福建师范大学21春《热力学与统计物理》离线作业一辅导答案8

福建师范大学21春热力学与统计物理离线作业一辅导答案1. 张岩同学把蜡烛放在距凸透镜40cm处时，在光屏上得到一个清晰等大的像，该凸透镜的焦距是 cm。如果将蜡烛再靠近张岩同学把蜡烛放在距凸透镜40cm处时，在光屏上得到一个清晰等大的像，该凸透镜的焦距是cm。如果将蜡烛再靠近凸透镜10cm，能成_、_的_像。20；倒立；放大；实2. 黏数(比浓黏度)，对数黏数(比浓对数黏度)和特性黏数都与溶液浓度有关。( )黏数(比浓黏度)，对数黏数(比浓对数黏度)和特性黏数都与溶液浓度有关。()错误特性黏数的定义为，与浓度无关。3. 下列属于RKA实施的重大项目的是( )A.第一个太空人B.第一课人造卫星C.国际空间站D.和平号太空站下列属于RKA实施的重大项目的是( )A.第一个太空人B.第一课人造卫星C.国际空间站D.和平号太空站参考答案：A、B、D4. 聚合物黏流温度的定义虽然明确，但聚合物往往没有一个确定的黏流温度。( )聚合物黏流温度的定义虽然明确，但聚合物往往没有一个确定的黏流温度。()正确：聚合物的黏流温度具有准确的定义，即高弹态与黏流态之间的转变温度。但是由于黏流温度受相对分子质量的影响非常明显，随着相对分子质量的增大，黏流温度显著升高。而聚合物的相对分子质量具有多分散性，所以实际上非晶高聚物没有明晰的黏流温度。5. 下列对生活中物理量的了解和认识，属于正确的是（）A单人课桌高度约为0.4mB人体正常体温为23左右C我国家下列对生活中物理量的了解和认识，属于正确的是（）A单人课桌高度约为0.4mB人体正常体温为23左右C我国家庭电路的电压是380伏D不高于36伏的电压对人体才是安全的A、中学生的身高在1.65m左右，课桌的高度大约是中学生身高的一半，在0.8m左右此选项不符合实际；B、正常情况下人体体温在37左右，变化幅度很小此选项不符合实际；C、我国家用电器的额定电压都是220V，与之配套的家庭电路电压也是220V此选项不符合实际；D、经验证明，只有不高于36V的电压对人体才是安全的此选项符合实际故选D6. 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7. 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/s8. 试计算293K时，在地心力场中使粒子半径分别为(1)r1=10m；(2)r2=100nm；(3)r3=15nm的金溶胶粒子下试计算293K时，在地心力场中使粒子半径分别为(1)r1=10m；(2)r2=100nm；(3)r3=15nm的金溶胶粒子下降001 m，分别所需的时间。已知分散介质的密度为介=1000kgm3，金的密度金=193104kgm3，溶液的黏度近似等于水的黏度，为=0001 Pa.s。正确答案：根据沉降速度公式,代入已知数据：(1),解得t1=25s(2)同理可得t2=251104S(3)同理可得t3=112108s9. 设费米气体的粒子有三个非简并能级0，2，如果气体最多能有两个粒子，试求气体的巨配分函数及平均粒子数设费米气体的粒子有三个非简并能级0，2，如果气体最多能有两个粒子，试求气体的巨配分函数及平均粒子数体系的巨配分函数为 ， (1) 式中，为化学势平均粒子数为 . (2) 10. 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，310511. 在真空中传播的平面电磁波，其电场表示为 Ex=0，Ey=0， 求该电磁波的频率、波长、周期、振幅和初相在真空中传播的平面电磁波，其电场表示为Ex=0，Ey=0，求该电磁波的频率、波长、周期、振幅和初相据式(1.7)，沿z方向振动、x方向传播的平面波的基本表达形式为 则频率 波长 周期 振幅 A0z=100(V/m) 初相 12. 下列数据中最接近实际情况的是（）A人正常步行时的平均速度为10m/sB光在真空中的传播速度为340m/sC物理下列数据中最接近实际情况的是（）A人正常步行时的平均速度为10m/sB光在真空中的传播速度为340m/sC物理课本的长度大约是l00cmD电磁波在真空中的传播速度为3108m/sA、一般情况下成人正常行走的速度约为1.2m/s，即约为5km/h；而中学生步行速度约为1.0m/s，故A错误；B、光在真空中的传播速度为3108m/s，故B错误；C、物理课本的长度大约是26cm，故C错误；D、电磁波在真空中的传播速度为3108m/s，故D正确；故选D13. 热流密度q与热流量的关系为(以下式子A为传热面积，为导热系数，h为对流传热系数)：( )A.q=AB.q=热流密度q与热流量的关系为(以下式子A为传热面积，为导热系数，h为对流传热系数)：( )A.q=AB.q=/AC.q=D.q=h参考答案：B14. 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 15. 就自身来说，你作什么姿势和对什么样的轴，转动惯量最小或最大?就自身来说，你作什么姿势和对什么样的轴，转动惯量最小或最大?根据转动惯量的定义式J=r2dm可知：笔直站立，对人的竖直中心轴，转动惯量最小。直立且双手竖直上伸，对过双手的水平轴，转动惯量最大，如双手抓单杠的大回环。16. 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17. 一个身高1.6m的同学站在离平面镜1.5m处，镜高1.5m，他在平面镜中的像离他有 _m，像高 _m，若将平面镜一个身高1.6m的同学站在离平面镜1.5m处，镜高1.5m，他在平面镜中的像离他有 _m，像高 _m，若将平面镜移到原来像的位置，镜中像移动了 _m因平面镜成像时物距与像距相等，此时物距为1.5m，则像距也为1.5m，所以像离人的距离为3m，但由于像与物是相同的，所以像高也为1.6m，故答案为：3，1.6；当将平面镜移动到原来像的位置时，此时物距为3m，而像距也为3m，所以像移动了3m，故答案为：318. 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。19. 下列说法中，正确的是（）A月亮是一个巨大的光源B光在真空中的速度是340m/sC影子的形成是由于光的直线传下列说法中，正确的是（）A月亮是一个巨大的光源B光在真空中的速度是340m/sC影子的形成是由于光的直线传播D漫反射不遵守光的反射规律A、月亮本身不能发光，它反射的是太阳光，因此不是光源，故该选项说法错误；B、光在真空中的传播速度是3108m/s，故该选项说法错误；C、影子、日食、月食都是由光的直线传播形成的，故该选项说法正确；D、漫反射也遵守光的反射定律，故该选项说法错误故选C20. 在霍尔效应实验中，金属导体薄片宽5.0cm、长10.0cm、厚2.0cm。电流5.0A并沿长度方向流动。当用1T的磁在霍尔效应实验中，金属导体薄片宽5.0cm、长10.0cm、厚2.0cm。电流5.0A并沿长度方向流动。当用1T的磁场垂直地穿过该导体薄片时，可产生1.010-5V的横向电压。求：（1）载流子的飘移速度；（2）载流子的密度。正确答案：（1）设导体宽度为b霍尔电场和霍尔电压的关系为rn （1）rn若设载流子的飘移速度为v当电场力与洛仑兹力平衡时有rnevB=eEH （2）rn由式（1）和式（2）可得载流子的飘移速度为rnrn（2）设导体厚度为d由题意得金属导体中的载流子是电子因此载流子的密度为rn（1）设导体宽度为b,霍尔电场和霍尔电压的关系为（1）若设载流子的飘移速度为v,当电场力与洛仑兹力平衡时,有evB=eEH（2）由式（1）和式（2）可得载流子的飘移速度为（2）设导体厚度为d,由题意得金属导体中的载流子是电子,因此载流子的密度为21. 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：C22. 手头只有一盏白炽灯，如何简便地估计一个凹面反射镜的曲率半径和焦距?手头只有一盏白炽灯，如何简便地估计一个凹面反射镜的曲率半径和焦距?令发光的白炽灯对着凹面镜反射成像，使灯离凹面镜尽量远一些，此时的像距(像到凹面镜顶点的距离)就近似为焦距焦距的二倍就是凹面镜的曲率半径23. 一摆在空中振动，某时刻，振幅为A0=0.03m，经t1=10s后，振幅变为A1=0.01m问：由振幅为A0时起，经多长时间，其振幅一摆在空中振动，某时刻，振幅为A0=0.03m，经t1=10s后，振幅变为A1=0.01m问：由振幅为A0时起，经多长时间，其振幅减为A2=0.003m?阻尼振动有： A=A0e-t A1=A0e-t1 得： A2=A0e-2 得t221s 24. 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， 25. 按长管进行水力计算的管路是( )A. 虹吸管B. 倒虹吸管c. 给水管路D. 水泵吸水管按长管进行水力计算的管路是( )A. 虹吸管B. 倒虹吸管c. 给水管路D. 水泵吸水管参考答案：C26. 关于声现象，下列说法正确的是（）A声音的传播速度是340m/sB声音可以在真空中传播C声音只能在空气在传播D关于声现象，下列说法正确的是（）A声音的传播速度是340m/sB声音可以在真空中传播C声音只能在空气在传播D一切正在发声的物体都在振动A、声音在不同介质中的传播速度不同，在空气中的传播速度最慢，且v=340m/s，选项说法片面，不符合题意；B、声音不能在真空中进行传播，选项说法错误；C、声音可以在气体中传播，也可以在固体和液体中传播，选项说法错误；D、只要发声的物体一定在振动，选项说法正确，符合题意；故选D27. 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C28. 已知熔石英的色散公式为 n=A+BL+CL2+D2+E4 其中，L=1(2 - 0028)，A=1449 02，B=0004 6已知熔石英的色散公式为 n=A+BL+CL2+D2+E4 其中，L=1(2 - 0028)，A=1449 02，B=0004 604，C= -0000 381，D= -0002 526 8，E= -0000 077 22，波长的单位是微米。试计算1=05893m和2=1m两种波长的折射率。正确答案：29. 双酚A型聚碳酸酯的玻璃化温度比聚对苯二甲酸己二醇酯的玻璃化温度_。双酚A型聚碳酸酯的玻璃化温度比聚对苯二甲酸己二醇酯的玻璃化温度_。高30. 入射光线与镜面成30入射角，反射角为_；反射光线与入射光线夹角为60时，入射角为_入射光线与镜面成30入射角，反射角为_；反射光线与入射光线夹角为60时，入射角为_入射光线与平面镜的夹角为30，所以入射角为90-30=60，由光的反射定律可知，反射角等于入射角，所以反射角也是60；根据反射角和入射角的概念可知，反射光线与入射光线夹角为入射角和反射角之和，故入射角为1260=30故答案为：60；3031. 试求： (1)镭的衰变常数； (2)质量为1g的镭的活度； (3)质量为1g的镭放置1.610.3a时的活度试求： (1)镭的衰变常数； (2)质量为1g的镭的活度； (3)质量为1g的镭放置1.610.3a时的活度(1)查表知，镭的半衰期为1.6103a，可得衰变常数为 (2)由放射性活度公式A0=N0，可得 (3)由放射性活度公式，可得 答(1)镭的衰变常数为4.310-4a-1，(2)质量为1g的镭的活度为3.81010Bq，(3)质量为1g的镭放置1.6103a时的活度为1.91010Bq. 32. 已知单透镜的光焦度=1，折射率n=1.5，试求分别为10、3、1时的曲率半径r1和r2。已知单透镜的光焦度=1，折射率n=1.5，试求分别为10、3、1时的曲率半径r1和r2。由题意可得 将已知值代入上式可分别求得三个Q值，然后将它们代入下式： 2=1+Q 可分别求得1、2。现将计算结果列于下表。 r1、r2计算表 barW Q=fracbarW-lk r_1=fracfrho _1=frac1fracnn-1+Q r_2=fracfrho _2=frac11+Q 10 4.80000 0.12821 0.17241 3 0.60000 0.27877 0.62500 1 -0.60000 0.41666 2.50000 33. 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?34. 一辆铁路平车装有货物，货物与车底板之间的静摩擦系数为0.25，如果火车以30kmh的速度行驶问要使货物不发生一辆铁路平车装有货物，货物与车底板之间的静摩擦系数为0.25，如果火车以30km/h的速度行驶问要使货物不发生滑动，火车从刹车到完全静止所经过的最短路程是多少?35. 下列现象中不是光的直线传播的是（）A水中倒影B月食C手影D小孔成像下列现象中不是光的直线传播的是（）A水中倒影B月食C手影D小孔成像A、水中倒影是空气中物体的光经水面反射后，在水中形成的虚像，即平面镜成像，这是一种典型的镜面反射现象；B、月食是光沿直线传播的典型事例；C、光被手遮挡后，在后边形成一个黑色的区域，叫做影子，即手影，是光的直线传播形成的；D、光在空气中沿直线传播，在小孔后面形成一个清晰的、倒立的实像；故选A36. 在两个透振方向平行的偏振片P1、P2之间放一/2片，其主截面沿P1透振方向右旋转27，/2片后再放一右旋石英片，在两个透振方向平行的偏振片P1、P2之间放一/2片，其主截面沿P1透振方向右旋转27，/2片后再放一右旋石英片，其旋光率为=18/mm，用波长为的单色光入射到P1上。求在P2后消光时石英片的厚度为多少?若要P2后消光，则/2片和旋光片应使光矢量转过90。令/2片使光矢量转过2，旋光片再使光矢量转过ad，即2+d=90，将=27，=18/mm代入，得 37. 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。 38. 四甲基硅烷分子中1H核的共振频率处于高场，比所有有机化合物中的1H核都高。( )四甲基硅烷分子中1H核的共振频率处于高场，比所有有机化合物中的1H核都高。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：39. 有一平板电容器，极板是半径为R的圆形板，现将两极板由中心处用长直引线连接到一远处的交变电源上，有一平板电容器，极板是半径为R的圆形板，现将两极板由中心处用长直引线连接到一远处的交变电源上，使两极板上的电荷量按规律q=q0sint变化略去极板边缘效应，试求两极板间任一点的磁场强度正确答案：40. 光压是怎么产生的?它和电磁波的动量密度、能量密度以及被照射表面性质有何关系?光压是怎么产生的?它和电磁波的动量密度、能量密度以及被照射表面性质有何关系?电磁波有动量，当它入射到物体表面时即对物体产生压力，这就是光压。光压与电磁波的动量密度、能量密度成正比，与物体表面对电磁波的反射能力有关，用同一束电磁波照射，在无反射表面(绝对黑体)形成的光压最小(pr=cp=w)，在完全反射表面形成的光压最大(pr=2cp=2w)。41. 试计算vmol理想气体在表所列准静态过程中的A、Q和E，以分子的自由度数和系统初末态的状态参量表示之并填入试计算vmol理想气体在表所列准静态过程中的A、Q和E，以分子的自由度数和系统初末态的状态参量表示之并填入表9.1。表过程AQE等体等温绝热等压 表 过程 A Q E 等体 0 fraci2vRleft( T_2-T_1 right) fraci2vRleft( T_2-T_1 right) 等温 vRTlnfracV_2V_1 vRTlnfracV_2V_1 0 绝热 fraci2left( p_1V_1 -p_2V_2right) 0 fraci2vRleft( T_2-T_1 right) 等压 p(V2-V1) fraci+22vRleft( T_2-T_1 right) fraci2vRleft( T_2-T_1 right) 42. 已知某种物质的线性衰减系数为200cm-1，现有一束单色X射线通过该物质后强度减弱了90%，则该物质的厚度应为多已知某种物质的线性衰减系数为200cm-1，现有一束单色X射线通过该物质后强度减弱了90%，则该物质的厚度应为多少?设投射到该物质上的射线强度为I0，被物质衰减的强度则为0.9I0，因而出射的射线强度为0.1I0。 根据X射线的衰减规律I=I0e-x，得到 0.1I0=I0e-x，e-x=0.1 因此 答：物质的厚度应为1.1510-2(cm)。 43. 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44. 什么叫平均自由程?有人说：“平均自由程就是各个分子在两次碰撞间走过的路程”，这样的说法是否正确?什么叫平均自由程?有人说：“平均自由程就是各个分子在两次碰撞间走过的路程”，这样的说法是否正确?所有分子在连续两次碰撞间所经历的路程的算术平均值叫平均自由程，它是一个统计平均值。分子两次相邻碰撞之间自由通过的路程，叫自由程，自由程可以大于、小于或等于平均自由程，因此上面的说法不正确。45. 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 46. 物体放在凸透镜前，到凸透镜的距离是16厘米，此时光屏上得到的是放大的像，则所用凸透镜的焦距可能是 A、4厘物体放在凸透镜前，到凸透镜的距离是16厘米，此时光屏上得到的是放大的像，则所用凸透镜的焦距可能是A、4厘米B、8厘米C、10厘米D、18厘米C47. 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：48. 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D49. 以下哪个国家坐落着国际理论物理中心?A、法国B、德国C、意大利D、美国以下哪个国家坐落着国际理论物理中心?A、法国B、德国C、意大利D、美国正确答案： C50. 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。