西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别： 网教 专业：电力系统自动化技术 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：平衡状态是指三种：静止，匀速直线运动，匀速转动（不是“匀速圆周运动”）。3、热力学第一定律的数学表达式是什么？其物理意义是什么？答：热力学第一定律是阐明能量转换及守恒的一个基本定律,它反映了工质在热力过程中的能量转换的数量关系.在工质不发生流动时,数学表达式为：q＝u＋W.这可以表述为：一般情况下,加给工质的热量一部分消耗于作膨胀功,另一部分蓄存于工质内部,增加了工质的内能.热可以转变为功,功也可以转变为热,一定量的热消失时,必产生一定量的功；消耗了一定量的功时,必产生与之对应的一定量的热。4、什么是热力学第二定律？其开尔文表述是什么？答：热力学第二定律，热力学基本定律之一，其表述为：不可能吧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”，表明了自然过程中，一个孤立系统的总混乱度（即“熵”）不会减小其开尔文表述不可能制成一种循环动作的热机，从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其他变化。5、热力学第二定律的微观本质是什么？答：热力学第二定律是描述热量的传递方向的：分子有规则运动的机械能可以完全转化为分子无规则运动的热能；热能却不能完全转化为机械能.此定律的一种常用的表达方式是,每一个自发的物理或化学过程总是向著熵（entropy）增高的方向发展.熵是一种不能转化为功的热能.熵的改变量等于热量的改变量除以绝对温度.高、低温度各自集中时,熵值很低；温度均匀扩散时,熵值增高.物体有秩序时,熵值低；物体无序时,熵值便增高.现在整个宇宙正在由有序趋于无序,由有规则趋于无规则,宇宙间熵的总量在增加.6、什么是可逆过程？答：当系统经历了一个过程,如果过程的每一步都可沿相反的方向进行,同时不引起外界的任何变化,那么这个过程就称为可逆过程.显然,在可逆过程中,系统和外界都能恢复到原来状态.反之,如果对于某一过程,用任何方法都不能使系统和外界恢复到原来状态,该过程就是不可逆过程。二、计算题：（每题 15 分，选择其中 4 个题目作答，共 60 分）1、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，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。2、将 500J 的热量传给标准状态下 2mol 的氢。(1) 若体积不变，问这热量变为什么？氢的温度变化多少？ (2) 若压强不变，问这热量变为什么？氢的温度及体积各变化多少？3、做简谐运动的小球，速度最大值为 ，振幅 。若从速度为正的最大值的某时刻开始计算时间，- 1 - （1）求振动的周期；（2）求加速度的最大值；（3）写出振动表达式。解：（1）由 ，可得 （2） （3）由于 t=0 时， ，可知 ，而 ，所以有4、一简谐横波以 0.8m/s 的速度沿一长弦线传播。在 x=0.1m 处，弦线质点的位移随时间的变化关系为 。试写出波函数。解：由 x=0.1m 处质点的振动函数 可得 ，因此可得波长为任意 x 处的质元振动的相和 x=0.1m 处的相差为 这样，波函数为这是表示沿 x 轴正向传播的波。此外，波函数也可以写成这表示沿 x 轴负向传播的波8、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？ 从 S1和 S2发出的相干光所对应的光程差为当光程差为零时，对应零条纹的位置应满足：- 2 - 所以零级明条纹下移。原来 k 级明条纹位置满足设有介质时零级明条纹移到原来第 k 级处，它必须同时满足因此，介质厚度为（题二、8 图）- 3 -