福建师范大学21秋《热力学与统计物理》期末考核试题及答案参考33

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1、福建师范大学21秋热力学与统计物理期末考核试题及答案参考1. 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 2. 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

2、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。3. 单晶、球晶、串晶和伸直链晶体分别在什么条件下形成?单晶、球晶、串晶和伸直链晶体分别在什么条件下形成?单晶：从稀溶液(小于0.1%)中缓慢结晶才能形成； 球晶：从浓溶液中析出或从熔体冷却结晶； 串晶：剧烈搅拌下高温结晶； 伸直链晶体：在极高的压力下进行熔融结晶或对熔体结晶加压热处理。 4. 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

3、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 5. 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：

4、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。6. 从经典力学来看，卢瑟福的原子核型结构遇到了哪些困难?从经典力学来看氢原子光谱应是线光谱还是连从经典力学来看，卢瑟福的原子核型结构遇到了哪些困难?从经典力学来看氢原子光谱应是线光谱还是连续光谱?正确答案：卢瑟福的原子核型结构和经典电磁理论有深刻的矛盾。该结构认为电子在库仑力作用下绕原子核做匀速圆周运动。而根据经典电磁理论加速运动的粒子会向外辐射电磁波其频率等于电子绕核旋转的频率使电子能量减少电子将逐渐接近原子核最后和核相遇。这样原子就不是一个稳定的系统。显然与一般情况下原子是稳定的这一事实不符。此外随

5、着电子轨道半径不断减少其绕核旋转的频率也逐渐改变因而发射的光谱应是连续光谱这也与原子光谱是有一定规律的线光谱的事实不符。卢瑟福的原子核型结构和经典电磁理论有深刻的矛盾。该结构认为电子在库仑力作用下绕原子核做匀速圆周运动。而根据经典电磁理论,加速运动的粒子会向外辐射电磁波,其频率等于电子绕核旋转的频率,使电子能量减少,电子将逐渐接近原子核,最后和核相遇。这样原子就不是一个稳定的系统。显然与一般情况下原子是稳定的这一事实不符。此外随着电子轨道半径不断减少,其绕核旋转的频率也逐渐改变,因而发射的光谱应是连续光谱,这也与原子光谱是有一定规律的线光谱的事实不符。7. Cu的基谱项为2S1/2，与其基谱项

6、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：C8. 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

7、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D9. 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

8、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。10. 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）11. 我国古书梦溪笔谈中记载：行军宿营，士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭的敌人的马蹄声，其原因是我国古书梦溪笔谈中记载：行军宿营，士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭的敌人的马蹄声，其原因是_能够

9、传声，且比空气传声的速度行军宿营，士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭的敌人的马蹄声，声音是通过土地、竹筒等固体传过来的，其原因是固体能传声，且比空气传声速度快故答案为：固体12. 根据“孪生子效应”当其中一个乘坐高速宇宙飞船飞了40天，那么地面上的另一个是多少岁了(假定开始根据“孪生子效应”当其中一个乘坐高速宇宙飞船飞了40天，那么地面上的另一个是多少岁了(假定开始出去的时候是20岁)?A、20.0B、24.0C、40.0D、60.0正确答案： D13. 外力对质点不作功时，质点是否一定作匀速运动?外力对质点不作功时，质点是否一定作匀速运动?外力对质点不作功时，表示质点动能不变，因此

10、只能得到速度大小不变因此质点不一定作匀速运动例如光滑水平面上，小球由细绳牵引绕某点做匀速圆周运动，外力对质点不做功，但质点速度方向不断变化14. 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 15. 在雅典奥运会上，我省运动员黄珊汕获得蹦床项目铜牌则黄珊汕从蹦床上蹦到最高点的过程中，

11、蹦床的_能转在雅典奥运会上，我省运动员黄珊汕获得蹦床项目铜牌则黄珊汕从蹦床上蹦到最高点的过程中，蹦床的_能转化成她的_能；从最高点下落的过程中（未触及蹦床），_能转化成_能人从蹦床上跟起时，蹦床恢复形变，弹性势能减小，而人的高度升高，人的重力势能增加，故说明嘣床的弹性势能转化为她的重力势能；从最高下落的过程中，人的高度下降，重力势能减小，人的动能增加，故人的重力势能转化为动能；故答案为：弹性势，重力势；重力势，动16. 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

12、谱线的线宽。正确答案：17. 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 18. 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

13、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。 19. 一束单价铜离子以1.0105m/s的速率进入质谱仪的均匀磁场，转过180后各离子打在照相底片上，如磁感应强度为0.一束单价铜离子以1.0105m/s的速率进入质谱仪的均匀磁场，转过180后各离子打在照相底片上，如磁感应强度为0.50T，试计算质量为63u和65u的两同位素分开的距离(1u=1.6610-27kg)。两同位素在质谱仪中作圆周运动的半径分别

14、为R1、R2，同两位素分开的距离为 20. 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。21. 穿过闭合导体回路中的磁通量_时，回路中产生_，这种现象称为电磁感应现象。穿过闭合导体回路中的磁通量_时，回路中产生_，这种现象称为电

15、磁感应现象。发生变化，$电流22. 哪位科学家建立的电磁理论指出光是一种电磁波?A、牛顿B、爱因斯坦C、柯普亮D、麦克斯韦哪位科学家建立的电磁理论指出光是一种电磁波?A、牛顿B、爱因斯坦C、柯普亮D、麦克斯韦正确答案： D23. 一物体受到一个方向朝着原点的吸引力作用，此力F-6x3，其中F的单位是N，x的单位是m。求：一物体受到一个方向朝着原点的吸引力作用，此力F-6x3，其中F的单位是N，x的单位是m。求：物体在a点受力 F(a)-6a3-6N 故应加6 N的力，方向背离原点。$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 24

16、. 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A25. 以下几个实验现象中，能说明声音产生条件的实验现象是 A放在钟罩内的闹钟正在响铃，把钟罩内的空气抽走一以下几个实验现象中，能说明声音产生条件的实验现象是A放在钟罩内的闹

17、钟正在响铃，把钟罩内的空气抽走一些以后，铃声明显减小B使正在发声的音叉接触水面，水面溅起水花C吹笛子时，手指按住不同的孔便会发出不同的声音D把正在发声的收音机密封在塑料袋内，然后放入水里，人们仍能听到收音机发出的声音B26. 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

18、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D27. 25时，在下列条件下可否在铜上镀锌?电镀液：bZn2+=01mol.kg-1，pH=5，(1)可逆时(i0)；(2)i=100A.m-25时，在下列条件下可否在铜上镀锌?电镀液：bZn2+=01mol.kg-1，pH=5，(1)可逆时(i0)；(2)i=100A.m-2，此时氢在铜上的超电势为0584V。正确答案：28. 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

19、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ABC29. 导出半径为的圆孔包含的波带数的表示式。并求出在平行光照明的情况下，当光波波长=500nm，考察点P到圆孔距离导出半径为的圆孔包含的波带数的表示式。并求出在平行光照明的情况下，当光波波长=500nm，考察点P到圆孔距离r0=1m时，半径为5mm的圆孔包含的波带数。如下图所示，第j个波带的半径为j可以表示为 一般情况下，hr0，因而可略去h2，得到 将上题中h和的表达式代入上式，即 由此得到 因此半径为的圆孔包含的波带数为 在平行光照的情形R=，上式化为 当=5mm，r0=1m和=500nm时，波带数为 30. 一磁导率为的磁

20、介质球，半径为a，放在真空均匀外磁场中。应用磁标位计算球内、外的磁场强度。证明：球内场是均匀一磁导率为的磁介质球，半径为a，放在真空均匀外磁场中。应用磁标位计算球内、外的磁场强度。证明：球内场是均匀场，球的磁化强度为球内为(1)因为空间中不存在自由电流，所以可先求出磁标位，再求解磁场强度。以球心为原点，建立球坐标系，考虑到Um与无关，得到拉普拉斯方程的解 在球内，当r0时，Um为有限值，故 在球外，当r时，UmH0rcos，故 根据边值关系，当r=a时，Um1=Um2，故 又当r=a时，故 对比上两式左右两边Pn(cos)项的系数，得 解得 于是磁标位为 (ra) 球内外的磁场强度为 磁感应强

21、度为 所以球内磁场是方向与外磁场一致的匀强磁场。 (2)球的磁化强度为 球内磁场强度 31. 试确定氢原子光谱中位于可见光区(380780nm)的那些波长。试确定氢原子光谱中位于可见光区(380780nm)的那些波长。根据氢原子光谱的巴尔末公式 可得 当n3时，1656.46nm 当n4时，2486.24nm 当n5时，3434.14nm 当n6时，4410.27nm 当n7时，5397.10nm 当n8时，6389.00nm 当n9时，7383.62nm 共有七条谱线位于可见光范围内。 32. 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1

22、H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：33. 15cm长的左旋葡萄糖溶液使钠光的偏振面转了25.6求溶液浓度(已知=-51.4/(dmgcm-3)15cm长的左旋葡萄糖溶液使钠光的偏振面转了25.6求溶液浓度(已知=-51.4/(dmgcm-3)溶液浓度为 34. 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35. 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

23、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?36. 有一个平绕于圆筒上的螺旋线圈，长10cm，直径1cm，共有线圈1000匝，用32号漆包线绕制，漆包线的电阻是247km(20有一个平绕于圆筒上的螺旋线圈，长10cm，直径1cm，共有线圈1000匝，用32号漆包线绕制，漆包线的电阻是247km(20)若把这线圈接在电动势为2V的蓄电池上，问：将螺旋线圈视作无限长螺线管 线圈自感为 电路时间常数 $对RL电路 开始时电流增长率为 $恒定电流t时$稳定原线圈中所储存的能量为；能量密度为 37. 按长管进行水力计算的管路是( )A. 虹吸管B. 倒虹吸管c.

24、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：C38. 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

25、薄边缘厚39. 表面活性物质聚集于液体的_，使表面张力系数_。表面活性物质聚集于液体的_，使表面张力系数_。表面层$减小40. 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。41. 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

26、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 42. 量子比特的传输速度快于经典比特。( )量子比特的传输速度快于经典比特。( )正确答案：43. 环氧丙烷经开环聚合后，可得到不同立构的聚合物(无规、全同、间同)，试写出它们的立构的不同，并大致预计它们对环氧丙烷经开环聚合后，可得到不同立构的聚合物(无规、全同、间同)，试写出它们的立构的不同，并大致预计它们对聚合物性能各带来怎样的影响?聚环氧丙烷的结构式如下，存在一个不对称碳原子(有星号的)，因而有全同、间同和无规立构体。 性能的影响是：全同或间同立构易结晶，熔点高，材料有一定强度。其中全同立构的结晶度、熔点、

27、强度会比间同立构略高一点。无规立构不结晶或结晶度低，强度差。 常见错误分析：“只存在间同立构，不存在全同立构。” 以上写法省略了H，根据上述结构式，似乎只存在间同不存在全同。这是一种误解，实际上碳的四个价键为四面体结构，三个价键不会在一个平面上。在平面上表示的只是一个示意，全同与间同的真正区别在于CH3是全在纸平面之上(或之下)，或间隔地在纸平面之上和之下。 44. 设想沿地球直径凿一隧道，并设地球是密度为=5.5103kg/m3的均匀球体试证：设想沿地球直径凿一隧道，并设地球是密度为=5.5103kg/m3的均匀球体试证：物体在地球内部所受引力，可视作质点(物体)受以r为半径的球体内的质量集

28、 中于球心时质点间的引力，即，则 (r由球心指向质点) F具有弹性回复力的特征，因此质点作简谐振；$ 物体由地球表面落至地心所需时间为. 45. 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

29、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. 一正弦光栅的屏函数为 现将它沿x轴平移x=d/6，d/4，d/2，d，3d/2，写出移动后的屏函数表达式一正弦光栅的屏函数为现将它沿x轴平移x=d/6，d/4，d/2，d，3d/2，写出移动后的屏函数表达式位移x引起相移，两者的定量关系为 此时，屏函数的表达式写成 t(x，y)=t0+t1cos(2fx+) 由式得 47. 由光散射理论的光强公式解释为何球晶的SALS的Hv图是四叶瓣图形的?由光散射理论的光强公式解释为何球晶的SALS的Hv图是四叶瓣图形的? 式中：I为散射光强度；A为比例常数；V0为球体积；为几何偏振修正项；

30、U为形状因子；SiU为U的正弦积分，一般情况取U=4.09；1，2为光轴方向和垂直于光轴方向上的极化率。从而，即散射强度是sin2的函数，于是在=/4，3/4，5/4，7/4时存在散射强度极大值。 48. 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，-)；49. 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BC50. 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