大学物理答题卷 4页

西南大学网络与继续教育学院课程考试答题卷学号：姓名：层次：类别：专业：201年月课程名称【编号】：　【】　　卷题号一二三四五总分评卷人得分（横线以下为答题区）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？平衡态(equilibrium state)是指在没有外界影响条件下热力学系统 的各部分宏观性质在长时间里不发生变化的状态。这里所说的没有外界影响，是指系统与外界没有相互作用，既无物质交换，又无能量传递(做功 和传热)，即系统是孤立系。平衡态是所考察的系统状态变量均保持不变的一种状态。实际系统总受到不同程度的扰动(摄动)，只有受到一定程度的扰动后能回复到平衡态的状态才能被观察到。这种状态是稳定的平衡态。狭义的平衡态指稳定的平衡态。2、温度的微观本质是什么？温度的微观意义：温度是表征物体冷热程度的物理量，但这是带有主观性质的描述方法；客观地表示温度，可引入克拉珀龙方程与阿伏伽德罗定律，此处不具体阐述。     由物理公式可得出一下结论：宏观量的温度只与气体分子的平均平动动能有关，它与热力学温度成正比，所以温度成为表征物质分子无规则热运动剧烈程度的物理量，这就是温度的微观解释，对气体、液体、固体均使用。由于温度描述的是大量分子无规则热运动剧烈程度的统计平均效果，故对单个分子来说，温度并无意义。     所以，理论真空状态下没有任何物质，实际真空中物质分子也极少，讨论温度的概念是没有意义的。 3、热力学第二定律的克劳修斯表述是什么？德国物理学家克劳修斯，在研究说明卡诺定理时，根据热传导这个不可逆程，对规律性的内涵提出了一种说法，这后来被称为热力学第二定律的克劳修斯法：热可以自发地由高温物体传到低温体，但不可能由低温物体传到高温物体而引起其他变化。不能简单把克劳修斯说法理解成热不能由低温物传到高温物体，而是在不允许引起其变化和条件下，热不能由低温物体传到高温物体，如若允许引起其他变化的话，热是可以由低温物传到高温物体的。4、热力学第二定律的微观意义是什么？热现象涉及到大量粒子的无规运动。第二定律告诉我们，无规运动并不是完全"无规"的，热现象要满足一定的"规律"。第二定律不是经验的总结，"唯象"的描述。第二定律的物理本质要通过"微观"或统计的描述来理解。（1）功变热：机械能（分子定向运动的动能）转变为热能（分子无规则运动的能量，即内能），微观上是大量分子的有序运动向无序运动转化。（2）热传递：大量分子的无序运动由于热传递而增大。（3）气体绝热自由膨胀：分子运动状态（分子的位置分布）更加无序。总结：一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。注意：热力学第二定律是一条统计规律，只适用于大量分子的集体。5、什么是可逆过程？可逆过程是指热力学系统在状态变化时经历的一种理想过程。热力学系统由某一状态出发，经过某一过程到达另一状态后，如果存在另一过程，它能使系统和外界完全复原，既使系统回到原来状态，同时又完全消除原来过程对外界所产生的一切影响，则原来的过程称为可逆过程。反之，如果无论采用何种办法都不能使系统和外界完全复原，则原来的过程称为不可逆过程。6、描述简谐振动的三个特征量是什么？\n7、简谐波的能量特征是什么？波在传播时，介质中各质元都在各自的平衡位置附近振动，因而具有动能，同时介质要产生形变，因而具有弹性势能。介质的动能与势能之和称为波的能量。以平面简谐波为例，质元的动能和势能都随时间作简谐振动，而且它们具有相同的振幅，角频率，位相。意味着，质元经过平衡位置时,具有最大的振动速度，同时其形变也最大。8、什么是光程？光程是光在媒质中通过的路程和该媒质折射率的乘积。例如，在折射率为n的介质中，光行进一距离d，光程即为乘积nd，由n的物理意义可知，光在该介质中行经距离d所需的时间，与光在真空中行经nd距离所需的时间相等。这是因为，媒质的折射率等于真空中的光速和媒质中的光速之比，所以光程也就是在相同的时间内光在真空中通过的路程。9、什么是光的衍射？光线作为一种电磁波，在传播过程中，遇到障碍物或小孔（窄缝）时，它有离开直线路径绕道障碍物阴影里去的现象。这种现象叫光的衍射。10、什么是马吕斯定律？马吕斯定律指出，光线束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性，并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。二、计算题：（每题15分，选择其中4个题目作答，共60分）1、今有两摩尔的理想气体氮气，温度由17℃升为27℃。若在升温过程（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？（）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？（2）若压强不变，间这热量变为什么？氢的温度又变为多少？（2）3、有一沿X轴正方向传播的平面谐波，设P点的振动方程为m波速u=200m/s，（1）求简谐波的表达式（以P为原点）；（2）求此波的频率与波长。\n（3）Q点与P点相距X=5.0m，问Q点与P点的的相位差是多少?4、一横波沿绳传播，其波函数为。（1）求波的振幅、波长、频率、波速和传播方向。频率：200/2π，波速：200/2=100m/s，波长：π；传播方向：向右（2）求绳子上质点振动时的最大速度并与波速比较。5、在杨氏实验中，在相干光束之一的光路中放入一块薄的玻璃片，结果使中央明纹中心移到原来是第6明纹中心所占的位置上。设光线垂直射入薄片，薄片的折射率n＝1.60，波长λ＝660nm，求薄片的厚度。6、在杨氏双缝干涉实验中，S2缝上覆盖的介质厚度为h，折射率为n，设入射光的波长为l。问：原来的零级条纹移至何处？若移至原来的第k级明条纹处，介质厚度h为多少？7、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。（2）此时反射光呈什么颜色？8、水的折射率为1.33，玻璃的折射率为1.50，当光由水中射向玻璃而反射时，起偏振角为多少？当光由玻璃中射向水而反射时，起偏振角又为多少？这两个起偏振角的数值间是什么关系？\n