福建师范大学21春《热力学与统计物理》在线作业一满分答案40

福建师范大学21春热力学与统计物理在线作业一满分答案1. 证明理想玻色气体的物态方程为 式中，为粒子数密度。证明理想玻色气体的物态方程为式中，为粒子数密度。由公式 对玻色气体，利用展开式 有 从而 令 则由上式得 通常情况下，y很小，可以将e-按y的幂级数展开 于是 比较两边系数得 b1=1， 所以 代入 得 注意到pV=kT即有 2. 微波炉 微波炉是现代家庭中的烹饪工具接通电源后微波炉内的磁控管能产生频率很高波长很短的电磁波，故称为微波炉微波炉是现代家庭中的烹饪工具接通电源后微波炉内的磁控管能产生频率很高波长很短的电磁波，故称为微波微波有以下重要特性：（1）微波的传播速度等于光速，微波遇到金属物体，会像光遇到镜子一样地发生反射。（2）微波遇到绝缘材料，如玻璃、塑料等，会像光透过玻璃一样顺利通过。（3）微波遇到含水的食品，能够被其大量吸收，引起食品内部分子发生剧烈的振动，达到加热食品的目的。（4）过量的微波照射对人体有害。（1）微波在真空中的传播速度为m/s。（2）为防止微波泄漏对人体造成伤害，在玻璃炉门内侧应装有_。（3）小明家使用的微波炉功率为1000W，小明用该微波炉加热食物，用时2min，这段时间内微波炉消耗的电能为。（1）3108 （2）金属网 （3）120000J3. 阅读下列短文，完成文后问题 荧光灯比白炽灯省电的原因荧光灯，其管壁上涂有荧光物质。管内装了一些氮和水银阅读下列短文，完成文后问题荧光灯比白炽灯省电的原因荧光灯，其管壁上涂有荧光物质。管内装了一些氮和水银蒸气。当电流通过时，这些气体就发出了人眼看不见的紫外线，紫外线射到荧光粉上就发出可见光。日光灯就是一种荧光灯，其正常发光时的温度大约40到50，而白炽灯需要电流把灯丝加热到2500左右才发光，其中大约只有8%的能量转变成可见光。（1） 紫外线虽然看不见，但它在日常生活中有很多应用，试举一例：_（2）从能量转化的角度说明荧光灯比白炽灯省电的原因：_。（1）验钞机；（2）荧光灯损耗的内能比白炽灯少4. 结晶高聚物在熔融过程中( )。 A温度上升 B温度下降 C保持恒温结晶高聚物在熔融过程中()。A温度上升B温度下降C保持恒温A5. 氦氖激光为波长632.8nm的红光它的谱线宽度约为10-8nm，试计算它的相干长度氦氖激光为波长632.8nm的红光它的谱线宽度约为10-8nm，试计算它的相干长度由对光源相干性的分析可知，若光源谱线的中心波长为，谱线宽度为，则相干长度为 式中，Le为原子跃迁发光时的波列长度 由上式可得氦氖激光的相干长度为. 6. 经纬仪望远系统视放大率=-20，使用双线对称夹单线瞄准。求瞄准角误差。经纬仪望远系统视放大率=-20，使用双线对称夹单线瞄准。求瞄准角误差。瞄准角误差=0.25。7. 试从以下三个方面来理解波动表达式的物理意义：试从以下三个方面来理解波动表达式的物理意义：表示x=x0处质点的位移y，随时间t的变化关系$表示t=t0时刻，给整列波照了一张像，即该时刻，任意质点x处的位移y关系$表示x=x0处的质点，在t=t0时刻的位移y。8. 身高为1.6m的同学站在竖直平面镜前2m处，人与像之间的距离是_m，当他逐渐远离平面镜时，他在镜中像_身高为1.6m的同学站在竖直平面镜前2m处，人与像之间的距离是_m，当他逐渐远离平面镜时，他在镜中像_1.6m（填“大于”、“小于”或“等于”）因为平面镜所成的像和物体各对应点到平面镜间距离相等，所以，由他到平面镜的距离为2m可得镜中所成的像与平面镜之间的距离为2m，则人与像之间的距离为2m2=4m；因为平面镜所成的像和物体形状、大小相同，所以当人远离平面镜时，镜中像的大小将不会改变，由他身高1.6m可得镜中的像高也是1.6m故答案为：4；等于9. 蟹状星云中电子的动量可达10-16kgm/s，星云中磁场约为10-8T，这些电子的回转半径为多大?如果这些电子落到星蟹状星云中电子的动量可达10-16kgm/s，星云中磁场约为10-8T，这些电子的回转半径为多大?如果这些电子落到星云中心的中子星表面附近，该处磁场约为108T，它们的回转半径又是多少?电子的回转半径为 如果电子落到星云中心的中子星表面附近，则回转半径为 知识点窍 运动电荷在磁场中受到的磁力。 逻辑推理 已知星云中的磁场和电子的动量，可以根据运动电荷在磁场中受到的磁力公式经过变形而求得电子的回转半径。 10. 高分子的构型和构象有什么不同?等规聚丙烯晶体中的螺旋链属于构型范畴还是构象范畴?高分子的构型和构象有什么不同?等规聚丙烯晶体中的螺旋链属于构型范畴还是构象范畴?构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。高分子链的构型是在合成过程中形成的，它不能被任何物理方法改变。而构象是围绕单键内旋转而形成的分子中的原子的各种空间排列的形态。等规聚丙烯晶体中的螺旋链属于构象范畴。11. 一线极化平面波从自由空间入射到电介质(r=4，r=1)的界面上，如果入射波的电场矢量与入射面的夹角为45，试问一线极化平面波从自由空间入射到电介质(r=4，r=1)的界面上，如果入射波的电场矢量与入射面的夹角为45，试问对于(r=4，r=1)的介质，其布儒斯特角为 所以当入射角i=B=63.4时，反射波中将不存在平行极化分量，成为垂直极化波。$因为入射波的电场矢量与入射面的夹角为45，所以平行极化分量与垂直极化分量的振幅相等，即E=E，于是入射波平均功率流密度为 当电磁波以布儒斯特角入射时 R=0 于是反射波平均功率流密度为 因此反射波与入射波的平均功率流密度之比是 12. 下列现象中，物体的势能和动能都增加的是A加速上升的氢气球B高速磁悬浮列车在平直的轨道上匀速行驶C水从下列现象中，物体的势能和动能都增加的是A加速上升的氢气球B高速磁悬浮列车在平直的轨道上匀速行驶C水从高处流向低处D儿童在游乐场内“荡秋千”下落过程中A加速上升的氢气球物体的势能和动能都增加，A对高速磁悬浮列车在平直的轨道上匀速行驶，动能不变，B错水从高处流向低处动能增加重力势能减小，C错儿童在游乐场内“荡秋千”下落过程中动能增加重力势能减小，D错13. 下列属于光的直线传播形所成的现象是A我们能看到本身并不发光的物体B日食和月食C通过湖面看到岸上树的倒下列属于光的直线传播形所成的现象是A我们能看到本身并不发光的物体B日食和月食C通过湖面看到岸上树的倒影D沙漠中出现海市蜃楼B我们能看到本身并不发光的物体(漫反射)日食和月食(光的直线传播)通过湖面看到岸上树的倒影(反射)沙漠中出现海市蜃楼(折射)，故选B14. 如果不存在碰撞机制，在外电场下，金属中电子的分布函数如何变化?如果不存在碰撞机制，在外电场下，金属中电子的分布函数如何变化?如果不存在碰撞机制，当有外电场后，电子波矢的时间变化率 上式说明，不论电子的波矢取何值，所有价电子在波矢空间的漂移速度都相同如果没有外电场时，电子的分布是一个费密球，当有外电场后，费密球将沿与电场相反的方向匀速刚性漂移，电子分布函数在波矢空间永远达不到一个稳定分布 15. 下面有关蠕变现象的描述，正确的有( )。 A除去外力后，线形聚合物的形变可完全回复 B除去外力后，交联聚合下面有关蠕变现象的描述，正确的有()。A除去外力后，线形聚合物的形变可完全回复B除去外力后，交联聚合物的形变可完全回复C通常在Tg附近，蠕变现象最为明显D外力很小时，蠕变现象最为严重BC16. 下列关于声音的说法正确的是（）A人能听到的声音频率范围和人能发出的声音频率范围是一样的B用超声波能清下列关于声音的说法正确的是（）A人能听到的声音频率范围和人能发出的声音频率范围是一样的B用超声波能清洗精密仪器，说明声波可以在固体介质中传播C次声波能对人体的生命造成危害D声音可以在真空中传播A、人能够听到的声音频率范围是20到20000Hz；人发声的频率范围是85到1100Hz；两者是不同的；B、用超声波清洗精密仪器说明声波可以传递能量；C、有些次声波对人体的健康有害；D、真空不能传声故选C17. 下列有关声现象的说法正确的是（）A物体只要振动，人们就能听到声音B声音在真空中的传播速度为340m/sC发下列有关声现象的说法正确的是（）A物体只要振动，人们就能听到声音B声音在真空中的传播速度为340m/sC发声体的振幅越大，音调越高D某些路段“禁鸣喇叭”，这是在声源处减弱噪声A、物体只要振动就能产生声音，如果没有传播声音的介质，人就不会听到，该选项说法不正确；B、声音在15的空气中传播的速度是340m/s，在真空中不能传播，该选项说法不正确；C、发声体的振幅越大，响度越大，该选项说法不正确；D、某些路段“禁鸣喇叭”，是在声源处减弱噪声，该选项说法正确故选D18. Cu的基谱项为2S1/2，与其基谱项不同的原子是( )。AAgBAuCZnDKCu的基谱项为2S1/2，与其基谱项不同的原子是( )。AAgBAuCZnDK正确答案：C19. CO2的临界温度为31，临界压强为73105Pa，求1 mol CO2的临界体积CO2的临界温度为31，临界压强为73105Pa，求1 mol CO2的临界体积正确答案：20. 下列三种聚合物，密度最大的是( )。 A高压聚乙烯 B低压聚乙烯 C聚丙烯下列三种聚合物，密度最大的是()。A高压聚乙烯B低压聚乙烯C聚丙烯B21. 如果溶质分子有缔合作用，基于稀溶液依数性测定溶质相对分子质量的方法所测得的表观相对分子质量小于其真实如果溶质分子有缔合作用，基于稀溶液依数性测定溶质相对分子质量的方法所测得的表观相对分子质量小于其真实相对分子质量。()错误22. 除去外力后，线形聚合物的蠕变能完全回复。 ( )除去外力后，线形聚合物的蠕变能完全回复。()错误23. 高聚物在交变的应力作用下，形变落后于应力的现象称为：( ) (A)蠕变 (B)应力松弛 (C)内耗 (D)滞后高聚物在交变的应力作用下，形变落后于应力的现象称为：()(A)蠕变(B)应力松弛(C)内耗(D)滞后D24. 在光电效应的实验中，如果：(1)入射光强度增加1倍；(2)入射光频率增加1倍，按光子理论，这两种情况的在光电效应的实验中，如果：(1)入射光强度增加1倍；(2)入射光频率增加1倍，按光子理论，这两种情况的结果有何不同?正确答案：(1)入射光强度增加1倍即入射光子数增加1倍逸出的光电子数也增加1倍光电流增加1倍。rn (2)入射光强频率1倍则光电流的最大初动能增加。(1)入射光强度增加1倍,即入射光子数增加1倍,逸出的光电子数也增加1倍,光电流增加1倍。(2)入射光强频率1倍,则光电流的最大初动能增加。25. 掷铁饼运动员手持铁饼转动1.25圈后松手，此刻铁饼的速度值达到v=25m/s。设转动时铁饼沿半径为R=1.0m的圆周运掷铁饼运动员手持铁饼转动1.25圈后松手，此刻铁饼的速度值达到v=25m/s。设转动时铁饼沿半径为R=1.0m的圆周运动并且均匀加速。求：铁饼离手时的角速度为 =v/R=25/1.0=25rad/s$铁饼的角加速度为 $铁饼在手中加速的时间为 26. 处在高弹态的聚合物，其运动单元有( )。 A链节 B侧基 C链段 D整个分子处在高弹态的聚合物，其运动单元有()。A链节B侧基C链段D整个分子ABC27. 一质量为10.0克的小球，从h1=25.6厘米高度处由静止下落到一个水平桌面上，反跳的最大高度为h2=19.6厘米。问小一质量为10.0克的小球，从h1=25.6厘米高度处由静止下落到一个水平桌面上，反跳的最大高度为h2=19.6厘米。问小球与桌面碰撞时给桌面的冲量是多少?4.210-2牛顿秒28. 若一束平行白光正入射到该干涉仪上，求输出纵模的频率间隔和透射最强的谱线数目，以及每条谱线的线若一束平行白光正入射到该干涉仪上，求输出纵模的频率间隔和透射最强的谱线数目，以及每条谱线的线宽。正确答案：29. P+N结杂质分布Na=常数，Nd=Nd0e-x/L，导出C-V特性表达式P+N结杂质分布Na=常数，Nd=Nd0e-x/L，导出C-V特性表达式设x=xn为N侧空间电荷区边界 泊松方程为 积分一次得 令x=xn，(x值较大时，忽略内建电场的贡献)，则 再积分得 +Ax+B (A、B为积分常数) +Axn+B +B 令0=(xn)-(0)且取(xn)=0，则 因为xnL，则 代入上式，得 (这里利用了Wxn) 于是 当有偏压时 总电荷为 则电容为 30. 证明在正向有源模式下，晶体管发射极电流电压特性可表示为 式中，IE0为集电极开路时发射结反向饱和电流证明在正向有源模式下，晶体管发射极电流电压特性可表示为式中，IE0为集电极开路时发射结反向饱和电流由E-M方程 IE=-IF0(eVE/VT-1)+RIR0(eVC/VT-1)(1) IC=FIF0(eVE/VT-1)-IR0(eVC/VT-1)(2) 令式(2)中IC=0，eVE/VT1，则 IR0(eVC/VT-1)=-FIF0 代入式(1)且令eVE/VT1及IE=IE0，得 (3) 把式(3)代入式(1)，在正向有源模式下且计及发射结空间电荷区复合电流，则 即(略去负号) 31. 拟用冕玻璃K9(nD=1.5163，nF=1.5220，nC=1.5139)和重火石玻璃F4(nD=1.6199，nF=1.6321，nC=1.6150)来做消色差黏拟用冕玻璃K9(nD=1.5163，nF=1.5220，nC=1.5139)和重火石玻璃F4(nD=1.6199，nF=1.6321，nC=1.6150)来做消色差黏合透镜，焦距100mm若已确定其负透镜的非黏合面为平面，试求其余各面的曲率半径联立下列二方程： PD=(n1D-1)k1+(n2D-1)k2 PF-PC=(n1F-n1C)k1+(n2F-n2C)k2=0 以n1D=1.5163，n2D=1.6199，n1F=1.5220，n1C=1.5139，n2F=1.6321，n2C=1.6150代入，解得 k1=44.90， k2=-21.27， 即 令r4，r2=r3，算出 r1=42.3mm，r2=-47.0mm， 式中r1为正透镜非黏合面曲率半径，r2为黏合面曲率半径 32. 设有一列简谐横波： 其中x，y的单位是cm，t的单位是s。试求： (1)振幅A，角频率，波速u和波长； (2)振动初相设有一列简谐横波：其中x，y的单位是cm，t的单位是s。试求：(1)振幅A，角频率，波速u和波长；(2)振动初相位是的位置x。(1)A=5.0cm，=4.0/s，u=2.0m/s，=10cm； (2)x=(-3.0+10k)cm，k=0，1，2， 33. 试用气体动理论说明，一定体积的氢和氧的混合气体的总压强等于氢气和氧气单独存在于该体积内时所产生的压强试用气体动理论说明，一定体积的氢和氧的混合气体的总压强等于氢气和氧气单独存在于该体积内时所产生的压强之和。从理想气体状态方程出发来分析，两种气体混合达到平衡时，它们有相同的体积和相同的温度，但是分子数密度分别为n1和n2，相应地，压强分别为p1和p2。如果这两种气体单独存在时，有 p1=n1kT，p2=n2kT 两式左右两边分别相加，得 p1+p2=(n1+n2)kT 将此式与p总=n总kT比较可知 p总=p1+p2。 34. 光滑桌面上有两个半径同为R、质量同为m的匀质刚性圆盘A，B。设A以平动速度与静止的B相碰，接触时连心线与方向光滑桌面上有两个半径同为R、质量同为m的匀质刚性圆盘A，B。设A以平动速度与静止的B相碰，接触时连心线与方向线成45夹角，如图所示。已知碰撞过程中连心线方向为弹性碰撞，但接触处有切向摩擦，摩擦因数为试求碰后A，B的平动速度A，B和各自转动角速度A，B，答案须按图中所示的x，y，z坐标轴给出各矢量的分量表述。A(O，Ay，O)，B(O，By，O)； A(0，0，-)，B(0，0，-)；35. 在聚对苯二甲酸乙二醇酯熔融纺丝过程中，先将制得的非品态卷绕丝冷拉至原长的2.5倍，最后在190下热定型，问：(在聚对苯二甲酸乙二醇酯熔融纺丝过程中，先将制得的非品态卷绕丝冷拉至原长的2.5倍，最后在190下热定型，问：(1)冷拉的目的是什么?该过程中发生的结构变化可用何种表征手段来检测，写出与该手段有关的表征参数的表达式。(2)纤维不经过热定型，尺寸和性能不能稳定，其原因是什么?取向；$固定取向结构，防止解取向。36. 一相对于实验室以0.50c的速度运动的放射性原子核，衰变时沿其运动方向发射一电子，此电子相对于原子核的速度一相对于实验室以0.50c的速度运动的放射性原子核，衰变时沿其运动方向发射一电子，此电子相对于原子核的速度为0.90c.试求原子核相对于实验室的快度，电子相对于原子核的快度，以及电子相对于实验室的快度.原子核相对于实验室的快度为 电子相对于原子核的快度为 因为快度相当于洛伦兹变换中坐标轴转过的角度，电子相对于实验室的快度就相当于从实验室系转到电子系的转角，而这个转角等于从实验室系转到原子核系的转角与从原子核系转到电子系的转角之和.所以，电子相对于实验室的快度就等于电子相对于原子核的快度与原子核相对于实验室的快度之和 我们也可以先用纵向速度叠加算出电子相对于实验室的速度ve，再换算成相应的快度Ye： 可以看出，由于具有可加性，快度是比速度更简便的概念. 37. 高分子浓溶液在工业上有哪些应用?高分子浓溶液在工业上有哪些应用?高分子浓溶液在工业上的应用为：溶液纺丝，纺丝所用的溶液一般在15%以上，属于浓溶液范畴。油漆，油漆的浓度可高达60%。凝胶和冻胶，凝胶和冻胶呈半固体状态而不能流动。增塑聚合物，聚合物中混入增塑剂，则是一种更浓的溶液，呈固体状，等等。38. 太阳光射到地球大气顶层的强度为1.38104w/m2。求该处太阳光内的电场强度和磁感应强度的方均根值。(视太阳光太阳光射到地球大气顶层的强度为1.38104w/m2。求该处太阳光内的电场强度和磁感应强度的方均根值。(视太阳光为简谐电磁波。) 太阳光内的电场强度的方均根值为 =7.210-6V/m 太阳光内的磁感应强度的方均根值为 Brms=Erms/c=7.2102/(3108) =2.410-6T知识点窍 简谐电磁波的强度： 逻辑推理 太阳光照射到地球大气层的强度已知，并且将太阳光视为简谐电磁波，即简谐电磁波的强度已知，则根据简谐电磁波的强度公式可以求出电场强度和磁场强度。 39. 有一个电容为40F，与阻值为60的电阻串联后接在电压为220V，频率为50Hz的交流电源上，求：（1）阻抗Z；有一个电容为40F，与阻值为60的电阻串联后接在电压为220V，频率为50Hz的交流电源上，求：（1）阻抗Z；（2）功率因数cos；（3）有功功率；（4）无功功率。正确答案：（1）因电阻与电容串联故二者电流同相位。又因为电阻上电流与电压同相位；电容上电压落后电流/2故该支路总电压为两元件电压平方和的二次方根故阻抗为rnrn （2）由功率因数的定义可得rnrn（3）由有功功率的定义可得rnrn（4）由无功功率的定义可得rn（1）因电阻与电容串联,故二者电流同相位。又因为电阻上电流与电压同相位；电容上电压落后电流/2,故该支路总电压为两元件电压平方和的二次方根,故阻抗为（2）由功率因数的定义可得（3）由有功功率的定义可得（4）由无功功率的定义可得40. 凸透镜和凹透镜是透镜的两种基本类型。在做透镜实验时，我们有时要选用凸透镜或凹透镜，可是面对外形相似、都有凸透镜和凹透镜是透镜的两种基本类型。在做透镜实验时，我们有时要选用凸透镜或凹透镜，可是面对外形相似、都有边框的透镜，如何分辨呢？周捷同学想出了以下两种方法，请你将他的方法补充完整：方法一：把透镜靠近镜_（选填“前”或“后”）的手指，通过透镜观察手指是否放大，若放大则为_透镜，否则为_透镜。方法二：用手摸，_的为凸透镜，_的为凹透镜。后；凸；凹；中间厚边缘薄；中间薄边缘厚41. 有两个表面涂有相同防护漆且大小和形状完全相同的铁块和木块，在不损坏的前提下，请你写出两种区别它们的方法有两个表面涂有相同防护漆且大小和形状完全相同的铁块和木块，在不损坏的前提下，请你写出两种区别它们的方法（1）_；（2）_。（1）用磁铁去吸引（2）把它们放入水中（合理即可）42. 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。 43. 指出下列各句话中的“影”，说明了光在传播过程中所遵从的哪种物理规律 （1）手影： _（2）水中的倒影指出下列各句话中的“影”，说明了光在传播过程中所遵从的哪种物理规律（1）手影：_（2）水中的倒影：_（3）电影院放映电影：_（4）立杆见影：_（1）光的直线传播（2）光的反射（3）光的折射（4）光的直线传播44. 下列数据中，最符合实际情况的是（）A人的正常体温为27B人的正常心率为72次/分C小王能听到400KHz的声音D下列数据中，最符合实际情况的是（）A人的正常体温为27B人的正常心率为72次/分C小王能听到400KHz的声音D人讲话时声音可达120dBA、人体的正常体温是36.5左右，故A错误；B、人的脉搏在每分钟60次多一点，即心率在每分钟60次多一点；72次/分符合实际情况；故B正确；C、人听到的声音的频率范围是20Hz到20000Hz；选项中的400kHz=400000Hz，在人的听觉范围之外，故小王听不到；故C错误；D、人讲话时声音在60dB左右，达不到120dB（电锯工作时声音在110dB）；故D错误；故选B45. 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。46. 一个均匀掺杂的n型硅样品，施主密度ND为2.81016cm-3。设在样品表面存在受主型的表面态，它们相应的能级连续地一个均匀掺杂的n型硅样品，施主密度ND为2.81016cm-3。设在样品表面存在受主型的表面态，它们相应的能级连续地、均匀地分布在价带顶和导带底之间，密度NS为6.01011cm-2eV-1，试求出表面势Vs=?受主型的表面态，未接受电子时，它们是电中性的。这时，半导体表面层中不出现空间电荷，能带是平直的，这是表面态与体内尚未达到平衡的情况，如图(a)所示。在热平衡情况下，在费米能级以下的能级基本上被电子占据。因此，体内电子将进入表面态，使半导体表面带负电，表面内的一层带正电，出现空间电荷区。能带弯曲的情况如图(b)所示。 对于自由表面的情形，在达到热平衡时，表面的负电荷面密度应等于空间电荷区的正电荷面密度，即 Qs=Qsc 由图(b)可见 Qs=qNSEg-(Ec-EF)-|qVs| 为了计算上的方便，上式方括号中的各量都是以电子伏为单位。以电子伏(eV)为单位表示q|Vs|与以伏为单位表示|Vs|的数值相同，因此式中可用|Va|代替q|Vs|。 设杂质全部电离 则 故 =0.18(eV) 于是 Qs=qNS(1.12-0.18-|Vs|) (1) 空间电荷区宽度 故 Qsc=NDqxd =(2NDq0rs|Vs|)1/2 (2) 由式(1)和式(2)得到 qNS(0.94-|Vs|)-(2NDq0rs|VS|)1/2 代入0=8.8510-14F/cm，rs=12和NS，ND的值，得出关于|Vs|的二次方程 |Vs|2-2.91|Vs|+0.942=0 该方程的解是 |Vs|1=2.57V |Vs|2=0.35V 符合题意的解是|Vs|2，故 Vs=-0.35V 47. 用MO理论判断OF、OF-、OF+的磁矩大小次序，正确的是( )。AOFOF-OF+BOFOF+OF-COF-OFOF+D用MO理论判断OF、OF-、OF+的磁矩大小次序，正确的是( )。AOFOF-OF+BOFOF+OF-COF-OFOF+DOF+OFOF-正确答案：D48. 在探究平面镜成像的实验中，下列说法错误的是（）A用平板玻璃代替平面镜是为了能看到镜后的物体，便于确定像在探究平面镜成像的实验中，下列说法错误的是（）A用平板玻璃代替平面镜是为了能看到镜后的物体，便于确定像的位置B选择与物等大的另一物体的目的是为了比较像和物的大小C将白纸放在像的位置，透过玻璃看到白纸上有像，由此得出白纸能接收平面镜所成的像D平板玻璃放置时应与桌面垂直A、用平板玻璃代替平面镜是为了能看到镜后的物体，便于确定像的位置，说法正确，不符合题意；B、选择与物等大的另一物体的目的是为了比较像和物的大小，说法正确，不符合题意；C、面镜成的像是虚像，在光屏上不能成像，说法错误，符合题意；D、平板玻璃放置时应与桌面垂直，这样能够准确确定像的位置，说法正确，不符合题意；故选C49. 一切磁现象都起源于运动的电荷。 ( )一切磁现象都起源于运动的电荷。()正确50. 何谓电子的共有化?何谓电子的共有化?正确答案：当原子相互接近形成晶体时不同原子内部各电子壳层之间就有了一定程度的交叠相邻原子最外壳层交叠最多内壳层交叠较少组成晶体后由于电子壳层的交叠电子不再局限于某一个原子上可以由一个原子转移到相邻原子上去因而电子可以在整个晶体中运动。这种现象称为电子共有化。当原子相互接近形成晶体时,不同原子内部各电子壳层之间就有了一定程度的交叠,相邻原子最外壳层交叠最多,内壳层交叠较少,组成晶体后,由于电子壳层的交叠,电子不再局限于某一个原子上,可以由一个原子转移到相邻原子上去,因而电子可以在整个晶体中运动。这种现象称为电子共有化。51. 给你一支铅笔、一块海绵、一个平底透明的玻璃杯、一块平面镜、足够的水。请任选其中的器材，分别设计一个力和光的给你一支铅笔、一块海绵、一个平底透明的玻璃杯、一块平面镜、足够的水。请任选其中的器材，分别设计一个力和光的物理小实验（与示例不同），简要写出实验过程及能说明的物理知识。示例：用力压海绵，发现海绵凹陷下去了，说明力可以改变物体的形状。力的实验：（1）用手推桌面上的铅笔，铅笔由静止变为运动，说明力能改变物体的运动状态。（2）杯中装满水，将平面镜盖在杯口，慢慢将杯倒置，平面镜不会掉下来，说明大气压的存在。（3）将杯放在海绵上，慢慢往杯中加水，看到海绵形变量加大，说明压强大小与压力大小有关。光的实验：（1）将铅笔斜插入装有水的玻璃杯中，看到铅笔在水面处“弯折”了，说明发生了光的折射现象。（2）透过装水的玻璃杯，看到铅笔变粗了，说明“水杯”相当于凸透镜，有放大作用。（3）铅笔放在平面镜前，从平面镜中可看到铅笔的像，说明平面镜可以成像。（答案科学、合理即可）52. 已知顺式聚异戊二烯每个单体单元的长度是0.46nm，而且h2=16.2n(其中，n为单体单元数目)。问这个大分子统计上的已知顺式聚异戊二烯每个单体单元的长度是0.46nm，而且h2=16.2n(其中，n为单体单元数目)。问这个大分子统计上的等效自由结合链的链段数和链段长度。因为，Lmax=nele，联立此两方程，并解二元一次方程得 因为Lmax=0.46n，所以 53. N3-I3O3分子中有极性，但无旋光性的是( )。A，B，C，DN3-I3O3分子中有极性，但无旋光性的是( )。A，B，C，D正确答案：D54. 光在_才能沿直线传播光在不同的物质中的传播速度不相同，光在_传播速度最大，其大小为_千米/光在_才能沿直线传播光在不同的物质中的传播速度不相同，光在_传播速度最大，其大小为_千米/秒光只有在同一均匀介质中才会沿直线传播如果介质不均匀或从一种介质到另一种介质，光的传播方向就会发生偏折光在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度，是3105km/s故答案为 同一均匀介质中，真空，310555. 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56. 求出绝对零度时费密能、电子浓度n、能态密度N( )及电子比热与费密半径的关系求出绝对零度时费密能、电子浓度n、能态密度N()及电子比热与费密半径的关系绝对零度时电子的费密半径 电子浓度n与费密半径的关系是 可得到绝对零度时电子的费密能与费密半径的关系为 自由电子的能态密度是 由此可得 平均一个电子对热容量的贡献为 因为 所以一个电子的热容与费密半径的关系为 57. 已知金属钨的逸出功是7210-19J，分别用频率为71014Hz的紫光和频率为51015Hz的紫外光照射金属已知金属钨的逸出功是7210-19J，分别用频率为71014Hz的紫光和频率为51015Hz的紫外光照射金属钨的表面，试求能否产生光电效应?正确答案：爱因斯坦光电效应方程是光电效应最基本的方程，其事实上就是在光子假设的基础上的能量守恒定律。58. 密度为的不可压缩液体置于一开口的圆柱形容器内，若此容器绕对称轴作高速旋转，求液体内压强分布和液体表面密度为的不可压缩液体置于一开口的圆柱形容器内，若此容器绕对称轴作高速旋转，求液体内压强分布和液体表面的形状。从流体静力学角度求解。 以容器为参考系，以液面中心为原点，如图9.8所示。此时流体内任一流体质点都受到重力与惯性力的作用，相应的体力密度为-g和，其中为沿水平方向的单位向量。由流体静力学方程 得到 所以有 =2rdr-gdz 积分后得 当r=0时，z=0，p=p0(p0是液体表面的压强，即大气压强)，代入上式，最后求得液体内压强分布为 由于液体表面上任一点的压强为大气压强p=p0，最后得到液体表面的曲线方程为 由此式知道液体表面为一旋转抛物线。 59. 确定分子点群，B5H9群属C4v，以B1为顶点的四方锥体有三中心和五中心键。确定分子点群，B5H9群属C4v，以B1为顶点的四方锥体有三中心和五中心键。正确答案：60. 下列三种表述： (1)在真空中，光的速度和光的频率与光源的运动无关 (2)在一切惯性参考系中，物理定律都具有下列三种表述：(1)在真空中，光的速度和光的频率与光源的运动无关(2)在一切惯性参考系中，物理定律都具有相同的表达形式，是等价的(3)在一切惯性参考系中，测得真空中的光速都等于c，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同在上述表述中正确的是()(A)只有(1)、(2)是正确的(B)只有(1)、(3)是正确的(C)只有(2)、(3)是正确的(D)上述三种表述都是正确的D