2022年大学物理教材下册习题及答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载教材下册习题及答案（校正版 第 12 章课后习题学问点20XX年 8 月）1 至 6 题应用抱负气体状态方程运算 V, 摩尔质量 M和数密度 n; 7 题运算自由度 ; 7.8.9.10.11 题温度公式 . 内能公式及状态方程的综合应用运算 ; 12 题（供参考）考虑重力时的粒子分布 ; 13.14.15.16.17.18.19 应用麦氏速率函数的运算问题 ; 20.21.22.23 运算平均自由程和碰撞频率 ; 24,25 题（供参考）由粘滞系数、导热系数求分子有效直径 26 题（供参考）应用范氏方程运算压强并和抱负气

2、体运算结果进行比较 .第 12 章课后习题答案名师归纳总结 1l1p 1 T2 2. 0.028kg/mol 第 1 页,共 10 页l2p2 T 13.M1M2RT 4. 2 .45105cm3p1p2V5. 8. 9102kgm3 6. 2.9 10 3Pa 7.（1）2（2）3（3） 6 8. 12. 451025m3 25 .311026kg 31.30 kgm3 44. 84102ms156. 211021J 67.79102J 9.13.74103J22.49103J320.8J 10. 5. 67103J,1.61104J 11.10:3,5:3 12. 2. 30103m（题目

3、修改为 273K） 13. 0.83% 14. 1. 71103ms11 . 84103ms1, 1. 50103ms1氧气分子的三种速率为氢气分子相应速率的四分之一15. vpO 2500 ms1;vpH22000 ms1;v2O2612ms1v2H22450ms1 16. 1a2N 2 7N（有误）应当123v0- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 为7 108N 3 31mv2优秀学习资料欢迎下载36017.1 略（ 2）K2Nx（2）v0;0 .54 v0（有误）应当为v0;3 3v01mv2v02218.afx4m2ex2bfk4m132kkpk

4、TekTkkT2kT2p（有误）应当为 a.fx42 x e2 xbfk10s12132ekkkp1 2kT101.PakTkT19. v 1m 2p4U 20. 2 .09107m,z8 .13109sv2m 13pV1.0610 2 1182 小时 22. 21. 14.7108m,z23. 1z3217.7109s1 28.310s 25.d2. 21010m24. 95108m,d3 .0108m26. 4.99107Pa, 9. 44107Pa第 13 章课后习题学问点1.2.3.4.6.7.8.10 题是四个等值过程的功 . 热量和内能的运算 ;5.9 10题有关热容量的运算 ;

5、12.13.14 运算热机效率 ; 15. 运算卡诺热机效率 ; 11 题绝热过程与 12 章综合16*17 是有关线性过程的功 . 内能和热量的运算 ; 18.19 题运算卡诺致冷循环效率 ; 20 题应用热二律证明 ; 21.22.23 题运算熵 . 第 13 章课后习题答案21252J ,2 放热 294J 名师归纳总结 3. 1E总4.56102JA总5. 32102JQ总9. 88102J第 2 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2 E4 .56102JA优秀学习资料2J欢迎下载7. 60102J3 .0410Q3 :A3.

6、19102J4.1 E总06.103JA总0.9103JQ总1 .5103J2 E总06.103JA总1.23103JQ 总1 .83103J5.Q V690JQ P966（原书答案此处有误, 题目改为1.01 10 pa）15.A1 .34103J（原书答案此处有误）16. 112:E=6232.5J A=1246.5J Q=7479J 23E=-6232.5J A=6232.5J Q=0 31:E=0 A=Q=-5184J 230.7% *17. 超基过难；见解答；1813.2210 4J 232.2 W 30.28小时Nk3 S4. 14JK121.-164J/K,184J/K,20J/

7、K（原书答案此处有误）231 Skln22nNN22S2NA2其余习题已有答案,见教材；第 14 章课后习题学问点说明1,2,3 题：求简谐振动的特点量及振动方程；4,5 题：由两个谐振子的关系求特点量及振动方程；6 题：由振动曲线求振动方程；7,9 题：组合弹簧系统求特点量及振动方程；8 题：竖直弹簧求振动方程；10 题：单摆运算；11,*12 题：振动过程动力学分析与运算,较难；13,14 题：振动能量与特点量综合运算；15,16,17,18,23 题：同方向、同频率振动的合成；19 题：运算拍频；20 题：同频率垂直振动的合成；其余为带 *,建议不用；第 14 章课后习题答案及勘误名师归

8、纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6x2cos5 t2 cm 优秀学习资料欢迎下载391 T2Mkm,A, 2 T2MkmAmMMA16x0.06cos2tarctan0.08 m （原书答案此处有误）18.x4 0.02 2 cos3t5 m 12其余习题已有答案,见教材；勘误14.8 题增加初始条件：“ t=0 时, x0=1.0cm, v0=5.0cm/s ”第 15 章课后习题学问点说明1,2,3,4,5,6,8 题：平面简谐机械行波的表达式及相关物理量、物理意义；7 题：左行波的表达与运算；9,10 题：行波能

9、量、能流密度运算；12 题：杨氏模量运算；13 题：声强级概念；14,15,16,17 题：波的干涉；18,19,20,21,22 题：驻波；23,26,补充题：运算多普勒效应；*27 题：电磁波的多普勒效应 *28 题：冲击波；11（缺条件）,24（原程书答案错,题过难）删去；题；第 15 章课后习题答案及勘误25 与 26 雷同,建议用补充1（2）y5 102cos200 tx 4002m（原书答案此处有误）23629 （原书答案此处有误）补充题站在铁路邻近的观看者, 听到迎面开来的火车笛声频率为440Hz,当火车驶过后,笛声的频率降为 390Hz,设声音速度为 340m/s,求火车的速度

10、；答案： 20.5m/s 勘误名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 15.9 题波的强度应为“优秀学习资料欢迎下载9 10 J.Sm-2”15.16 题增加条件“ 已知S1的初相为 0”第 17 章波动光学课后习题学问点1 题：光程概念；2,3,4,5 题：杨氏双缝,6,7,8 题：平行膜干涉,91011题：劈尖膜干涉,12 题：牛顿环,13,14 题：迈克尔孙干涉仪,15,16,17 题：单缝,18,19 题：辨论本事,20,21,22,23,24 题：衍射光栅, 25 光栅辨论本事 26,27 题：X-ray 晶体

11、衍射,28,29,30 题：马吕斯定律,3,32,33 题：布儒斯特定律,34,35 题：四分之一波片偏振光干涉第十七章 波动光学习题与答案171 由光源 S 发出的 600 nm 的单色光, 自空气射入折射率 n=1.23 的一层透亮物质,再射入空气 如图 ,如透亮物质的厚度为 d=1.00 cm,入射角 30 ,且SA=BC=5.00cm；求： 1 1 为多大？2 此单色光在这层透亮物质里的频率、速度和波长各是多少？3 S 到 C 的几何路程为多少？光程为多少？答案：名师归纳总结 11242v145 10 Hz ;82.44 107 m s / ;4.88 10 mSAd第 5 页,共 1

12、0 页3几何路程 11.1cm; 光程 11.3cm 17.2 单色光射在两个相距d=0.02mm 的狭缝上 , 空气在缝后 D=100mm 处的屏幕上 ,第 1 明纹与第41明纹间的距离为L=7.5mm, 求此单色光的波长；如用白光照耀 ,将会看到什么现象？空气nB答案： 500nm,白光照明将显现彩色条纹 习题 17.1 图C17.3 杨氏双缝试验中的缝距d=2mm,受到受到nm 和nm 混合光照耀 ,观看屏离两缝 2m 远,试问距离中心亮纹多远处,两组干涉条纹的亮纹发生第一次重叠？答案： 0.45cm ,这时屏幕上的第7 级明17.4 在双缝干涉试验中,用折射率n=1.58 的玻璃膜掩盖

13、在一条缝上- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 条纹移到原先的中心明纹位置优秀学习资料欢迎下载,如入射单色光波长为550nm,试求此玻璃膜的厚度 . 答案： 6637nm 17.5 在杨氏干涉试验中 ,用波长 632.8nm 的氖氖激光束 ,垂直照射间距为 1.14mm 的两个小孔； 小孔至屏幕的垂直距离为 1.50m.试求在以下两种情形下屏幕上干涉条纹的间距：（1）整个装置放在空气中； （2）整个装置放在 n=1.33 的水中 . 答案： 0.83mm,0.63mm 习题 17.4 图17.6 太阳光以入射角 i=52 0 射在折射率为 n2=1.4 的

14、簿膜上 ,如透射光出现绿色（波长为 =500nm）.试问该簿膜的最小厚度为多少？答案： 216nm 17.7 垂直入射的白光从肥皂膜上反射 ,对 680nm 的光产生干涉亮纹 ,而对 510nm 的光产生干涉暗纹 ,其它波长的光经反射并没有显现干涉暗纹 ,设薄膜折射率 n=1.33,厚度匀称 .试问该肥皂膜的厚度为多少？答案： 383nm 17.8 采纳阳极氧化过程 ,在抛光的铝板上淀积一层厚度为 250nm、折射率为 1.8 的透亮氧化铝薄膜 .试问用此铝板制成的器具在白光下观看时呈什么颜色？假定光是垂直入射的 . 答案： 450nm,反射光呈蓝色 17.9 利用劈尖干涉可以测定细金属丝的直

15、径,其方法.L是把金属丝夹在两块平板玻璃之间,以形成空气劈尖观看板画上条纹间的距离,即可算出金属丝的直径D设相邻条纹间的距离为e,金属丝与劈尖顶点的距离为 L,所用单色光波长为,求丝的直径 . 答案：DL 2 e17.10 一玻璃劈尖,折射率n=1.52；波长=589.3nm习题 17.9 图的钠光垂直入射,测得相邻条纹间距L=5.0nm 求劈尖夹角； 答案： 8 17.11 制造半导体元件时,经常要精确测定硅片上二氧化硅薄膜的厚度,这时可把二氧化硅薄膜的一部分腐蚀掉,使其形成劈尖, 利用等厚条纹测出其厚度；已知 Si 的折射率为 3.42,SiO2 的折射率为 1.5,入射光波长为 589.

16、3nm,观看到 7 条暗纹 ,如下列图； 问 SiO 2薄膜的厚度 e 是多少？ 答案： 1.28 m 名师归纳总结 17.12 在牛顿环试验中,当平凸透镜和平玻璃板间充SiSiO2e第 6 页,共 10 页以 某 种 透 明 液 体 时 , 第 九 个 明 环 的 直 径 由1.40 10m 变为 1.27 10m ,试求这种液体的折射率. 答案 :1.48 17.13 迈克尔逊干涉仪的两臂中,分别放入长0.200 m习题 17.11 图的玻璃管,一个抽成真空,另一个充以1.01 105Pa1atm 的氩气；今用汞绿线546nm照明,在将氩气渐渐抽出最终也达到真空的过程中,发觉有205 个条

17、纹移过视场,问氩气在5 1.01 10 Pa 时的折射率是多少？答案： 1.0028 17.14假如迈克尔逊干涉仪中M2反射镜移动距离0.233mm,就数得的条纹移动数为792,求所用光波的波长；答案： 588.4nm - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 17.15 用波长优秀学习资料欢迎下载1 微小与单缝632.8 nm 的激光垂直照耀单缝时,其夫琅禾费衍射图样的第法线的夹角为 5 ,试求该缝的缝宽；答案： 7.26 m 17.16.一单色平行光垂直入射一单缝,其衍射第 3 级明纹位置恰与波长为 600nm 的单色光垂直入射该缝时衍射的第 2 级明纹位

18、置重合,试求该单色光波长；答案： 429nm 17.17 有一缝宽为 a=0.10mm 的单缝 ,在缝后放一焦距为 f=0.50m 的透镜 ,在透镜的焦平面上放一屏 ,用波长为 546.1nm 的平行单色光垂直照耀在该缝上,试求：（1）中心明条纹的宽度； （ 2）第 k级明条纹的宽度,k = 1, 2, .（3）中心明条纹中心到第3 条暗纹间的距离. 答案： 15,46mm 22.73mm 38.19mm 17.18 汽车两前灯相距1.2m,设车灯波长为500nm,人眼的瞳孔直径为5.0mm.汽车迎面开来 ,当车离人不超过多远时,人才能辨论出这是两盏灯. 答案： 9836m 17.19 宇航员

19、瞳孔直径取为5.0mm,光波波长550 nm ；如他DL习题 17.18 图.试问此光栅上每厘恰能辨论距其160km 地面上的两个点光源,只计衍射效应,求这两点光源间的距离；答案： 21.4m 17.20 光源发射的混合光波长范畴为 450nm600nm. 用此光源垂直照耀衍射光栅 ,观看到两相邻级次的光谱刚好在 30 0 角的方向上相互重叠米刻有多少条缝？答案： 2278 17.21 含有 559.0nm 和 559.5nm 两种波长的光 ,垂直入射到每米刻有 2 10 5 条缝的光栅上 ,求第二级光谱中两谱线的衍射角之差 . 答案：1.0 10 4rad 17.22 用波长为 760nm的

20、平行单色光垂直照耀在光栅上 , 测得第 5 级明条纹的衍射角为 30 0,如用该平行单色光垂直照耀在缝宽与上述光栅的透光缝相等的单缝上, 测得第 2 级明条纹的衍射角亦为 30 0, 然后 , 用另一单色光垂直照耀在上述光栅上 , 如测得第 11 级明条纹的衍射角为 45 0. 试求： 1 光栅常数（ a b）及透光缝的宽度 a；2 另一单色光的波长；3 用另一单色光垂直照耀该光栅时 , 显现明条纹（包括中心明条纹的总数 .答案： 17.6 m,3.8 m 2488.5nm 3 17 17.23 波长为 600nm 的单色光垂直入射在一光栅上 ,相邻两级谱线分别显现在衍射角 满足关系式 sin

21、 =0.20 和 sin =0.30 处,第四级缺级 .试求该光栅的光栅常量 d 以及光栅狭缝的最小可能宽度 a,然后 ,按此 d 和 a 值,列出屏幕上可能出现的谱线的全部级数 . 答案 : 6 m, 1.5 m 0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 9 17.24 波长为 500nm 的单色光 ,以 30 0 的入射角照耀到光栅上 ,此时,第 2 级明条纹的位置恰与垂直照耀时的中心明条纹的位置i重合 ,试问： 1该光栅每厘米上有多少条透光缝？2 能看到多少条明纹 包括中心明纹 ？ 3 如是垂直照耀 ,最多能看到第几级明条纹？答案： 15000 25 33 名师归纳总结 17.25 一光

22、源含有氢原子和氘原子的混合物,它所发射的光的中习题 17.24 图第 7 页,共 10 页心波长为=656.3nm 的红双线 ,波长间隔=0.18nm,如能用一光栅在第一级谱线中将这两条谱线辨论开来,光栅的刻痕数目- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载11 015 时获得第 1 级极大 ,求晶面间N 至少应是多少？答案： 3647 17.26 用波长为 0.11nm 的 X 射线照耀某晶体,在入射角为距. 答案： 0.282nm 17.27 用波长为 =0.097nm 的 X 射线 ,以 30 0 的掠射角投射在某晶体上时 ,显现第 1

23、 级反射极大；然后用另一波长为 的 X 射线投射在上述晶体上 ,当掠射角为 60 0 时 ,给出第 3 级反射极大 .试求 . d答案： 0.056nm 17.28 将 4 个偏振片叠在一起 ,使每一片的偏振化方向都比它前面的一片转过了 30 0 角 ,从而使最终一片的偏振化方向与第一片的偏振化方向相垂直 .试问自然光能透过这个系统的光强占多大的百分比？习题 17.27 图 答案： 21%17.29 自然光入射到两个相互重叠的偏振片上；假如透射光强为 1透射光最大强度的三分之一,或 2入射光强的三分之一,就这两个偏振片的偏振化方向间的夹角为多少 . 答案： 54 44 ; 35 16 17.3

24、0. 两偏振片 A 和 B 如图放置,两者的偏振化方向成 45 角,设入射光线是线偏振光,它的偏振方向与 A 的偏振化方向相同,试求：同一强度入射光分别从装置的左边及右边入射时,透射光的强度之比；答案： 2 17.31 一束平行的自然光,以 58 角入射到一平面玻璃的表面上,反射光是全偏振光；问：1折射光的折射角是多少？2玻璃的折射率是多少？答案： 132 21.60 17.32. 已知从一池净水的表面反射出来的太阳光是线偏振光,处？ 答案： 36 56 此时太阳在地平线上多大仰角17.33以自然光或偏振光入射到两种各向同性介质（它们的折射率分别为 n1和 n2）的分界面上 .在如图 17-7

25、7 所示六种情形下 ,试分析反射和折射光的性质 ,用短线与点子表示出反射光、折射光的振动方向及偏振的程度 .图中 i 0 arctan n 2 / n 1 ,i i0. i i i n1 n 1 n1a n2b n2c n2i0 i 0 i0 d n 1e n1f n1n2n2n2习题 17.33 图名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载17.34 某四分之一晶片适用于波长为 为多少？ 答案： 535.5nm 589nm 的荧光 ,其 ne=1.456, no=1.732,就此晶片的最小厚度17.

26、35 已知石英的主折射率 no=1.5443, ne=1.5534,用石英制作适用于钠灯 =589.3nm 和汞灯 =546.1nm的 1/4 波片 ,其最小厚度分别是多少？在已经有一自然光和一偏振片的情形下 ,怎样用此 1/4 波片产生圆偏振光？答案： 16.19 m,15.00 m 第 18、19 章课后习题学问点说明18.1,18.2 黑体辐射 18.4,18.5 光电效应18.6 光子能量 18.7,18.8 康普顿散射18.14,18.15,18.16,18.17 德布罗意波18.18,18.19, 19.22 位置与坐标的不确定关系运算*18.21,*18.22, 能量与时间的不确

27、定关系运算*18.23,*18.24 位置与坐标的不确定关系估算*18.25,*18.26,*18.27,18.29,18.30 波函数的物理意义18.32,18.33,18.34, 一维无限深势阱中的粒子*18.38 一维势垒19.1,19.2,19.3,19.4, 氢原子的量子理论19.8,19.9, 四个量子数及其物理意义19.11 原子的电子壳层结构19.21 激光原理以上习题中带 * 的题,内容略微超出基本要求程度,但可供提高训练选用；书后习题未在此列出者,可不考虑；第 18、19 章课后习题答案18.1 5794K , 6737K , 9989K 18.2 1999nm , （2）

28、4.01 10 11W , （3）4.01 10 8W 18.4 4.83 10 14Hz , 1.451V , 5.1 10 5ms-1 18.5 1.742V 18.6 141个 18.7 7.32 10-11m , 0.576eV , 7.57 10-11m , 1.14eV 18.8 90 0,2.4 10 4eV 18.9 （1）91.4nm,122nm；（2）45.6nm；（3）97.3nm 18.13 1875.2nm,820.4nm 名师归纳总结 18.14 （1）1.23 10-10m , 9.064 10-11m , 1.1713 10-22m；第 9 页,共 10 页（2

29、）7.28 10 7ms-1；150eV, 3967.7ms-1 , 0.082eV 18.15 0.593ms-1, 1.228nm 18.16 1.66510-27kg 18.17 3.88 10-2eV , 1.455 10-10m 18.18 （1）5.797 10-3m；（2）5.275 10-20m；（3）5.275 10-29m - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 18.19 优秀学习资料欢迎下载x= 18.21 9.77 10-9s 18.22 5.28 10-23J 18.23 0.95eV； 5.2 10 6eV 18.24 E mi

30、n 1 218.25 1 x , t a exp 1 a 2 x 2 i t ；2 P x , t aexp a 2x 2； 3 2 2x 0 18.26 1 A 2；2 P x 4 3x 2e 2 x；3 x 1 4 x2 3 ,x 2 3 218.27 1 a ；2 a 18.29 P x , y , z | x , y , z | 2 d x 22 2 218.30 1 P r d r R r r d r；2 P , d | Y , | d 18.32 1 30 . 402 18.33 20 3 818.34 1 p；2 1 1 sin n；3 n 2 2 k 1 , k 0 ,1, 2

31、 , ,4 1 L 4 2 n 2 418.38 4.974 10-10m 勘误 ：18.5 题第一句应为“ 以波长为 0.2 微米的 . ”19.1 8 个 19.2 2 p:0, .;3 s:0 19.3 6 19.4 a0；1a 0 3 0 re 2 r / a 0 4 r 2d r 19.8 16; 0, 2 6 12 20 30 20, 1, 2, 3, 4, 5, 6 35 4 4 19.9 6 ;35.3 o,65.9 o,90 o,114.1 o,144.7 o 19.11 13, l =0:2, l =1:6, l=2:10 218 39 19.21 受激辐射光放大；适当的激活介质和鼓励能源；激活介质、鼓励能源和名师归纳总结 光学谐振腔；对方向的挑选和频率的挑选作用. 其余题不用；第 10 页,共 10 页19.22 32km - - - - - - -