西南大学2019秋[0132]《统计物理基础》在线作业答案

013220182单项选择题1、关于物态方程的正确说法是1.描述热力学系统平衡态的独立参量和温度关系的方程式2.f(P,V,T)=0是任何系统的一般表达式3.平常说的等压、等温过程方程4.物质系统状态参量所满足的方程2、对均匀物质系统，其热力学平衡状态1.各种物质用一个参量描述2.各种物质处于力学平衡3.各处物理性质不同4.当各种物理性质呈现均匀一致时，系统达到热力学平衡3、孤立系统自发过程进行的方向是1.2.3.T<04.4、热力学平衡态的性质是1. E. 具有热动平衡的性质2.在平衡态下系统宏观物理量的数值没有涨落3.微观上看系统的性质不随时间改变4.是力学意义上的平衡5、下列方程正确的是1.B. TdS=dU+PdV2.dF=TdS+VdP3.TdS=dH+PdV4.dU=TdS+VdP6、下列哪个过程熵增加原理成立1. F. 等压过程2.孤立系统自发过程3.等容过程4.等温等压自发过程7、热力学平衡态是1. A. 存在着热量、物质的定向运动2.最有序的状态3.最无序最混乱的状态4.系统整体存在宏观定向运动8、热力学第一定律的微分形式是1.dU=dW+dQ2.dQ=dW+dU3.U=W+Q4.dW=dU+dQ9、下列哪一个不是热力学第一定律的积分形式1.2.3.dU=dW+dQ4.10、关于热力学平衡态下列说法正确的是1. 热力学平衡态不一定是稳定态2. 热力学平衡态的宏观性质不随时间改变3. 系统处于稳定态一定处于热力学平衡态4.系统的宏观性质不随时间变化即为热力学平衡态11、气体做自由膨胀1.2.3.4.12、关于内能下列说法正确的是1. C. 内能是可加物理量2. 内能是系统内部分子动能之和3. 内能是物体内含的热量4.内能是强度量13、三个系数之间的关系为1.2.3.4.14、下列过程哪一个是准静态多方过程1.2.3.4.P=C15、关于热力学第一定律下列说法正确的是1. 孤立系统的内能是温度的函数2. 在一个循环中系统吸收热量等于外界对系统做的功3. 第一类永动机在一定条件下能制成4.绝热系统中外界对系统做的功等于系统内能的增量16、下列说法正确的是1. 内能是绝热过程外界对系统作的功2. 内能是系统的状态函数3. 绝热系统中外界对系统做的功等于系统内能的增量4.任意准静态过程始末两个状态一定时，外界对系统作功保持不变17、下列哪种说法不是熵的性质1.系统无序程度大小的量度2.可加物理量3.某确定状态熵不一定存在4.状态决定的状态函数18、关于无摩擦的准静态过程下列说法正确的是1.可逆过程2.可是实现的过程3.无限慢的过程4.不可逆过程19、关于热力学过程下列说法正确的是1.实际过程，在PV图上能真实表示2.任意过程都能写出过程方程3.PV图上用虚线所表示的过程是准静态过程4.凡能列出过程方程的都是准静态过程20、非均匀物质系统的热力学平衡态1. D. 各处物理性质是均匀一致的2.各处不能用统一参量描述3.各处物理性质不一定相同4.各处可用统一参量描述21、下列关于热力学第一定律那种说法是不正确的1.热力学第一定律就是能量守恒与转化定律2.存在电磁相互作用时，热力学第一定律不再适用3.热力学第一定律只适用于有热量交换的系统4.热力学第一定律就是自然界普遍遵守的规律判断题22、能斯脱定理说明物体的熵只与温度有关，而与其它参量无关。

2016《统计物理基础》0132作业及答案1、下列系统遵循泡利不相容原理的是______光子系统自由电子系统∨玻耳兹曼系统2、电子是_____________1.玻耳兹曼粒子2.费米子3.玻色子3、费米分布为____________1. w/(exp(a+be)+1)2. w/(exp(a+be)-1)3. w(exp(a+be)+1)4. wexp(-a-be)4、玻色分布为____________1. w/(exp(a+be)+1)2. w/(exp(a+be)-1)3. w(exp(a+be)+1)4. wexp(-a-be)5、玻耳兹曼分布为____________1. w/(exp(a+be)-1)2. wexp(-a-be)3. w/(exp(a+be)+1)4. w(exp(a+be)+1)6、热力学基本方程为dG =________1. TdS —PdV2. TdS+Vd3. -SdT-pdV4. -SdT+Vd7、从热力学基本方程出发,dF =_____1. TdS —PdV2. TdS+Vd3. -SdT-pdV4. -SdT+Vd8、从热力学基本方程出发,dH =_____1. TdS —PdV2. TdS+Vdp3. -SdT-pdV4. -SdT+Vdp9、热力学基本方程为dU =________1. TdS —PdV2. TdS+Vd3. -SdT-pdV4. -SdT+Vd10、玻尔兹蔓常数K=1. 02. 8.31J3. 1.38* 1023J/K4. 1.38* 102311、照能量均分定理，刚性双原子分子理想气体的内能＝_____1. 02. 1/2kT3. 5NkT/24. 2kT12、理想气体的焦耳—汤姆孙系数u=___1. 12. 23. 04. 313、工作于温度为500C与10000C的两热源之间的热机或致冷机热机效率的最大值n=______1. 120%2. 53.5%3. 74.5%4. 24%14、根据热力学判据，对等温等压系统，平衡态系统的 _____为最小1. U2. S3. G4. F15、根据热力学判据，对等温等容系统，平衡态系统的 ________________ 为最小1. U2. G3. F4. H16、1moI单原子理想气体在温度为T、体积为V的状态等温膨胀到体积为2V的状态、则此过程中，熵的改变1. 02. RT3. 2RT4. RTln217、1moI单原子理想气体在温度为T、体积为V的状态等温膨胀到体积为2V的状态、则此过程中，对外作功1. E. 02. F. RT3. lnRT4. RTln218、1moI单原子理想气体在温度为T、体积为V的状态等温膨胀到体积为2V的状态、则此过程中，吸收热量1. A. 02. B. 23. C. 14. D. RTln219、固体原子系统不满足玻尔兹曼分布1. A.√2. B.×20、费米分布适合于光子系统1. A.√2. B.×21、玻尔兹曼分布适合于自由电子气系统1. A.√2. B.×22、熵增加原理适合于开放系统1. A.√2. B.×23、准静态过程中的每一个状态都是非平衡态1. A.√2. B.×24、两个费米子可以处在同一个量子态1. A.√2. B.×25、宏观物理量是相应微观物理量的统计平均值1. A.√2. B.×26、孤立系统处于稳定平衡的充要条件是dS=01. A.√2. B.×27、利用气体节流过程不能使气体降温1. A.√2. B.×28、理想气体等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做功1. A.√2. B.×29、理想气体的内能与体积有关1. A.√2. B.×30、热力学第一定律就是能量守衡定律1. A.√2. B.×31、化学元素相同的物质构成一个相1. A.√2. B.×32、所有工作于两个一定温度之间的热机的效率相等1. A.√2. B.×33、由两个等温过程和两个等压过程组成的循环叫卡诺循环。

=================================================================================================== 1：[论述题]参考答案：该题的两个样本是独立样本，应当使用独立样本t检验法。

2：[论述题]参考答案：这是一个分数线问题，根据标准正态分布中，Z分数与概率之间的一一对应关系，先将40%的右侧尾端概率转换后查标准正态分布表得到对应Z分数，再利用平均数和标准差转换得到分数线。

3：[单选题]A：少年班大学生的智商高于同龄人B：母亲的耐心程度与儿童的问题行为数量呈负相关关系C：在高光照条件下的视觉简单反应时优于低光照条件下的视觉简单反应时D：听觉工作记忆容量不大于视觉工作记忆容量参考答案：D4：[单选题]A：F分布B：t分布C：正态分布D：二项分布参考答案：A5：[判断题]参考答案：错误6：[判断题]参考答案：正确7：[单选题]A：圆形图B：散点图C：条形图D：直方图=================================================================================================== 参考答案：B8：[判断题]参考答案：错误9：[判断题]参考答案：正确10：[论述题]参考答案：前一问应用皮尔逊积差相关系数或一元线性回归法。

后一问应用非参数的相关法，如斯皮尔曼等级相关法。

11：[论述题]参考答案：该题是一个均值的显著性检验问题，由于总体方差未知，可以使用t检验法，但由于样本容量较大，也可以直接使用z检验法。

12：[论述题]参考答案：该题有四个实验条件，考虑使用方差分析。

因为每组被试分别接受一种实验处理，故可直接使用单因素完全随机化设计的方差分析。

1：[论述题]参考答案：该题是均值的显著性检验问题，由于总体方差未知，应使用t检验法。

2：[论述题]参考答案：使用相关样本t检验。

（0132）《统计物理基础》复习思考题一、解释如下概念⑴热力学平衡态；⑵可逆过程；⑶准静态过程；⑷焦耳-汤姆逊效应；⑸μ空间；⑹Γ空间；⑺特性函数；⑻系综；⑼混合系综；⑽非简并性条件；⑾玻色——爱因斯坦凝聚；二回答问题⒈写出热力学第一定律的文字叙述、数学表示、简述该定律的重要性、适用范围。

⒉写出热力学第二定律的文字叙述、数学表示、适用条件，在热力学中的重要性。

⒊写出热力学第三定律的文字叙述、重要性并给予微观解释。

⒋写出熵增加原理的文字叙述、数学表示、适用范围及其微观解释⒌写出等概率原理，举例说明为什么它是平衡态统计物理的基本原理？⒍写出玻尔兹曼关系表达式，简述公式的物理意义和重要性，并用此公式对热力学的熵增加原理给以解释。

⒎写出弛豫时间近似下的玻尔兹曼方程，简述方程的物理意义、适用条件三. 填空题1 气体普适常数R=-------------------，玻尔兹蔓常数K=--------------------，1mol范氏气体物态方程为---------------------------。

⒉照能量均分定理，刚性双原子分子理想气体的内能U＝-5NKT/2------------------，摩尔定容热容量C＝-------------------，光子气体的化学vμ-----------------------------。

势为=μ______________; 工作于温度为500C与⒊理想气体的焦耳—汤姆孙系数=10000C的两热源之间的热机或致冷机热机效率的最大值。

⒋对等温等容系统平衡态时，U、S、F、G、H、中______________最小；而对等温等压系统，U、S、F、G、H中________________最小玻耳兹曼统计中分布公为_______ ___________ _______________，适用条件为。

5. 1moI单原子理想气体在温度为T、体积为v的状态等温膨胀到体积为2v的状∆u________________；吸收热量△Q = 态、则此过程中，内能改变=____________；对外作功△W = _____________________；熵的改变△S= ________________________。

大学物理基础【1030】
一、简答题：（共8个题，选择其中4个题目作答，每题10分，共40分）
1、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。

2、自由度是指物理学当中描述一个物理状态，独立对物理状态结果产生影响的变量的数量。

刚性单原子、双原子、多原子分别由一个、两个、三个自由度。

3、热力学第二定律,表达的是能量传递的单向性(孤立系统熵增大原理)。

该定律表明,能量的传递是有自发方向的,也就是,虽然能量可以双向传递,但是只有但一方向的传递,才是自发的,也就是不需要外界帮助的。

克劳修斯的表述是，热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物，表达的是内能之间传递的单向性。

7、光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的路径而绕到障碍物后面传播的现象，叫光的衍射。

包括：单缝衍射、圆孔衍射、圆板衍射及泊松亮斑。

二、计算题：（共5个题，选择其中2个题目作答，每题30分，共60分）
2、解：
5、解：设入射光的强度I0.自然光通过两个偏振片后,透射光的强度
I.= 1/2 I0 *(cos60)的平方 = 1/8I0
通过三个偏振片后,透射光的强度I'1。

2017年秋季西南大学大学物理基础考试试题卷8、什么是波动？机械波与电磁波的主要区别是什么？答：波动是一种常见的物理现象。

我们将某一物理量的扰动或振动在空间逐点传递时形成的运动形式称为波动。

区别：1、都有波的的一切特性，如：都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象。

2、波速、波长、频率之间具有同样的关系。

3、产生机理不同，机械波是由机械振动产生的；电磁波产生机理也不同，有电子的周期性运动产生（无线电波）；有原子的外层电子受激发后产生（红外线、可见光、紫外线）；有原子的内层电子受激发后产生（伦琴射线）；有原子核受激发后产生（射线）。

4、介质对传播速度的影响不同①机械波的传播速度由介质决定，与频率无关，即同种介质不同频率的机械波传播速度相同。

如声波在温度15时的空气中传播速度为340m/s，温度不同时传播速度不同，但与频率无关。

②电磁波在真空中传播速度相同，均为3×108m/s。

在同种介质中不同频率的电磁波传播速度不同，频率越大传播速度越小，如：红光和紫光在同种介质中折射率n红小于n紫.③机械波不能在真空中传播，电磁波能在真空中传播，其原因是：机械波传播的是振动形式，通过振动形式传递能量，其本身不是物质，故不能在真空中传播；而电磁波是电磁场在空间的传播，本身就是物质，在真空中可以传播，而在介质中传播速度反而受影响。

9、什么是光程？答：光程指光在传播过程中走过的路程，光在同一种均匀介质中沿直线传播，所以一般也是直线路程10、什么是布儒斯特定律？答：是指自然光经电介质界面反射后，反射光为线偏振光所应满足的条件。

该定律由英国物理学家D.布儒斯特于 1815 年发现，适用于物理光学和几何光学领域。

二、计算题：（每题30分，选择其中2个题目作答，共60分）1、一体积为1.0×10-3 m3的容器中，含有4.0×10-5 kg的氦气和4.0×10-5 kg的氢气，它们的温度为 30℃，试求容器中混合气体的压强。

F 列正确的是( )(A) X ~ N(4®2) (B) ∏X ~ N(* )(C)W(X i 」)2 〜2(n)(D)竺 )〜t(n)σ2GS7、设总体X 服从两点分布B (i, P),其中P 是未知参数，X i ,…,X 5是来自总体的简单随 机样本，则下列随机变量不是统计量为()(A ) . X i X 2( B ) maχfχi ,仁i 岂51数理统计第一次1设总体X 服从正态分布N(J,；「2),其中J已知，；「2未知, X 1,X 2,…,X n 为其样本, n _ 2,则下列说法中正确的是( )。

(A ) ∙ (X j -■•二)2 是统计量 n i 1 (B)=J Xj2是统计量 n i =I2、设两独立随机变量 X ~ N(O,i), Y~ 2(9),则 3X服从( JY)0(A) N(0,i) (B)t(3) (C)t(9) (D) F(i,9) 3、设两独立随机变量 X 〜N(O,i),24X Y~ 2(i6),则-服从( )0 (A)N(O,i) (B)t ⑷(C)t(i6)(D) F(i,4)(C)=J (X i 一)2是统计量n —1 y (D ) X i 2是统计量 n i =I4、设X i ,…，X n 是来自总体X 的样本，且EX 二，则下列是」的无偏估计的是()I n-Ii ni n(A) X i (B) 一 X i (C)-^ X in — 1 i =I n —1iτn^(D)-XX in5、设X i ,X 2,X 3,X 4是总体N(0M 2)的样本,2-未知，则下列随机变量是统计量的是( ). (A) X 3/二；(B )4(Di Xi 2 / ~2i T26、设总体X ~ Ne I ^ ) , X i ,L ,X n 为样本,X,S 分别为样本均值和标准差，则1、( D )；2、(C) ； 3、(C) ; 4、(A) ；5、( B )；6、(C) ； 7、( C )；第二次1、设总体X~N(*二2)，X 1, ,X n 为样本，X,S 分别为样本均值和标准差)分布•3、在假设检验中，下列说法正确的是(如果原假设是正确的，但作出的决策是接受备择假设，则犯了第一类错误； 如果备择假设是正确的，但作出的决策是拒绝备择假设，则犯了第一类错误; 第一类错误和第二类错误同时都要犯；如果原假设是错误的，但作出的决策是接受备择假设，则犯了第二类错误。