大学物理课后习题答案下.pdf

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1、 大学物理练习题 No.13感生电动势班 级 学 号 姓 名 成绩说 明：字母为黑体者表示矢量一、选择题1.如图13.1所示，均匀磁场被局限在无限长圆柱形空间内，且成轴对称分布，图为此磁场的截面，磁场按d8/df随时间变化，圆柱体外一点P 的感应电场反应 B(A)等于零.(B)不为零，方向向上或向下.(C)不为零，方向向左或向右.(D)不为零，方向向内或向外.(E)无法判定.2.一无限长直螺线管内放置两段与其轴垂直的直线导体，如 图 13.2所示为此两段导体所处的螺线管截面，其 中 a b 段在直径上，c d 段在一-条弦上，当螺线管通电的瞬间(电流方向如图)则ab、cd两段导体中感生电动势的

2、有无及导体两端电位高低情况为：D?(A)ab中有感生电动势，cd中无感生电动势，a 端电位高.(B)ab中有感生电动势，cd中无感生电动势，b 端电位高.(C)ab中无感生电动势，cd中有感生电动势，d 端电位高.(D)ab中无感生电动势，cd 中有感生电动势，c 端电位高.3.圆电流外有一闭合回路，它们在同一平面内，ab是回路上的两点，如 图 13.3所示，当圆电流/变化时，闭合回路上的感应电动势及a、b 两点的电位差分别为：A(A)闭合回路上有感应电动势，但不能引入电势差的概念.(B)闭合回路上有感应电动势，Ua-Ub0.(。闭合回路上有感应电动势，t/a-t/bo.(D)闭合回路上无感应

3、电动势，无电位差.4.匝数为N 的矩形线圈长为a 宽为匕,置于均匀磁场B 中.线圈以角速度。旋转，如 图 13.4所示，当仁0 时线圈平面处于纸面，且 AC边向外,)边向里.设回路正向A C D EA.则任一时刻线圈内感应电动势为 B|(A)-abNBco siny/(B)abNBco cosftX(C)abNBa)sina)t(D)-abNBco cosax二.填空题1.单位长度匝数”=5000/m,截面5=2x10-32的螺绕环(可看作细螺绕环)套在一匝数为百,电阻R=2.0C的线圈A 内(如 图 13.5),如使螺绕环内的电流/按每秒减少20A的速率变化,则线圈A 内产生的感应电动势为L

4、 26xl0-3v 伏，感应电流为5.3 x 1 0-7 安,两秒内通过线圈A 某一截面的感应电量为 1.26x10-3。库仑.2.在圆柱形空间内，有一均匀磁场的变化方向如图13-6,磁场中两点间有直导线A 8 及弧形导线A 5,则两导线中感应电动势较大的是 弧形导线4 8。图 13-6三.计算题I.均匀磁场被限制在无限长圆柱形空间，如 图 13-7,磁场方向为沿轴线并垂直图面向里,磁场大小既随到轴线的距离r 成正比而变化，又随时间M乍正弦变化，即 8=8orsintyf,氏、3均为常数。若在磁场内放一半径为a 的金属圆环，环心在圆柱状磁场轴线上，求金属环中的感生电动势解：金属环中的感生电动势

5、/dS=B()0,由楞次定律可判定B端电位高.d r 大学物理练习题 No.1 4自感互感班级 学号 姓名 成绩一、选择题1 .在一中空圆柱面上绕有两个完全相同的线圈aa和bb,当线圈a 优 和bb如图绕制及联结时，a b 间自感系数为心；如图(2)彼此重叠绕制及联结时，a h 间自感系数为心，贝 1 J：图(B)L =L 2*0。(D)L W 0,L2=0O2.面积为S和 2s 的两圆线圈1、2 如图放置，通有相同的电流/。线 圈 1 的电流所产生的通过线圈2 的磁通量用021表示，线圈2 的电流所产生的通过线圈1 的磁通量用01 2表示，则和。，的大小关系为：t C(A)%=2 42。(B

6、)?I=；42。Jl I j2(C)2 1 =12。(D)2 1 1 2 253 .两个通有电流的平面圆线圈相距不远，如果要使其互感系数近似为零，则应调整线圈的取向使C|(A)两线圈平面都平行于两圆心的连线.(B)两线圈平面都垂直于两圆心的连线.(C)一个线圈平面平行于两圆心的连线，另一个线圈平面垂直于两圆心的连线.(D)两线圈中电流方向相反.4.对于线圈其自感系数的定义式为L=0 J L当线圈的几何形状，大小及周围磁介质分布不变,且无铁磁性物质时,若线圈中的电流变小,则线圈的自感系数LC (A)变大,与电流成反比关系.(B)变小.(C)不变.(D)变大，但与电流不成反比关系.二、填空题1 .

7、细长螺线管的截面积为2c m 2,线圈总匝数N=20 0,当通有4A电流时，测得螺线管内的磁感应强度8=2 T,忽略漏磁和两端的不均匀性，则该螺线管的自感系数为：2 0mH_ _ _.2.一圆形线圈C i 有 M 匝，线圈半径为小 将此线圈放在另一半径为R(R r),匝数为M 的圆形大线圈C 2的中心，两者同轴共面.则此二线圈的互感系数 为:_ _ _ _ _ _ /MM)厂_ _ _ _ _ _ _ _ _ _2成三、计算题1 .两半径为a的长直导线平行放置，相距为a组成同一回路，求其单位长度导线的自感系数M)-解：设二导线通有等值反向的电流/,在二导线间坐标x 处取一面元d S =/d x

8、,则长为L的二导线间构成一回路，略去导线内磁通，故穿过该回路的磁通量应为0)=5dS=2 组 依=秋Ej7i a由此可得，长为/的这一对导线的自感系数为L=2 =%njI 7t a单位长度导线的自感系数品=lnq171a2 .如图所示，长直导线和矩形线圈共面，AB边与导线平行，a=l c m,b=8 c m,/=3 0c m(1)若长直导线中的电流/在1 s 内均匀地从1 0A 降为零，则线圈A BCD中的感应电动势的大小和方向如何？(2)长直导线和线圈的互感系数M=?(l n 2 =0.6 9 3 )解(1)通过矩形线圈的磁通链,W=J月.曲=1 彳。d x得到，“=M.n82 万所以，线圈

9、A BCD中的感应电动势的大小=1.25x10-6,方向为逆时针。dt(2)长直导线和线圈的互感系数M=幺=In 2=1.25x10-7I 27 大学物理练习题 N o.1 5磁场的能量麦克斯韦方程组班级 学号 姓名 成绩说 明：字母为黑体者表示矢量一、选择题1.对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法是正确的。A (A)位移电流是由变化电场产生的；(B)位移电流是由变化磁场产生的；(C)位移电流的热效应服从焦耳一楞次定律；(D)位移电流的磁效应不服从安培环路定理。2.设位移电流与传导电流激发的磁场分别为5 d 和演”则有A (A)名叫 =0祖统 YS=0.(B)或5o.dS 5 d，dS

10、*0.(C)Bo-d 5=O,Bd-dSO.(D)fio-d S O,fl(l-dS=O.3.在某空间，有静止电荷激发的电场E。,又有变化磁场激发的电场&选一闭合回路/,则有A(A)一定有0%辿=0 0生也*0.(B)一定有 J%,d/h 0,亚 d/=0.(C)可能有 JE。d/H 0,一定有 Ej 1/x 0.(D)一定有#?0 闻=0，可能有 已 1/=0.4.用线圈的自感系数乙来表示载流线圈磁场能量的公式叱行L r/2D(A)只适用于无限长密绕螺线管.(B)只适用于单匝圆线圈.(C)只适用于一个匝数很多，且密绕的螺线环.(D)适用于自感系数L 一定的任意线圈.二.填空题1 .真空中两条

11、相距2 a 的平行长直导线,通以方向相同，大小相等的电流/,0、P两点与两导线在同平面内，与导线的距离如图所示，则 O点的磁场能量密度w-=0,P点的磁场能量密度_ 5/：W m P 3 6 o 乃 2 a 22 .反映电磁场基本性质和规律的麦克斯韦方程组积分形式为：.d S =%.韭77=一聆.-d S =0 .冲 =/,+管.试判断下列结论是包含或等效于哪一个麦克斯韦方程式的，将你确定的方程是用代号填在相对应结论的空白处.(1)变化的磁场一定伴随有传导电流：；(2)磁感应线是无头无尾的：；(3)电荷总伴随有电场：。3 .在没有自由电荷与传导电流的变化电磁场中d/=塔 dS；JE =-dS

12、大学物理练习题 No.16光的干涉性分波面干涉班级 学号 姓名 成绩一、选择题1 .真空中波长为4 的单色光，在折射率为n的均匀透明媒质中，从 A点沿某一路径传播到B点，路径的长度为/.A、B两点光振动位相差记为A 外 贝也C (A)当/=3 4/2,有A e=3%.(B)当/=3 又/(2 )，有0=3 1%.(C)当/=3 7/(2 ),有“=3(D)当/=3 2/2,有A w =3 ”正2 .在双缝干涉中,两缝间距离为d,双缝与屏幕之间的距离为D (D d),波长为力的平行单色光垂直照射到双缝上，屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离是 D|(A)2AD/d.(B)AdID.(C)dD/A.

13、(D)W/d.3 .在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是C (A)使屏靠近双缝.(B)把两个缝的宽度稍微调窄.(C)使两缝的间距变小.(D)改用波长较小的单色光源4.在双缝实验中，设缝是水平的，若双缝所在的平板稍微向上平移，其它条件不变，则屏上的干涉条纹 B(A)向下平移,且间距不变.(B)向上平移,且间距不变.(C)不移动，但间距改变.(D)向上平移,且间距改变.5 .如图所示，用波长为，的单色光照射双缝干涉实验装置，若将一折射率为、劈角为a的透明劈尖匕插入光线2中，则当劈尖人缓慢向上移动时(只遮住S 2),屏C上的干涉条纹C (A)间隔变大，向下移动。(B)间隔变

14、小，向上移动。(C)间隔不变，向下移动。(D)间隔不变，向上移动。二.填空题1 .在双缝干涉实验中,两缝分别被折射率为m和“2的透明薄膜遮盖，二者的厚度均为e，波长为2的平行单色光垂直照射到双缝上，在屏中央处，两束相干光的相位差9-A2.把双缝干涉实验装置放在折射率为n的媒质中，双缝到观察屏的距离为。，两缝间的距离为d(d D),入射光在真空中的波长为2，则屏上干涉条纹中相邻明纹的间距是Ax =2nd三.计算题1.在双缝干涉实验中，单色光源S到两缝A和S 2的距离分别为h和 自并且/1一/2=3 4,2为入射光的波长，双缝之间的距离为d,双缝到屏幕的距离为，如图，求(1)零级明纹到屏幕中央。点

15、的距离;所以，零级明纹到屏幕中央。点的距离:3DAx-d由于，2 =ArD相邻明条纹间的距离:Ax =ADd2.双缝干涉实验装置如图所示，双缝与屏之间的距离0=1 2 0 c m,两缝之间的距离J=0.5 0 m m,用波长4=5 0 0 0 A 的单色光垂直照射双缝.(1)求原点。(零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的坐标.(2)如果用厚度e T.OX lO-m m,折射率”=1.5 8 的透明薄膜覆盖在图中的缝后面，求上述第五级明条纹的坐标/.解：求原点。(零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的坐标7)1 2x=k-2 =5 x-:-x 5 x 1 0-7=6.0 m m _d 5xm祁

16、 _上薄膜覆盖后，光程差：；5 2 D 0X，6=d (n V)e=所以，/=1.9 9 2 c m 大学物理练习题 N o.1 7分振幅干涉班级 学号 姓名 成绩一、选择题1.如图所示，折射率为 2、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别 为 和”3,已 知 孙 若 用 波 长 为 2 的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束(用与示意)的光程差是/I B (A)2n2e(B)2 n2e?2(C)(D)2,e -2n22 .一束波长为A的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为 B J

17、(A)A/4.(B)彳/(4).(C)2/2.(D)4/(2).3 .空气劈尖干涉实验中，C (A)干涉条纹是垂直于棱边的直条纹，劈尖夹角变小时，条纹变稀，从中心向两边扩展.(B)干涉条纹是垂直于棱边的直条纹，劈尖夹角变小时，条纹变密，从两边向中心靠拢.(C)干涉条纹是平行于棱边的直条纹，劈尖夹角变小时，条纹变疏，条纹背向棱边扩展.(D)干涉条纹是平行于棱边的直条纹，劈尖夹角变小时，条纹变密，条纹向棱边靠拢.4.把-平凸透镜放在平玻璃匕构成牛顿环装置。当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环B(A)向中心收缩，条纹间隔变小。(B)向中心收缩，环心呈明暗交替变化。(C)向外扩张，环心呈明

18、暗交替变化。(D)向外扩张，条纹间隔变大。5.在迈克尔逊干涉仪的条光路中，放入一折射率为，厚度为d 的透镜薄片，放入后，这条光路的光程改变了|A (A)2(n-1)d(B)2nd(C)2(n-1)d-A.(D)n d(E)(n-)d2二、填空题1.在空气中有一 劈尖形透明物，劈尖角。=1.0X 10 4弧度，在波长;l=7000A的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉条纹间距/=0.25cm,此透明材料的折射率n=1.42.波长为2 的单色光垂直照射到劈尖薄膜上，劈尖角为。，劈尖薄膜的折射率为，第&级明条纹与第k+5级明纹的间距是 2n03.若在迈克耳逊干涉仪的可动反射镜M 移 动 0.620mm

19、的过程中，观察到干涉条纹移动了2300条，则所用光波的波长为 5391 A.三、计算题1.用白光垂直照射置于空气中厚度为0.50 的玻璃片.玻璃片的折射率为1.50,在可见光范围内(4000区 7600人)，哪些波长的反射光有最大限度的增强解：反射光有最大限度的增强满足条件，2nd+=kA,2所以，丸=1?k 2所以当女=1,2 =3 0 0 0 0 4Z:=2,2 =1 0 0 0 0 A&=3,4 =6 0 0 0%k =4,4 =4 2 6 8 A得到，波长为6 0 0 0 4 与4 2 6 8%的反射光有最大限度的增强2.用波长为5 0 0 nm(lnm=l(f 9 m)的单色光垂直照

20、射到由两块光学平玻璃构成的空气劈尖匕在观察反射光的干涉现象中，距劈尖棱边/=1.5 6 c m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6 0 0 nm的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹,4处是明条纹还是暗条纹？(3)在第(2)问的情形从棱边到A处的范围内共有几条明纹？几条暗纹？解：劈尖顶部为喑条纹，由暗纹条件，2nd+=(2&+1)=l s m 0 i e2 22 八 1.5 6、1 0-2。+=(2 x3 +1)2 24 8 1得到，空气劈尖的劈尖角。=T x 1 0-5 m dn因为，4 处 d =3/l,改用 6 0 0 nm 的单色光

21、 b =3 x 5 0 0 +等=1 8 0 0?=3%所以，改用6 0 0 nm的单色光，A处是明条纹所以，A处的范围内共有3条明纹，3条暗纹 大学物理练习题 N o.1 8光的衍射班级 学号 姓名 成绩一、选择题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匕的中央衍射条纹将 C (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 .在如图所示的单缝夫琅和费衍射实验中，若将单缝 管沿透镜光轴方向向透镜平移，则屏幕上的衍射条纹2 C (A)间距变大。(B)间距变小。(

22、C)不发生变化。(D)间距不变，但明暗条纹的位置交替变化。3 .关于半波带正确的理解是 B (A)将单狭缝分成许多条带，相邻条带的对应点到达屏上会聚点的距离之差为入射光波长的1/2.(B)将能透过单狭缝的波阵面分成许多条带，相邻条带的对应点的衍射光到达屏上会聚点的光程差为入射光波长的1/2.(C)将能透过单狭缝的波阵面分成条带，各条带的宽度为入射光波长的1/2.(D)将单狭缝透光部分分成条带，各条带的宽度为入射光波长的1/2.4.波长;I =50 0 0 A的单色光垂直照射到宽度a=0.25 mm的单缝上，单缝后面放置一凸透镜,在凸透镜的焦面上放置一屏幕，用以观测衍射条纹，今测得屏幕上中央条纹

23、一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离为4=12 mm，则凸透镜的焦距为 B (A)2m.(B)I m.(C)0.5m.(D)0.2m.(E)0.I m.5.若星光的波长按550 0 人计算,孔径为127c m 的大型望远镜所能分辨的两颗星的最小角距离。(从地匕一点看两星的视线间夹角)是 D(A)3.2X 10-3 也心(B)1.8X 10-4r a d.(C)5.3X 10 5 r a d.(D)5.3 X 10 7 r a d二、填空题1.如果单缝夫琅和费衍射的第一级暗纹发生在衍射甭为30。的方位上，所用单色光波长义=5X103A,则单缝宽度为 1.0 x 10，_2.平行单色光垂

24、直入射于单缝上,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 4 个半波带.若将单缝宽度减小一半.P点 将 是 级 暗 纹.3.己知天空中两颗星相对于一望远镜的角距离为6.71 X l O Z a d,它们发出的光波波长按550 0A计算，要分辨出这两颗星，望远镜的口镜至少要为 1m .三、计算题I.单缝宽0.10 mm,透镜焦距为50 c m,用力=5 X 1()3人得绿光垂直照射单缝，求位于透镜焦平面处的屏幕上中央明条纹的宽度和半角宽度各为多少？若把此装置浸入水中(n=1.33),中央明条纹的半角宽度又为多少？解：因为，衍射角仙 很小，所以，中央明条纹的半角宽度2

25、 =5 x 1 0 7=5 x 10-3r a d a 0.1x 10-3中央明条纹的宽度M =2ftg(p/2于 一a=5x l 0 _3m=5 m m若单缝装置浸入水中，中央明条纹的半角宽度(p0=-5x1-=3.76 x 10 7r a d na 1.33x 0.1x 10-32.用橙黄色的平行光垂直照射到宽度a=0.6 0 m m 的单缝上，在缝后放置一个焦距f=40.0 c m的凸透镜，则在屏幕上形成衍射条纹，若在屏上离中央明条纹中心为1.40 m m 处的P点为一明条纹。试求：(1)入射光的波长；(2)P点的条纹级数；(3)从 P点看，对该光波而言，狭缝处的波阵面可分为几个半波带(

26、橙黄色光的波长约为5X 103A 6X 103A)解(1)设入射光波长为力,离屏中心x=L 4 m m 处为明条纹，则由单缝衍射明条纹条件，x应满足a s in =(2k+l)yx=f -tg(p 因为，s in 0很小所以，x-ftg(p f s m(p-/侬 +九2alax _ 2X0,6X10-3X1.4X10-3 /(2k+1)0.4 x (2+1)4.2x 10“2A +1m当出=3,4 =6 x I O m 恰在橙黄色波长范围内，所以入射光波长为60 0 0 A.(2)p点的条纹级数为3(3)从0点看，对该光波而言，狭缝处波阵面可分成(2k+l)=7个半波带.大学物理练习题 N o

27、.1 9光 栅X射线衍射班级 学号 姓名 成绩一、选择题1.波长;I =550 0 A的单色光垂直照射到光栅常数d=2x l 0-4cm的平面衍射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为 B (A)2.(B)3.(C)4.(D)5.2.一束平行单色光垂直入射到光栅上，当光栅常数(a+b)为下列哪种情况时(a 代表每条缝为宽度)，忆=3、6、9 等级次的主极大均不出现？B (A)a+b=2a.(B)a+b=3a.(C)a+b=4a.(D)a+b=6 a.3 .某元素的特征光谱中含有波长分别为4=4 5 0 nm和 A2=7 5 0 n m (1 n m =1 0 m)的光谱线.在光栅光谱中，这两种

28、波长的谱线有重叠现象,重叠处刈的谱线的级次数将是 D (A)2、3、4、5 .(B)2、5、8、1 1 .(C)2、4、6、8 .(D)3、6、9、1 2 .二、填空题I .用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时,波长为4=4 4 0 n m 的第3 级光谱线，将与波长为2 2=6 6 0 nm的第2 级光谱线重叠.2 .每厘米6 0 0 0 条刻痕的透射光栅，使垂直入射的单色光的第一级谱线偏转2 0。角，这单色光的波长是 5 7 0 n m *第二级谱线的偏转角是 6=43.16.3 .一束单色光垂直入射在光栅上，衍射光谱中共出现5条明纹.若已知此光栅每缝的宽度与不透光部分宽度相等,那麽在中

29、央明纹一侧的 两 条 明 纹 分 别 是 第 级 和 第 _a_级谱线.三、计算题1 .波长2 =6 0 0 n m 的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大衍射角为3 0,且第三级是缺级。(1)光栅常数(a+切等于多少？(2)透光缝可能的最小宽度。等于多少？解：由光栅方程，t/si n =kA得到，(a +si n 3 0 =2 x 6.0 x 1 0，所以，光栅常数(a +。)=2.4 x 1 0%?由缺级条件，必 上 =3 得到透光缝可能的最小宽度a =0.8 x 1 0-6 机a2 .一衍射光栅，每厘米有2 0 0 条透光缝，每条透光缝宽为。=2 x 1 0-3 c m,在光栅后放

30、一焦距f=lm的凸透镜，现以2 =6 0 0 n m 的单色平行光垂直照射光栅，求：(1)透光缝。的单缝衍射中央明纹宽度为多少？(2)在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？解：透光缝。的单缝衍射中央明纹角宽度为夕=4=3.0 x 1 0 rada所以，单缝衍射中明条纹宽度：x=2f(p=6.Qcm由于，d=5.0 x10、,4=2.5 所以，/=0,1,2。a所以，在该宽度内，有 5个光栅衍射主极大 大学物理练习题 N o.2 0 光的偏振班 级 学 号 姓 名 成绩一、选择题1 .使一光强为/的平面偏振光先后通过两个偏振片匕 和&。P】和 心 的偏振化方I 句与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是

31、a和 9 0,则通过这两个偏振片后的光强/是 C (A)/c o s2 a (B)0 (C)Io si n2(2 a)1 ,(D)/0 si n-a(E)/0 cos4 a2 .一束光强为/0的自然光,相继通过三个偏振片匕、尸 2、尸 3 后，出射光的光强为/=4/8。已知乙和%的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴I，旋转心，要使出射光的光强为零，占 最少要转过的角度是 B (A)3 0 (B)4 5 (C)6 0 (D)9 0 3 .自然光以6 0 的入射角照射到不知其折射率的某一透明介质表面时，反射光为线偏振光,则知 B (A)折射光为线偏振光，折射角为3 0。(B)折射光为部分偏振光，

32、折射角为3 0 o(C)折射光为线偏振光，折射角不能确定。(D)折射光为部分偏振光，折射角不能确定。4 .某种透明介质对于空气的临界角(指全反射)等于4 5 ,光从空气射向此介质的布儒斯特角是 D (A)3 5.3 (B)4 0.9 (C)4 5(D)5 4.7 (E)5 7.3 5 .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，那么入射光束中臼然光与线偏振光的光强比值为1112A (A)-(B)-(C)-(D)-2 5 3 3二、填空题1.一束光线入射到光学单轴晶体后成为两束光线，沿着不同方向折射，这样的现象称为

33、双折射现象.其中一束折射光称为寻常光；它 遵守折射 定律:另一束光线称为非常光，它 不遵守折射 定律.2.束自然光从空气投射到玻璃表面上（空气折射率为1）,当折射角为30时，反射光是完全偏振光，则此玻璃板的折射率等于 也。3.两个偏振片叠放在一起，强度为4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个，则此两偏振片的偏振化方向间的夹角是一 6（匚 一，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9 1偏振片后的透射光强度为_ _ _ _ _ _32/0/32/0_ _ _ _ _ _ _ _ o三、计算题1.使自然光通过两个偏

34、振化方向夹角为60的偏振片时，透射光强为/”今在这两个偏振片之间再插入一偏振片，它的偏振化方向与前两个偏振片均为30,则此时透射光强I与 八之比为多少？解：设自然光强度为/0，通过第一偏振片后光强度为/。/2,依题意，由马吕斯公式可得透过第二偏振片后的光强为=COS2 60 所以，o=8 11今在两偏振片之间再插入另一偏振片，则通过该偏振片后的光强为I=COS230=-I0=3I.2 8 0,再通过第三偏振片后的光强,9/=3/,c os2 30 =-/,14 所以，=2.25A2.水和玻璃的折射率分别为1.33和1.50o如果由水中射向玻璃而反射，起偏角多少？如果由玻璃射向水中而反射，起偏角

35、又为多少？解：当光由水射向玻璃时，按布儒斯特定律可求得起偏振角4=吆7-=这 一|匕=48。27，当光由玻璃射向水时%=氏7=次7黑=4134 玻 璃 1 大学物理 练习题 N o.2 1狭义相对论的基本原理及其时空观班级 学号 姓名 成绩一、选择题1.静止参照系S中有一尺子沿x方向放置不动，运动参照系S 沿 x 轴运动,S、的坐标轴平行.在不同参照系测量尺子的长度时必须注意C(A)与S中的观察者可以不同时地去测量尺子两端的坐标.(B)S，中的观察者可以不同时，但 S中的观察者必须同时去测量尺子两端的坐标.(C)中的观察者必须同时，但 S中的观察者可以不同时去测量尺子两端的坐标.(D)S，与

36、S中的观察者都必须同时去测量尺子两端的坐标.2.下列几种说法：(1)所有惯性系对一切物理规律都是等价的.(2)真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关.(3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同.其中哪些正确的？D(A)只 有 、(2)是正确的.(B)只 有(1)、(3)是正确的.(C)只 有(2)、(3)是正确的.(D)三种说法都是正确的.3 .边长为a的正方形薄板静止于惯性系K的xOy平面内，且两边分别与x 轴、y 轴平行，今 有 惯 性 系 以 0.8 c (c 为真空中光速)的速度相对于K系沿x 轴作匀速直线运动，则从K系测得薄板的面积为B(A)a2.(B)0.6

37、 a2.(C)0.8 a2.(D)a2/0.6.4.在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为6 s,若相对甲以4 c/5(c 表示真空中光速)的速率作匀速直线运动的乙测得时间间隔为A(A)1 0 s.(B)8 s.(C)6 s.(D)3.6 s.(E)4.8 s.5.(1)对某观察者来说,发生在某惯性系中同一地点，同一时刻的两个事件，对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系的观察者来说,它们是否同时发生？(2)在某惯性系中发生于同一时刻,不同地点的两个事件，它们在其它惯性系中是否同时发生？关于上述两问题的正确答案是：A(A)(1)一定同时，(2)一定不同时.(B)(1)一定不同时，(

38、2)定同时.(C)一定同时，一定同时.(D)(1)一定不同时，(2)一定不同时.二、填空题1 .有一速度为“的宇宙飞船沿x 轴的正方向飞行，飞船头尾各有一个脉冲光源在工作，处于船尾的观察者测得船头光源发出的光脉冲的传播速度大小为；处于船头的观察者测得船尾光源发出的光脉冲的传播速度大小为_.2 .牛郎星距地球约1 6 光年,宇宙飞船若以 c (?)的速度飞行，将 用 4年4的时间(宇宙飞船上钟指示的时间)抵达牛郎星.3 .观察者测得运动棒的长度是它静止长度的一半，设棒沿其长度方向运动，则棒相对于观察 者 运 动 的 速 度 是.2三、计算题1 .观察者甲和乙分别静止于两惯性参照系K和 K中,甲测

39、得在同一地点发生的两事件的时间间隔为4 s,而乙测得这两事件的时间间隔为5 s.求(I)K相对于K的运动速度；(2)乙测得这两个事件发生地点的空间距离.3得到，K相对于K的运动速度=g C由于,所以，乙测得这两个事件发生地点的空间距离-3c2 .静止长度为9 0 m 的宇宙飞船以相对地球0.8 c 的速度飞离地球,一光脉冲从船尾传到船头.求:(1)飞船上的观察者测得该光脉冲走的时间和距离；(2)地球上的观察者测得该光脉冲走的时间和距离.解：(1)飞船上的观察者测得该光脉冲走的时间tr=一 =3.0 x 1 0 75C C距离s=LQ 地球上的观察者测得该光脉冲走的距离L =品 J 1-1V c

40、 5L7时间，=1.8 x1 0-7 5 大学物理练习题 N o.2 2相对论动力学基础班级 学号 姓名 成绩一、选择题1 .圆柱形均匀棒静止时的密度为当它以速率“沿其长度方向运动时，测得它的密度为0,则两测量结果的比夕:自是D(A)7 1-M2/C2.(B)1/V1-M2/C2.(C)lu2/c2,(D)1/(1-M2/C2).2 .把一个静止质量为加。的粒子由静止加速到0.6 c,需要做的功是B(A)0.225/HQC2.(B)0.2 5 团/.(C)0.3 6 m/.(D)0.1 8/n()c2.3.电子的静止质量加,当电子以0.8 c 的速度运动时，它的动量p,动能日和能量E 分 别

41、是 A(A)p-4加()c/3,EK=2 c2/3,E=5 J/3.(B)p-0.8/7“)c,EK=032 m()c2,E=0.6 4 m()c2.(C)p=4阳 o c/3,EK=8 m()c2/18,E=5 m。c2/3.(D)p=0.8/no C,EK=2 10图 3,E=0.6 4 m()c2.4.一观察者测得电子质量是其静止质量?o 的两倍，则电子相对观察者的速率以 动能项分别 是 C(A)Me 12,2 m()c2.(B)c/2,2/no c2.(C)V 3c/2,m()c2.(D)c/2,m()c2.5 某核电站年发电量为100亿度,它等于3.6 X 10叼如果这些能量是由核材

42、料的全部静止能转化产生的，则需要消耗的核材料的质量为A(A)0.4k g.(B)0.8 k g.(C)12 X 107k g.(D)(1/12)X 107k g.二、填空题1.粒子的动量是其非相对论动量的两倍，则粒子的速度是 上c_,当粒子的动能是其非相对2论动能的两倍时，则粒子的速度为.2.观察者甲以3 c 的速度(c 为真空中光速)相对于观察者乙运动，若甲携带一长度为/、截5面积为S、质量为m的棒，这根棒安放在运动方向上，则(1)甲测得此棒的密度为 四;S I(2)乙 测 得 此 棒 的 密 度 为 上 里-。0.36 S/3.某加速器将电子加速到能量E=2X eV时，该电子的动能&=1.

43、49 M e V _ _.三、计算题I .一电子经加速器加速后获得了 I M e V 的能量，求电子的速度入 动量p、能量E 的大小.解：电子经加速后获得的动能 七=m 0。2(1-1)一%C(v2 丫即 1X106X1.6X10-19=9.11X10-31 X9X10,6X 1一一-I c)所 以 电 子 的 速 度 为 v *0.8 6 c士匡(吟 叱有 效 质 量m -m0 1-J =1.9 5%动量，p =/nv 4.6 x 10-22kg-m/s能量，E =m c2 1.6X10-I3J2.一物体的速度使其质量增加1 0%,此物在其运动方向上的长度缩短了多少？解：士 (吟-%物体有效

44、质量，加=加 0 1-mo(d*L(-2、%所以，L =L 0 1 -得到，=1一一?。0.9 1 C)0 k C)物在其运动方向上的长度缩短到原来的0.9 1倍。大学物理练习题 No.23光的量子性班级 学号 姓名 成绩一、选择题.一般认为光子有以下性质(1)不论在真空中或介质中的光速都是C；(2)它的静止质量为零；(3)它的动量为/J /。?；(4)它的动能就是它的总能量；(5)它有动量和能量，但没有质量.以上结论正确的是 A (A)(2)(4).(B)(3)(4)(5).(C)(2)(4)(5).(D)(1)(2)(3).2.某种金属在光的照射下产生光电效应，要想使饱和光电流增大以及增大

45、光电子的初动能，应分别增大照射光的 C (A)强度，波 长.(B)照 射 时 间,频 率.(C)强度,频率.(D)照射时间，波长.3 单色光照射金属产生光电效应，己知金属的逸出电位是人,则此单色光的波长一定满足 D(A)/I W eUQ/(hc)；(B)/l2eU0/(he)；(C)4 2hc/(eU o)；(D)/I W hc!eU).4.康普顿散射的主要特征是 D I(A)散射光的波长与入射光的波长全然不同.(B)散射光的波长有些与入射光相同，但有些变短了，散射角越大，散射波长越短.(C)散射光的波长有些与入射光相同，但也有变长的，也有变短的.(D)散射光的波长有些与入射光相同，有些散射光

46、的波长比入射光的波长长些，且散射角越大，散射光的波长变得越长.5 .下,面这些材料的逸出功为：钺,3.9 e V；钳,5.0 e V；的,1.9 e V；鸨,4.5 e V.要制造能在可见光(频率范围为3.9 x1 0,27.5 xl 0、z)下工作的光电管，在这此材料中应选：C(A)钱 (B)把(C)锹 (D)被.二、填空题1 .光子的波长为人则其能量后=he竺 _ _ _ _ _ _ _ _ _;动量的大小为p=hAA质 量 为 _ _ _ _ Ac2.汞的红限频率为1.0 9 X 1 0”H z,现用2=20 0 0&的单色光照射，汞放出光电子的最大初速度Vo=_ 7.7X105/H/5

47、，截止电压 a=_L 6 5 V3 .已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子的最大动能是L 2 e V,而钠的红限波长是5 40 n m,那么入射光的波长是 355z.三、计算题I .波长为4.0 xl 0-7 m的单色光，照射到逸出功为2.0 e V的金属材料上，单位面积上的功率为 3.0*1 0-9 m W-m-2,求：(1)单位时间内照射到该金属单位面积上的光子数；(2)光电子初动能。解(1)单位时间内传到金属单位面积上的能量为3 xl 0-9 j每个光子的能量为=力丫=如则单位时间内照射到金属单位面积上的光子数为N=6震；;黑个_ 1 1(2)由爱因斯坦光电效应方程6=一机说+42、1

48、 2光电子的初动能一团 匕,=h v-A26.63X1034X3X1084.0 xl 0-7xl.6 xl 0-1 9-2.0 =1.l e V2.已知X射线的光子能量为0.6 0 M e V,在康普顿散射后波长改变了 2 0%,求反冲电子获得的能量。解：X射线的能量为0.6 M e V,相应X射线的波长为20=经散射后 2=20+z U =1.2A0散射后X射线能量为=也A 1.24)反冲电子量为(1 -匚)=0.6 x(1 -L)=0.I M e V20 2 20 1.2 1.2 大学物理练习题 N o.24微观粒子的波粒二象性班级 学号 姓名 成绩一、选择题1.一光子与电子的波长都是2

49、A,则它们的动量和总能量之间的关系是 D(A)总动量相同，总能量相同.(B)总动量不同，总能量也不同，且光子的总动量与总能量都小于电子的总能量与总动量.(C)总动量不同，总能量也不同，且光子的总动量与总能量都大于电子的总能量与总动量.(D)它们的动量相同，电子的能量大于光子的能量.2.实物粒子具有波粒二象性，静止质量为 心 动能为瓦的实物粒子和一列频率为、波长为义的波相联系，以上四个量之间的关系为C(A)2=2mocEk+(B)2=不 2moe-Ek+E：,h p-Ek(C)Z=-,，h mo c+Ek yl2m0Ekh(D)4=,h=Ek y2m0Ek3.一质量为1.25X 10-29k g

50、 的 粒 子 以 lOOeV的动能运动，则与此相联系的物质波的波长是B(A)2.2X 10-21m.(B)3.3X10-11m.(C)4.7X10m.(D)1.2X 10-7m.ti 一4.不确定关系式Ax 一 表示在x 方向上A 2(A)粒子的位置和动量不能同时确定.(B)粒子的位置和动量都不能确定.(C)粒子的动量不能确定.(D)粒子的位置不能确定.二、填空题1.静止电子经电压U=81V的电场加速后，其德布罗子波长是2=1.36 xl()T_.2.动能为0.025eV的中子的德布罗意波长为.8 xlO in；在室温(T=290K)下作热运动的 中 子 的 德 布 罗 意 波 长 为 .3.