西南大学培训与继续教育学院课程考试试题卷课程名称【编号】： 大学物理基础 【1030】 A 卷 考试类别:大作业 满分：100 分一、简答题：（共 8 题，每题 10 分，选择其中 4 个题目作答，共 40 分）1、什么是平衡态？答：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。2、能量均分定理的内容是什么？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。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、什么是热力学系统？根据系统与外界之间的相互作用以及能量、质量交换的情况，可以把系统分为哪四种？答：热力学系统是指由大量微观粒子组成，并与其周围环境以任意方式相互作用着的宏观客体。热力学的研究对象。简称系统，或热力系、热力系统。它不仅是宏观的，而且是有限的。热力系与环境之间的界限称为分界面。分界可以是真实的或虚拟的 ，固定的或移动的。一般把系统的周围环境称为系统的外界或简称外界。系统分类 （1）敞开系统（open system）：与环境之间既有能量传递，也有物质传递 （2）封闭系统（closed system ）：与环境之间只有能 量传递，没有物质传递 （ 3） 孤立系统（ isolatedsystem）：与环境之间既没有能量传递，也没有物质传递。4、什么是热力学第二定律？其克劳修斯表述是什么？5、什么是熵增加原理？答：利用绝热过程中的熵是不变还是增加来判断过程是可逆还是不可逆的基本原理。利用克劳修斯等式与不等式及熵的定义可知，在任一微小变化过程中恒有熵增加原理，其中不等号适于不可逆过程，等号适于可逆过程。对于绝热系统，则上式又可表为 dS≥0。这表示绝热系统的熵绝不减少。可逆绝热过程熵不变，不可逆绝热过程熵增加，这称为熵增加原理。6、什么是波动？机械波与电磁波的主要区别是什么？答：波动，是一种物质运动形式，属于物理学研究范围。波动是一种常见的物理现象。波动是质点群联合起来表现出的周而复始的运动现象。其成因是介质中质点受到相邻质点的扰动而随着运动，并将形振动形式由远及近的传播开来，各质点间存在相互作用的弹力。机械波是由物体的机械波动形成的。它与电磁波和物质波是两类概念。电磁波是电磁场在空间内的波动传播。而物质波是物质运动是波动性的表现。我们知道一切物质都有波粒二像性，其波动性的波长为普郎克常量与其动量的商。从微观的角度讲，光子由于动量较小则波动性表现明显，这样光子的运动就主要表现出波的性质。（表现为电磁波）而宏观上的物质也具有波动性（表现为物质波）这里要注意，光子与构成我们能直接感知的物质的物质粒子是不同类的。7、什么是光的衍射现象？答：一般情况下，光以直线的路径进行传播。但若光在传播的过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离原本直线传播的路线而绕到障碍物后面传播，这种现象就叫做光的衍射。衍射是一切波所共有的传播行为。这个现象可以证明光是具有波动性的。衍射种类包括两种，分别是小孔衍射和狭缝衍射。认识光的衍射定理，可以应用到生活的各个方面，如：可用于光谱分析、也可用于结构分析等等，很多光学仪器就是运用了这一定理制成，如衍射光栅光谱仪等。8、光的相干条件是什么？- 1 - 答：光的相干条件是① 振动方向相同；② 振动频率相同；③ 相位相同或相位差保持恒定二、计算题：（共 5 题，每题 30 分，选择其中 2 个题目作答，共 60 分）1、某容器储有氧气，其压强为 1.013×105Pa，温度为 300K，求：（1）分子的 ， 及 ；（2）分子的平均平动动能 ；（3）分子的平均动能 。解：（1）由气体分子的最概然速率、平均速率及方均根速率公式得（2）由气体的温度公式知，分子的平均平动动能2、64 克氧气从 275K 加热至 325K，（1）保持体积不变；（2）保持压强不变。在这两个过程中氧气各吸收多少热量？各增加了多少内能？各对外做了多少功？（ ）3、一个小球和轻弹簧组成的系统，按 的规律振动。（1）求振动的角频率、周期、振幅、初相、最大速度及最大加速度；（2）求 t=1s，2s，10s 等时刻的相位。4、一横波在沿绳子传播时的波动方程为 。（1）求波的振幅、波速、频率和波长；（2）求绳子上质点振动时的最大速度和最大加速度。5、在杨氏双缝干涉实验中，若在上缝覆盖厚度为 h，折射率为 n 的透明介质，问：原来的零级条纹将移至何处？若移至原来的第 k 级明条纹处，介质厚度 h 为多少？设入射光的波长为 l。 - 2 -