2017年6月西南大学[1030]〈大学物理基础〉答案.docx

西南大学网络与继续教育学院课程考试试题

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类别：网教专业：电力系统自动化技术2017 年6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8分，选择其中5个题目作答，共40分）

1、什么是平衡态？

答：在无外界影响的条件下，气体的状态不随时间而变化的状态叫做平衡状态。只有当工质的状态是平衡状态时，才能用确定的状态参数值去描述。只有当工质内部及工质与外界间，达到热的平衡（无温差存在）及力的平衡（无压差存在）时，才能出现平衡状态

2、温度的微观本质是什么？

答：温度是表示物体的冷热程度的物理量,从分子动理论的观点看,温度标志着物体内部大量分子无规则运动的剧烈程度,分子热运动越剧烈,其温度就越高,反之,温度越低.所以说温度是大量分子的平均动能的标志.

3、能量均分定理的内容是什么？

答：能量均分定理是一种联系系统温度及其平均能量的基本公式。能量均分定理又被称作能量均分定律、能量均分原理、能量均分，或仅称均分。能量均分的初始概念是热平衡时能量被等量分到各种形式的运动中；例如，一个分子在平移运动时的平均动能应等于其做旋转运动时的平均动能。

能量均分定理能够作出定量预测。类似于均功定理，对于一个给定温度的系统，利用均分定理，可以计算出系统的总平均动能及势能，从而得出系统的热容。均分定理还能分别给出能量各个组分的平均值，如某特定粒子的动能又或是一个弹簧的势能。例如，它预测出在热平衡时理想气体中的每个粒子平均动能皆为(3/2)kBT，其中kB为玻尔兹曼常数而T为温度。更普遍地，无论多复杂也好，它都能被应用于任何处于热平衡的经典系统中。能量均分定理可用于推导经典理想气体定律，以及固体比热的杜隆-珀蒂定律。它亦能够应用于预测恒星的性质，因为即使考虑相对论效应的影响，该定理依然成立。

4、什么是热力学第二定律？其克劳修斯表述是什么？

答：1：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响

2：克劳修斯在卡诺的基础上统一了能量守恒和转化定律与卡诺原理,指出：一个自动运作的机器,不可能把热从低温物体移到高温物体而不发生任何变化,这就是热力学第二定律

在提出第二定律的同时,克劳修斯还提出了熵的概念S=Q/T,并将热力学第二定律表述为：在孤立系统中,实际发生的过程总是使整个系统的熵增加.但在这之后,克劳修斯错误地把孤立体系中的熵增定律扩展到了整个宇宙中,认为在整个宇宙中热量不断地从高温转向低温,直至一个时刻不再有温差,宇宙总熵值达到极大.这时将不再会有任何力量能够使热量发生转移,此即“热寂论

5、什么是准静态过程？

答：准静态过程是指系统从一个平衡状态向另一个平衡状态变化时经历的全部状态的总合。过程是系统平衡被破坏的结果。若系统从一个平衡状态连续经过无数个中间的平衡状态过渡到另一个平衡状态，即过程中系统偏离平衡状态无限小并且随时恢复平衡状态，过程均匀缓慢且无任何突变，这样的过程称为准平衡过程或准静态过程

6、什么是简谐振动？描述简谐振动的三个特征量是什么？

答：一个作往复运动的物体，如果其偏离平衡位置的位移X（或角位移θ）随时间t按余弦（或正弦）规律变化，即x=Acos(wt+Φ0)

这种振动称为简谐振动。

描述简谐运动的三个重要参量：

1.振幅

2.周期，频率

3.相位和初相位

7、什么是光程？

答：在相同时间内，光线在真空中传播的距离，也就是将光在介质中的传播的路程转变为光在真空中传播的路程

8、光的相干条件是什么？

答：稳定干涉条件：

1.频率相同

2.振动方向不相互正交

3.相位差恒定

暂态干涉条件：

1.θ=π/2,即E10、E12不相互正交

2.在时间间隔τ中＜cosδ＞≠0

9、什么是光的衍射？

答：光绕过障碍物偏离直线传播路径而进入阴影区里的现象，叫光的衍射。光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性10、提高光学仪器分辨本领的方法是什么？

答：提高显微镜的分辨率可以增大数值孔径和减小工作波长

二、计算题：（每题15分，选择其中4个题目作答，共60分）

1、一摩尔的单原子理想气体从300k加热至500K，（1）体积保持不变，（2）压力保持不变，求气体在这两过程中各吸收多少热量？各增加了多少内能？各对外做了多少功？（8.31/.

R J mol K

）

2、将500J的热量传给在标准状态（1.01325×105Pa，0℃）下2mol的氢。

（1）若体积不变，问这热量变为什么？氢的温度变为多少？

答：根据热力学第一定律，Q=ΔE+A．

(1)等体过程中A=0，系统吸收的热量全部转化为内能增量，而理想气体的内能是温度的单值函数。

（2）若压强不变，间这热量变为什么？氢的温度又变为多少? 体积变为多少?

(3)等压过程中，系统吸收的热量一部分用于对外作功，一部分用于内能增加。

3、一质点沿x轴作简谐振动，振幅A＝0.05m，周期

方向运动时开始计时。

（1）写出此质点的简谐振动方程；

（2）另一质点和此质点的振动频率相同，但振幅为

5、在折射率n=1.50的玻璃上，镀上nˊ=1.35 的透明介质薄膜，入射光波垂直于戒指膜表

面照射，观察反射光的干涉，发现对λ1=6000 Å 的光波干涉相消，对λ2

6、在玻璃表面镀上一层MgF2薄膜，使波长为λ=550nm的绿光全部通过。求：（1）膜的厚度。明纹的地方，如果入射光的波长为

答：

8、在杨氏实验中，用波长为λ的氦氖激光束垂直照射间距为d的两个小缝，缝至屏幕的垂