大学物理教程_下_习题集参考解答

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单元一 简谐振动

一 选择题

01.【 C 】 02.【 D 】 03.【 B 】 04.【 B 】 05.【 C 】 06.【 C 】 07.【 D 】 08.【 C 】 二 填空题

09. 简谐振动的三个特征量为：A 10cm，

6

rad/s，

3

10. 弹簧下应挂2.0kg的物体，才能使弹簧振子作简谐振动的周期T 0.2s。 11. 由平衡位置到二分之一最大位移处转过所需时间t 由最大位移到二分之一最大位移处转过所需时间t

1T 12

1T 6

12. 两振动的相位差为 。 13. 合振动的初相为 0.60 。 三 判断题

14.【 对 】 15.【 错 】 16.【 对 】 四 计算题 17. 1) T

2

2

4.19s ；2) am 2A 1.52 0.02 0.045m/s2 1.5

3) 振动表达式：x 0.02cos(1.5t 18. 振动方程：x 0.1cos(

2

)(SI)

5 2

)(SI) t

123

d2x2

19. 物体的运动微分方程：2 x 0 —— 物体作简谐振动

dt

振动周期：T 2 20. 物体运动方程：x 0.204cos(2t )(SI)

单元二 简谐波 波动方程

一 选择题

01.【 C 】 02.【 A 】 03.【 B 】 04.【 C 】 05.【 A 】 06.【 C 】 07.【 B 】 08.【 B 】 二 填空题

09. O点的振动方程y0 0.04cos(0.4 t 0.5 )；波动方程y 0.04cos(0.4 t 5 x 0.5 ) 10. 波长 0.8m，振幅A 0.2m， 频率 125Hz 。 11. P2点处质点的振动方程y2 Acos(2 t 2

L1 L2

) ]；与P1点处质点振动状态相同的那

些点的位置是x L1 k , k 1, 2, 3, 。

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12. 通过该平面的能流是IScos (J/s)。 13. 能量密度为 A三 判断题

14.【 对 】 15.【 对 】 16.【 错 】 四 计算题

17. P处质点的振动方程：y Acos[2 ( t

2

2；波阵面相为 处能量密度为0。

L

) ]

P处质点的速度：v

dyL

2A sin[2 ( t ) ] dt

d2yL

P处质点的加速度：a 2 4A 2 2cos[2 ( t ) ]

dt

18. 简谐波的波动方程：y 0.06cos[ (t ) ] 波长： uT —— 19. 1) 周期：T

x

2

4m

16s

u

2) O点振动方程：y0 Acos(

1

t )(SI) 82tx1

) ](SI)

161602

3) 波动表达式：y Acos[2 (

20. 1) y(x,t) 0.03cos(500 t x)(SI)

2) t 0时刻的波形方程：y(x,0) 0.03cos( x) 0.03sin x(SI)

单元三 波的干涉 驻波 多普勒效应

一 选择题

01.【 D 】 02.【 C 】 03.【 C 】 04.【 D 】 05.【 B 】 06.【 D 】 07.【 B 】 08.【 D 】 二 填空题

09. 两波同时传到P点时的合振幅是 2A。 10. 振动相位差为 。11. 12. 反射波y2 Acos( t 三 判断题

14.【 对 】 15.【 对 】 16.【 对 】 四 计算题 17.

2 x

)；驻波y 2Acos

2 x

cos t。13. 相位差是 。

10cm

3 k 2

18. x 5 2k

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19. 反射波的波动方程：y2 A cos[2 (驻波方程：y 2Asin2 波幅的位置：x (2k 1)20. v 30.5m/s

tx

) ] T

x

4

cos(2

t ) T2

k

，k 0,1,2，3 2

a，k 0,1,2，3 ；波节的位置：x

单元四 杨氏双缝实验

一 选择题

01.【 A 】 02.【 C 】 03.【 B 】 04.【 B 】 05.【 B 】 06.【 B 】 07.【 D 】 二 填空题

08. 条件是1) 频率相同；2) 相差恒定；3) 光矢量振动方向平行。相差

2

n(r2 r1) c

09. 可能出现的最大光强是4I0。可能出现的最小光强是0。10. 两缝间距离为0.134mm

11. (A) (B) (C) (D) 杨氏双缝干涉相比较，明暗条纹相反；(E) 条纹上移。 12. 干涉条纹间的距离将。

13. 明纹内侧呈色；如用纯红色滤光片和纯蓝色滤光片分别盖住两缝，则产生干涉条纹。三 判断题

14.【 对 】 15.【 错 】(激光光源) 16.【 对 】 17.【 错 】 18.【 错 】(833nm)。 四 计算题

d 2.0 632.8 10 9

19. 1) d 9.0 10 6m

x0.14 dd

14.3 看到14条明纹 2) 由于 , 按 计算：则 k sin

22 x

20. x 7.2 10m

5

19.9mm 21. 1) x5 6mm 2) x5

22. 得到零级明条纹的位置：x0 相邻明条纹间的距离： x

3D

—— 零级明条纹在O点上方 d

D d

单元五 劈尖的干涉 牛顿环

一 选择题

01.【 D 】 02.【 C 】 03.【 D 】 04.【 E 】 05.【 B 】 06.【 D 】 07.【 A 】 08.【 C 】09.【 D 】 二 填空题

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10. 液体的折射率n 1.36。11. 膜厚度e

2n2

。12. 反射光的光程差为2n2d

2

13. 透明材料的折射率为n 1.4。14. 厚度之差为900nm。15. 条纹宽度将。 三 判断题

16.【 对 】 17.【 对 】 18.【 错 】(呈黑色) 19.【 对 】 四 计算题

20.

暗环的半径：rk 21. 1) 空气劈尖角：

e3 4.8 10 5rad l2l

2) A处为第三级明纹，棱边依然为暗纹 22. d

(2k 1)

1.27 103nm 4n2

3

23. 第10个明环的半径：r10 3.72 10

m

单元六 单缝衍射 光学仪器的分辨率

一 选择题

01.【 A 】 02.【 A 】 03.【 B 】 04.【 A 】 二 填空题

05. 惠更斯引进的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用的思想补充了惠更斯原理，发展成了惠更斯-菲涅耳原理。

级纹，半波带数，面积。 07. a与 ，D，L的关系为：a 2D

L

。08. 单缝宽度为1 m。

09. 变化是。光在的波长。10. 相差为2 ，P点应为 11. 中央亮班叫，圆孔的最小分辨角 1.22三 判断题

13.【 对 】 14.【 对 】 四 计算题

D

。12. 离开8.93m恰能分辨。

2

x0 10 3m a3

f x1 7.5 10 4m 第一级明纹的位置：x1 f sin 2a2

两侧第二级暗纹之间的距离： x 2 f x2 2.0 10 3m

a

16. 428.6nm

15. 中央明纹宽度： x0 f

17. 各极小值的衍射角 的条件：a(sin sin ) k

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单元七 光 栅

一 选择题

01.【 B 】 02.【 B 】 03.【 B 】 04.【 D 】 05.【 B 】 06.【 D 】 二 填空题

对应衍射角70。 08. 第一级衍射主极大所对应的衍射角 30。 07. 可观察到光谱线最大级次4，

09. 如果b a，则光谱中缺k 2, 4, 级。如果b 2a，缺k 3, 6, 级。 10. 光栅常数最小是5.0 10m。11. 中央明纹一侧的两条明纹分别是第级和第3级谱线。 四 计算题

12. k 2，d 1.2 10m 13. 中央明条纹宽度： x0 6 10

2

5 6

m

单缝衍射中央明条纹宽度内有5个光栅衍射主极大： 2, 1,0, 1, 2 14. d

2 600nm 6