福建师范大学21秋《热力学与统计物理》平时作业1答案参考56

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1、福建师范大学21秋热力学与统计物理平时作业1答案参考1. 在质谱图中，CH2Cl2的M：(M+2)：(M+4)的值约为( )。A1=2=4B1=3：1C9：6:1D3：1=3在质谱图中，CH2Cl2的M：(M+2)：(M+4)的值约为( )。A1=2=4B1=3：1C9：6:1D3：1=3正确答案：C2. 单晶、树枝状晶、串晶、球晶等都是多晶体。( )单晶、树枝状晶、串晶、球晶等都是多晶体。()错误3. 已知Rh的基谱项为4F9/2，则它的价电子组态为( )。AS1d8BS0d9CS2d8DS0d10已知Rh的基谱项为4F9/2，则它的价电子组态为( )。AS1d8BS0d9CS2d8DS0d

2、10正确答案：A4. 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5. 对于较重的卤素，除了诱导效应外，还存在一种所谓“重原子”效应( )。A诱导效应造成碳核去屏蔽，而对于较重的卤素，除了诱导效应外，还存在一种所谓“重原子”效应( )。A诱导效应造成碳核去屏蔽，而“重原子”效应使抗磁屏蔽增大，对化学位移的影响要看综合作用的结果B诱导效应

3、和“重原子”效应都使碳核去屏蔽，造成化学位移值增大C去屏蔽的诱导效应较弱，而具有抗磁屏蔽作用的“重原子效应很强，对化学位移的影响以重原子效应为主D去屏蔽的诱导效应很强，而具有抗磁屏蔽作用的“重原子”效应较弱，对化学位移的影响以诱导效应为主正确答案：A6. 任何一个实际的弹簧都是有质量的，如果考虑弹簧的质量，弹簧振子的振动周期将变大还是变小?任何一个实际的弹簧都是有质量的，如果考虑弹簧的质量，弹簧振子的振动周期将变大还是变小?从质量的意义上说，质量表示物体的惯性。弹簧本身的质量计入时，系统的质量增大，更不易改变运动状态。对不断地周期性改变运动状态的弹簧振子的简谐运动来说，其进程一定要变慢。这就是

4、说，考虑弹簧的质量时，弹簧振子的振动周期要变大。7. 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 8. 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

5、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9. 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为R1、R2，同两位素分开的距离为 10. 无规共聚的乙烯和丙烯可以结晶，从而形成硬而韧的塑料。( )无规共聚的乙烯和丙烯可以结晶，从而形成硬而韧的塑料。()错误11. 在雅典奥

6、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12. 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

7、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。13. 相对论认为所有的物理规律在不同的惯性参照系中是不一样的。( )相对论认为所有的物理规律在不同的惯性参照系中是不一样的。( )正确答案：

8、 14. 在狭义相对论中通常认为时间是：A、不存在的B、相对的C、绝对的D、不变的在狭义相对论中通常认为时间是：A、不存在的B、相对的C、绝对的D、不变的正确答案： B15. 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

9、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D16. 凝胶是介于固体和液体之间的分散系统，下列关于刚性凝胶的描述，不正确的是( )A是非膨胀性的B凝胶是介于固体和液体之间的分散系统，下列关于刚性凝胶的描述，不正确的是( )A是非膨胀性的B具有多孔性的结构C凡是能润湿的液体，其吸收作用并无选择性D线性大分子所形成的凝胶多属刚性凝胶正确答案：D17. 为什么考虑到电子的自旋轨道耦合时，由n和l决定的能级就会分裂为两个能级?为什么考虑到电子的自旋轨道耦合时，由n和l决定的能级就会分裂为两个能级?这是因为电子在某一全量子数n和轨道量子数l所决定的状态内，

10、还可能有自旋向上(ms=1/2)和自旋向下(ms=1/2)两个状态，其能量应为轨道能量En,l，和自旋轨道耦合能Es之和，即 En，l，s=En，l+Ei=En，lBB 这样，En，l这一个能级(l=0除外)就分裂成了两个能级，自旋向上的能级较高，自旋向下的能级较低。 18. 用内能判据导出热、力学和相变平衡条件用内能判据导出热、力学和相变平衡条件内能判据的数学表达形式为 (1) 对于推导平衡条件而言，只涉及U=0，不必考查2U0 为简化，设系统由两个均匀部分(或子系统)组成，分别代表两个相，相互接触，彼此之间可以发生能量与物质的交换，而且两个系统的体积也可以改变，但保持总的S，V及N不变令U

11、1，U2；S1，S2；V1，V2；N1，N2分别代表两个子系统的内能、熵、体积和摩尔数对整个系统，有 U=U1+U2， (2a) S=S1+S2， V=V1+V2， N=N1+N2 (2b) 于是有 (3) 由约束条件(2b)，得 S2=-S1， V2=-V1， N2=-N1. (4) 利用(4)，则(3)化为 U=(T1-T2)S1-(p1-p2)V1+(1-2)N1. (5) 根据内能判据，内能取极小的必要条件为U=0由于(5)式中的S1，V1和N1均可独立改变，故得平衡条件 (6) 19. 在结晶学中，晶胞是按晶体的什么特性选取的?在结晶学中，晶胞是按晶体的什么特性选取的?在结晶学中，晶

12、胞选取的原则是既要考虑晶体结构的周期性又要考虑晶体的宏观对称性20. 乐音的三个要素是指：音调、音色和响度。许多青少年在“变声期”往往感觉到自己说话的声音“变粗”，这里的“粗”指的乐音的三个要素是指：音调、音色和响度。许多青少年在“变声期”往往感觉到自己说话的声音“变粗”，这里的“粗”指的是乐音的三个要素中声音的_发生变化。音调21. 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

13、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。 22. 物体到凸透镜的距离_2倍焦距时，能成缩小、倒立的实像；物体到凸透镜的距离在_之间时，能成放物体到凸透镜的距离_2倍焦距时，能成缩小、倒立的实像；物体到凸透镜的距离在_之间时，能成放大、倒立的实像大

14、于；一倍焦距和二倍焦距23. 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24. 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

15、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. 25. 变化的电流周围不一定会产生磁场。( )变化的电流周围不一定会产生磁场。( )正确答案：26. 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

16、，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。27. 油炸食品时，油锅中滴入水滴会发生爆裂声，并把热油溅起；沸水中滴入油滴却没有类似的现象，解释产生这两种不同油炸

17、食品时，油锅中滴入水滴会发生爆裂声，并把热油溅起；沸水中滴入油滴却没有类似的现象，解释产生这两种不同现象的原因答：因为热油的温度高于水的沸点100，当水滴在油中，水的密度比油的密度大，沉入油中并迅速沸腾，所以会把热油溅起来，并发生爆裂声而油滴入沸水中时，油的密度比水小，因而漂浮在水面上，不会发生激烈的汽化现象，所以没有类似的现象28. 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

18、任一点的磁场强度正确答案：29. 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： D30. 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

19、-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。 31. 理想单色平面光波是否一定是线偏振的?理想单色平面光波是否一定是线偏振的?理想单色平面光波场中各点的振幅相同，其波面是一平面，而线偏振是指在垂直于传播方向的某一平面内，光矢量只改变大小而不改变方向，它的末端的轨迹是一条直线。光的单色性和光的线偏振态是两个不同的概念，故理想单色平面光波，其光波长、

20、频率以及相速单一，其偏振状态并不一定是线偏振。32. 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。33. 热力学第二定律认为热量不会从低温物体自动传向高温物体，除非对它?A、加热B、制冷C、通电D、做功热力学第二定律认为热量不会

21、从低温物体自动传向高温物体，除非对它?A、加热B、制冷C、通电D、做功正确答案：D34. 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. 35. 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

22、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D36. 下列性质中大分子溶液不具备的是( )A系统具有很大的相界面B扩散慢C不能透过半透膜D具有丁下列性质中大分子溶液不具备的是( )A系统具有很大的相界面B扩散慢C不能透过半透膜D具有丁达尔效应正确答案：A37. 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

23、/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D38. 应力松弛可用哪种模型来描述 ( ) A理想弹簧与理想黏壶串联 B理想弹簧与理想黏壶并联 C四元件模型应力松弛可用哪种模型来描述()A理

24、想弹簧与理想黏壶串联B理想弹簧与理想黏壶并联C四元件模型A39. 为什么拉伸能提高结晶聚合物的结晶度?为什么拉伸能提高结晶聚合物的结晶度?未拉伸时，高分子链呈现无规线团的构象，分子链形成有序结构的能力较差；拉伸使分子链被拉直，分子链相互平行的概率变大，有利于将更多的链段排入晶格中去，从而使高分子的结晶度得到提高。40. 为什么在十字路口的球面反射镜比汽车的后视镜要大得多?为什么在十字路口的球面反射镜比汽车的后视镜要大得多?汽车的后视镜要求的视场相对较小，且距人眼比较近，因此它的比较曲率半径可以大一些，尺寸也比较小。而十字路口的球面反射镜要求有大的视场，能使前面拐弯处的整个景物成像，所以曲率半径

25、较汽车的后视镜要小，为了增大视场，所以尺寸相对大一些。41. 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。此外随着电子轨道半径不断减少其绕核旋转的

26、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。42. 下列酸根中，具有相同的杂化态和相同的几何构型的一组是( )。ANO3

27、- 、CO32BSO42- 、NO3CCO32-下列酸根中，具有相同的杂化态和相同的几何构型的一组是( )。ANO3- 、CO32BSO42- 、NO3CCO32- 、SO42-DSO42- 、SO32-正确答案：ASO42-为sp3杂化，正四面体；SO32-为不等性sp3杂化，三角锥形。43. 描述高分子链构象的物理量是( )。 A等规度 B相对分子质量 C结晶度 D均方末端距描述高分子链构象的物理量是()。A等规度B相对分子质量C结晶度D均方末端距D44. 若r是某点到质心的距离，则该物体转动惯量可表示为I=m*(r)2。( )若r是某点到质心的距离，则该物体转动惯量可表示为I=m*(r)

28、2。( )正确答案：45. 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)。46. 试用作图法画出单个折射球面，由于球差和场曲所引起的畸变，分别讨论孔径光阑不与球心重合及与球心试用作图法画出单个折射球面，由于球差和场曲所引起的畸

29、变，分别讨论孔径光阑不与球心重合及与球心重合两种情况。正确答案：47. 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：48. 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

30、) 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) 49. 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 50. 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。