22春“物理学”专业《热力学与统计物理》在线作业三答案参考1

22春“物理学”专业热力学与统计物理在线作业答案参考1. 一铁制水管，内、外直径分别为2.0cm和2.5cm，这水管常用来使电器设备接地。如果从电器设备流入到水管中的电流是一铁制水管，内、外直径分别为2.0cm和2.5cm，这水管常用来使电器设备接地。如果从电器设备流入到水管中的电流是20A，那么电流在管壁和水中各占多少?假设水的电阻率是0.01m，铁的电阻率为8.710-8m。单位长度的铁管电阻为 单位长度的水柱电阻为 当水管中的电流为20A时水柱和铁管中的电流之比为 又根据题意 I水+I铁=20A 所以将、联立求解，可得管壁和水中的电流强度 I水=0，I铁=20A 2. 金属探测器的探头内通入脉冲电流，才能测到埋在地下的金属物品发回的电磁信号，能否用恒定电流来探测?埋在地金属探测器的探头内通入脉冲电流，才能测到埋在地下的金属物品发回的电磁信号，能否用恒定电流来探测?埋在地下的金属为什么能发回电磁信号?脉冲电流产生的磁场也是脉冲，即随时间快速变化的。这快速变化的磁场传到地下金属物品中将激起较大的脉冲电流，这随时间快速变化的脉冲电流就向外发射(即发回)脉冲信号，根据发回的信号就可判断地下金属物品的存在与否。这里关键是要有变化的磁场。恒定电流的磁场保持恒定不变，不能产生这样的效果。3. 瓶子里装一些水，然后密闭起来。忽然表面的一些水温度升高而蒸发成汽，余下的水温变低，这件事可能吗?它违反热瓶子里装一些水，然后密闭起来。忽然表面的一些水温度升高而蒸发成汽，余下的水温变低，这件事可能吗?它违反热力学第一定律吗?它违反热力学第二定律吗?这件事原则上虽存在可能性，但其概率极微，所以实际上是不可能的。 这件事遵从能量转换与守恒定律，即它不违反热力学第一定律。 热力学第二定律表明自然宏观过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，因而题中所述事件违反热力学第二定律。 4. 质量为m的物体沿斜面向下滑动当斜面的倾角为时，物体正好匀速下滑问：当斜面的倾角增大到时，物体从高为h质量为m的物体沿斜面向下滑动当斜面的倾角为时，物体正好匀速下滑问：当斜面的倾角增大到时，物体从高为h处由静止滑到底部需要多少时间?5. 一个人站在一竹筏的一端用力向垂直于筏身方向水平跳出去筏由于受到反冲作用就要旋转起来假定人一个人站在一竹筏的一端用力向垂直于筏身方向水平跳出去筏由于受到反冲作用就要旋转起来假定人的质量为m=60 kg，筏的质量m=500kg，人相对于岸的起跳速度为3 ms求竹筏所获得的角速度(假定竹筏的转动惯量近似地可以用细杆的公式来计算，水的摩擦可以忽略不计)筏长10 m正确答案：6. 设想一飞船以0.80c的速度在地球上空飞行，如果这时从飞船上沿速度方向发射一物体，物体相对飞船的速度为0.90c设想一飞船以0.80c的速度在地球上空飞行，如果这时从飞船上沿速度方向发射一物体，物体相对飞船的速度为0.90c，问从地面上看，物体速度多大?地面参考系为S系，选飞船参考系为S系，vx=0.90c，u=0.80c，根据题意，满足洛伦兹速度逆变换 从地面上看，物体速度 7. 将布洛赫函数中的调制因子uk(r)展成付里叶级数对于近自由电子，当电子波矢远离和在布里渊区边界上两种情况将布洛赫函数中的调制因子uk(r)展成付里叶级数对于近自由电子，当电子波矢远离和在布里渊区边界上两种情况下，此级数有何特点?在紧束缚模型下，此级数又有什么特点?由布洛赫定理可知，晶体中电子的波函数 k(r)=eikruk(r)， 可得 对于近自由电子，当电子波矢远离布里渊区边界时，它的行为与自由电子近似，uk(r)近似一常数因此，uk(r)的展开式中，除了a(0)外，其他项可忽略 当电子波矢落在与倒格矢Kn正交的布里渊区边界时，与布里渊区边界平行的晶面族对布洛赫波产生了强烈的反射，uk(r)展开式中，除了a(0)和a(Kn)两项外，其他项可忽略 在紧束缚模型下，电子在格点Rn附近的几率|k(r)|2大，偏离格点Rn的几率|k(r)|2小对于这样的波函数，其付里叶级数的展式包含若干项也就是说，紧束缚模型下的布洛赫波函数要由若干个平面波来构造 8. 蓝藻属于_生物，支原体属于_生物，酵母属于_生物，果蝇属于_生物，拟南芥属蓝藻属于_生物，支原体属于_生物，酵母属于_生物，果蝇属于_生物，拟南芥属于_生物，大肠杆菌属于_生物。(填“原核”或“真核”)正确答案：原核 原核 真核 真核 真核 原核原核原核真核真核真核原核9. 定体气体温度计的测温气泡放入水的三相点管的槽内时，气体的压强为6.65103Pa。定体气体温度计的测温气泡放入水的三相点管的槽内时，气体的压强为6.65103Pa。定体过程。水的三相点温度T1=273.16K，气体压强设为p1=6.65103Pa。 当T2=373.15K时，求p2=? 由理想气体状态方程，有p2T1=p1T2，所以 $设p3=2.20103Pa，求T3=? 根据p1T3=p3T1可得 =90.4K=-182.8 10. 平面镜成_立的_像，物体与平面镜平行放置，若物体距平面镜1米，像距物体_米，若物体向平面镜靠平面镜成_立的_像，物体与平面镜平行放置，若物体距平面镜1米，像距物体_米，若物体向平面镜靠近0.2米，则像与物体相距_米物体在平面镜中成正立的虚像；物体距离平面镜1m，根据物像到平面镜距离相等，所以像距离平面镜1m，所以物像相距2m；当物体向平面镜靠近0.2m，物体距离平面镜0.8m，根据物像到平面镜距离相等，所以像距离平面镜0.8m，所以物像相距1.6m故答案为：正；虚；2；1.611. 你能否想出一种简单的实验或观察，来说明反射定律对一切波长的可见光都适用?你能否想出一种简单的实验或观察，来说明反射定律对一切波长的可见光都适用?令一束太阳光照射在平面镜上，即可观察到入射光束和反射光束之间总是遵循反射定律的因为太阳光是包含一切波长的可见光，这一现象说明反射角的大小与波长无关，都遵从反射定律光在折射时是有色散的；而反射时总是无色散的因此，在光学仪器中，为减小色散总是尽量采用反射光路12. 一频率为1 kHz的声源以vS=34 ms的速率向右运动。在声源的右方有一反射面，该反射面以v1=68 ms的一频率为1 kHz的声源以vS=34 ms的速率向右运动。在声源的右方有一反射面，该反射面以v1=68 ms的速率向左运动。设空气中的声速为=340 ms。试求：(1)声源所发射的声波在空气中的波长；(2)每秒内到达反射面的波数；(3)反射波在空气中的波长。正确答案：(1)在声源右侧声源向着观测者运动静止的观测者接收到的频率为rn rn (2)每秒到达反射面的波数为反射面接收到的频率。在这种情况下波源和接收者都运动而且相互接近所以每秒到达反射面的波数为rn本题为多普勒效应对各种不同情况的应用问题。波在空气中的波长等于波速除以相对于空气静止的观测者测到的频率。13. 写出下列聚合物的结构单元，并估计它们有无结晶能力： (1) 聚四氟乙烯;(2) 聚甲醛;(3) 聚碳酸酯;(4) 尼龙6;(写出下列聚合物的结构单元，并估计它们有无结晶能力：(1) 聚四氟乙烯;(2) 聚甲醛;(3) 聚碳酸酯;(4) 尼龙6;(5) 对苯二甲酸乙二醇酯;(6) 轻度交联的天然橡胶;(7) 已固化的酚醛塑料;(8) 聚三氟氯乙烯;(9) 无规立构的聚甲基丙烯酸甲酯;(10) 全同立构聚丙烯;(11) 间同立构聚氯乙烯;(12) 支化聚乙烯。结构单元略。 (1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)，(8)，(10)，(11)，(12)有结晶能力；(7)，(9)无结晶能力。 14. 用显微镜观察球晶半径随时间的变化，从而求得的结晶速度参数是 ( ) At1/2 BAvrami公式的速率常数K C用显微镜观察球晶半径随时间的变化，从而求得的结晶速度参数是()At1/2BAvrami公式的速率常数KC结晶线生长率C15. 64g氧气的温厦由0升至50， (1)保持体积不变； (2)保持压强不变。 在这两个过程中氧气各吸收了多少热量?各64g氧气的温厦由0升至50，(1)保持体积不变；(2)保持压强不变。在这两个过程中氧气各吸收了多少热量?各增加了多少内能?对外各作了多少功?16. 液体表面层的分子总是受到指向_，而表面张力则是_液体表面层的分子总是受到指向_，而表面张力则是_。正确答案：液体内部的拉力 沿液体表面切线方向上垂直于单位长度的紧缩力液体内部的拉力沿液体表面切线方向上垂直于单位长度的紧缩力17. “背日喷口雾，眼前现彩虹；绚丽只一瞬，消失影无踪”描写的是“人工彩虹”，该彩虹产生的原因是光的 _；彩虹“背日喷口雾，眼前现彩虹；绚丽只一瞬，消失影无踪”描写的是“人工彩虹”，该彩虹产生的原因是光的 _；彩虹消失主要是因为雾 _变成了水蒸汽而消失背着太阳喷出雾状的小水珠，太阳光照在小水珠上就会发生色散，形成彩虹；雾是液态的小水珠，变为水蒸气，物体由液态变为气态的过程叫汽化故答案为：色散；汽化18. 2008年5月12日四川省汶川县发生8.0级特大强烈地震后，媒体把地震信息及时传遍全世界，世界各地积极回应，支援2008年5月12日四川省汶川县发生8.0级特大强烈地震后，媒体把地震信息及时传遍全世界，世界各地积极回应，支援灾区，因特网上可以看到全国人民“抗震救灾，众志成城”的很多感人事迹，媒体利用_波传出信息，这种波在真空中的传播速度约为_m/s因为在我们日常生活中，像电脑、电视机、电台、电视台、无线电台或卫星行动通信等都是通过电磁波传播信息的，故答案为：电磁波电磁波与光的传播速度相同，故答案为：3108m/s19. 小明的身高l60cm，他站在平面镜前0.5m，他在镜中的像高cm，像和他的距离是，他逐渐离开平面镜，镜中的像将(选填“小明的身高l60cm，他站在平面镜前0.5m，他在镜中的像高cm，像和他的距离是，他逐渐离开平面镜，镜中的像将(选填“变大”“变小”或“不变”)。160 1m不变：（1）根据平面镜成像与物大小相同，人身高是160cm，则像高也是160cm；（2）根据像与物到镜面的距离相等，人离镜0.5m，则像离镜0.5m，人与像的距离就是0.5m+0.5m=1m；（3）像与物的大小相同，与人到镜的距离无关故答案为：160 1m不变20. 一物体受到一个方向朝着原点的吸引力作用，此力F-6x3，其中F的单位是N，x的单位是m。求：一物体受到一个方向朝着原点的吸引力作用，此力F-6x3，其中F的单位是N，x的单位是m。求：物体在a点受力 F(a)-6a3-6N 故应加6 N的力，方向背离原点。$物体在b点受力 F(b)-6b3-48 N 故应加48N的力，方向背离原点。$所加外力与F反向，要作的功为