2015级大学物理上分作业一(2)

1、第五次作业：光的干涉一选择题(答案填入下表)题号i23456答案题号789i0答案1.如图Si、S2是两个相干光源，它们到P点的距离分别为r1和2,路径SF垂直穿过一块厚度为ti,折射率为1的介质板，路径S2P垂直穿过厚度为t2,折射率为1的另一介质板，其余部分可看作真空，这两答案填入上表条路径的光程差等于(A)(2+晒)-(ri+*);(B)2奥一代1一%ni-1ti1;(C) (2-n2t2)-(i-niti);(D) n2t2n1tl。2.在杨氏双缝干涉实验装置中，用一很薄的云母(n=i.58)覆盖其中的一条狭缝，这时屏幕上的第七级明纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置。如果入射光的波长为

2、550nm,则这云母的厚度为答案填入上表(A)2.4黑i0-6m;(B)2.8黑i0-6m;(C)7.6M0-6m;(D)6.6%i0-6m。3 .如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e,并且n1<n2>n3,九为入射光在折射率为”的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为答案填入上表(A) 2m2e/(ni%)；(B) 4me/(n2?1i)+n；1u(C) 4nn2e/(ni九)+n；(D) 4n：n2e/(n1?.1)o*答案填入上表4 .在双缝干涉实验中，屏幕E上的P点处是明条纹，若将缝&盖住,并在Si、S2连线

3、的垂直平分面处放一反射镜M,如图所示。此时(A) P点处仍为明条纹；(B) P点处仍为暗条纹；(C)不能确定P点处是明条纹还是暗条纹;(D)无干涉条纹。5,用白光垂直入射到间距d为0.25mm的双缝上，距离缝1.0m处放置屏幕，二级干涉条纹中紫光和红光极大点的间距答案填入上表(A)2.78mm;(B)2.88mm;(C)2.68mm;(D)2.98mm。6 .两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若将上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹答案填入上表(A)向棱边方向平移，条纹间隔变小；(B)向棱边方向平移，条纹间隔变大；(C)向棱边方向平移，条纹间隔不变；(D)向远离棱边的

4、方向平移，条纹间隔不变；(E)向远离棱边的方向平移，条纹间隔变小。7 .若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52的玻璃制成的)由空气中搬入折射率为1.33的水中，则干涉条纹答案填入上表(A)中心暗斑变成亮斑；(B)变疏；(C)变密；(D)间距不变。8 .用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为人的单色平行光垂直入射时，若观察到白干涉条纹如图所示(非显微镜图示)，每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切，则工件表面与条纹弯曲处对应的部分答案填入上表(A)凸起，且高度为£/4；(B)凸起，且高度为九/2；T平玻瑁(C)凹陷，且深度为九/2；(D)凹陷，且深度为K/4。&#

5、39;工件9,在棱镜(ni=1.52)表面涂一层增透膜(02=1,30)0为使此增透膜适用于550nm波长的光，最薄增透膜的厚度为答案填入上表(A)211.5nm;(B)105.8nm;(C)317.3nm;(D)90.5nm。10.在迈克尔逊干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长九，则薄膜的厚度是答案填入上表(A)K/2;(B)九/(2n)；(C)九/n;(D)九/2(n1)。二、填空题（答案填入下表）题号1-(1)1-23答案题号456答案1 .在双缝干涉实验中，若把一厚度为e、折射率为n的薄云母片覆盖在Si缝上，中央明条纹将向答案填入

6、上表移动；覆盖云母片后，两束相干光至原中央明纹O处的光程差为答案填入上表。（如图）2 .如图所示，双缝干涉实验装置中的两一岁:丁个缝用厚度均为e,折射率分别为1和山的透明介质膜覆盖（nn2）,波长为入的平行单色光斜入射到双缝上，入射角为0,Z屏4双缝间距为d,在屏幕中央O处（S1O=S2O）,两束相干光的相位差e=答案填入上表。3 .用波长为人的单色光垂直照射折射率为e的劈尖薄膜（如图）图中各部分折射率的关系是ni<n2观察反射光的干涉条纹，从劈尖顶开始向右数第五条暗条纹中心所对应的厚度e=答案填入上表。4 .一平凸透镜，凸面朝下放在一平玻璃板上，透镜刚好与玻璃板接触。波长分别为%=60

7、0.0nm和九2=500.0nm的两种单色光垂直入射，观察反射光形成的牛顿环。从中心向外数的两种光的第五个明环所对应的空气膜厚度之差为答案填入上表nm。5 .在迈克尔逊干涉仪的一条光路中，插入一块折射率为n,厚度为d的透明薄片。插入薄片使这条光路的光程改变了答案填入上表。6 .在迈克尔逊干涉仪的可动反射镜平移一微小距离的过程中，观察到干涉条纹恰好移动1848条，所用单色光的波长为546.1nm。由此可知反射镜平移的距离等于答案填入上表mm。（给出四位有效数字）。三、计算题：1 .薄钢片上有两条紧靠的平行细缝，用波长£=546.1nm的平面光波正入射到钢片上。屏幕距双缝的距离为D=2.

8、00m,测得中央明条纹两侧的第五级明条纹间的距离为Ax=12.0mm。(1)求两缝间的距离do(2)从任一明条纹(记作0)向一边数到第20条明条纹，其间距离为多少？(3)用一厚度为6.810-6m,折射率为1.58的云母片覆盖在上面的一条缝后，零级明纹将移至原来的第几级明纹处？(4)如果使光波斜入射到钢片上，条纹间距将会发生如何变化？(用计算说明)2 .一平面单色光波垂直照射在厚度均匀的薄油膜面上，油膜覆盖在玻璃板上，所用光源波长可连续变化，观察到500nm和700nm这两波长的光在反射中消失。油的折射率为1.30,玻璃的折射率为1.50,试求该油膜的厚度。3 .白光垂直照射到空气中的厚度为3

9、80nm的肥皂水膜上。肥皂水的折射率为1.33。试分析肥皂水膜正面和背面各呈现出什么颜色。可见光的波长范围(400.0nm760.0nm)。第六次作业：光的衍射一选择题(答案填入下表)题号12345答案题号678答案1 .在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度a稍稍变宽，同时使单缝沿y轴正方向作微小位移，则屏幕C上的中央衍射条纹将答案填入上表(A)变窄,同时向上移;(B)变窄,同时向下移;(C)变窄，不移动；(D)变宽,同时向上移;(E)变宽，不移动。2,单缝的宽度为0.40mm,以波长589nm的单色光垂直照射，如透镜的焦距为1.0m,则第一级暗纹以及第二级明纹距中心的距离分别为答案

10、填入上表(A)1.2710-3m,3.5810-3m;(B)1.4710-3m,3.6810-3m;(C)1.4710-3m,7.3610-3m;(D)2.9410-3m,3.6810-3m。3. 一单色平行光垂直照射于一单缝，若其第三条明纹位置正好和波长为600nm的单色光垂直入射时的第二级明纹的位置一样，则前一种单色光的波长为答案填入上表(A)428.6nm;(B)466.7nm;(C)360.0nm;(D)840.0nm;4.若用光栅准确测定一单色可见光的波长，在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好？答案填入上表(A)1.010mm;(B)5.010mm;(C)1.0M10，mm;(D

11、)1.010mmo5. 一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数(a+b)为下列哪种情况时(a代表每条缝的宽度)，k=3、6、9等级次的主极大均不出现？(A)a+b=2a;(B)a+b=3a;答案填入上表(C)a+b=4a；(D)a+b=6a。6 .设光栅平面、透镜均与屏幕平行。则当入射的平行单色光从垂直于光栅平面入射变为斜入射时，能观察到的光谱线的最高级数k答案填入上表(A)变小；(B)变大；(C)不变；(D)改变无法确定。7 .某元素的特征光谱中含有波长分别为儿=450.0nm和九2=750.0nm(1nm=10qm)的光谱线。在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处力的谱线级数

12、将是答案填入上表(A)2,3,4,5,；(B)2,5,8,11，二(C)2,4,6,8,(D)3,6,9,12,。8 .用波长为589.3nm的平行钠黄光，垂直照射在一缝宽为0.001mm,每厘米有5000条刻痕的光栅上，最多可以能够观察到几条明条纹？答案填入上表(A)4条；(B)5条；(C)6条；(D)7条.二、填空题（答案填入下表）题号1-(1)1-1-(3)2-(1)答案题号2-34答案1,平行单色光垂直入射于单缝中，观察夫琅和费衍射。若屏上P点处为第二级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为答案填入上表半波带。若将宽缝宽度缩小一半，P点将是答案填入上表级答案填入上表纹。2 .在单缝夫琅和费衍

13、射示意图中，所画出的各条正入射光线间距相等，那么光线1与3在幕上P点处相遇时的相位差为答案填入上表,P点应为答案填入上表点。3 .用波长为，的单色平行红光垂直照射在光栅常数d=2.00103nm的光栅上，用焦距f=0.500m的透镜将光聚在屏上，测得夫琅和费衍射花样的第一级谱线与透镜主焦点的距离l=0.1667m。则可知该入射的红光波长九=答案填入上表nm。4 .用平行的白光垂直入射在平面透镜光栅上时，波长为Ki=440.0nm的第三级光谱线将与波长为九2=答案填入上表nm的第二级光谱线重叠。三、计算题：1 .波长为600.0nm的单色光垂直入射到宽度为a=0.100mm的单缝上观察夫琅和费衍

14、射图样，透镜焦距f=1.0m,屏在透镜的焦平面处。求(1)中央衍射明条纹的宽度Ax。；(2)第二级暗纹离透镜焦点的距离X2。2 ,一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波长的光，加=440.0nm,九2=660.0nm,实验发现，两种波长的谱线（不计中央明纹）第二次重合于衍射角中=60°的方向上。求此光栅的光栅常数d。3 .(1)在单缝夫琅和费衍射中，垂直入射的光有两种波长，Q=400.0nm,上=760.0nm。已知单缝宽度a=1.0x10cm,透镜焦距f=50cm。求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离。(2)若用光栅常数d=1.0Ml0，cm的光栅替换单缝，其它条件和上一问

15、相同，求两种光第一级主极大之间的距离。4 .波长大=600.0nm的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大的衍射角为30°,且第三级是缺级。(1)光栅常数(a+b)等于多少？(2)透光缝可能的最小宽度a等于多少？(3)在选定了上述(a+b)和a之后，求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次。第七次作业：光的偏振一选择题(答案填入下表)题号123456答案1 .使一光强为I0的平面偏振光先后通过两个偏振片Pl和P2。Pi和P2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是a和90°,则通过这两个偏振片后的光强I是答案填入上表(A)(1/2)l0cos2!a；(B)0;(C)

16、(1/4)l°sin22a；(D)(1/4)l°sin2a;(E)10cos4微2. 一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片。若以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，那么入射光中自然光与线偏振光的光强之比为答案填入上表(A)1/2;(B)1/5;(C)1/3;(D)2/3。3. 一束自然光入射到相互重叠的四块偏振片上，每块偏振片的偏振化方向相对于前一块沿顺时车+(迎着透射光看)转过30°角，则入射光中有百分之几的光会透过这组偏振片？答案填入上表(A)11%;(B)21%;(C)31%;(D)41%。4 .自然光以60

17、6;的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全偏振光，则知折射光为答案填入上表(A)完全偏振光且折射角是30。；(B)部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为V3的介质时,折射角是30°(C)部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角；(D)部分偏振光且折射角是30。5 .某种透明媒质对于空气的全反射临界角等于45°,则光从空气射向此媒质时的布儒斯特角为答案填入上表(A)35.3°(B)40.9°(C)45.0°(D)54.7°。6.使自然光通过两个偏振化方向相交60°的偏振片，透射光强为Ii,今在两个偏振片之间插

18、入另一偏振片,它的方向与前两个偏振片均成30°角，则透射光强I2为答案填入上表(A)0.25Ii；(B)1.25Ii；(C)2.25Ii；(D)3.25Ii。二、填空题（答案填入下表）题号1-(1)1-23答案1 .一束平行的自然光，以60°角入射到平玻璃表面上。若反射光束是完全偏振的，则透射光束的折射角是答案填入上表;玻璃的折射率为答案填入上表。2 .有一平面玻璃板放在水中，板面与水面夹角为a见图）。设水和玻璃的折射率分别为1.333和1.517。欲使图中水面和玻璃板面的反射光都是完全偏振光，片答案填入上表。3 .三个偏振片P1、P2与P3堆叠在一起，P1与P3的偏振化方

19、向相互垂直，P2与P1偏振化方向的夹角为30°,强度为Io的自然光垂直入射，依次透过PPP2与P3,若不考虑偏振片的吸收和反射，则通过三偏振片后的光强为答案填入上表。三、计算题:1 .两个偏振片叠在一起，在它们的偏振化方向成%1=30°时，观测一束单色自然光，又在也=45。时，观测另一束单色自然光。若两次所测得的透射光强度相等，求两次入射自然光的强度之比。2 .一束自然光和线偏振光的混合光，当它通过一偏振片时，发现光强取决于偏振片的取向，光强最大可以变化5倍。求入射光中两种光的光强各占总入射光强的几分之几？第八次作业：热力学一选择题(答案填入下表)题号1234567答案1

20、.一定量的理想气体完成一循环过程。此过程在V-T图中用图线1T2TA1描写。该过程在循环过程中吸热、放热的情况是答案填入上表2T3过(A)在1T2、3T1过程吸热，在程放热；(B)在2T3过程吸热，在1t2、程放热；(C)在1->2过程吸热，在2T3、程放热；(D)在2T3、3T1过程吸热，在2 .如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有答案填入上表2fPo;(D)P)/2yo一定的理想气体，压强为R,右边为真空。今将隔板抽去，气体自由膨胀。当气体达到平衡时，气体的压强是。(=CpCv)。(A)Po;(B)P°/2;(C)3 .分子总数相同的三种理想气体He

21、、O2和CH©若从同一初态出发，各自独立地进行等压膨胀，且吸收的热量相等，则终态的体积最大的气体是答案填入上表(A)He;(B)O2；(C)CH4；(D)三种气体终态的体积相同。4 .关于热功转换和热量传递过程，有下面一些说法：(1)功可以完全变成热量，而热量不能完全变为功；(2) 一切热机的效率都只能够小于1;(3)热量不能从低温物体向高温物体传递；(4)热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的。以上这些叙述答案填入上表(A)只有(2)、(4)正确；(B)只有(2)、(3)、(4)正确；(C)只有(1)、(3)、(4)正确；(D)全部正确。5 .为使刚性双原子分子理想气体在等压膨胀过

22、程中对外做功4J,必须给气体传递多少热量？答案填入上表(A)10J;(B)12J;(C)14J;(D)18J。D到达B态,(A)1.5106J;(C)3.0106J；在这过程中气体吸收的热量答案填入上表6.一定量的理想气体，从A态出发，经过如图所示过程，经C再经(B)2.5106J;(D)3.5106J;7.有人设计一台卡诺热机(可逆的)。每循环一次可从此400K的高温热源吸热1800J,向300K的低温热源放热1000J。这样的设计是(A)可以的，符合热力学第一定律；答案填入上表(B)可以的，符合热力学第二定律；(C)不行的，卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量；(D)不行的，这个热

23、机的效率超过理论值。、填空题(答案填入下表)题号1-(1)1-2-(1)2-(2)答案题号34-(1)4-4-(3)答案1 .有一摩尔的刚性双原子理想气体，在等压膨胀过程中对外作功A,则其温度变化M=答案填入上表;从外界吸收热量Qp=答案填入上表。2 .在如图所示的P-V中，1mol理想气体从状态A(2pi,Vi)沿直线到达B(Pi,2Vi),则此过程系统对外作的功A=答案填入上表,内能的增量为&E=答案填入上表。3 .一热机由温度为7270c的高温热源吸热，向温度为5270c的低温热源放热。若热机在最大效率下工作，且每一循环吸热2000J，则此热机每一循环作功答案填入上表J。4 .一

24、气体系统由状态a沿acb过程到达b状态，有336J热量传入系统，而系统做功126J,如图所示。那么该系统经由adb过程到b做功42J,需要给系统传递答案填入上表J热量。若Ed-Ea=168J,则在ad过程中系统将吸收答案填入上表J热量，在db过程中系统将吸收答案填入上表J热量。三、计算题：1 .质量为0.02kg的氨气（Cv=3R）,温度由17oC升为27oC,若在升温过程中：体积保持不变；压强保持不变；与外界不交换热量。试分别计算各过程中气体吸收的热量、内能的改变和对外所做的功。2 .有1mol单原子理想气体做如图所示的循环过程。求气体在循环中吸收的净热量和对外所做的功，并求循环效率。P(1

25、0/)I013O3 .一摩尔单原子分子理想气体的循环过程如TV图所示，其中C点的温度T0=600K。试求(1) ab、bc、ca各个过程系统吸收的热量；(2)经过一个循环后，系统所作的净功；(3)循环的效率。(注：循环的效率n=A/Qi,A为循环过程系统对外作的净功，Qi为循环过程系统从外界吸收的热量。In2=0.693)四、证明题:1 .根据热力学第二定律证明两条绝热线不能相交。2 .设有一以理想气体为工作物质的热机，其循环如图所示，试证明其循环效率为第九次作业：气体动理论一选择题(答案填入下表)题号12345答案题号67答案1.若室温内生起炉子后温度从150C升高到270C,而室内气压不变

26、，则此时室内的分子数减少了答案填入上表(A)0.5%;(B)4%;(C)9%;(D)21%o2 .在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氨气的体积比VJV2=1/2,则其内能之比靡之为答案填入上表(A)冷(B)%;©%；(D)%。3 .一定质量的理想气体，具体积为1.0升，压强为5atm,其分子的平均平动动能为五。当它经历某过程而变到另一状态时，体积增至2.5升，压强减少为1atm,则此时气体分子的平均平动动能为1答案填入上表(B)-百；3_1(D)-so54 .水蒸汽分解成同温度的氢气和氧气，内能增加了百分之几？(不计振动自由度)答案填入上表(A)66.7%;(B)

27、50%;(C)25%;(D)0。5 .两瓶不同种类的气体(理想气体)，它们分子的平均平动动能相等,但气体的分子密度不同，则它们的答案填入上表(A)温度相同，压强也相同；(B)温度不相同，压强也不相同；(C)温度相同，压强不同；(D)温度不相同，压强相同。6 .设容器内盛有质量为m1和质量为m2的两种不同单原子分子理想气体，并处于平衡态中，其内能均为E,则此两种气体分子的平均速率之比为答案填入上表(A)也；(B)雪；(C)可；(D)1。m1m1：m17 .一定量的气体，体积不变而温度升高，分子碰撞频率和平均自由程将答案填入上表（A）z增大，匚不变；（B）z不变，匚增大；（C）z减少，刀不变；（D）z增大，片减少。二、填空题（答案填入下表）题号12345答案题号6-(1)6-(2)7-(1)7-(2)8-(1)答案题号8-8-(3)答案1 .有一截面均匀的封闭圆筒，中间被一个光滑的活塞分隔成两边，如果其中的一边装有0.1kg某一温度的氢气，为了使活塞停留在圆筒的正中央，则另一边应装入同一温度的氧气质量为答案填入上表,2 .三个容器