精选 大学物理习题答案

1、 = R1 图示一牛顿环装置，设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触，透镜凸表面的曲率半径是个明环的半 5 400 cm用某单色平行光垂直入射，观察反射光形成的牛顿环，测得第 0.30 cm.。径是 求入射光的波长； （1）OAOA = 1.00 cm，求在半径为的范围内可观察到的明（2） 设图中 ?2?r?1R2k (1) 明环半径2r25?10?5? cm ?R12k?2r2?k?12 (2) ?R2r?k.5?0r， = 50.5 对于 = 1.00 cm?R 50个。故在 OA 范围内可观察到的明环数目为假，垂直入射于单缝上2. 在某个单缝衍射实验中，光源发出的光含有两种波长和21 的第一级衍

2、射极小与的第二级衍射极小相重合，试问如21 这两种波长之间有何关系？ (1) (2) 在这两种波长的光所形成的衍射图样中，是否还有其他极小相重合？ 解答及评分标准： (1) 由单缝衍射暗纹公式得?2sinasin?1a （2分）2211?sin?sin 由题意可知 , 2112?2? 代入上式可得 （3分） 21 ?k?asink2k (2) = 1, 2, ()121111?a2?ksin/ 211?ksin?ak （2 (分） = 1, 2, ) 2222?ak/sin? 222kkkk级极小与之重合（3分），即 的任一级极小都有若的2= 2，则 = 112 12112 n的劈尖薄1. 波

3、长为的单色光垂直照射到折射率为nnn n 观察反射光形成的条纹23.4所示膜上,.,如1 311 O开始向右数第五条暗纹中心所对应的(1) 从劈尖顶On1 e 是多少？薄膜厚度5图23.4 相邻的二明纹所对应的薄膜厚度之差是多少？ nn n，所以光程差因(1)312en =22 暗纹中心膜厚应满足nekekn)/(4/2 =2=(2+1)=(2+1)kkk22 对于第五条暗纹，因从尖端数起第一条暗纹k k/ =0，所以第五条暗纹的=，故2，即=4ne /(4=9)24 (2)相邻明纹对应膜厚差n=ee=e )-/(2kk2+1 nn入射光垂直于介质膜表镀上,=1.352. 在折射率的透明介质薄

4、膜=1.50的玻璃上,的光波干涉相长,对=7000,面照射,观察反射光的干涉?发现对=6000?的光干涉相消21求所镀介质膜的,?7000?之间没有别的波长的光波最大限度相消或相长的情况且在6000 .厚度ennnn 2211kk /2+1)(2/2=221k= -/2()=3121-4ne=k mm/(2)=7.78得 1022 ， S13.(3685) 在双缝干涉实验中，单色光源S0到两缝和S2的距离别为 和 ，双缝到屏幕并且 ， 为入射光的波长，双缝之间的距离为d 的距离为，如图。D 点的距离。）零级明纹到屏幕中央O 求（12（）相邻明条纹间的距离。 )?r0?(lr)?(l1212应有

5、设P0为零级明纹中, 解: (1) P?0ddr?sin?d?tgr?12 D 0?l)?(rr)?(l1122P?03d?D3 (1)由OD?3l?rr?l?0d2121 dx ?3?l)?l?r?(l?)?(l?r)(r?r)?( 21112122D (2)dx?k?3 xOD0 ?d)D?x?(?3k/ 当 时为明纹?DDD ?(?k)?3k?x?(?1)?3ddd D两缝之间的距离双缝干涉实验装置如图22.6所示,双缝与屏之间的距离=120cm,2. d ?用波长=5000 的单色光垂直照射双缝=0.50mm, O上方的第五级明条纹的(1) 求原点零级明条纹所在处(222.6图 坐标.

6、 2sne求上=1.58的透明薄膜覆盖在图中的,(2) 如果用厚度缝后面=1.010mm,折射率1x . 述第五级明条纹的坐标xd/D=kr=r 2.(1)光程差=12D/d=kx kxk= 5有 因=6mm5 光程差(2) D/knenkxenrrenerrexd/D -1)+(=-1)=有-(-(-+ )=d-(=-1)1122 kx 因有=5, =19.9mm5 体积保持不变；若在升温过程中 (1)的氦气(视为理想气体)，温度由17升为27，0.02kg试分别求出气体内能的改变，吸收的热量，外不与外界交换热量； (2)压强保持不变；(3) 界对气体所作的功。i=3 氦气为单原子分子理想气

7、体，解:A=0 常量， (1)定容过程，V=m?C(T?T)Q?E?623J 据Q=E+ A 可知 12，mVM P=常量， (2)定压过程，m3J?101.04(CT?T)?Q? 1P，m2ME 与（1）同 A?Q?E?417J 外界对气体所做的功为：A=-A=-417J （3）Q=0，E 与（1）同 A?E?623J 外界对气体所做的功为：A=-A=623J. 定质量的理想气体,由状态a经b到达c,（如图,abc为一直线）求此过程中。 （1）气体对外做的功； （2）气体内能的增加； （3）气体吸收的热量； (1atm=1.013105Pa). 解：(1)气体对外做的功 Q?E?W?405.

8、2J 5Pa?101.01气体分子的数密度；一容器内储有氧气，其压强为，求：(1)，温度为27 设分子间均匀等距分子间的平均距离(氧气的密度；(3) 分子的平均平动动能；(4) (2) 排列) (1) 单位体积分子数 p325m44?n?10?2. kT (2) 氧气的密度pM3-?mkg?V?1.30?m/ RT 氧气分子的平均平动动能(3) 21?J?102?6.21?3kT/ k 氧气分子的平均距离(4) ?93 m?10n?3.d?451/ 一列横波在绳索上传播，其表达式为 tx?)cos2?(?y0.05 (SI) 10.054 (1) 现有另一列横波（振幅也是0.05 m）与上述已

9、知横波在绳索上形成驻波设这一x = 0处与已知横波同位相，写出该波的表达式 横波在 (2) 写出绳索上的驻波表达式；求出各波节的位置坐标；并写出离原点最近的四个波节的坐标数值. 1)?(?)(W?J2405.?VVPPx轴的传播方向为(1) 由形成驻波的条件可知待求波的频率和波长均与已知波相同，解：ac ac2x = 0负方向又知 处待求波与已知波同相位，待求波的表达式为0?故?E?TTVVPP ,?(2)由图可以看出,cacacaxt)?y0.(?05cos2 3分 240.05律(3)由热力学第一定yy?y? 驻波表达式 (2) 21 1)tcos(40?10cos(?x).y?0 分 (SI) 2 21?(2k?1?x/2?)k =