大学物理应考简答题
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大学物理复习资料一、简答题1.利用所学的物理知识解释花样滑冰运动员在双手合拢时旋转速度增大,双手展开时旋转速度减小。
答:当合外力矩等于0时物体对轴的角动量守恒,即JW=常量。
当双手合拢时旋转半径变小,J变小,旋转角速度W增大,将双手展开,J增大了,旋转角速度W又会减小。
2.“河道宽处水流缓,河道窄处水流急”,如何解释?答:由不可压缩流体的连续性方程V1△S1=V2△S2即V△S=恒量,知河流宽处△S大,V小,河流窄处△S小,V大。
3.为什么从水龙头徐徐流出的水流,下落时逐渐变细,请用所学的物理知识解释。
答;有机械能守恒定理知,从水龙头流出的水速度逐渐增大,再由不可压缩流体的连续性方程V△S=常量知,V增大时△S变小,所以水流变细。
4.请简述机械振动与机械波的区别与连续答:区别:机械振动是在某一位置附近做周期性往返运动5.用所学的物理知识总结一下静电场基本性质及基本规律。
答:性质:a.处于电场中的任何带电体都受到电场所作用的力。
b.当带电体在电场中移动时,电场力将对带电体做功。
规律:高斯定理:通过真空中的静电场中任一闭合面的电通量Φe等于包围在该闭合面内的电荷代数和∑qi的ε0分之一,而与闭合面外的电荷无关。
ΦEdSSqSε0环流定理:在静电场中,场强E的环流恒等于零。
Edl0l6.简述理想气体的微观模型。
答:①分子可以看做质点②分子作匀速直线运动③分子间的碰撞是完全弹性的7.一定质量的理想气体,当温度不变时,其压强随体积的减小而增大,当体积不变时,其压强随温度的升高而增大,请从微观上解释说明,这两种压强增大有何区别。
答:当温度不变时,体积减小,分子的平均动能不变,但单位体积内的气体分子数增加,故而压强增大;当体积不变时,温度升高,单位体积内的气体分子数不变,但分子的平均动能增加,故压强增大。
这两种压强增大是不同的,一个是通过增加分子数密度,一个是通过增加分子的平均平动动能来增加压强的。
9.请简述热力学第一定律的内容及数学表达式。
大学物理考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 光在真空中的传播速度是()。
A. 299,792,458 m/sB. 299,792,458 km/sC. 299,792,458 m/hD. 299,792,458 km/h2. 牛顿第一定律描述的是()。
A. 物体在不受力时的运动状态B. 物体在受力时的运动状态C. 物体在受力时的加速度D. 物体在受力时的位移3. 根据热力学第一定律,能量()。
A. 可以被创造B. 可以被消灭C. 既不能被创造也不能被消灭D. 可以被转移4. 电磁波谱中,波长最长的是()。
A. 无线电波B. 微波C. 红外线D. 可见光5. 根据欧姆定律,电阻R、电流I和电压V之间的关系是()。
A. R = I/VB. R = V/IC. I = R/VD. V = R*I6. 质能等价公式E=mc^2中,E表示()。
A. 能量B. 质量C. 速度D. 动量7. 在理想气体状态方程PV=nRT中,P表示()。
A. 温度B. 压力C. 体积D. 物质的量8. 根据电磁感应定律,当磁场变化时,会在导体中产生()。
A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电容9. 波长、频率和波速之间的关系是()。
A. 波长× 频率 = 波速B. 波长÷ 频率 = 波速C. 波长 + 频率 = 波速D. 波长 - 频率 = 波速10. 根据量子力学,电子在原子中的运动状态是由()描述的。
A. 经典力学B. 量子力学C. 相对论D. 热力学二、填空题(每题2分,共20分)1. 光的双缝干涉实验证明了光具有_______性。
2. 牛顿第二定律的公式是_______。
3. 热力学第二定律指出,不可能从单一热源吸热使之完全转化为_______而不产生其他效果。
4. 电磁波的传播不需要_______介质。
5. 欧姆定律的公式是_______。
6. 质能等价公式E=mc^2是由物理学家_______提出的。
大学物理考试题类型及答案# 大学物理考试题类型及答案一、选择题1. 光在同一均匀介质中传播时,其传播速度为:A. 减小B. 增大C. 不变D. 无法确定答案:C2. 根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果。
这是热力学第二定律的哪种表述?A. 克劳修斯表述B. 开尔文表述C. 熵增加表述D. 能量守恒表述答案:C二、填空题3. 牛顿第二定律的数学表达式为:_________。
答案:F = ma4. 电磁波谱中,波长最短的是_________。
答案:伽马射线(γ射线)三、简答题5. 请简述什么是多普勒效应,并给出一个实际应用的例子。
答案:多普勒效应是指波的频率或波长因为波源和观察者的相对运动而发生改变的现象。
当波源和观察者相互靠近时,观察到的波频率会增加;反之,当两者相互远离时,观察到的波频率会减小。
一个实际应用的例子是医学领域的多普勒超声,它可以用来测量血液流动的速度。
6. 什么是镜面反射和漫反射?它们在实际应用中有何不同?答案:镜面反射是指光线射到平滑表面上,反射光线射向同一方向的现象。
而漫反射是指光线射到粗糙表面上,反射光线射向各个方向的现象。
在实际应用中,镜面反射常用于需要集中光线的场合,如激光指示器;漫反射则常用于需要散射光线的场合,如室内照明,以避免光线过于集中而刺眼。
四、计算题7. 一个质量为2kg的物体在水平面上以15m/s的速度运动,如果一个大小为10N的力作用于该物体,使其减速至5m/s,求物体减速至5m/s所需的时间。
答案:首先,我们使用牛顿第二定律计算物体的加速度:\( F = ma \)\( 10N = 2kg \cdot a \)\( a = 5m/s^2 \)然后,我们使用加速度来计算减速所需的时间:\( v = u + at \)\( 5m/s = 15m/s - 5m/s^2 \cdot t \)\( t = 2s \)物体减速至5m/s所需的时间是2秒。
《大学物理》考试试卷E 及答案解析一、简答题(每题4分,共16分)1. 哪个物理量描写了刚体的转动惯性?并说明它的大小与哪些因素有关?答案: 转动惯量描写了刚体的转动惯性;它的大小与刚体的质量、刚体的质量分布、转动轴的位置有关。
2. 列举静电场及磁场中的高斯定理,并指出静电场、磁场哪个是有源场? 答案:静电场高斯定理:0ε∑⎰⎰=⋅=Φi q s s d E e ,静电场高斯定理:0==s s d B ϕ, 静电场为有源场。
3. 简述静电平衡条件及静电平衡时导体表面电荷密度与导体表面曲率半径的关系。
答案:导体达到静电平衡时,导体内部的任意处的电场强度为零;导体表面电场强度的方向都与导体面垂直。
或:导体内部场强为零;导体为等势体;净电荷分布在导体的外表面。
达到静电平衡时导体表面电荷密度与导体表面曲率半径成反比。
4. 简述感生电场与静电场的区别。
答案:静电场是由静止电荷激发;电力线为非闭合曲线;电场为散场、有源场、保守力场。
感生电场是由变化的磁场激发的;电力线为闭合曲线;电场为旋场、无源场、非保守力场。
二、单项选择题(每题3分,共24分)1. 一质点沿x 轴运动,其运动方程为()SI t t x 324-=,当t=2s 时,该质点正在( )(A)加速 (B)减速 (C)匀速 (D)静止2.对动量和冲量,正确的是( )(A )动量和冲量的方向均与物体运动速度方向相同。
(B )质点系总动量的改变与内力无关。
(C )动量是过程量,冲量是状态量。
(D )质点系动量守恒的必要条件是每个质点所受到的力均为0。
3.对功的概念有以下几种说法正确的是( )(A )保守力作正功时系统内相应的势能增加。
(B )非保守力也有势能。
(C )作用力与反作用力大小相等、方向相反,故两者所作的功的代数合必为零。
(D )质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零。
4.下列说法中正确的是( )(A )电势不变的空间,电场强度必为零 (B )电场强度不变的空间,电势必为零(C )电场线和等势面可能平行 (D )电势越大的地方,电场强度也越大。
简答1简述热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述。
答案:开尔文表述:克劳修斯表述:2改变系统内能的途径有哪些?它们本质上的区别是什么?答:做功和热传导。
做功是将外界定向运动的机械能转化为系统内分子无规则热运动能量,而传热是将外界分子无规则热运动能量转换为系统内分子无规则热运动能量。
3什么是准静态过程?实际过程在什么情况下视为准静态过程?答:一个过程中,如果任意时刻的中间态都无限接近于平衡态,则此过程为准静态过程。
实际过程进行的无限缓慢时,各时刻系统的状态无限接近于平衡态,即要求系统状态变化的时间远远大于驰豫时间,可近似看成准静态。
4气体处于平衡态下有什么特点?答:气体处于平衡态时,系统的宏观性质不随时间发生变化。
从微观角度看,组成系统的微观粒子仍在永不停息的运动着,只是大量粒子运动的总的平均效果保持不变,所以,从微观角度看,平衡态应理解为热动平衡态.5:理想气体的微观模型答:1)分子本身的大小比分子间的平均距离小得多,分子可视为质点,它们遵从牛顿运动定律。
2)分子与分子间或分子与器壁间的碰撞是完全弹性碰撞。
3)除碰撞瞬间外,分子间的相互作用力可忽略不计,重力也忽略不计,两次碰撞之间,分子作匀速直线运动。
1、在杨氏双缝干涉实验中,若增大双缝间距,则屏幕上的干涉条纹将如何变化,若减小缝和屏之间的距离,干涉条纹又将如何变化,并解释原因。
答 :杨氏双缝干涉条纹间隔λdD x =∆。
增大双缝间距d ,则条纹间隔将减小,条纹变窄;若减小缝和屏之间的距离D,则条纹间隔也将减小,条纹变窄 。
2、劈尖干涉中,一直增大劈尖的夹角,则干涉条纹有何变化,并解释原因。
答案:由条纹宽度(相邻明纹或相邻暗纹间距)θλ12n l =可得劈尖的的夹角增大时,干涉条纹宽度变小,向劈尖顶角处聚拢,一直增大夹角,条纹间距越来越小,条纹聚集在一起分辨不清,干涉现象消失。
3、在夫琅禾费单缝衍射实验中,改变下列条件,衍射条纹有何变化?(1)缝宽变窄;(2)入射光波长变长;【答案】:由条纹宽度b f l λ=,(1)知缝宽变窄,条纹变稀; (2)λ变大,条纹变稀;4、如何用偏振片鉴别自然光、部分偏振光、线偏振光?答:以光传播方向为轴,偏振片旋转360°,如果光强随偏振片的转动没有变化,这束光是自然光 。
大学物理考试试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 光的波长与频率的关系是()。
A. 波长与频率成正比B. 波长与频率成反比C. 波长与频率无关D. 波长与频率成正比或反比2. 根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比。
以下说法正确的是()。
A. 物体的质量越大,加速度越小B. 物体的质量越大,加速度越大C. 物体的质量越小,加速度越大D. 物体的质量与加速度无关3. 电磁波谱中,波长最长的是()。
A. 无线电波B. 微波C. 红外线D. 可见光4. 根据热力学第一定律,能量守恒,以下说法错误的是()。
A. 能量可以被创造B. 能量可以被转化C. 能量可以被转移D. 能量的总量保持不变5. 以下哪种物质不是绝缘体()。
A. 橡胶B. 玻璃C. 金属D. 陶瓷6. 根据欧姆定律,电阻R、电流I和电压V之间的关系是()。
A. I = V/RB. I = R/VC. V = I/RD. V = R * I7. 光的折射现象中,当光从空气斜射入水中时,折射角()入射角。
A. 大于B. 小于C. 等于D. 无法确定8. 根据开普勒第三定律,行星绕太阳公转的周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比。
以下说法正确的是()。
A. 轨道半长轴越长,公转周期越短B. 轨道半长轴越长,公转周期越长C. 公转周期与轨道半长轴无关D. 公转周期与轨道半长轴成反比9. 以下哪种现象不是由于光的干涉造成的()。
A. 牛顿环B. 双缝干涉C. 单缝衍射D. 光的反射10. 根据麦克斯韦方程组,以下说法错误的是()。
A. 变化的磁场可以产生电场B. 变化的电场可以产生磁场C. 静止的电荷可以产生磁场D. 静止的磁场可以产生电场二、填空题(每题2分,共20分)1. 光速在真空中的速度是_______米/秒。
2. 牛顿第三定律表明,作用力和反作用力大小相等,方向_______。
3. 根据库仑定律,两个点电荷之间的力与它们电荷量的乘积成正比,与它们距离的平方成_______。
一、简答题:(每小题6分,共5题,合计30分) 1、简谐运动的概念是什么?
参考答案:如果做机械振动的质点,其位移与时间的关系遵从正弦(或余弦)函数规律,这样
的振动叫做简谐运动,又名简谐振动。
因此,简谐运动常用sin()x A t ωϕ=+作为其运动学定义。
其中振幅A ,角频率ω,周期T ,和频率f 的关
系分别为: 2T
π
ω=
、2f ωπ= 。
2、相干光的概念是什么?相干的条件是什么?
参考答案:频率相同,且振动方向相同的光称为相干光。
或满足相干条件的光也可称为相干光。
相干条件如下
这两束光在相遇区域;振动方向相同;振动频率相同;相位相同或相位差保持恒定; 那么在两束光相遇的区域内就会产生干涉现象。
3、高斯定理的定义是什么?写出其数学公式
通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的所有电荷量的代数和。
1
01
n
e i
i E dS q ε=Φ=
⋅=∑⎰
4、什么叫薄膜干涉?什么叫半波损失?
参考答案:由薄膜两表面反射光或透射光产生的干涉现象叫做薄膜干涉;
波从波疏介质射向波密介质时反射过程中,反射波在离开反射点时的振动方向相对于入射波到达入射点时的振动相差半个周期,这种现象叫做半波损失。
5、元芳,此题你怎么看?
2L
B dl B r π⋅=⎰
0 (r 2I
B r
μπ=
≥即圆柱面外一点的磁场与全部电流都集中在轴线上的一根无限长线电流产生的磁场相同的。
2L
B dl B r π⋅=⎰
0 (r<R)B = 即圆柱面内无磁场。
11。
三、简答题:热学部分:1、等压摩尔热容和等容摩尔热容的物理含义是什么?它们分别决定于哪些因素?答:等压摩尔热容:1mol物质在等压过程中温度升高1K时所吸收的热量,Cp=(i+2)R/2,只与气体的自由度有关;等容摩尔热容:1mol物质在等容过程中温度升高1K时所吸收Cv=iR/2,只与气体的自由度有关。
2、理想气体等压过程的特征是什么?在此过程中热量、作功和内能如何表示?答:等压过程中,热力学第一定律的三个量(热能,内能和功)都在变化。
当气体等压膨胀时,气体体积增大,系统对外界做正功,同时温度升高,气体的内能增大,系统从外界吸收能量;当气体等压压缩时,气体体积减小,外界对系统做功,即系统对外界做负功,气体温度降低,系统内能减小,此时,系统向外界放出热量。
Qp= W= E=3、理想气体等容过程的特征是什么?在此过程中热量、作功和内能如何表示?答:等容过程中,理性气体对外做功为零热量等于内能的增量。
当气体等容降压时,气体温度降低,内能减小,系统向外界放出热量。
当气体等容升压时,气体温度升高,内能增大,系统从外界吸收热量。
Qv= W= E=4、理想气体等温过程的特征是什么?在此过程中热量、作功和内能如何表示?答:等温过程中,理想气体内能保持不变,内能增量为零,系统吸收的热量等于系统对外做的功。
等温膨胀时,气体体积增大,气体对外界做正功,从外界吸收热量;等温压缩式时,气体体积减小,外界对系统做功,即系统对外界做负功,系统向外界放出热量。
Qt= W= E=5、简述卡诺循环过程;提高热机效率的途径有哪些?答:卡诺循环包括四个步骤:一、等温膨胀,在这个过程中,系统从高温热源吸收热量,对外做功;二、绝热膨胀,在这个过程中,系统对环境做功,温度降低;三、等温压缩,在这个过程中,系统向环境放出热量,体积压缩;四、绝热压缩,在这个过程中,系统恢复原来状态。
提高热机效率的途径:一、提高高温热库的温度;二、降低低温热库的温度。
1、光既有波动性,又具有粒子性,即光具有波粒二象性其中光的波动性:光的干涉和衍射光的粒子性:光电效应实验2、狭义相对论的基本原理是什么?答:(1)相对性原理:所有物理定律在一切惯性系中都具有相同的形式,或者说,所有惯性系都是平权的,在它们之中所有物理规律都一样。
(2)光速不变原理:所有惯性系中测量到的真空中光速沿各方向都等于c,与光源的运动状态无关。
3、什么是狭义相对论的时空观?答:(1)同时的相对性(2)长度的收缩(3)时间的延缓4、什么是热力学第二定律?答:开尔文表述:不可能制成一种循环动作的热机,它只从一个单一温度的热源吸取热量,并使其全部变为有用功,而不引起其他变化。
克劳修斯表述:热量不可能自动地由低温物体传向高温物体。
5、什么是卡诺定理?答:(1)在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆热机,其效率都相等,与工作物质无关。
(2)在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切不可逆热机,其效率都不可能大于可逆热机的效率。
6、什么是理想气体的微观模型?答:(1)分子可视为质点;线度d≈10-10m,间距r≈10-9m,d<<r;(2)除碰撞瞬间, 分子间无相互作用力;(3)弹性质点(碰撞均为完全弹性碰撞);(4)分子的运动遵从经典力学的规律 ;7、理想气体的压强公式 答:8、什么是自由度?答:分子能量中独立的速度和坐标的二次方项数目叫做分子能量自由度的数目, 简称自由度,用符号i 表示。
刚性分子的自由度9、麦克斯韦速率分布函数答: 物理意义:表示速率在 区间的分子数占总分子数的百分比(或表示在温度为T 的平衡状态下,速率在V 附近单位速率区间的分子数占总数的百分比)10、什么是能量均分定理?k 32εn p =单原子分子 3 0 3 双原子分子 3 2 5 多原子分子 3 3 6t r i 分子 自由度 平动 转动 总v v f )d ( vv v d +→答:气体处于平衡态时,分子任何一个自由度的平均能量都相等,均1KT,这就是能量按自由度均分定理。
《大学物理》考试试卷(G )及答案解析一、简答题(每题4分,共16分)1.简述平面简谐波在一周期之内,某一体积元动能和势能的变化过程 知识点:简谐波的能量,类型A答案:动能和势能变化是同步调的,在最大位置,动能和势能均为零,在平衡位置,动能和势能都达到最大值,体积元不断从前一介质获得能量,又不断把能量传给后面的介质。
2.什么是光栅衍射中的缺级现象?答:光栅衍射条纹是由N 个狭缝的衍射光相互干涉形成的,对某一衍射角若同时满足主极大条纹公式和单缝衍射暗纹公式,那么在根据主极大条纹公式应该出现主明纹的地方,实际不出现主明纹,这种现象称为缺级。
3. 指出以下各式所表示的物理含义:()()()()RT i kT i kT kT 2423232211 知识点 气体的能量 类型A答案: (1)表示理想气体分子每个自由度所具有的平均能量(2)表示分子的平均平动动能(3)表示自由度数为i 的分子的平均能量(4)表示分子自由度数为i 的1mol 理想气体的内能4. 简述热力学第二定律的两种表述。
答案:开尔文表述:不可能制成一种循环工作的热机,它只从单一热源吸收热量,并使其全部变为有用功而不引起其他变化。
克劳修斯表述:热量不可能自动地由低温物体传向高温物体而不引起其他变化。
二、选择题(每小题3分,共24分)1.一物体做简谐振动,其振动曲线如图所示:则振动的初相位是( )。
(A )3π- (B )3π (C ) 32π (D )32π-知识点:简谐振动答案:A2. 传播速度为100m/s ,频率为50Hz 的平面简谐波在波线上相距为0.5m 两点之间的相位差为( )A )3π (B )6π (C ) 2π (D )4π知识点:波形图答案:C3. 用波长为λ的平行单色光照射双缝,在光屏上偏离中心的p点恰好出现亮条纹则: ()(A)改用波长为2λ的单色光照射,p点处一定出现亮条纹(B)改用波长为2λ的单色光照射,p点处一定出现暗条纹(C)改用波长为λ/2的单色光照射,p点处一定出现亮条纹(D)改用波长为λ/2的单色光照射,p点处一定出现暗条纹答案C知识点:双缝干涉5. 在夫琅和费单缝衍射中,对于给定的入射光,当缝宽度变小时,除中央亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹。
三、简答题:热学部分:1、等压摩尔热容和等容摩尔热容的物理含义是什么?它们分别决定于哪些因素?答:等压摩尔热容:1mol物质在等压过程中温度升高1K时所吸收的热量,Cp=(i+2)R/2,只与气体的自由度有关;等容摩尔热容:1mol物质在等容过程中温度升高1K时所吸收Cv=iR/2,只与气体的自由度有关。
2答:等压过程中,热力学第一定律的三个量(热能,内能和功)都在变化。
当气体等压膨胀时,气体体积增大,系统对外界做正功,同时温度升高,气体的内能增大,系统从外界吸收能量;当气体等压压缩时,气体体积减小,外界对系统做功,即系统对外界做负功,气体温度降低,系统内能减小,此时,系统向外界放出热量。
Qp= W= E=3、理想气体等容过程的特征是什么?在此过程中热量、作功和内能如何表示?答:等容过程中,理性气体对外做功为零热量等于内能的增量。
当气体等容降压时,气体温度降低,内能减小,系统向外界放出热量。
当气体等容升压时,气体温度升高,内能增大,系统从外界吸收热量。
Qv= W= E=4、理想气体等温过程的特征是什么?在此过程中热量、作功和内能如何表示?答:等温过程中,理想气体内能保持不变,内能增量为零,系统吸收的热量等于系统对外做的功。
等温膨胀时,气体体积增大,气体对外界做正功,从外界吸收热量;等温压缩式时,气体体积减小,外界对系统做功,即系统对外界做负功,系统向外界放出热量。
Qt= W= E=5、简述卡诺循环过程;提高热机效率的途径有哪些?答:卡诺循环包括四个步骤:一、等温膨胀,在这个过程中,系统从高温热源吸收热量,对外做功;二、绝热膨胀,在这个过程中,系统对环境做功,温度降低;三、等温压缩,在这个过程中,系统向环境放出热量,体积压缩;四、绝热压缩,在这个过程中,系统恢复原来状态。
提高热机效率的途径:一、提高高温热库的温度;二、降低低温热库的温度。
6、给出热力学第二定律的两种以上叙述方式。
证明能否用一个等温过程和一个绝热过程构成一个循环过程。
答:一、开尔文表述:不可能制成一种循环动作的热机,只从单一热源吸收热量,使之完全变为有用功,,而不引起其他变化。
二、克劳修斯表述:热量不能自动地从低温物体传到高温物体。
,证明:若能用一个等温过程和一个绝热过程构成一个循环过程,即一条绝热线和一条等温线能相交两次,那么就可以设计一个循环按他们围成的闭合部分的边界来工作。
方向取对了则在一个循环中对外做功,并只在等温过程中从单一热源吸热,违反了热力学第二定律,所以不能用一个等温过程和一个绝热过程构成一个循环过程。
7、一个容器气体体系中,在热平衡状态下气体分子运动遵循什么规律?答:(1)理性气体处于平衡状态时气体分子出现在容器内任何空间位置的概率相等;(2)气体分子向各个方向运动的概率相等。
8、简述理想气体的微观模型。
答:(1)分子本身的大小晕分子间距离相比可以忽略不计,即对分子可采用质点模型;(2)除了碰撞的瞬间外,分子与分子之间、分子与容器壁之间的相互作用可以忽略不计,分子受到的重力也可以忽略不计;(3)分子与容器壁以及分子与分子之间的碰撞属于牛顿力学中的完全弹性碰撞。
9、从宏观和微观的角度分析什么样的气体是理想气体。
答:宏观角度:在各种温度、压强条件下,其状态皆服从方程PV=nRT,在任何情况下都严格遵守气体三定律;微观角度:气体分子本身的体积和气体分子之间的作用都可以忽略不计的气体,将分子看成质点。
10、实际应用当中,什么样的气体可视为理想气体?答:实际应用当中,在温度不太低(与室温相比),压强不太大(与标准大气压相比)时都可近似地看成理想气体,在温度越高,压强越小时,近似的程度越高。
11、描述热力学第一定律,写出各物理量的含义,叙述能量的传递与转化规律。
答:Q=(E2-E1)+W Q:系统从外界吸收的热量系统内能从E1增加到E2 W:系统对外界做功电学部分:1、描述静电场有哪两个基本物理量?它们分别是如何定义的?单位是什么?答:电场力:静电荷在电场中所受的力,单位牛顿(N)电场强度:试验点电荷所受电场力F与试验点电荷电量q的比E=F/q,单位伏•米-¹(V/m)。
2、简述静电平衡条件,并用静电平衡条件和电势差的定义解释处于静电平衡状态的导体是等势体,导体表面是等势面。
答:静电平衡条件:(1)导体内部任意一点的电场强度处处为零。
否则,其内部的自由电子在电场力的作用下将会产生定向移动,知道导体达到静电平衡。
(2)导体表面上任意一点的电厂强度处处垂直于表面。
否则,电场强度在导体表面上的切向分量可使自由电子沿表面做定向移动,知道导体达到静电平衡。
①导体是等势体:由于导体内部任意一点的电场强度处处为零,导体上任意点处的电势梯度为零,所以导体内部各点的电势相等。
②导体表面是个等势面:由于导体表面任意一点处的场强都垂直于导体表面,无切向分量,导体表面上的电势没有变化,所以导体表面上各点电势相同,并与导体内的电势相等,即导体是一个等势体。
3、分别写出静电场的高斯定理和安培环路定理的表达式,这两个定理分别说明了静电场的什么性质?答:高斯定理:环路定理:4、电势的物理意义是什么?通常情况下如何选择电势零点?为什么感生电场中不能引入电势的概念?答:数值上等于把单位正电荷从点A经任意路径移到B点时,电场力做的功。
通常情况下选择无穷远处为零电势点。
感生电场是非保守场,电荷在其中做功与路径有关,而电势并不限制路径,所以感生电场中不能引入电势的概念。
5、什么是电容器?写出电容器储存静电能量的公式,为什么说电场是能量的存在形式之一?答:电容器就是容纳电荷的“容器”,A=Q²/2C;从A=1/2εE²Sd看出,随着两极板之间静电场的建立,有A=1/2εE²Sd的能量储存在了静电场中,所以可以说静电场是能量的存在形式之一。
6、电场是如何产生的?电场因产生机理不同而具有哪些不同的性质?答:单场是由电荷产生的;性质:(1)处在电场中的带电体,都会受到电场力的作用;(2)电场能使引入电场中的导体或电介质产生静电感应或极化现象;(3)带电体在电场中移动时,电场力对电荷做功,这表明电场具有能量。
7、静电场的电场线如何描述静电场,静电场电场线有哪些特点?答:(1)电场线上每一点的切线方向和该点的电场强度方向一致;(2)在电场中任意一点通过垂直于电场单位面积上的电场线根数,等于该点的长强的大小。
8、论述静电场和涡旋电场的区别与联系。
答:区别:静电场是由恒定电流所激发的电场,涡旋电场是由涡电流产生的电场;联系:都遵循电场的所有规律。
8、简述电场强度与电势的关系,请举例说明。
答:El=-dU/dl,El为场强E在dl方向上的分量。
从式中表明,电场强度在某一方向上的分量等于电势沿该方向变化率的负值。
9、简述静电屏蔽效应,并举例说明其应用。
答:当导体壳内没有其他带电体时,在静电平衡下,导体壳内表面上处处无电荷,并且空腔内的场强处处为零。
例如,为了使电子仪器中的电路不受外界电场的干扰,就用金属壳将它罩起来等。
10、简述尖端放电效应,举例说明其应用。
答:导体表面曲率很大的尖端处,电荷密度δ特别大,因而尖端附近的场强特别强。
当电场强度超过空气的击穿场强时,就会发生空气被电离的放电现象。
例如静电除尘,避雷针,静电加速器等。
11、 有人认为:(1)如果高斯面上E 处处为零,则高斯面内必无电荷;(2)如果高斯面内无电荷,则高斯面上E 处处为零;你认为这些说法是否正确?为什么?磁学部分:1、磁场是如何产生的,举例说明。
答:运动的电荷产生磁场,例如通电线圈旁边的小磁针发生偏转。
2、磁感应线是如何描述磁场的,磁感应线有什么性质?答:磁感线上每点切线的方向代表该点的磁感应强度B 的方向;垂直通过单位面积的磁感应线数目,等于该点B 的大小,因此磁感应线的疏密程度反应了磁感应强度的强弱分布。
3、描述奥斯特、毕奥与萨伐尔以及安培发现哪些与磁现象有关的实验现象及实验规律。
答:奥斯特发现了通电导线对小磁针有影响,安培发现不仅电流对磁针有作用,而且两个电流之间也彼此有作用,位于磁铁附近的载流导线或载流线圈也会受到力或力矩的作用而运动,此外他还发现,若用铜线制成一个线圈,通电时其行为类似一个磁铁;毕奥与萨伐尔通过实验证明:电流元Idl 在真空中某点产生的磁感应强度dB 的大小与电流元的大小Idl 成正比,与Idl 和矢径r 间的夹角θ的正弦成正比,并与距离r 的平方成反比,即:5、举例说明如何用楞次定律判断感应电流或感应电动势的方向。
答:6、分析正电荷q 以不同倾角进入匀强磁场后运动有什么样的规律?答:当q 平行于磁场的方向进入匀强磁场后,匀速直线运动;当q 垂直于磁场方向进入,电荷做匀速圆周运动;当q 以一定角度进入磁场电荷做螺旋运动。
7、举例说明洛伦兹力的应用(有简单的原理说明,可作图)答:质谱仪、回旋加速器8、解释感生电动势和动生电动势?说明产生这两种电动势的非静电力是什么,为什么?答:感生电动势:闭合电路的任何部分都不动,空间磁场发生变化,这样产生的感应电动势称为感生电动势;动生电动势:磁场不变,而闭合电路的整体或局部在磁场中运动,导致回路中磁通量的变化,这样产生的感应电动势称为动生电动势。
9、电动势的物理意义是什么?感生电动势与动生电动势的根源是什么?答:电动势表示电源把其他形式能量转化为电能的能力;变化的的磁场在其周围空间激发一种新的电场,成为感生电场或涡旋电场,处于电场中的电荷会受到感生电场力的作用,从而产生感生电动势;导体棒中的电荷随其在磁场中运动,电子受到洛伦兹力,在洛伦兹力作用下在两端产生动生电动势。
10、解释传导电流和位移电流?描述它们的异同点。
答:传导电流:自由电子或其他带电粒子在导电煤质中定向移动产生的电流。
位移电流:通过给定有向面S的位移电流密度的通量。
位移电流与传导电流相比,唯一共同点仅在于都可以在空间激发磁场,但二者本质是不同(1)位移电流的本质是变化着的电场,而传导电流则是自由电荷的定向运动;(2)传导电流在通过导体时会产生焦耳热,而位移电流不会产生焦耳热;(3)位移电流也即变化着的电场可以存在于真空、导体、电介质中,而传导电流只能存在于导体中。
(4)位移电流的磁效应服从安倍环流定理。
12、描述如何利用法拉第电磁感应获得直流电和交流电。
答:近物部分:1、论述黑体热辐射的实验规律。
答:1维恩位移定律:单色辐出度极大值对应的电磁波的波长随温度的升高而减小,就是说当温度升高时,波长将随短波移动。
2斯特藩—玻尔兹曼定律:黑体的辐射出射度与黑体的温度的四次方成正比。
2、简述热辐射理论在高温测量中的应用,举例说明。
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