择题：1．静止质量不为零的微观粒子作高速运动，这时粒子物质波的波长λ与速度v 有如下关系： [ C ] (A) v ∝λ(B) v1∝λ(C)2211cv −∝λ (D) 22v c −∝λ 解：由德布罗意公式和相对论质 — 速公式有 2201cv v m mv h p −===λ得粒子物质波的波长22011cv m h −=λ，即2211cv −∝λ 故选C2．不确定关系式表示在x 方向上=≥∆⋅∆x p x [ D ] (A) 粒子位置不能确定 (B) 粒子动量不能确定(C) 粒子位置和动量都不能确定 (D) 粒子位置和动量不能同时确定解：不确定关系式微观粒子的位置和动量不能同时准确确定。

=≥∆⋅∆x p x3. 将波函数在空间各点的振幅同时增大D 倍，则粒子在空间的分布概率将 [ D ] (A) 增大倍。

2015-2016-1大学物理AII 期末试题及答案

的传播速度大小为
m/s。
10、一热机由温度为 727℃的高温热源吸热，向温度为 527℃的低温热源放热。若热机在最
大效率下工作，且每一循环从高温热源吸热 2000 J ，则此热机每一循环作功为
J。
11~15 得分
11、光子能量为 0.5 MeV 的 X 射线，入射到某种物质上发生康普顿散射。若
反冲电子的动能为 0.1MeV，则散射光波长的改变量与入射光波长 0 之
（D）
0
vp vf (v)dv
0
。
vp Nf (v)dv
0
3、一定质量的理想气体经历了下列哪种变化过程后，它的内能是增大的?
（A）等温压缩；（B）等体降压；（C）等压膨胀；
（D）等压压缩。
4、下列说法正确的是（A）狭义相对性原理告诉我们，描述一切物理规律，所有参考系等价；（B）光速不变原理指的是，任何参考系中光速不变；（C）著名的迈克耳孙–莫雷实验结果表明，狭义相对论是正确的；（D）在一个惯性系中同时又同地的两个事件，在另一个惯性系中也一定是同时又同地发
在观察反射光的干涉现象中，距劈尖棱边 l 1.5cm 的 A 处是从棱边算起的第
四条暗条纹中心。（1）求此空气劈尖的劈尖角；（2）改用 600nm 的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹，A
处是明条纹还是暗条纹? （3）保持入射光波长(500nm)不变，将上面一片玻璃向上平移，观察到 A 处的
测得飞船长 100m，地球上的观察者测得光脉冲从船尾到达船头这两个事件的空间间隔
为
。
6~10 得分
6、光电效应的红限频率依赖于金属的
。
7、设描述微观粒子运动的波函数为 (r, t) ，则 (r, t) 须满足的三个标准条

大学物理AII基本概念(选择填空)附答案

振动一、选择题1．下列运动中，属于简谐振动的是（） A ．单摆的摆动 B ．平抛运动 C ．斜抛运动 D ．地震2．下列关于简谐振动的说法中，错误的是（） A ．简谐振动是振动的最基本形式B ．作简谐振动的物体，加速度和位移成反比C ．简谐振动的物体，所受合外力方向始终指向平衡位置D ．做简谐振动的物体，加速度方向与位移方向相反3．简谐振动的能量，下列说法中正确的是（） A ．简谐振动的动能守恒 B ．简谐振动的势能守恒 C ．简谐振动的机械能守恒 D ．简谐振动角动量守恒4．关于简谐振动，下列说法中正确的是（） A ．同一周期内没有两个完全相同的振动状态 B ．质点在平衡位置处，振动的速度为零 C ．质点在最大位移处，振动的速度最大 D ．质点在最大位移处，动能最大5．关于旋转矢量法，下列说法中错误的是（） A ．矢量A 的绝对值等于振动的振幅B ．矢量A 的旋转角速度等于简谐振动的角频率C ．矢量A 旋转一周，其端点在x 轴的投影点就作一次全振动D ．旋转矢量法描述简谐振动，就是矢量A 本身在作简谐振动6．简谐振动中，速度的相位比位移的相位（）A ．超前2π B ．落后2π C ．超前π D ．落后π-7．简谐振动中，加速度和位移的相位关系（） A ．同相 B ．反相C ．超前2π D ．落后2π8．两个同方向同频率的简谐振动合成，若合振动振幅达到最大值，说明（） A ．两分振动同相 B ．两分振动反相 C ．两分振动相位差为2π D ．两分振动相位差为32π9．简谐振动的一个振动周期内（）A ．振动速度不相同B ．振动位移不相同C ．振动相位不相同D ．以上都不对二、填空题10．回复力的方向始终指向。

11．作简谐振动的物体，其加速度和位移成（正比或反比）而方向（相同或相反）。

12．周期是物体完成一次所需要的时间。

13．频率表示单位时间内发生的次数。

14．简谐振动中当质点运动到平衡位置时，最大，最小。

《大学物理AII》作业 No.10 平衡态的气体动理论参考答案

f( v ) a b
O
v
12、理想气体分子模型在气体动理论中讨论不同问题是有所不同，说明如下情况中使用的气体分子模型。在压强和温度公式的推导中(弹性自由质点)；在能均分定律中（有内部结构的质点组）；在分子平均碰撞自由程的推导中（直径为 d 的刚性小球）。 13、指出下列表达式的物理含义：
1 （1） kT 表示（平衡态下，物质分子每个自由度上的平均动能）； 2 1 （2） iRT 表示（平衡态下，1mol 理想气体内能）； 2 i （3） RT 表示（ mol 理想气体内能）； 2 3 （2） kT 表示（平衡态下，物质分子的平均平动动能）； 2
0 0 vF
3 2 v dv 0.75vF ； 3 vF
方均根速率：因为 v 2 v 2
0
vF
3 2 2 v d v 0 .6 v F ，所以 v 2 0.6 vF 0.77vF vF
（4）因为 v 0.75vF ,电子速率 v v 的分子的平均速率公式：
vv ~ v F
（3） f ( v ) d v ：分子速率在 v1—v2 区间内的概率；或者速率在 v1—v2 区间的
v1
v2
分子数占总分子数的比值。
3、大气层又称大气圈，是因重力关系围绕着地球的一层混合气体。大气圈没有确切的上界，在离地表 2000~16000 公里高空仍有稀薄的气体和基本粒子。试讨论，（１）如果忽略重力作用，地球表面的气体分子如何分布？地球表面的大气层能否形成？（２）如果只考虑重力作用，气体分子又如何分布？此时地球表面大气层中的气体分子将是怎样分布？（３）现实中，随着高度的增加，大气层中气体分子密度呈负指数关系逐渐降低。这是什么原因造成的？
14、用总分子数 N、气体分子速率 v 和速率分布函数 f (v) 写出相应表示式，表示下列各量：

平衡态的气体动理论

《大学物理AII 》作业平衡态的气体动理论班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、判断题：（用“T ”表示正确和“F ”表示错误）[ F ] 1．温度的高低反映物质分子运动的剧烈程度，温度高说明每个气体分子运动的速率大。

解：温度是个统计概念，是大量分子热运动的集体表现。

把一个具有统计意义的概念同单个分子的运动对应起来是错误的。

[ F ] 2．若系统处于某温度不变的平衡态，各气体分子的热运动速率趋于同一值。

解：根据麦克斯韦速率分布律，平衡态时气体分子热运动速率从0-∞都有可能。

所以上述描述错误。

[ F ] 3．⎰21d )(v v v v vf ，表示在速率v 1～v 2区间内分子的平均速率。

解：21~v v 区间的分子数为 ()v v f NN v v v v d 2121~⎰=∆该区间内分子速率之和为NN v =⎰d ()v v vf v v d 21⎰，所以该区间分子的平均速率为()()()()⎰⎰⎰⎰⎰==∆→2121212121d d d d d v v v v v v v v v v vv f v v vf v v f N vv vf N N Nv [ F ] 3．若)(v f 为气体分子速率分布函数，N 为分子总数，则⎰21v v v )v (Nf d 表示在速率v 1～v 2区间内的分子出现的概率。

[ T ] 4．有两种组成成分和状态不同的理想气体，若它们的平均速率相等，则它们的最概然速率和方均根速率也相等。

解：根据三种速率的定义可以判断。

P265[ F ] 5．在气体动理论中，有时视理想气体分子为有质量而无大小的质点，有时视为有一定大小(体积)的刚性小球，这主要取决于组成气体分子结构的不同。

解：选择模型不同主要取决于所研究的问题。

二、选择题：1．对于麦克斯韦速率分布中最概然速率的正确理解，应是： [D](A) 最概然速率为分子速率分布中大部分气体分子具有的速率 (B) 最概然速率为分子速率分布中速率的最大值 (C) 最概然速率为分子速率分布函数的极大值(D) 最概然速率附近单位速率区间内的分子数最多解：“最概然”的意思是发生的可能性最大。

《大学物理AII》作业 No.11热力学第一定律

《大学物理AII 》作业No.11热力学第一定律一、选择题1.置于容器内的气体，如果气体内各处压强相等，或气体内各处温度相同，则这两种情况下气体的状态[B](A)一定都是平衡态。

(B)不一定都是平衡态。

(C)前者一定是平衡态，后者一定不是平衡态。

.(D)后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态。

解：气体内各处压强相等或温度相等，都不一定是平衡态。

2.一定量的理想气体，开始时处于压强、体积、温度分别为1p 、1V 、1T 的平衡态，后来变到压强、体积、温度分别为2p 、2V 、2T 的终态，若已知12V V >，且12T T =，则以下各种说法中正确的是：[D](A)不论经历的是什么过程，气体对外所做的净功一定为正值。

(B)不论经历的是什么过程，气体从外界所吸的净热量一定为正值。

(C)若气体从始态变到终态经历的是等温过程，则气体吸收的热量最少。

(D)如果不给定气体所经历的是什么过程，则气体在过程中对外所做的净功和从外界吸热的正负皆无法判断。

解：∫=21d V V V p A 只适用于准静态过程，对于任意过程，无法只根据12V V >，12T T =判断A 和Q 的正负。

3.一定量的理想气体，经历某过程后，它的温度升高了。

则根据热力学定律可以断定：(1)该理想气体系统在此过程中吸了热。

(2)在此过程中外界对该理想气体系统做了正功。

(3)该理想气体系统的内能增加了。

(4)在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外做了正功。

以上正确的断言是：[C ](A)(1)、(3)。

(B)(2)、(3)。

(C)(3)。

(D)(3)、(4)。

(E)(4)解：内能是温度的单值函数，温度升高只能说明内能增加了，而功和热量都与过程有关，不能只由温度升降而判断其正负。

4.热力学第一定律表明：[C ](A)系统对外做的功不可能大于系统从外界吸收的热量。

(B)系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量。

(C)不可能存在这样的循环过程，在此循环过程中，外界对系统做的功不等于系统传给外界的热量。

大学物理波动方程试题(附答案)

x
x
x
点处质点的振动速度 v 与时间 t 的关系曲线为： [ A ] v
ωA
Y
v
t (s )
1
u
P
0 0 .5
2
0
− ωA
1
2
A
0
t (s )
x
0
− ωA
v
0 .5
(A )
ωA
1
t (s )
2
(B)
v
0
1
(C )
(D )
π⎞ π⎞ ⎛ 2π ⎛ y P = Acos⎜ t − ⎟ = A cos⎜ π t − ⎟ 2⎠ 2⎠ ⎝ T ⎝
(SI)
φ O
2A / 2
A
y
又 λ = 200 m ，波动方程为
(2) 将 x ＝100m 代入上式，得该处的振动方程
5 ⎞ ⎛ y100 = A cos ⎜ 500πt + π ⎟ 4 ⎠ ⎝
ww
w. z
hi
na
nc
dy100 5 ⎞ ⎛ = −500πA sin⎜ 500πt + π ⎟ (SI) dt 4 ⎠ ⎝ 3 ⎞ ⎛ 将 x＝-100m 代入上式，得该处的振动方程 y −100 = A cos⎜ 500π t − π ⎟ 4 ⎠ ⎝ dy −100 3 ⎞ ⎛ = −500π A sin⎜ 500π t − π ⎟ (SI) 振动速度表达式为 v −100 = dt 4 ⎠ ⎝
《大学物理》AII 作业
No.2 波动方程
解：拉力恒定，则波速 u =
u T 恒定， λ = 。 ν 越大， λ 越小; 反之 ν 越小， λ 越大。 µ ν
na

《大学物理AII》作业 No.02 波动方程(参考答案)

(x ,t 知， A
1 m， =200m ，又由题知 =2 100
250Hz=500 Hz
250Hz 5 104 m/s
进而可以得到波的传播速度为， u
200m
由 t=0,x=0 点的振动知
2 =cos( ),且该点的振动方向向下，故 sin( ) 2
；
0，
角度在第一象限
为（dC）。解：将 y＝Acos (Bt－Cx)写成波函数的常见形式 y
A cos( t
x
2 ) ，通过对比 2 ， B
可得该波振幅为 A，
B ，C
2
，则
2 ， C
B ，T 2
2
u
T
B C
12、一个点波源位于 O 点，在同一媒质中以 O 为圆心作两个半径分别为 R1 和
R2 的同心球面。在两个球面上分别取面积 S1 和 S2 ，则通过它们的平均能流之
1 0.5s
2Hz ，
由公式：
'
(
u u
vo ) vs
1 340 m s 1 60 km h ( 0 .5s 340 m s 1
1
)
2 . 098 s -1
5 分钟次数为： 60 5 2.098 629
14、A、B 是简谐波波线上的两点。已知，B 点的相位比 A 点落后 π 3 ，A、B 两点相距 0.5m，波的频率为 100Hz，则该波的波长
2 s1R2 ）。 s2 R12
比 P1 / P2 ＝（
解：设两个半径分别为 R1 和 R2 的同心球面上的平均能流密度分别为 I1 和 I 2 ，则
P 1 P2
I1 s1 I ，对球面波 1 I 2 s2 I2

大学物理第一章习题参考答案

θ
+
v = vmax / 2
(B) (D)
v = 3v max / 2
v0 r A
O
v = 2v max / 2 v = v max / 2
o
t=0
解：如图画出已知所对应矢量 A，可知 A 与 x 轴正向的夹角为 θ = 60 ,则根据简谐运动与旋转矢量的对应关系可得
7.5 x(cm)
v = ωA sin θ = 3v max / 2
4. 一弹簧振子作简谐振动，总能量为 E1 ，如果简谐振动振幅增加为原来的两倍，重物的质量增加为原来的四倍，则它的总能量 E 变为 [ D ] (A) E1 /4 (B) E1 /2 解：原来的弹簧振子的总能量 E1 = (C) 2 E1 (D) 4 E1
1 1 2 2 2 kA1 = m1ω1 A1 ，振动增加为 A2 = 2 A1 ，质量增 2 2
1 π 3
。
解：由矢量图可知，x1 和 x2 反相，合成振动的振幅
A = A1 − A2 = 0.05 − 0.03 = 0.02(m) ，初相 ϕ = ϕ1 =
四、计算题： 1．一定滑轮的半径为 R，转动惯量为 J，其上挂一轻绳，绳的一端系一质量为 m 的物体，另一端与一固定的轻弹簧相连，如图所示。设弹簧的倔强系数为 k, 绳与滑轮间无滑动，且忽略摩擦力及空气的阻力。现将物体 m 从平衡位置拉下一微小距离后放手，证明物体作简谐振动，并求出其角频率。解：取如图 x 坐标，平衡位置为坐标原点，向下为正方向。 m 在平衡位置，弹簧伸长 x0, 则有 mg = kx0 ……………………(1) 现将 m 从平衡位置向下拉一微小距离 x， m 和滑轮 M 受力如图所示。由牛顿定律和转动定律列方程， mg − T1 = ma ………………… (2)

《大学物理AII》作业 No.09 原子结构参考解答

13.6 1 me 4 E 能级公式（- 2 或者 2 eV ）；决定电子轨道角动量的是（角量子 2 2 n n 32 0
数 l），取值范围（l=0，1，2....n-1）,电子轨道角动量公式 L （ l (l 1) ）；电子轨道角动量方向在空间取向数由（磁量子数 ml ）决定，取值范围（ ml 0,1，，电子轨道角动量沿 z 轴方向的分量公式 Lz （ ml ）；电 2， ..., l ）子除了轨道运动之外，还有自旋运动，与自旋运动有关的两个量子数分别是（自旋量子数 s ， s
于禁带宽度，因此光子能量将被吸收，对于 140nm 光来说此晶体将是不透明的。
遵循（泡利不相容）原理和（能量最小）原理，前者指的是（同一个原子中不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数），后者指的是（当原子处于基态时，每个电子总是尽可能占有最低的能量状态，从而使整个原子系统的能量最低，原子系统也最稳定）。４、Ｎ个原子聚成晶体时，单个原子的每一能态都分裂成（N 个与原能级相近的子能级），由于它们的间距很小，形象的称之为能带。每个能带最多能容纳的电子数为（2(2l+1)N），若能带已被电子填满，称之为（满）带；若未被填满，称之为（导）带；原子外层价电子所处的能带称为（价）带；能带之间没有可能量子态的区域称为（禁）带。５、导体的能带结构特征是存在（导）带；绝缘体的能带特征是价带是（满带）并且与相邻空带间的（禁带）较宽。本征半导体的能带结构特征是（价带是满带，并且与相邻空带间的禁带较窄）；本征半导体的载流子包括（电子）和（空穴）； 6、在四价元素硅或锗中掺入（五）价元素，可形成Ｎ型半导体，其能带结构特征是（杂质能能处于四价元素能级的禁带中，且靠近导带底），Ｎ型半导体中的主要载流子是（电子）；在四价元素硅或锗中掺入（三）价元素，可形成 P 型半导体，其能带结构特征是（杂质能级处于三价元素能级的禁带中，且靠近满带顶）， P 型半导体中的主要载流子是（空穴）。 7、一块半导体中，如果一部分是 P 区，另一部分是 N 区，则在交界面将形成（P-N 结）结构；该结构具有（单向导电）作用。 8、根据量子力学理论，当主量子数 n = 3 时，氢原子中电子的角动量的可能取值为（ 0，2，6 ）。解：n=3,则 l=0,1,2 由角动量公式 L l (l 1) 可得： L可能取值为0，2，6 。 9、根据泡利不相容原理，在主量子数 n = 4 的电子壳层上最多可能有的电子数为（32）个。解：根据量子数为 n 的主壳层最多可容纳电子数 N=2n2，当 n=4 时，则为 32 个电子。 10、在原子的 L 壳层中，电子可能具有的四个量子数(n，l，ml，ms)是（）。