福建师范大学21秋《热力学与统计物理》复习考核试题库答案参考套卷68

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1、福建师范大学21秋热力学与统计物理复习考核试题库答案参考1. 在一个线圈(自感为L，电阻为R)和电动势为的电源的串联电路中，当开关接通的那个时刻，线圈中还没有电流，自感在一个线圈(自感为L，电阻为R)和电动势为的电源的串联电路中，当开关接通的那个时刻，线圈中还没有电流，自感电动势怎么会最大? I虽等于零，但最大，所以最大 2. 结构因子Fhkl是晶体分析中一个重要参数，它可以计算和确定的下列信息是( )。 (1)衍射强度结构因子Fhkl是晶体分析中一个重要参数，它可以计算和确定的下列信息是( )。 (1)衍射强度 (2)点阵型式 (3)电子分布密度函数(4)晶体中原子的分布A(1)(2)(4)

2、B(1)(3)(4)C(1)(2)(3)(4)D(2)(3)(4)正确答案：C3. 光束以很小的角度入射到一块平行平板，试求相继从平板反射和透射的前两条光束的相对强度，设平板的折射率为1.光束以很小的角度入射到一块平行平板，试求相继从平板反射和透射的前两条光束的相对强度，设平板的折射率为1.5。4. 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5. 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

3、)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。6. 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=3：1C9：6:1

4、D3：1=3正确答案：C7. 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

5、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。 8. 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 9. 用频率1的单色光照射某光电管阴极时，

6、测得光电子的最大动能为Ek1；用频率为2的单色光照射时，测得光电子的最用频率1的单色光照射某光电管阴极时，测得光电子的最大动能为Ek1；用频率为2的单色光照射时，测得光电子的最大动能为Ek2，若Ek1Ek2，1和2哪一个大?根据爱因斯坦光电效应方程：，A相同，Ek2Ek1，所以2110. 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，所以曲率半径较汽车的后视镜要小，为了增大视场

7、，所以尺寸相对大一些。11. 长直螺线管的自感系数为0.4H，通有1.5A电流，其中贮藏的磁场能量为_。长直螺线管的自感系数为0.4H，通有1.5A电流，其中贮藏的磁场能量为_。0.45J12. 真空中一点电荷q以等速度v沿z轴方向运动( )。证明由它产生的电磁场满足麦克斯韦方程组。真空中一点电荷q以等速度v沿z轴方向运动()。证明由它产生的电磁场满足麦克斯韦方程组。根据题意知除电荷所在点外的空间任意点都有 =0 于是，问题就转为证明由运动电荷产生的电磁场满足 选取柱坐标系，设t=0时，电荷位于原点，则t时刻电荷位于(0，0，vt)，那么空间点(，z)处的磁感应强度和电位移矢量为 那么磁场的旋

8、度 电位移矢量的变化率为 所以，式得证。 电场强度的旋度为 磁感应强度的变化率 由，可得；所以，式得证。 电位移矢量的散度为 式得证。 磁感应强度的散度为 式得证。 13. 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。14. 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，

9、为化学势平均粒子数为 . (2) 15. 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，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。 16. 南极的最低气温可达-90，科考队员要测量南极的气温，应选用（）物质水银煤油酒精

10、水凝固点（）-38.8-30-1170A南极的最低气温可达-90，科考队员要测量南极的气温，应选用（）物质水银煤油酒精水凝固点（）-38.8-30-1170A体温计B水银温度计C酒精温度计D煤油温度计由于水银的凝固点是-39，所以体温计和水银温度计不可以测出南极的温度；煤油的凝固点也高于-90，所以不能使用；酒精的凝固点是-117，低于南极的最低温度，所以可以使用；故选C17. 若原子基态的第六层电子只有4个电子，则原子的第五层电子数为( )。A8B18C32D818若原子基态的第六层电子只有4个电子，则原子的第五层电子数为( )。A8B18C32D818正确答案：B18. 结晶高聚物在熔融过

11、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A19. 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

12、动，选项说法正确，符合题意；故选D20. 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：21. 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;(1

13、0) 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。 22. 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。23. 在美国经常会引起水灾的河流是密西西比河。( )在美国经常会引起水灾的河流是密西西比河。( )正确答案： 24. Cu的

14、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：C25. 静止的钾原子光谱中有一对容易辨认的吸收线(K线和H线)，其谱线的波长在395.0nm附近。来自牧夫星座一个星云的静止的钾原子光谱中有一对容易辨认的吸收线(K线和H线)，其谱线的波长在395.0nm附近。来自牧夫星座一个星云的光中，在波长为447.0nm处发现了这两条谱线，试求该星云远离地球的“退行速度”。0.123c26. 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

15、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 27. 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

16、式为 则频率 波长 周期 振幅 A0z=100(V/m) 初相 28. 站在平面镜前的人向平面镜走近的过程中，他的像和人相比A逐渐变大B大小不变C逐渐变小D有时变大，有时变小站在平面镜前的人向平面镜走近的过程中，他的像和人相比A逐渐变大B大小不变C逐渐变小D有时变大，有时变小B平面镜成的像与物体等大，因此人向平面镜走近的过程中他的像和人相比大小不变。故选B。29. 远视眼和近视眼的观众，用伽利略望远镜看戏时，各自对镜筒应怎样调节?远视眼和近视眼的观众，用伽利略望远镜看戏时，各自对镜筒应怎样调节?用伽利略望远镜看戏时，物体为有限远，望远镜不处于正常调节状态，此时它已不再是无焦系统，系统的组合焦距

17、为f=-fefo/，其中物镜的焦距fo0，目镜的焦距fe0，光学间隔=d-(fo+fe)，d为镜筒的长度。由此可见，当0，即d|fo+fe|时，f0；当0，即d|fo+fe|时，f0。故对于远视眼的观众，须配以f0的光学系统才能使像成在视网膜上，故需拉长伽利略望远镜镜筒的长度；反之，对于近视眼的观众，需配以f0的光学系统才能使像成在视网膜上，故需缩短伽利略望远镜镜筒的长度。30. 试证明：开放系涨落的准热力学公式为 . 在T，V恒定时计算，和试证明：开放系涨落的准热力学公式为.在T，V恒定时计算，和考虑系统和源构成一个孤立的复合系统，则涨落状态出现的概率应与其相应的热力学概率成正比，即 . (

18、1) 由于熵为广延量而具有可加性，则复合系统熵的偏离是系统的熵偏离和源的熵偏离之和S(0)=S+Sr开放系的热力学基本方程给出 . (2) 复合系统是孤立系，必有 Er=-E， (3) Vr=-V， (4) Nr=-N (5) 所以 . (6) 式中，T，p分别是源的温度、压强和化学势，平衡时，即为系统的温度、压强和化学势由此可得概率关系为 . (7) 将E看作S，V和N的函数，在其平均值附近展开，并准确到二级，有 . (8) 平衡时，有 ， (9) (10) . (11) 所以 . (12) 代入概率表达式，得 . (13) 以T，V，N为自变量，当T，V不变时，有.代入式(13)，得T，V

19、不变时，粒子数具有偏离N的概率为 (14) 将此式与高斯分布的标准形式比较，得 . (15) 以T，V，为独立变量，当T，V不变时，有 . (16) 代入概率关系得T，V不变时，化学势具有偏离的概率为 . (17) 与高斯分布的标准形式比较，得 . (18) 因为 ， (19) 而 ， (20) ， (21) 所以，由式(19)式(22)，得 . (23) 31. 为了抑制无线电干扰室内电子设备，通常采用厚度为5个趋肤深度的一层铜皮(=0，=0，=58107Sm)为了抑制无线电干扰室内电子设备，通常采用厚度为5个趋肤深度的一层铜皮(=0，=0，=58107Sm)包裹该室。若要求屏蔽的频率是10

20、kHz100MHz，铜皮的厚度应是多少。正确答案：32. 激光的方向性要比手电筒的差。( )激光的方向性要比手电筒的差。( )正确答案： 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. 下列关于声现象的说法，正确的是（）A声音的传播需要介质，真空不能传声B声音振动的频率越高，发出声音的响下列关于声现象的说法，正确的是（）A声音的传播需要介质，真空不能传声B声音振动的频率越高，发出声音的响度越大C声音振动的振幅越大，发出声音的

21、音调越高D用次声波可以除去人体内的结石A、声音的传播需要介质，一切固体、液体、气体都可以作为传播声音的介质，真空不能传声，故A正确；B、声音振动的频率越高，发出声音的音调越高，故B错误；C、声音振动的振幅越大，发出声音的响度越大，故C错误；D、用超声波可以出去胆结石，故D错误；故选A35. 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

22、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36. 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37. 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

23、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 38. 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

24、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，310539. 用方解石分析X射线谱，已知方解石的晶格常量为3.02910-10m，今在4320和4042的掠射方向上观察到两条主最用方解石分析X射线谱，已知方解石的晶格常量为3.02910-10m，今在4320和4042的掠射方向上观察到两条主最大谱线，求这两条谱线的波长由2dsin=k(k=1，2，)得： k=1时 1=2dsin1=0.4165nm，2=2dsin2=0.3950nm k=2时 1=dsin1=0

25、.2082nm， 2=dsin2=0.2605nm 40. 一个用离子注入制造的NPN晶体管，其中性区内浅杂质浓度为Na(x)=N0e-x/LN0=21018cm-3，l=0.3m一个用离子注入制造的NPN晶体管，其中性区内浅杂质浓度为Na(x)=N0e-x/LN0=21018cm-3，l=0.3m LN0=0.310-421018cm-3=61013(cm-3)$使用式，略去发射极空间电荷区复合电流，有 xELpE，Dn=VTn， Ln=(Dnn)1/2=(VTnn)1/2 =2.4610-4 所以得hFE=3906 41. 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

26、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。 42. 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( )。AS1d8BS0d9CS2d8DS0d10正确答案：A43. 平面镜成_立的_像，物体与平面镜平行放置，若物体距平面镜1米，像距物体_米，若物体向平面镜靠平面镜成_立的_像，物体与平面镜平行放置，若物体距平面镜1米，像距

27、物体_米，若物体向平面镜靠近0.2米，则像与物体相距_米物体在平面镜中成正立的虚像；物体距离平面镜1m，根据物像到平面镜距离相等，所以像距离平面镜1m，所以物像相距2m；当物体向平面镜靠近0.2m，物体距离平面镜0.8m，根据物像到平面镜距离相等，所以像距离平面镜0.8m，所以物像相距1.6m故答案为：正；虚；2；1.644. 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

28、列长度 由上式可得氦氖激光的相干长度为. 45. 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46. 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

29、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：347. 1884年瑞士的一所女子中学的教师巴耳末仔细研究氢原子光谱的各可见光谱线的“波数”(即1/)时，发现它们可以用1884年瑞士的一所女子中学的教师巴耳末仔细研究氢原子光谱的各可见光谱线的“波数”(即1/)时，发现它们可以用下式表示：，n=3，4，5，其中R为一常量，叫里德伯常量。试由氢原子的能级公式求里德伯常量的表示式并求其值

30、(现代光谱学给出的数值是R=1.0973731534107m-1)。氢原子的能级公式为： 氢原子的可见光谱是从n3的态跃迁到n=2发的光形成的。根据频率条件有 与巴耳末公式对比，得里德伯常量为 =1.11107m-1知识点窍 氢原子的能级公式。 逻辑推理 根据频率条件对氢原子的能级公式进行变形即可得到巴耳末公式。 48. 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?49. 根据FloryKrigbaum排斥体积理论，试讨论聚合物稀溶液的热力学行为，主要与哪些因素有关?根据Flory-Krigbaum排斥体积理论，试讨论聚合物稀溶液的热力学行为，主要与哪些因素有关?50. 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、频率以及相速单一，其偏振状态并不一定是线偏振。