大学物理(下)2014-2015(1)期末考试复习(2)

2020-06-05 10:50

(A) 紫光. (B) 绿光. (C) 黄光. (D) 红光. [ ] 例:1、每厘米5000条刻痕的平面衍射光栅的第四级光谱线可测量到的最长波长是多少?

2、用每一毫米内刻有500条刻痕的平面透射光栅观察钠光谱 ( λ=589 nm ),设透镜焦距f=1.00m,问: (1)光线垂直入射时,最多能看到第几级光谱、共有多少条谱线?

(2)若用白光垂直照射光栅,求第一级光谱的角宽度(白光波长范围400~760 nm)。(10分)

3、某元素的特征光谱中含有波长分别为?1=450 nm和?2=750 nm (1 nm=109 m)的光谱线.在光栅光谱中,这两种波长的谱线有重叠现象,重叠处?2的谱线的级数将是 (A) 2 ,3 ,4 ,5 ...... (B) 2 ,5 ,8 ,11...... (C) 2 ,4 ,6 ,8 ...... (D) 3 ,6 ,9 ,12......

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3、光的偏振

马吕斯定律和布儒斯特定律

1)马吕斯定律:I2?I1cos2? 2)布儒斯特定律:tani0?n2 n1例题:1、一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过一偏振片,若以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强度最大值是最小值的5倍,那么人射光束中自然光与线偏振光的光强的比值为( ) (A) 1/2 ; (B) 1/3; (C) 1/4; (D) 1/5。

2、两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光线通过。当其中一偏振片慢慢转动180?时透射光强度发生的变化为:( )

(A)光强单调增加 (B)光强先增加,后又减小至零

(C)光强先增加,后减小,再增加 (D)光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零

3、 一束自然光从空气投射到玻璃表面上(空气折射率为1),当折射角为30°时,反射光是完全偏振光,则此玻璃板的折射率等于____________.一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃片上,就偏振状态来说

?则反射光为___________,反射光E矢量的振动方向___________,透射光为___________.

第十七章(112页):一、2、3、4、5、7、11、12、13、14、15、 二、1、3、4、6、8、10、11、12、三、1、2、3、

第十八章(119页):一、2、3、4、6、7、10、12、 二、2、3、4、5、6、7、8、9、11、13、三、1、2、4(1)问、

第十九章(124页):一、2、3、4、5、6、 二、1、2、3、三、1、

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三、热学部分

第十二章 气体动理论

理想气体压强公式和温度公式;麦氏速率分布函数和速率分布曲线的物理意义;三种速率的物理意义及计算方法;能量按自由度均分原理和理想气体的内能;平均碰撞频率和平均自由程。

m??RT,p?nkT,p?RT MM21132)压强公式:p?n?k,?k?mv2,?k?mv2?kT

32221)理想气体物态方程pV??RT?统计假设n?12dNNN222;vx?vy?vz?0;vx?vy?vz?v ??3dVVxyz12323)温度的统计意义:?k?mv2?kT,源于:?{p?2n?k,p?nkT} 3iii能量均分定理:??kT;理想气体内能:E??RT??CVT?pV

222要求:典型分子的自由度及内能与mol热量: 自由度: 单:i=3,刚双 i=5,,刚三 i=6;

ii?2R,CP?CV?R?R 22例题:1、已知氢气与氧气的温度相同,请判断下列说法哪个正确?[ ]

(A) 氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的压强一定大于氢气的压强. (B) 氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的密度一定大于氢气的密度. (C) 氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大. (D) 氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大. CV?2、温度、压强相同的氦气和氧气,它们分子的平均动能?和平均平动动能?k (A) ?和?k都相等. (B) ?相等,而?k不相等.

(C)

有如下关系:

?k相等,而?不相等. (D) ?和?k都不相等.

3、有一瓶质量为M的氢气(视作刚性双原子分子的理想气体),温度为T,则氢分子的平均平动动能为____________,氢分子的平均动能为______________,该瓶氢气的内能为____________________. 4)速率分布函数:

dN?f(v)dv?dS(深刻理解其意义!!) Nf(v)ⅠⅡ-------区分在相同m、不同T时的两条曲线; -------区分在相同T、不同m时的两条曲线。

例如:

1、现有两条气体分子速率分布曲线(1)和(2),如图所示.

Ovv+?vv若两条曲线分别表示同一种气体处于不同的温度

下的速率分布,则曲线_____表示气体的温度较高.

2、若两条曲线分别表示同一温度下的氢气和氧气的速率分布,则曲线_____表示的是氧气的速率分布. 画有阴影的小长条面积表示 _分布曲线下所包围的面积表示____________________ 三种统计速率vp?

2kT2RT8kTRT3kTRT2,v?,v? ??1.60?1.73mMπmMmM7

例题:

1、两容器内分别盛有氢气和氦气,若它们的温度和质量分别相等,则:

(A) 两种气体分子的平均平动动能相等. (B) 两种气体分子的平均动能相等. (C) 两种气体分子的平均速率相等. (D) 两种气体的内能相等. 2、若f(v)为气体分子速率分布函数,N为分子总数,m为分子质量,则

?v2v11mv2Nf(v)dv的物理意义是 2 (A) 速率为v2的各分子的总平动动能与速率为v1的各分子的总平动动能之差. (C) 速率处在速率间隔v1~v2之内的分子的平均平动动能.

(D) 速率处在速率间隔v1~v2之内的分子平动动能之和.

3、在平衡状态下,已知理想气体分子的麦克斯韦速率分布函数为f(v)、分子质量为m、最概然速率为vp,试说明下列各式的物理意义: (1) (2)

(B) 速率为v2的各分子的总平动动能与速率为v1的各分子的总平动动能之和.

?f?v?dv表示_____________________________________________;

vp???01mv2f?v?dv表示__________________________________________. 2 5) Z?2πd2vn;??例题:

v1kT ?p?nkT22Z2?dn2?dp1、一定量的理想气体,在温度不变的条件下,当体积增大时,分子的平均碰撞频率Z和平均自由程?的变化情况是:

(A) Z减小而?不变. (B)

Z减小而?增大.

Z不变而?增大. [ ]

(C) Z增大而?减小. (D)

2、一定量的理想气体,在体积不变的条件下,当温度降低时,分子的平均碰撞频率Z和平均自由程?的变化情况是:

(A) Z减小,但?不变. (B) Z不变,但?减小.

(C) Z和?都减小. (D) Z和?都不变. [ ] 第十三章 热力学

热力学第一定律对于理想气体各等值过程和绝热过程中的功、热量及内能增量的计算;理想气体的定压、定体摩尔热容和内能的计算方法;一般循环过程热效率的计算方法及卡诺循环的热效率计算(不要求制冷机);热力学第二定律的物理意义。 1) 热力学第一定律 Q??E?W,

准静态过程:W??V2V1pdV,,E?E(T)??CVT??iiRT?pV 22CV?

i?2m?iR,CP?CV?R?R,pV??RT?RT 22M8

掌握4个等值过程 a等体过程: 特征 V?常量 过程方程 PT?1?常量 0 ?E ?CV,m(T2?T1)1 W 摩尔热容C Q ?CV,m(T2?T1)1 Cv,m?iR 2

b等压过程 特征 p?常量 过程方程 VT?1?常量 ?E ?CV,m(T2?T1)1 ?Cp,m(T2?T1) W 摩尔热容C p(V2?V1)??R(T2?T1) Q Cp,m?CV,m?R,??Cp,mCv,m c等温过程 特征 T?常量 过程方程 pV?常量 ?E 0 W ?RTlnV2p??RTln1 p2V1Q ?RTlnV2p??RTln1 摩尔热容C p2V1?

d绝热过程

V??1T?常量;pV??常量 dQ?0 特征 过程方程 p??1T???常量 ??CV,m(T2?T1)1或?CV,m(T2?T1)1或

W ?E p1V1?p2V2p1V1?p2V2 ? ??1??1 Q 0 摩尔热容C 0

例题:1、如图所示,一定量理想气体从体积V1,膨胀到体积V2分别经历的过程是:

p A→B等压过程,A→C等温过程;A→D绝热过程,其中吸热量最多的过程

(A) 是A→B. (B)是A→C.

(C)是A→D. (D)既是A→B也是A→C, 两过程吸热一样多。

2、一定质量的理想气体的内能E随体积V的变化关系为一直线

(其延长线过E~V图的原点),则此直线表示的过程为:

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O V E A B C D O V

(A) 等温过程. (B) 等压过程. (C) 等体过程. (D) 绝热过程.

3、 一定量理想气体经历的循环过程用V-T曲线表示如图.在此循环过程中,气体从外界吸热的过程是

V (A) A→B. (B) B→C.

C B (C) C→A. (D) B→C和B→C.

3)循环过程?E?0

WQ1?Q2QT热机:????1?2卡诺热机:??1?2

Q1Q1Q1T1致冷机:e?A O T p (Pa)300AQ2Q2Q2T2卡诺致冷机:e? ??Q1?Q2T1?T2WQ1?Q2 例题:1、一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程.已知气体在状态200A的温度为TA=300 K,求 100 (1) 气体在状态B、C的温度;

O (2) 各过程中气体对外所作的功; (3) 经过整个循环过程,气体从外界吸收的总热量(各过程吸热的代数和). (4)求效率

CBV (m3)231

2、1 mol 氦气作如图所示的可逆循环过程,其中ab和cd是绝热过程, bc和da为等体过程,已知 V1 = 16.4 L,V2 = 32.8 L,pa = 1 atm,pb = 3.18 atm,pc = 4 atm = 1.26 atm,试求: ,p

dp (atm) (1)在各态氦气的温度.

c pc (2)在态氦气的内能.

pb (3)在一循环过程中氦气所作的净功.

b (1 atm = 1.013×105 Pa) d pd ?1?1(普适气体常量R = 8.31 J· mol· K)

pa a V (L) 某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环: O V1 V2 Ⅰ(abcda)和Ⅱ(a'b'c'd'a'),且两个循环曲线所围面积相等. 设循环I的效率为?,每次循环在高温热源处吸的热量为Q,

循环Ⅱ的效率为?′,每次循环在高温热源处吸的热量为Q′,则 (A) ?????′, Q < Q′. (B) ?????′, Q > Q′.

(C) ?????′, Q < Q′. (D) ?????′, Q > Q′.

p a a' b' b d d' O c' c V 4) 热力学第二定律:(理解)

开尔文表述:不可能制造出这样一种循环工作的热机,它只使单一热源冷却来做功,而不放出热量给其他物体,或者说不使外界发生任何变化。

克劳修斯表述:不可能把热量从低温物体自动传到高温物体而不引起外界的变化。 热力学第二定律的实质:一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆过程。

例题: 1、甲说:“由热力学第一定律可证明任何热机的效率不可能等于1.”乙说:“热力学第二定律可表述为效率等于 100%的热机不可能制造成功.”丙说:“由热力学第一定律可证明任何卡诺循环的效率都等于1?(T2/T1) .”丁说:“由热力学第一定律可证明理想气体卡诺热机(可逆的)循环的效率等于1?(T2/T1)”对以上说法,有如下几种评论,哪种是正确的?

(A) 甲、乙、丙、丁全对. (B) 甲、乙、丙、丁全错.

(C) 甲、乙、丁对,丙错. (D) 乙、丁对,甲、丙错. [ ]

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