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1、福建师范大学21秋实验物理导论平时作业二参考答案1. 凡是不能用统计方法计算而只能用其他方法估算的不确定度称为B类不确定度，又称为非统计不确定度，用字母“U”表示。( )A.正确B.错误参考答案：A2. 佛光是科学无法解释的。( )A.错误B.正确参考答案：A3. 目前，已经可以实现常温下的超导了。( )A.错误B.正确参考答案：A4. 许多学校在一进楼门的位置都竖立着一块平面镜，同学们经过镜前都习惯照一照。同学们在镜子中看到的是自己的_许多学校在一进楼门的位置都竖立着一块平面镜，同学们经过镜前都习惯照一照。同学们在镜子中看到的是自己的_（填“实、虚”）像，当同学们走近镜子时，像的大小_（填“
2、变大、变小、不变”）。虚；不变5. 根据麦特海森规则，金属电阻主要由电子一声子散射和缺陷两部分贡献而成。查出金属铜在绝对零度和室温的电阻率根据麦特海森规则，金属电阻主要由电子一声子散射和缺陷两部分贡献而成。查出金属铜在绝对零度和室温的电阻率并据此给出室温、0K这两个温度下，与缺陷相关的平均自由程ld和与声子相关的平均自由程lF的大致数值。金属铜在绝对零度的电阻率为610-4cm。根据麦特海森规则， 在绝对零度下，没有声子被激发因此电阻率只由缺陷贡献。因而有， 其中，m*=1.34me，n=8.371022cm-3，代入计算得到 室温下铜的电阻率为1.69cm，比绝对零度下高了4个数量级，因此电
3、子一缺陷相互作用的贡献忽略，主要是声子的贡献。费密面上电子的弛豫时间为 电子的速率vF=1.57106m/s，缺陷相关的平均自由程ld=vFd=149m，声子相关的平均自由程lF=vFF=52.9nm。 6. 设大气的温度不随高度改变，则分子数密度随高度按指数规律减小。试证明这一结论。设大气的温度不随高度改变，则分子数密度随高度按指数规律减小。试证明这一结论。由及理想气体状态方程p=nkT，其中n是分子数密度，所以有 得 7. 经典物理实验思想的特点有( )A.经典物理实验确立了“物理实验+科学推理+数学表达”的物理实验思想，也就是把实验和数学密切地结合起来，把各种物理量之间关系用数学表达式联
4、系起来，使实验的结果上升到普遍的定理和规律，在物理实验和物理理论之间建立起互动链条。对近代、现代物理学的发展，影响十分深远。B.建立了误差理论。注意各种因素对实验造成的影响，有意识地在实验中创造理想化的条件，以获得最佳的实验结果。所以，对同一物理常数或实验的研究(如引力常数测量、库仑定律的验证、电荷的测量)，由于测量仪器设备从粗糙到精确，相应地测量值逐步地靠近真值，测量误差减小，有效数字增加。C.“实验-理论-拓展实验-充实理论”的一般物理学发展模式。每一个物理学的学科分支，大多数都是先从物理现象或实验事实开始，通过逻辑推理提出一定的物理学模型，以解释已有的实验事实，然后拓展实验的范围验证该物
5、理模型的合理性，其中可能出现一些新的现象和实验结果，又要反过来修正和充实物理理论，如此循环发展，使理论不断完善。D.“争论-实验-统一”的科学思想方法，对科学问题提出不同的看法，这是常见的事，如何评价这些看法的正确性与合理性，只有通过实验来检验，正所谓“实践是检验真理的唯一标准”。所以，“提出问题-设计实验-验证实验-统一认识，建立完善的理论”是一种常见的物理实验思想方法。参考答案：ABCD8. 正确度的高低反映系统误差的大小，即正确度越高，测量值越接近真值，系统误差就越小;反之，系统误差就越大。( )A.正确B.错误参考答案：A9. 深秋季节，克拉玛依街道两边的杨树叶变成了黄色，显得妩媚令人
6、陶醉我们看到黄色的树叶，是因为太阳光照射到树深秋季节，克拉玛依街道两边的杨树叶变成了黄色，显得妩媚令人陶醉我们看到黄色的树叶，是因为太阳光照射到树叶后反射_光的缘故树叶之所以呈黄色，是因为太阳光找到树叶上，树叶反射黄色的光造成的故答案为：黄10. 已知直导线的电流为I，任一点P到直导线的垂直距离为r0，试求P点的磁场。已知直导线的电流为I，任一点P到直导线的垂直距离为r0，试求P点的磁场。如图所示，把载流直导线分成许多电流元，由毕奥-萨伐尔定律，各电流元在P点产生的磁场的方向相同，都垂直纸面向里，故P点的总磁场也垂直纸面向里，矢量积分简化为标量积分。对于有限长的直导线A1A2，在P点的磁感应强
7、度B的大小为 利用几何关系，统一积分变量，如图，有 l=rcos(-)=-rcos r0=rsin(-)=rsin 由以上两式消去r，得l=-r0cot，取微分，有 把上式及代入积分式，积分变量由l换为，化简，得 式中1，2分别为直导线两端A1，A2处的角。 若直导线为无限长，则1=0，2=，有 可见，载流无限长直导线周围任一点的磁感应强度B的大小与该点到导线的垂直距离成反比.对于长度为l的直导线，在r0l时，上式近似成立。此即毕奥-萨伐尔曾由实验得出的结论。 11. 1994年，苏梅尔-列维彗星裂成二十多块，碎片撞向木星，产生巨大的爆炸，但是身处地球的人们却没有听到一丝声响，1994年，苏梅
8、尔-列维彗星裂成二十多块，碎片撞向木星，产生巨大的爆炸，但是身处地球的人们却没有听到一丝声响，这其中的原因是？答：在太空中没有空气，声音不能通过真空传播，所以我们地球上的人无法听到12. 波谱图的基本构成三要素：_(定性指标)、_和_(定量指标)。一般进行波谱分析时，要波谱图的基本构成三要素：_(定性指标)、_和_(定量指标)。一般进行波谱分析时，要同时注意到谱峰的三要素，才能得到正确的结论。正确答案：谱峰的位置谱峰的形状谱峰的强度谱峰的位置,谱峰的形状,谱峰的强度13. 实验中对一个物理量进行多次测量，由于某种原因，有时会混入少量的“坏值”，但因为这些坏值是实验测量到的，因此必须保留。( )
9、A.正确B.错误参考答案：B14. 当元器件的尺寸越来越小的时候，表层效应越来越小。( )A.错误B.正确参考答案：A15. 一些同学到山区游玩时，用平面镜改变太阳光的_，使其射入岩洞内部。一些同学到山区游玩时，用平面镜改变太阳光的_，使其射入岩洞内部。传播方向16. 拱桥和吊桥分别利用的是：( )A.石头和钢筋的抗拉性能B.石头和钢筋的抗压性能C.石头的抗拉性能和钢筋的抗压性能D.石头的抗压性能和钢筋的抗拉性能参考答案：D17. 广义相对论的基本原理包括：( )A.等效原理和广义协变原理B.等效原理和光速不变原理C.广义协变原理和光速不变原理D.广义协变原理和相对性原理参考答案：A18. 泡
10、林规则能解释CaCO3和CaTiO3之间的晶格结构区别吗?为什么?泡林规则能解释CaCO3和CaTiO3之间的晶格结构区别吗?为什么?按照泡林第一规则，CaCO3晶体中一定是以化学价较高的CH4+正离子为中心构筑氧配位多面体的。四价锌离子的半径为，二价氧离子的半径为，那么正负离子的半径比为，按照泡林第一觇则，CO3应该是正三角形结构，也就是-2价的碳酸根络合阴离子。晶体CaCO3有可能是方解石或文石，这些晶体中确实是由二价钙离子和二价的络合碳酸根阴离子构成的，具体的空间排列比较复杂。 按照泡林第一规则，CaTiO3晶体中一定是以化学价较高的Ti4+正离子为中心构筑配位多面体的。四价锌离子的半径
11、为，二价氧离子的半径为，那么正负离子的半径比为，按照泡林第一规则，钛氧配位体应该是正八面体结构，这就是著名的ABO3型钙钛矿结构。 19. 宇宙大爆炸学说中表明地球是宇宙的中心，所有的星系都在远离中心。( )宇宙大爆炸学说中表明地球是宇宙的中心，所有的星系都在远离中心。( )正确答案： 20. 通过焦距是10cm的放大镜观察高为0.5cm的字，让字的像成在明视距离处，该字的像有多长?通过焦距是10cm的放大镜观察高为0.5cm的字，让字的像成在明视距离处，该字的像有多长?1.75cm21. 求盛在转动圆筒中1mol单原子分子理想气体的自由能、热力学能和熵。设圆筒半径为R，长为l，气体分子质量为
12、m，圆筒求盛在转动圆筒中1mol单原子分子理想气体的自由能、热力学能和熵。设圆筒半径为R，长为l，气体分子质量为m，圆筒绕其轴以匀角速度转动。在运动坐标系的观察者看来，气体的整体转动相当于分子处在一个离心势场中，分子的离心势能为，分子的配分函数为 (V=R2l为圆筒体积)。从而，1mol单原子分子理想气体的自由能 式中N0为阿伏伽德罗常数，F0为1mol单原子分子理想气体整体无转动时的自由能。气体的熵 气体的热力学能 式中是1mol单原子分子理想气体整体无转动时的能量。 在静止坐标系的观察者看来，气体的能量除E0外，还包括转动动能。这一能量的增加应等于其在离心势场中所具能量的减少。分子的平均离
13、心势能上题已给出，所以 由于熵函数只是系统内部混乱程度的度量，与系统整体运动无关，因此 S=S 由此推得自由能 对于非单原子分子的一般情形，我们只要将E0，S0，F0理解成该理想气体整体无转动时的内能、熵、自由能，上述结果仍然适用。 22. 测距显微镜是利用镜筒的平移来测量微小长度的能够利用望远镜筒的平移来测量远处物体的长度吗?为什么?测距显微镜是利用镜筒的平移来测量微小长度的能够利用望远镜筒的平移来测量远处物体的长度吗?为什么?测距显微镜是通过测量中间像的距离计算出被测物的长度的当显微镜的镜筒垂直光轴移动时，被测物通过物镜所成的中间像随之移动设镜筒横移y，测中间像横移为y=V0y(其中V。为
14、物镜的横向放大率)通过对中间像全部移过距离的测量，即可得出被测物的长度而望远镜所观察的物体在无穷远处，物面上每一个点入射到望远镜的物镜上，是不同方向的平行光镜筒若作横向移动，并不改变入射平行光的方向，则通过望远镜物镜所成的中间像并不移动因此，企图利用横向平移望远镜筒以测量远处物体的长度，是不可行的23. 分界面左右两侧电介质的相对介电常量分别为r1=3和r2=6，设分界面左侧场强大小为E1，与法线成45角且指向右分界面左右两侧电介质的相对介电常量分别为r1=3和r2=6，设分界面左侧场强大小为E1，与法线成45角且指向右侧，求分界面右侧的场强E224. 分子运动的平均动能的标志是：( )A.体积B.质量C
