大学物理下册课后习题答案吴百诗
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第一次 热力学基础
一、选择题:
1. B 2. A 3. A 4. C 5. D
二、填空题:
1. , ,
2. 功完全转变为热(热功转换); 热量自动从高温物体传给低温物体(热量传递,热传导)
3. (1)负,负(放热),零; (2)正,负(放热),负; 正,正(吸热),负
4. , 5.
6. 不能; 该热机的效率为:,超过理想可逆机的效率:。
三、计算题:
1.(1)由功的定义
(2) 内能的变化 由
(3)根据热力学第一定律:
2. (1)等体过程: 由热力学第一定律得 ,做功
(2)等压过程: 吸热
对外做功 J
3. (1) 由abc 过程可求出态和态的内能之差 J
(2) adb过程,系统作功 系统吸收热量
(3)ba 过程,外界对系统作功 系统放热
4. 定向速率对应的机械动能转化为系统内能,温度会升高,由能量守恒:
解得:,平衡后温度为,由状态方程可知压强
第二次 气体分子运动论
一、选择题: 1. B 2.B 3.C 4.A 5.C 6.D
二、填空题:
⒈ 原来分子数的
⒉ 速率处于 间隔内分子数与总分子数的比 , 速率 的分子数与总分子数的比, 速率 的分子个数 , 速率处于 间隔的分子的平均速率。
⒊3:2 ⒋
⒌ ⒍ 1 ;0.5 ⒎ 5 8.(2) ;(2)
三、计算题:
1 解: 由理想气体状态方程 ,
有
2 解:理想气体分子的能量
平动动能
转动动能
内能
3 解:由气体状态方程得
由平均自由程公式
4 解:(1)从图上可得分布函数表达式
满足归一化条件,但这里纵坐标是而不是故曲线下的总面积为,
(2) 由归一化条件可得
(3) 可通过面积计算
(4) 个粒子平均速率
(5) 到区间内粒子平均速率
到区间内粒子数
第四次 机械波
一、选择题:1.A 2.D 3.B 4.A 5.C 6.B
二、填空题:1. 2. 3.
4.,( k = ± 1,± 2,…)
5.
6.
三、计算题:
1 解: (1)已知波动方程 ()和标准形式 比较得:
波振幅为,频率,波长,波速,周期.
(2)将代入波动方程得
(3)因任一时刻同一波线上两点之间的位相差为
将,及代入上式,即得
2解:(1) 如图A,取波线上任一点P,其坐标设为x,由波的传播特性,
P点的振动落后于l /4处质点的振动
该波的表达式为:
=
(2) t = T 时的波形和 t = 0时波形一样。
t= 0时=
3解: (1)
(2)
4.解::设连线及延长线为方向,以为坐标原点,则: ,令:
P O P’ Q
(1)右侧 (取Q点),则从 分别传播来的两波在Q点的相位差为:
处各点均因干涉而静止。
(2)左侧 (取P点),从 分别传播来的两波在P点的相位差为:
处各点干涉加强,相干波振幅为 2A。
(3)之间 (取P’点),从分别传播来的两波在P’点的相位差为:
, 由干涉静止的条件可得:
即
第七次 狭义相对论
一、选择题:⒈ C ⒉ C ⒊ A ⒋ A ⒌ D ⒍ D
二、填空题:
1.狭义相对论的相对性;光速不变。 2. ; 。 3.
4. ; 5.0.98C 6. ; ; ; 。
三、计算题:
1.
⑴
⑵ (应同时测量两端的位置,不是下面的 )
⑶
2.⑴ ⑵
⑶
3.以地面为参考系,这时该子的寿命,它可以通过的距离为
4. 设电子静质量为,由动能定律
5. (1)
(2)设系为一个质子处于静止的参考系,则另一个质子相对于的速度为:、
第八次 量子物理基础
一、选择题:1. C 2. D 3. B 4. D 5. A 6. A 7. A 8. D
二、填空题:
1. 定态假设;跃迁频率;轨道角动量量子化; 2. 泡利不相容;能量最小原理; 3. ; ;
4. 5. ,
6.3,5 7. , , 8. 9.不变 10. 355nm
三、计算题:
1. 解:
2. 使处于基态的电子电离所需能量为,因此,该电子远离质子时的动能为
速度为 :
其德布罗意波长为:
3. (1)
(2) ,
4.各处出现的几率密度:
时, ; 时, 和
四、简答题:
1.德布罗意波是概率波,波函数不表示某实在物理量在空间的波动,其振幅无实在的物理意义,并且存在归一化问题;经典波是振动状态的传播,无归一化问题。
2.光电效应是指金属中的电子吸收了光子的过程,遵守能量守恒定律;而康普顿散射则是光子与自由电子的弹性碰撞过程,同时遵守能量与动量守恒定律。
一、选择题:
1. B 2. A 3. A 4. C 5. D
二、填空题:
1. , ,
2. 功完全转变为热(热功转换); 热量自动从高温物体传给低温物体(热量传递,热传导)
3. (1)负,负(放热),零; (2)正,负(放热),负; 正,正(吸热),负
4. , 5.
6. 不能; 该热机的效率为:,超过理想可逆机的效率:。
三、计算题:
1.(1)由功的定义
(2) 内能的变化 由
(3)根据热力学第一定律:
2. (1)等体过程: 由热力学第一定律得 ,做功
(2)等压过程: 吸热
对外做功 J
3. (1) 由abc 过程可求出态和态的内能之差 J
(2) adb过程,系统作功 系统吸收热量
(3)ba 过程,外界对系统作功 系统放热
4. 定向速率对应的机械动能转化为系统内能,温度会升高,由能量守恒:
解得:,平衡后温度为,由状态方程可知压强
第二次 气体分子运动论
一、选择题: 1. B 2.B 3.C 4.A 5.C 6.D
二、填空题:
⒈ 原来分子数的
⒉ 速率处于 间隔内分子数与总分子数的比 , 速率 的分子数与总分子数的比, 速率 的分子个数 , 速率处于 间隔的分子的平均速率。
⒊3:2 ⒋
⒌ ⒍ 1 ;0.5 ⒎ 5 8.(2) ;(2)
三、计算题:
1 解: 由理想气体状态方程 ,
有
2 解:理想气体分子的能量
平动动能
转动动能
内能
3 解:由气体状态方程得
由平均自由程公式
4 解:(1)从图上可得分布函数表达式
满足归一化条件,但这里纵坐标是而不是故曲线下的总面积为,
(2) 由归一化条件可得
(3) 可通过面积计算
(4) 个粒子平均速率
(5) 到区间内粒子平均速率
到区间内粒子数
第四次 机械波
一、选择题:1.A 2.D 3.B 4.A 5.C 6.B
二、填空题:1. 2. 3.
4.,( k = ± 1,± 2,…)
5.
6.
三、计算题:
1 解: (1)已知波动方程 ()和标准形式 比较得:
波振幅为,频率,波长,波速,周期.
(2)将代入波动方程得
(3)因任一时刻同一波线上两点之间的位相差为
将,及代入上式,即得
2解:(1) 如图A,取波线上任一点P,其坐标设为x,由波的传播特性,
P点的振动落后于l /4处质点的振动
该波的表达式为:
=
(2) t = T 时的波形和 t = 0时波形一样。
t= 0时=
3解: (1)
(2)
4.解::设连线及延长线为方向,以为坐标原点,则: ,令:
P O P’ Q
(1)右侧 (取Q点),则从 分别传播来的两波在Q点的相位差为:
处各点均因干涉而静止。
(2)左侧 (取P点),从 分别传播来的两波在P点的相位差为:
处各点干涉加强,相干波振幅为 2A。
(3)之间 (取P’点),从分别传播来的两波在P’点的相位差为:
, 由干涉静止的条件可得:
即
第七次 狭义相对论
一、选择题:⒈ C ⒉ C ⒊ A ⒋ A ⒌ D ⒍ D
二、填空题:
1.狭义相对论的相对性;光速不变。 2. ; 。 3.
4. ; 5.0.98C 6. ; ; ; 。
三、计算题:
1.
⑴
⑵ (应同时测量两端的位置,不是下面的 )
⑶
2.⑴ ⑵
⑶
3.以地面为参考系,这时该子的寿命,它可以通过的距离为
4. 设电子静质量为,由动能定律
5. (1)
(2)设系为一个质子处于静止的参考系,则另一个质子相对于的速度为:、
第八次 量子物理基础
一、选择题:1. C 2. D 3. B 4. D 5. A 6. A 7. A 8. D
二、填空题:
1. 定态假设;跃迁频率;轨道角动量量子化; 2. 泡利不相容;能量最小原理; 3. ; ;
4. 5. ,
6.3,5 7. , , 8. 9.不变 10. 355nm
三、计算题:
1. 解:
2. 使处于基态的电子电离所需能量为,因此,该电子远离质子时的动能为
速度为 :
其德布罗意波长为:
3. (1)
(2) ,
4.各处出现的几率密度:
时, ; 时, 和
四、简答题:
1.德布罗意波是概率波,波函数不表示某实在物理量在空间的波动,其振幅无实在的物理意义,并且存在归一化问题;经典波是振动状态的传播,无归一化问题。
2.光电效应是指金属中的电子吸收了光子的过程,遵守能量守恒定律;而康普顿散射则是光子与自由电子的弹性碰撞过程,同时遵守能量与动量守恒定律。
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