2019年6月西南大学网络教育大作业答案-大学物理基础1030.doc

2、什么是能量均分定理？
答：在平衡态,物质分子能量分配的统计规律.在温度为T的平衡态,物质（气体、液体或固体）分子的每一个运动自由度都具有相同的平均动能,其中k是玻耳兹曼常量.用它可确定物质的内能和热容量.
如果气体分子的平动、转动、振动自由度分别为t、r、s,则相应的平均动能分别为,因分子内原子的振动除动能外还有势能,且两者在一个周期内的平均值相等,故对于每一个振动自由度,还有的平均势能.于是,分子的平均总能量为,对于理想气体,因分子间无相互作用,其内能就是上述分子平均能量与总分子数的乘积,只与温度有关,其热容量则与温度无关.
6、波的相干条件是什么？
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、提高光学仪器分辨本领的方法是什么？
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）
1、已知氢气的温度为273K，压强为1.013×105Pa,，求其在1s内分子的平均碰撞次数。已知氢分子的有效直径为210-10m。
解：设第五个明纹处膜厚为，则有2ne+0.5λ=5λ
设该处至劈棱的距离为L，则有近似关系e=Lθ，
由上两式得2nLθ=9λ/2, L=9λ/4nθ
充入液体前第五个明纹位置L1=9λ/4θ
充入液体后第五个明纹位置L2=9λ/4nθ
充入液体前后第五个明纹移动的距离
L= L1- L2=9λ(1-1/n)/4θ=1.61mm
5、以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为1m。求（1）从第一级明纹到同侧的第四级明纹间的距离为7.5mm，求单色光的波长；（2）若入射光的波长为600nm，求相邻两明纹间的距离。
4、什么是熵增加原理？其适用条件是什么？
5、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，（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特征量是：①振幅、②周期，频率、③相位和初相位
2、压强为1.0×105Pa，体积为0.0082m3的氮气，从初始温度300K加热到400K，加热时
(1)体积不变，(2)压强不变，问各需热量多少？哪一个过程所需热量大？为什么？
解：该问题需要分别求等体和等压过程中的热量，因此可以利用等体摩尔热容河等压摩尔热容来进行计算，即 。
首先，根据理想气体状态方程计算摩尔数，
西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷
类别：网教2019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：（共8个题，选择其中4个题目作答，每题10分，共40分）
1、温度的微观本质是什么？
答：就是不同形式的能量在传递与转换过程中守恒的定律，表达式为Q=△U+W。物理意义：热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变。
答：热力学第二定律，热力学基本定律之一，其表述为：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，或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。又称“熵增定律”，表明了在自然过程中，一个孤立系统的总混乱度不会减小。
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
气体分子能量按自由度的均分通过分子间的频繁碰撞得以建立和维持.外界供给气体的能量,通过器壁与气体分子以及气体分子之间的碰撞分配到各自由度上.对于液体和固体,能量按自由度均分是通过分子间很强的相互作用而实现的.能量均分定理在经典物理范围内适用,要求能量可以连续地变化,它的困难也正源于此.
3、热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述的具体内容是什么？
（1）求第二个振子的振动表达式和二者的相差；
（2）若t=0时， ，并向x负方向运动，写出二个振子的振动表达式。
4、用波长λ=500nm的单色光垂直照射在由两块玻璃板（一端刚好接触成为劈棱）构成的空气劈尖上。劈尖角θ=2×10-4rad。如果劈尖内充满折射率为n=1.40的液体。求从劈棱数起第五个明条纹在充入液体前后移动的距离。
然后根据氮气的自由度i=5，可以得到 ，
因此
因此 ，其原因是两过程内能变化相等（因为温度差都等于T2-T1），等压过程需对外做功，所以需要吸收更多的热量。
3、两个谐振子做同频率、同振幅的简谐运动。第一个振子的振动表达式为 ，当第一个振子从振动的正方向回到平衡位置时，第二个振子恰好在正方向位移的端点。