2017年秋季西南大学大学物理基础考试试题卷

1 西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷 类别 网教 网教 成教 专业 电力系统自动化技术 2017 年 12 月 课程名称 编号 大学物理基础 1030 A 卷 大作业 满分 100 分 一 简答题 每题 10 分 选择其中 4 个题目作答 共 40 分 1 温度的微观本质是什么 答 温度是分子平均平动动能的量度 2 什么是自由度 刚性单原子 双原子 多原子各有几个自由度 答 自由度是确定物体状态所需的独立坐标数 据热力学中的能量均分定理 每个自由度的能 量相等 当然没考虑量子效应啦 都为 Tk 2 振动包括动能和势能 所以振动能量为 Tk 2 2 单原子分子仅有3 个平动自由度 所以为 3Tk 2 非刚性双原子分子有3 个平 动自由度 2 个转动自由度 1 个振动自由度 所以为 3 2 1 2 Tk 2 非刚性三原子分子有 3 个平动自由度 3 个转动自由度 3 个振动自由度所以为 3 3 3 2 Tk 2 刚性分子不用考 虑振动 一般非刚性分子有3 n 个自由度 3 个平动自由度 3 个转动自由度 n 为原子个数 n 2 所以有 n 6 个振动自由度 不能说每个分子的能量都是iTk 2 这是统计规律 3 能量均分定理的内容是什么 答 在温度为 T 的热平衡状态下 物质分子的每一个自由度具有相同的平均动能 其数值都等于 1 2kT 4 什么是热力学系统 根据系统与外界之间的相互作用以及能量 质量交换的情况 可以把系统分为 哪四种 答 从研究物体的宏观角度看 不涉及所研究物体的具体结构时 宏观物体即可被看成是一个有明确 边界的连续介质系统即热力学系统 简称系统 可分为 1 敞开系统 2 封闭系统 3 孤立系统 4 绝热系统 5 热力学第一定律的内容是什么 答 在孤立系统内部所发生的任何过程 总是沿着无序性增大的方向进行 6 什么是熵增加原理 答 利用绝热过程中的熵是不变还是增加来判断过程是可逆还是不可逆的基本原理 利用克劳修斯等 式与不等式及熵的定义可知 在任一微小变化过程中的恒有熵增加原理 其中不等号适于不可逆过程 等号适于可逆过程 对于绝热系统 则上式可表为 dS 0 这表示绝热系统的熵绝不减少 可逆绝热 过程熵不变 不可逆绝热过程熵增加 这称为熵增加原理 7 一个物体做简谐振动 其能量的特征是什么 答 1 有一个平衡位置 机械能耗尽之后 振子应该静止的唯一位置 2 有一个大小和方向都作周期性变化的回复力的作用 3 频率单一 振幅不变 8 什么是波动 机械波与电磁波的主要区别是什么 答 波动是一种常见的物理现象 我们将某一物理量的扰动或振动在空间逐点传递时形 成的运动形式称为波动 区别 1 都有波的的一切特性 如 都能产生反射 折射 干涉 衍射等现象 2 波速 波长 频率之间具有同样的关系 3 产生机理不同 机械波是由机械振动产生的 电磁波产生机理也不同 有电子的周期 性运动产生 无线电波 有原子的外层电子受激发后产生 红外线 可见光 紫外线 有原子的内层电子受激发后产生 伦琴射线 有原子核受激发后产生 射线 4 介质对传播速度的影响不同 机械波的传播速度由介质决定 与频率无关 即同种介质不同频率的机械波传播速度 相同 如声波在温度 15 时的空气中传播速度为 340m s 温度不同时传播速度不同 但与 频率无关 电磁波在真空中传播速度相同 均为 3 108m s 在同种介质中不同频率的电磁波传播 2 速度不同 频率越大传播速度越小 如 红光和紫光在同种介质中折射率 n 红小于 n 紫 机械波不能在真空中传播 电磁波能在真空中传播 其原因是 机械波传播的是振动 形式 通过振动形式传递能量 其本身不是物质 故不能在真空中传播 而电磁波是电 磁场在空间的传播 本身就是物质 在真空中可以传播 而在介质中传播速度反而受影 响 9 什么是光程 答 光程指光在传播过程中走过的路程 光在同一种均匀介质中沿直线传播 所以一般 也是直线路程 10 什么是布儒斯特定律 答 是指自然光经电介质界面反射后 反射光为线偏振光所应满足的条件 该定律由英国物理学家 D 布儒斯特于 1815 年发现 适用于物理光学和几何光学领域 二 计算题 每题 30 分 选择其中 2 个题目作答 共 60 分 1 一体积为 1 0 10 3 m3 的容器中 含有 4 0 10 5 kg 的氦气和 4 0 10 5 kg 的氢气 它们的温度 为 30 试求容器中混合气体的压强 题二 4 图 5 用波长 500nm 的单色光垂直照射在由两块玻璃板 一端刚好接触成为劈棱 构成的空气劈 尖上 劈尖角 2 10 4rad 如果劈尖内充满折射率为 n 1 40 的液体 求从劈棱数起第五个明条纹 在充入