《大學(xué)物理》習(xí)題和答案

1、第9章 熱力學(xué)基礎(chǔ)一、選擇題2. 對(duì)于物體的熱力學(xué)過(guò)程, 下列說(shuō)法中正確的是 (A) 內(nèi)能的改變只決定于初、末兩個(gè)狀態(tài), 與所經(jīng)歷的過(guò)程無(wú)關(guān) (B) 摩爾熱容量的大小與所經(jīng)歷的過(guò)程無(wú)關(guān) (C) 在物體內(nèi), 若單位體積內(nèi)所含熱量越多, 則其溫度越高(D) 以上說(shuō)法都不對(duì)8. 理想氣體物態(tài)方程在不同的過(guò)程中可以有不同的微分表達(dá)式, 則式表示 (A) 等溫過(guò)程 (B) 等壓過(guò)程 (C) 等體過(guò)程 (D) 任意過(guò)程9. 熱力學(xué)第一定律表明 (A) 系統(tǒng)對(duì)外做的功不可能大于系統(tǒng)從外界吸收的熱量 (B) 系統(tǒng)內(nèi)能的增量等于系統(tǒng)從外界吸收的熱量 (C) 不可能存在這樣的循環(huán)過(guò)程, 在此過(guò)程中, 外界對(duì)系統(tǒng)所

2、做的功 不等于系統(tǒng)傳給外界的熱量 (D) 熱機(jī)的效率不可能等于113. 一定量的理想氣體從狀態(tài)出發(fā), 到達(dá)另一狀態(tài) 一次是等溫壓縮到, 外界做功A；另一次為絕熱壓縮到, 外界做功W比較這兩個(gè)功值的大小是 (A) AW (B) A = W (C) AW (D) 條件不夠，不能比較14. 1mol理想氣體從初態(tài)(T1, p1, V1 )等溫壓縮到體積V2, 外界對(duì)氣體所做的功為 (A) (B) (C) (D) 20. 物質(zhì)的量相同的兩種理想氣體, 一種是單原子分子氣體, 另一種是雙原子分子氣體, 從同一狀態(tài)開始經(jīng)等體升壓到原來(lái)壓強(qiáng)的兩倍在此過(guò)程中, 兩氣體 (A) 從外界吸熱和內(nèi)能的增量均相同 (

3、B) 從外界吸熱和內(nèi)能的增量均不相同 (C) 從外界吸熱相同, 內(nèi)能的增量不相同 (D) 從外界吸熱不同, 內(nèi)能的增量相同21. 兩汽缸裝有同樣的理想氣體, 初態(tài)相同經(jīng)等體過(guò)程后, 其中一缸氣體的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍, 另一缸氣體的溫度也變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍在此過(guò)程中, 兩氣體從外界吸熱 (A) 相同 (B) 不相同, 前一種情況吸熱多 (C) 不相同, 后一種情況吸熱較多 (D) 吸熱多少無(wú)法判斷25. 兩汽缸裝有同樣的理想氣體, 初始狀態(tài)相同等溫膨脹后, 其中一汽缸的體積膨脹為原來(lái)的兩倍, 另一汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小到原來(lái)的一半在其變化過(guò)程中, 兩氣體對(duì)外做功 (A) 相同 (B) 不相同, 前一種

4、情況做功較大 (C) 不相同, 后一種情況做功較大 (D) 做功大小無(wú)法判斷27. 在273 K和一個(gè)1atm下的單原子分子理想氣體占有體積22.4 L將此氣體絕熱壓縮至體積為16.8 L, 需要做多少功? (A) 330 J (B) 680 J (C) 719 J (D) 223 J28. 一定量的理想氣體分別經(jīng)歷了等壓、等體和絕熱過(guò)程后其內(nèi)能均由E1變化到E2 在上述三過(guò)程中, 氣體的 (A) 溫度變化相同, 吸熱相同 (B) 溫度變化相同, 吸熱不同 (C) 溫度變化不同, 吸熱相同 (D) 溫度變化不同, 吸熱也不同30. 一定量的理想氣體, 從同一狀態(tài)出發(fā), 經(jīng)絕熱壓縮和等溫壓縮達(dá)到

5、相同體積時(shí), 絕熱壓縮比等溫壓縮的終態(tài)壓強(qiáng) (A) 較高 (B) 較低 (C) 相等 (D) 無(wú)法比較31. 一定質(zhì)量的理想氣體從某一狀態(tài)經(jīng)過(guò)壓縮后, 體積減小為原來(lái)的一半, 這個(gè)過(guò)程可以是絕熱、等溫或等壓過(guò)程如果要使外界所做的機(jī)械功為最大, 這個(gè)過(guò)程應(yīng)是 (A) 絕熱過(guò)程 (B) 等溫過(guò)程 (C) 等壓過(guò)程 (D) 絕熱過(guò)程或等溫過(guò)程均可33. 一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了下列哪一個(gè)變化過(guò)程后, 它的內(nèi)能是增大的? (A) 等溫壓縮 (B) 等體降壓 (C) 等壓壓縮 (D) 等壓膨脹35. 提高實(shí)際熱機(jī)的效率, 下面幾種設(shè)想中不可行的是 (A) 采用摩爾熱容量較大的氣體作工作物質(zhì) (B) 提高

6、高溫?zé)嵩吹臏囟?(C) 使循環(huán)盡量接近卡諾循環(huán) (D) 力求減少熱損失、摩擦等不可逆因素38. 卡諾循環(huán)的特點(diǎn)是 (A) 卡諾循環(huán)由兩個(gè)等壓過(guò)程和兩個(gè)絕熱過(guò)程組成 (B) 完成一次卡諾循環(huán)必須有高溫和低溫兩個(gè)熱源 (C) 卡諾循環(huán)的效率只與高溫和低溫?zé)嵩吹臏囟扔嘘P(guān) (D) 完成一次卡諾循環(huán)系統(tǒng)對(duì)外界做的凈功一定大于042. 根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知, 下列說(shuō)法中唯一正確的是 (A) 功可以全部轉(zhuǎn)換為熱, 但熱不能全部轉(zhuǎn)換為功 (B) 熱量可以從高溫物體傳到低溫物體, 但不能從低溫物體傳到高溫物體 (C) 不可逆過(guò)程就是不能沿相反方向進(jìn)行的過(guò)程 (D) 一切自發(fā)過(guò)程都是不可逆過(guò)程44. 熱力學(xué)第二

7、定律表明 (A) 不可能從單一熱源吸收熱量使之全部變?yōu)橛杏霉?(B) 在一個(gè)可逆過(guò)程中, 工作物質(zhì)凈吸熱等于對(duì)外做的功 (C) 摩擦生熱的過(guò)程是不可逆的 (D) 熱量不可能從溫度低的物體傳到溫度高的物體46. 有人設(shè)計(jì)了一臺(tái)卡諾熱機(jī)(可逆的)每循環(huán)一次可從400 K的高溫?zé)嵩次?800 J的熱量, 向300 K的低溫?zé)嵩捶艧?00 J, 同時(shí)對(duì)外做功1000 J這樣的設(shè)計(jì)是 (A) 可以的, 符合熱力學(xué)第一定律 (B) 可以的, 符合熱力學(xué)第二定律 (C) 不行的, 卡諾循環(huán)所做的功不能大于向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃?(D) 不行的, 這個(gè)熱機(jī)的效率超過(guò)了理論值圖9-1-4848. 如圖9-1-4

8、8所示，如果卡諾熱機(jī)的循環(huán)曲線所包圍的面積從圖中的增大為，那么循環(huán)與所做的功和熱機(jī)效率變化情況是 (A) 凈功增大，效率提高(B) 凈功增大，效率降低(C) 凈功和效率都不變 (D) 凈功增大，效率不變圖9-1-5151. 在圖9-1-51中，IcII為理想氣體絕熱過(guò)程，IaII和IbII是任意過(guò)程此兩任意過(guò)程中氣體做功與吸收熱量的情況是 (A) IaII過(guò)程放熱，做負(fù)功；IbII過(guò)程放熱，做負(fù)功 (B) IaII過(guò)程吸熱，做負(fù)功；IbII過(guò)程放熱，做負(fù)功 (C) IaII過(guò)程吸熱，做正功；IbII過(guò)程吸熱，做負(fù)功 (D) IaII過(guò)程放熱，做正功；IbII過(guò)程吸熱，做正功55. 兩個(gè)完全相同

9、的汽缸內(nèi)盛有同種氣體，設(shè)其初始狀態(tài)相同今使它們分別作絕熱壓縮至相同的體積，其中汽缸1內(nèi)的壓縮過(guò)程是非準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，而汽缸2內(nèi)的壓縮過(guò)程則是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程比較這兩種情況的溫度變化 (A) 汽缸1和汽缸2內(nèi)氣體的溫度變化相同 (B) 汽缸1內(nèi)的氣體較汽缸2內(nèi)的氣體的溫度變化大 (C) 汽缸1內(nèi)的氣體較汽缸2內(nèi)的氣體的溫度變化小 (D) 汽缸1和汽缸2內(nèi)的氣體的溫度無(wú)變化 二、填空題9. 一卡諾機(jī)(可逆的)，低溫?zé)嵩吹臏囟葹?，熱機(jī)效率為40%，其高溫?zé)嵩礈囟葹?K今欲將該熱機(jī)效率提高到50%，若低溫?zé)嵩幢３植蛔?，則高溫?zé)嵩吹臏囟葢?yīng)增加 K10. 一個(gè)作可逆卡諾循環(huán)的熱機(jī)，其效率為，它的逆過(guò)程的致冷系數(shù)，則

10、與w的關(guān)系為 圖9-2-1111. 1mol理想氣體(設(shè)為已知)的循環(huán)過(guò)程如圖9-2-11所示，其中CA為絕熱過(guò)程，A點(diǎn)狀態(tài)參量()，和B點(diǎn)的狀態(tài)參量()為已知?jiǎng)tC點(diǎn)的狀態(tài)參量為： ， ， 圖9-2-1212. 一定量的理想氣體，從A狀態(tài)經(jīng)歷如圖9-2-12所示的直線過(guò)程變到B狀態(tài)，則AB過(guò)程中系統(tǒng)做功_, 內(nèi)能改變E_13. 質(zhì)量為m、溫度為的氦氣裝在絕熱的容積為的封閉容器中，容器一速率v作勻速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)容器突然停止后，定向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，平衡后氦氣的溫度增大量為 16. 一定量理想氣體，從同一狀態(tài)開始使其體積由V1膨脹到2V1，分別經(jīng)歷以下三種過(guò)程：(1) 等壓過(guò)程；

11、(2) 等溫過(guò)程；(3) 絕熱過(guò)程其中：_過(guò)程氣體對(duì)外做功最多；_過(guò)程氣體內(nèi)能增加最多；_過(guò)程氣體吸收的熱量最多圖9-2-1919. 如圖9-2-19所示，一定量的理想氣體經(jīng)歷過(guò)程，在此過(guò)程中氣體從外界吸收熱量Q，系統(tǒng)內(nèi)能變化則Q和 >0，<0或= 0的情況是：Q_， DE _20. 將熱量Q傳給一定量的理想氣體，(1) 若氣體的體積不變，則其熱量轉(zhuǎn)化為 ； (2) 若氣體的溫度不變，則其熱量轉(zhuǎn)化為 ；(3) 若氣體的壓強(qiáng)不變，則其熱量轉(zhuǎn)化為 21. 有一卡諾熱機(jī)，用29kg空氣作為工作物質(zhì)，工作在27的高溫?zé)嵩磁c-73的低溫?zé)嵩粗g，此熱機(jī)的效率_若在等溫膨脹的過(guò)程中汽缸體積增大

12、到2.718倍，則此熱機(jī)每一循環(huán)所做的功為_(空氣的摩爾質(zhì)量為29×10-3 kg×mol-1，普適氣體常量R8.31)第10章 氣體動(dòng)理論一、選擇題(30)1. 一理想氣體樣品, 總質(zhì)量為m, 體積為V, 壓強(qiáng)為p, 熱力學(xué)溫度為T, 密度為r, 總分子數(shù)為N, k為玻爾茲曼常數(shù), R為摩爾氣體常量, 則其摩爾質(zhì)量可表示為 (A) (B) (C) (D) 圖10-1-22. 如圖10-1-2所示，一個(gè)瓶?jī)?nèi)裝有氣體, 但有小孔與外界相通, 原來(lái)瓶?jī)?nèi)溫度為300K現(xiàn)在把瓶?jī)?nèi)的氣體加熱到400K (不計(jì)容積膨脹), 此時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體的質(zhì)量為原來(lái)質(zhì)量的_倍 (A) (B) (C) (

13、D) 6. 理想氣體能達(dá)到平衡態(tài)的原因是 (A) 各處溫度相同 (B) 各處壓強(qiáng)相同 (C) 分子永恒運(yùn)動(dòng)并不斷相互碰撞 (D) 各處分子的碰撞次數(shù)相同7. 理想氣體的壓強(qiáng)公式可理解為 (A) 是一個(gè)力學(xué)規(guī)律 (B) 是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律 (C) 僅是計(jì)算壓強(qiáng)的公式 (D) 僅由實(shí)驗(yàn)得出8. 一個(gè)容器內(nèi)貯有1mol氫氣和1mol氦氣，若兩種氣體各自對(duì)器壁產(chǎn)生的壓強(qiáng)分別為p1和p2，則兩者的大小關(guān)系是： (A) p1> p2 (B) p1< p2 (C) p1p2 (D)不確定的 10. 若室內(nèi)生起爐子后溫度從15°C升高到27°C, 而室內(nèi)氣壓不變, 則此時(shí)室內(nèi)的分子

14、數(shù)減少了 (A) 0.5% (B) 4% (C) 9% (D) 21%13. 對(duì)于中的平均平動(dòng)動(dòng)能和溫度T可作如下理解 (A) 是某一分子的平均平動(dòng)動(dòng)能 (B) 是某一分子的能量長(zhǎng)時(shí)間的平均值 (C) 是溫度為T的幾個(gè)分子的平均平動(dòng)動(dòng)能(D) 氣體的溫度越高, 分子的平均平動(dòng)動(dòng)能越大15. 在剛性密閉容器中的氣體, 當(dāng)溫度升高時(shí), 將不會(huì)改變?nèi)萜髦?(A) 分子的動(dòng)能 (B) 氣體的密度(C) 分子的平均速率 (D) 氣體的壓強(qiáng)16. 在一固定容積的容器內(nèi), 理想氣體溫度提高為原來(lái)的兩倍, 則 (A) 分子的平均動(dòng)能和壓強(qiáng)都提高為原來(lái)的兩倍 (B) 分子的平均動(dòng)能提高為原來(lái)的兩倍, 壓強(qiáng)提高為

15、原來(lái)的四倍 (C) 分子的平均動(dòng)能提高為原來(lái)的四倍, 壓強(qiáng)提高為原來(lái)的兩倍 (D) 因?yàn)轶w積不變, 所以分子的動(dòng)能和壓強(qiáng)都不變17. 兩種不同的氣體, 一瓶是氦氣, 另一瓶是氮?dú)? 它們的壓強(qiáng)相同, 溫度相同, 但容積不同, 則 (A) 單位體積內(nèi)的分子數(shù)相等 (B) 單位體積內(nèi)氣體的質(zhì)量相等 (C) 單位體積內(nèi)氣體的內(nèi)能相等 (D) 單位體積內(nèi)氣體分子的動(dòng)能相等19. 如果氫氣和氦氣的溫度相同, 物質(zhì)的量也相同, 則這兩種氣體的 (A) 平均動(dòng)能相等 (B) 平均平動(dòng)動(dòng)能相等 (C) 內(nèi)能相等 (D) 勢(shì)能相等21. 平衡狀態(tài)下, 剛性分子理想氣體的內(nèi)能是 (A) 部分勢(shì)能和部分動(dòng)能之和 (

16、B) 全部勢(shì)能之和 (C) 全部轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能之和 (D) 全部動(dòng)能之和22. 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下, 體積比為的氧氣和氦氣(均視為剛性分子理想氣體)相混合, 則其混合氣體中氧氣和氦氣的內(nèi)能比為: (A) (B) (C) (D) 24. 壓強(qiáng)為p、體積為V的氫氣（視為理想氣體）的內(nèi)能為 (A) (B) (C) (D) pV25. 理想氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能為 (A) (B) (C) (D) 27. 根據(jù)經(jīng)典的能量均分原理, 在適當(dāng)?shù)恼蛔鴺?biāo)系中, 每個(gè)自由度的平均能量為 (A) kT (B) (C) (D) 29. 在一定速率v附近麥克斯韋速率分布函數(shù)f (v)的物理意義是: 一定量的理想氣體在給定溫度下處

17、于平衡態(tài)時(shí)的 (A) 速率為v時(shí)的分子數(shù) (B) 分子數(shù)隨速率v的變化 (C) 速率為v的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比 (D) 速率在v附近單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比圖10-1-32 32. 關(guān)于麥?zhǔn)纤俾史植记€, 如圖10-1-32所示. 有下列說(shuō)法, 其中正確的是 (A) 分布曲線與v軸圍成的面積表示分子總數(shù) (B) 以某一速率v為界, 兩邊的面積相等時(shí), 兩邊的分子數(shù)也相等 (C) 麥?zhǔn)纤俾史植记€下的面積大小受氣體的溫度與分子質(zhì)量的影響(D) 以上說(shuō)法都不對(duì)圖10-1-33 33. 如圖10-1-32所示，在平衡態(tài)下, 理想氣體分子速率區(qū)間v1 v2內(nèi)的分子數(shù)為 (A) (B

18、) (C) (D) 34. 平衡態(tài)下, 理想氣體分子在速率區(qū)間v v+dv內(nèi)的分子數(shù)密度為 (A) nf (v) dv (B) Nf (v) dv (C) (D) 40. 設(shè)聲波通過(guò)理想氣體的速率正比于氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)平均速率, 則聲波通過(guò)具有相同溫度的氧氣和氫氣的速率之比為 (A) 1 (B) (C) (D) 圖10-1-41 41. 設(shè)圖10-1-41示的兩條曲線分別表示在相同溫度下氧氣和氫氣分子的速率分布曲線；令和分別表示氧氣和氫氣的最概然速率，則 (A) 圖中a表示氧氣分子的速率分布曲線, (B) 圖中a表示氧氣分子的速率分布曲線, (C) 圖中b表示氧氣分子的速率分布曲線, (D)

19、圖中b表示氧氣分子的速率分布曲線, 43. 一定量的理想氣體貯于某一容器中，溫度為T，氣體分子的質(zhì)量為m0根據(jù)理想氣體的分子模型和統(tǒng)計(jì)假設(shè)，分子速度在x方向的分量平方的平均值 (A) (B) (C) (D) 59. 設(shè)有以下一些過(guò)程(1) 兩種不同氣體在等溫下互相混合(2) 理想氣體在定容下降溫(3) 液體在等溫下汽化(4) 理想氣體在等溫下壓縮(5) 理想氣體絕熱自由膨脹在這些過(guò)程中，使系統(tǒng)的熵增加的過(guò)程是 (A) (1)、(2)、(3) (B) (2)、(3)、(4)(C) (3)、(4)、(5) (D) (1)、(3)、(5)60. 一定量的理想氣體向真空作絕熱自由膨脹，體積由增至，在此

20、過(guò)程中氣體的 (A) 內(nèi)能不變，熵增加 (B) 內(nèi)能不變，熵減少(C) 內(nèi)能不變，熵不變 (D) 內(nèi)能增加，熵增加61. 關(guān)于溫度的意義，有下列幾種說(shuō)法：(1) 氣體的溫度是分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度(2) 氣體的溫度是大量氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，具有統(tǒng)計(jì)意義(3) 溫度的高低反映物質(zhì)內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)劇烈程度的不同(4) 從微觀上看，氣體的溫度表示每個(gè)氣體分子的冷熱程度上述說(shuō)法中正確的是 (A) (1)、(2)、(4) (B) (1)、(2)、(3) (C) (2)、(3)、(4) (D) (1)、(3)、(4)二、填空題(11)1. 設(shè)某理想氣體體積為V, 壓強(qiáng)為p, 溫度為T, 每個(gè)分子的質(zhì)量為

21、m，玻耳茲曼常量為k, 則該氣體的分子總數(shù)可表示為 2. 氫分子的質(zhì)量為 3.3×10-24 g，如果每秒有1023個(gè)氫分子沿著與容器器壁的法線成45°角的方向以105 cm×s-1的速率撞擊在2.0 cm2面積上(碰撞是完全彈性的)，則此氫氣的壓強(qiáng)為_5. 氣體分子間的平均距離與壓強(qiáng)p、溫度T的關(guān)系為_，在壓強(qiáng)為1atm、溫度為0的情況下，氣體分子間的平均距離_m7. 某容器內(nèi)分子數(shù)密度為，每個(gè)分子的質(zhì)量為，設(shè)其中分子數(shù)以速率垂直地向容器的一壁運(yùn)動(dòng)，而其余分子或者離開此壁、或者平行此壁方向運(yùn)動(dòng)，且分子與容器壁的碰撞為完全彈性則(1) 每個(gè)分子作用于器壁的沖量 ；

22、(2) 每秒碰在器壁單位面積上的分子數(shù) ；(3) 作用在器壁上的壓強(qiáng)p 8. 容器中儲(chǔ)有1 mol 的氮?dú)?，壓?qiáng)為1.33 Pa，溫度為 7 ，則 (1) 1 m3中氮?dú)獾姆肿訑?shù)為_； (2) 容器中的氮?dú)獾拿芏葹開； (3) 1 m3中氮分子的總平動(dòng)動(dòng)能為_ 10. 容積為10 l的盒子以速率v = 200m×s-1勻速運(yùn)動(dòng)，容器中充有質(zhì)量為50g，溫度為的氫氣，設(shè)盒子突然停止，全部定向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能都變?yōu)闅怏w分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，容器與外界沒(méi)有熱量交換，則達(dá)到熱平衡后，氫氣的溫度增加了 K；氫氣的壓強(qiáng)增加了 Pa(摩爾氣體常量，氫氣分子可視為剛性分子)11. 一能量為1012 eV的宇宙

23、射線粒子，射入一氖管中，氖管內(nèi)充有 0.1 mol的氖氣，若宇宙射線粒子的能量全部被氖氣分子所吸收，則氖氣溫度升高了_K(1 eV1.60×10-19J，摩爾氣體常量R8.31 J × mol-1 × K-1）圖10-2-13 13. 如圖10-2-13所示, 大氣中有一絕熱氣缸，其中裝有一定量的理想氣體，然后用電爐徐徐供熱，使活塞(無(wú)摩擦地)緩慢上升在此過(guò)程中，以下物理量將如何變化? (選用“變大”、“變小”、“不變”填空) (1) 氣體壓強(qiáng)_； (2) 氣體分子平均動(dòng)能_；(3) 氣體內(nèi)能_圖10-2-19 19. 如圖10-2-19所示氫氣分子和氧氣分子在相

24、同溫度下的麥克斯韋速率分布曲線則氫氣分子的最概然速率為_，氧分子的最概然速率為_21. 已知f (v)為麥克斯韋速率分布函數(shù)，N為總分子數(shù)，則 (1) 速率v > 100 m × s-1的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比的表達(dá)式為_； (2) 速率v > 100 m × s-1的分子數(shù)的表達(dá)式為_圖10-2-23 23. 如圖10-2-23所示曲線為處于同一溫度T時(shí)氦（相對(duì)原子量4）、氖（相對(duì)原子量20）和氬（相對(duì)原子量40）三種氣體分子的速率分布曲線其中 曲線(a)是 氣分子的速率分布曲線； 曲線(c )是 氣分子的速率分布曲線第12章 波動(dòng)光學(xué)一、選擇題圖12-1-

25、1jk1. 如圖12-1-1所示，折射率為、厚度為e的透明介質(zhì)薄膜的上方和下方的透明介質(zhì)的折射率分別為和,已知若波長(zhǎng)為的單色平行光垂直入射到該薄膜上，則從薄膜上、下兩表面反射的光束與的光程差是 (A) (B) (C) (D) 2. 如圖12-1-2所示，、是兩個(gè)相干光源，他們到點(diǎn)的距離分別為 和 路徑垂直穿過(guò)一塊厚度為、折射率為的一種介質(zhì)；路徑垂直穿過(guò)一塊厚度為、折射率為的另一介質(zhì)；其余部分可看作真空這兩條光路的光程差等于圖12-1-2t1t1n2 (A) (B) (C) (D) 8. 相干光是指 (A) 振動(dòng)方向相同、頻率相同、相位差恒定的兩束光(B) 振動(dòng)方向相互垂直、頻率相同、相位差不變

26、的兩束光(C) 同一發(fā)光體上不同部份發(fā)出的光(D) 兩個(gè)一般的獨(dú)立光源發(fā)出的光圖12-1-1111. 如圖12-1-11所示，用厚度為d、折射率分別為n1和n2 (n1n2)的兩片透明介質(zhì)分別蓋住楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中的上下兩縫, 若入射光的波長(zhǎng)為l, 此時(shí)屏上原來(lái)的中央明紋處被第三級(jí)明紋所占據(jù), 則該介質(zhì)的厚度為 (A) (B) (C) (D) 13. 在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中, 若用白光作光源, 干涉條紋的情況為 (A) 中央明紋是白色的(B) 紅光條紋較密(C) 紫光條紋間距較大(D) 干涉條紋為白色圖12-1-1414. 如圖12-1-14所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏幕E上的P點(diǎn)處是明條紋若將縫蓋住，并

27、在連線的垂直平面出放一反射鏡M，則此時(shí) (A) P點(diǎn)處仍為明條紋(B) P點(diǎn)處為暗條紋(C) 不能確定P點(diǎn)處是明條紋還是暗條紋(D) 無(wú)干涉條紋16. 把雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放在折射率為n的水中，兩縫間距離為d, 雙縫到屏的距離為D ()，所用單色光在真空中的波長(zhǎng)為l，則屏上干涉條紋中相鄰的明紋之間的距離是 (A) (B) (C) (D) 圖12-1-17E17. 如圖12-1-17所示，在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中, 若用一片厚度為d1的透光云母片將雙縫裝置中的上面一個(gè)縫擋住; 再用一片厚度為d2的透光云母片將下面一個(gè)縫擋住, 兩云母片的折射率均為n, d1d2, 干涉條紋的變化情況是 (A) 條紋間距減小

28、(B) 條紋間距增大(C) 整個(gè)條紋向上移動(dòng)(D) 整個(gè)條紋向下移動(dòng) 20. 在保持入射光波長(zhǎng)和縫屏距離不變的情況下, 將楊氏雙縫的縫距減小, 則 (A) 干涉條紋寬度將變大(B) 干涉條紋寬度將變小(C) 干涉條紋寬度將保持不變(D) 給定區(qū)域內(nèi)干涉條紋數(shù)目將增加22. 用波長(zhǎng)可以連續(xù)改變的單色光垂直照射一劈形膜, 如果波長(zhǎng)逐漸變小, 干涉條紋的變化情況為 (A) 明紋間距逐漸減小, 并背離劈棱移動(dòng)(B) 明紋間距逐漸變小, 并向劈棱移動(dòng)(C) 明紋間距逐漸變大, 并向劈棱移動(dòng)(D) 明紋間距逐漸變大, 并背向劈棱移動(dòng)24. 兩塊平玻璃板構(gòu)成空氣劈尖，左邊為棱邊，用單色平行光垂直入射若上面的

29、平玻璃以棱邊為軸，沿逆時(shí)針?lè)较蜃魑⑿∞D(zhuǎn)動(dòng)，則干涉條紋的 (A) 間隔變小，并向棱邊方向平移(B) 間隔變大，并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移(C) 間隔不變，向棱邊方向平移(D) 間隔變小，并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移圖12-1-26(a)圖12-1-26(b)26. 如圖12-1-26(a)所示，一光學(xué)平板玻璃A與待測(cè)工件B之間形成空氣劈尖，用波長(zhǎng)l500nm(1nm = 10-9m)的單色光垂直照射看到的反射光的干涉條紋如圖12-1-26(b)所示有些條紋彎曲部分的頂點(diǎn)恰好與其右邊條紋的直線部分的切線相切則工件的上表面缺陷是 (A) 不平處為凸起紋，最大高度為500 nm(B) 不平處為凸起紋，最大高度為25

30、0 nm(C) 不平處為凹槽，最大深度為500 nm(D) 不平處為凹槽，最大深度為250 nm27. 設(shè)牛頓環(huán)干涉裝置的平凸透鏡可以在垂直于平玻璃的方向上下移動(dòng), 當(dāng)透鏡向上平移(即離開玻璃板)時(shí), 從入射光方向可觀察到干涉條紋的變化情況是 (A) 環(huán)紋向邊緣擴(kuò)散, 環(huán)紋數(shù)目不變(B) 環(huán)紋向邊緣擴(kuò)散, 環(huán)紋數(shù)目增加(C) 環(huán)紋向中心靠攏, 環(huán)紋數(shù)目不變(D) 環(huán)紋向中心靠攏, 環(huán)紋數(shù)目減少圖12-1-29l29. 如圖12-1-29所示，在牛頓環(huán)裝置中, 若對(duì)平凸透鏡的平面垂直向下施加壓力(平凸透鏡的平面始終保持與玻璃片平行), 則牛頓環(huán) (A) 向中心收縮, 中心時(shí)為暗斑, 時(shí)為明斑,

31、明暗交替變化(B) 向中心收縮, 中心處始終為暗斑(C) 向外擴(kuò)張, 中心處始終為暗斑(D) 向中心收縮, 中心處始終為明斑31. 根據(jù)第k級(jí)牛頓環(huán)的半徑rk、第k級(jí)牛頓環(huán)所對(duì)應(yīng)的空氣膜厚dk和凸透鏡之凸面半徑R的關(guān)系式可知，離開環(huán)心越遠(yuǎn)的條紋 (A) 對(duì)應(yīng)的光程差越大，故環(huán)越密(B) 對(duì)應(yīng)的光程差越小，故環(huán)越密(C) 對(duì)應(yīng)的光程差增加越快，故環(huán)越密(D) 對(duì)應(yīng)的光程差增加越慢，故環(huán)越密33. 劈尖膜干涉條紋是等間距的，而牛頓環(huán)干涉條紋的間距是不相等的這是因?yàn)?(A) 牛頓環(huán)的條紋是環(huán)形的(B) 劈尖條紋是直線形的(C) 平凸透鏡曲面上各點(diǎn)的斜率不等(D) 各級(jí)條紋對(duì)應(yīng)膜的厚度不等38. 若用

32、波長(zhǎng)為l的單色光照射邁克耳孫干涉儀，并在邁克耳孫干涉儀的一條光路中放入厚度為l、折射率為n的透明薄片放入后，干涉儀兩條光路之間的光程差改變量為 (A) (n-1)l (B) nl (C) 2nl (D) 2(n-1)l43. 光波的衍射現(xiàn)象沒(méi)有聲波顯著, 這是由于 (A) 光波是電磁波,聲波是機(jī)械波(B) 光波傳播速度比聲波大(C) 光是有顏色的(D) 光的波長(zhǎng)比聲波小得多46. 在夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中, 欲使中央亮紋寬度增加, 可采取的方法是 (A) 換用長(zhǎng)焦距的透鏡(B) 換用波長(zhǎng)較短的入射光(C) 增大單縫寬度(D) 將實(shí)驗(yàn)裝置浸入水中圖12-1-4949. 一束波長(zhǎng)為的平行單色光垂直

33、入射到一單縫AB上，裝置如圖12-1-49所示，在屏幕E上形成衍射圖樣如果P是中央亮紋一側(cè)第一個(gè)暗紋所在的位置，則的長(zhǎng)度為 (A) (B) (C) (D) 50. 在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，若增大縫寬，其它條件不變，則中央明紋 (A) 寬度變小(B) 寬度變大 (C) 寬度不變，且中心強(qiáng)度也不變(D) 寬度不變，但中心強(qiáng)度增大圖12-1-5151. 在如圖12-1-51所示的在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射裝置中，設(shè)中央明紋的衍射角范圍很小若單縫變?yōu)樵瓉?lái)的倍，同時(shí)使入射的單色光的波長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的 倍，則屏幕E上的單縫衍射條紋中央明紋的寬度將變?yōu)樵瓉?lái)的 (A)倍(B)倍(C)倍 (D)倍56. 一衍射光柵由寬3

34、00 nm、中心間距為900 nm的縫構(gòu)成, 當(dāng)波長(zhǎng)為600 nm的光垂直照射時(shí), 屏幕上最多能觀察到的亮條紋數(shù)為 (A) 2條 (B) 3條 (C) 4條 (D) 5條57. 白光垂直照射到每厘米有5000條刻痕的光柵上, 若在衍射角j = 30°處能看到某一波長(zhǎng)的光譜線, 則該光譜線所屬的級(jí)次為 (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 465. 在一光柵衍射實(shí)驗(yàn)中，若衍射光柵單位長(zhǎng)度上的刻痕數(shù)越多, 則在入射光波長(zhǎng)一定的情況下, 光柵的 (A) 光柵常數(shù)越小(B) 衍射圖樣中亮紋亮度越小 (C) 衍射圖樣中亮紋間距越小(D) 同級(jí)亮紋的衍射角越小67. 用單色光照射光柵，屏幕

35、上能出現(xiàn)的衍射條紋最高級(jí)次是有限的為了得到更高衍射級(jí)次的條紋，應(yīng)采用的方法是 (A) 改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光(B) 將單色光斜入射(C) 將單色光垂直入射(D) 將實(shí)驗(yàn)從光密介質(zhì)改為光疏介質(zhì)69. 用波長(zhǎng)為l的光垂直入射在一光柵上, 發(fā)現(xiàn)在衍射角為j 處出現(xiàn)缺級(jí), 則此光柵上縫寬的最小值為 (A) (B) (C) (D) 77. 有兩種不同的介質(zhì), 第一介質(zhì)的折射率為n1 , 第二介質(zhì)的折射率為n2 ; 當(dāng)一束自然光從第一介質(zhì)入射到第二介質(zhì)時(shí), 起偏振角為i0 ; 當(dāng)自然光從第二介質(zhì)入射到第一介質(zhì)時(shí), 起偏振角為i如果i0i, 則光密介質(zhì)是 (A) 第一介質(zhì) (B) 第二介質(zhì)(C) 不能確定 (

36、D) 兩種介質(zhì)的折射率相同79. 自然光以的入射角照射到不知其折射率的某一透明介質(zhì)表面時(shí)，反射光為線偏振光，則 (A) 折射光為線偏振光，折射角為(B) 折射光為部分線偏振光，折射角為(C) 折射光為線偏振光，折射角不能確定(D) 折射光為部分線偏振光，折射角不能確定圖12-1-8181. 如圖12-1-81所示，一束自然光由空氣射向一塊玻璃，入射角等于布儒斯特角，則界面2的反射光是 (A) 自然光(B) 完全偏振光且光矢量的振動(dòng)方向垂直于入射面(C) 完全偏振光且光矢量的振動(dòng)方向平行于入射面(D) 部分偏振光圖12-1-8484. 如圖12-1-84所示，一束光強(qiáng)為I0的自然光相繼通過(guò)三塊偏

37、振片P1、P2、P3后，其出射光的強(qiáng)度為已知P1和P3的偏振化方向相互垂直若以入射光線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)P2, 問(wèn)至少要轉(zhuǎn)過(guò)多少角度才能出射光的光強(qiáng)度為零? (A) 30° (B) 45° (C) 60° (D) 90°2、填空題圖12-2-33. 如圖12-2-3所示，兩縫S1和S2之間的距離為d，介質(zhì)的折射率為n1，平行單色光斜入射到雙縫上，入射角為q，則屏幕上P處，兩相干光的光程差為 _ 圖12-2-44. 如圖12-2-4所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中SS1=SS2，用波長(zhǎng)為l的光照射雙縫S1和S2，通過(guò)空氣后在屏幕E上形成干涉條紋已知P點(diǎn)處為第三級(jí)明條紋，則S1

38、和S2到P點(diǎn)的光程差為 _若將整個(gè)裝置放于某種透明液體中，P點(diǎn)為第四級(jí)明條紋，則該液體的折射率n _圖12-2-76. 將一塊很薄的云母片(n = 1.58)覆蓋在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中的一條縫上，這時(shí)屏幕上的中央明紋中心被原來(lái)的第7級(jí)明紋中心占據(jù)如果入射光的波長(zhǎng)l = 550 nm, 則該云母片的厚度為_圖12-2-99. 如圖12-2-9所示，在玻璃(折射率n3 = 1.60)表面鍍一層MgF2(折射n2=1.38)薄膜作為增透膜為了使波長(zhǎng)為500 nm的光從空氣(折射率n1=1.00)正入射時(shí)盡可能減少反射，MgF2膜的最小厚度應(yīng)是 圖12-2-1010. 用白光垂直照射厚度e = 350 nm

39、的薄膜，若膜的折射率n2 = 1.4 , 薄膜上面的介質(zhì)折射率為n1，薄膜下面的介質(zhì)折射率為n3，且n1 < n2 < n3則透射光中可看到的加強(qiáng)光的波長(zhǎng)為 11. 分別用波長(zhǎng)l1600 nm與波長(zhǎng)l2700 nm的平行單色光垂直照射到劈形膜上，劈形膜的折射率為3.1，膜兩側(cè)是同樣的介質(zhì)，則這兩種波長(zhǎng)的光分別形成的第七條明紋所對(duì)應(yīng)的膜的厚度之差為_nm14. 波長(zhǎng)為的平行單色光垂直地照射到劈尖薄膜上，劈尖薄膜的折射率為n，第二級(jí)明紋與第五條明紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度之差是 _ 16. 由兩塊玻璃片()所形成的空氣劈尖，其一端厚度為零，另一端厚度為0.002cm現(xiàn)用波長(zhǎng)為700nm的單色平

40、行光，從入射角度為角的方向射在劈尖的上表面，則形成的干涉條紋數(shù)為 19. 在垂直觀察牛頓環(huán)的實(shí)驗(yàn)中, 當(dāng)透鏡和玻璃之間為真空時(shí)第十個(gè)明環(huán)的直徑為1.40´10-2m; 當(dāng)透鏡和玻璃之間充以某種液體時(shí), 第十個(gè)明環(huán)的直徑變?yōu)?.27´10-2m, 則這種液體的折射率為 圖12-2-2121. 用波長(zhǎng)為l的單色光垂直照射圖12-2-21所示的牛頓環(huán)裝置，觀察從空氣膜上下表面反射的光形成的牛頓環(huán)若使平凸透鏡慢慢地垂直向上移動(dòng)，從透鏡頂點(diǎn)與平面玻璃接觸到兩者距離為d的移動(dòng)過(guò)程中，移過(guò)視場(chǎng)中某固定觀察點(diǎn)的條紋數(shù)目等于_23. 在邁克耳孫干涉儀的一條光路中，放入一折射率為n，厚度為d的

41、透明介質(zhì)薄片，放入后，這條光路的光程改變了 24. 在邁克耳孫干涉儀實(shí)驗(yàn)中，可動(dòng)反射鏡平移一微小距離，觀察到干涉條紋恰好移動(dòng)1848條，所用單色光的波長(zhǎng)為546.1 nm由此可知反射鏡平移的距離等于 mm (給出四位有效數(shù)字)26. 一束平行光束垂直照射寬度為1.0 mm 的單縫上，在縫后放一焦距為2.0 mm的匯聚透鏡已知位于透鏡焦平面處的中央明紋的寬度為2.0 mm，則入射光波長(zhǎng)約為 27. 波長(zhǎng)的單色光垂直照射到的單縫上, 單縫后面放置一凸透鏡，在凸透鏡的焦平面上放置一屏幕,用以觀測(cè)衍射條紋今測(cè)得屏幕上中央明紋一側(cè)第三個(gè)暗紋和另一側(cè)第三個(gè)暗紋之間的距離為mm, 則凸透鏡的焦距f為 30.

42、 平行單色光垂直入射于單縫上，觀察夫瑯禾費(fèi)衍射若屏上P點(diǎn)處為第三級(jí)暗紋，則單縫處波面相應(yīng)地可劃分為_ 個(gè)半波帶若將單縫寬度縮小一半，P點(diǎn)處將是_級(jí)_紋圖12-2-3232. 如圖12-2-32所示，一束波長(zhǎng)的平行光垂直照射到一寬度的單縫上，單縫后透鏡的焦距為當(dāng)單縫兩邊緣點(diǎn)A、B射向P點(diǎn)的兩條光線在P點(diǎn)的相位差為p時(shí)，P點(diǎn)離透鏡焦點(diǎn)O的距離等于_36. 一衍射光柵, 狹縫寬為a, 縫間不透明部分寬為b當(dāng)波長(zhǎng)為600 nm的光垂直照射時(shí), 在某一衍射角 j 處出現(xiàn)第二級(jí)主極大若換為400 nm的光垂直入射時(shí), 則在上述衍射角 j 處出現(xiàn)缺級(jí), b至少是a的 倍38. 已知衍射光柵主極大公式(ab)

43、 sinj±kl，k0, 1, 2, 在k2的方向上第一條縫與第六條縫對(duì)應(yīng)點(diǎn)發(fā)出的兩條衍射光的光程差D_40. 當(dāng)自然光以58°角從空氣射入到玻璃板表面上時(shí), 若反射光為線偏振光, 則透射光的折射角為_ 42. 一束光強(qiáng)為I0的自然光垂直穿過(guò)兩個(gè)偏振片，且兩偏振片的偏振化方向成45°角，若不考慮偏振片的反射和吸收，則穿過(guò)兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)為_44. 一束由自然光和線偏振光組成的混合光，讓它垂直通過(guò)一偏振片若以此入射光束軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測(cè)得透射光強(qiáng)度的最大值是最小值的7倍；那么入射光束自然光和線偏振光的光強(qiáng)比為_45. 一束自然光通過(guò)一偏振片后，射到一折射率為的玻璃片

44、上，若轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃片在某個(gè)位置時(shí)反射光消失，這時(shí)入射角i等于_第13章 狹義相對(duì)論一、選擇題2. 在伽利略變換下, 經(jīng)典力學(xué)的不變量為 (A) 速度 (B) 加速度 (C) 動(dòng)量 (D) 位置坐標(biāo)3. 在洛倫茲變換下, 相對(duì)論力學(xué)的不變量為 (A) 加速度 (B) 空間長(zhǎng)度(C) 質(zhì)點(diǎn)的靜止質(zhì)量 (D) 時(shí)間間隔7. 在慣性系S中同時(shí)又同地發(fā)生的事件A、B，在任何相對(duì)于S系運(yùn)動(dòng)著的慣性系中測(cè)量 (A) A、B可能既不同時(shí)又不同地發(fā)生 (B) A、B可能同時(shí)而不同地發(fā)生 (C) A、B可能不同時(shí)但同地發(fā)生(D) A、B仍同時(shí)又同地發(fā)生9. 下面說(shuō)法中, 唯一正確的是 (A) 經(jīng)典力學(xué)時(shí)空觀集中反映在洛倫茲變換上 (B) 由于運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘變慢, 所以宇航員出發(fā)前要先把手表?yè)芸煲恍?(C) 無(wú)論用多大的力, 作用多長(zhǎng)時(shí)間, 也不可能把地面上的物體加速到光速 (D) 公式E = mc2說(shuō)明質(zhì)量和能量可以互相轉(zhuǎn)換10. 設(shè)S系中發(fā)生在坐標(biāo)原點(diǎn)的事件A比發(fā)生在x3km處的事件B早0.1ms, 兩事件無(wú)因果關(guān)系則以速度v向x軸正方向運(yùn)動(dòng)的S¢系上的觀察者看來(lái) (A) 事件A可能比事件B晚發(fā)生 (B) 事件A可能比事件B早發(fā)生 (C) 事件A與事件B同時(shí)發(fā)生 (