2007年7月(108)

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2007年大学物理(相对论、热学、静电学)期末考试试卷(108A)

2006.7.3

班级_________姓名_________学号___________得分__________

注意:(1)特别提醒:凡未参加期中考试的同学请向主考教师申领一份附加题目的卷子,如果不做附加的题目,相应成绩以零分计入总评成绩。(2)试卷共三张。(3)填空题空白处写上关键式子,可参考给分。计算题要列出必要的方程和解题的关键步骤。(4)不要将订书钉拆掉。(5)第4张是草稿纸。

一、选择题(每小题3分,共21分)

1、(1)对某观察者来说,发生在某惯性系中同一地点、同一时刻的两个事件,对于相对该惯

性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说,它们是否同时发生? (2)在某惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件,它们在其它惯性系中是否同时发生?

关于上述两个问题的正确答案是:

(A) (1)同时,(2)不同时; (B) (1)不同时,(2)同时; (C) (1)同时,(2)同时; (D) (1)不同时,(2)不同时.

选:__________________

2、有容积不同的A 、B 两个容器,A 中装有单原子分子理想气体,B 中装有双原子分子理想气体,若两种气体的压强相同,那么,这两种气体的单位体积的内能A V E )/(和B V E )/(的关系:

(A) A V E )/(<B V E )/(; (B) A V E )/(>B V E )/(; (C) A V E )/(=B V E )/(; (D) 不能确定.

选:__________________

3、若)(v f 为气体分子速率分布函数,N 为分子总数, m 为分子质量,则

2

1

d )(2

12

v v v v Nf mv 的物理意义是

(A) 速率为2v 的各分子的总平动动能与速率为1v 的各分子的总平动动能之差; (B) 速率为2v 的各分子的总平动动能与速率为1v 的各分子的总平动动能之和;

(C) 速率处在速率间隔1v ~2v 之内的分子的平均平动动能; (D) 速率处在速率间隔1v ~2v 之内的分子平动动能之和.

选:__________________

4、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)/(112T T - .”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)/(112T T -”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.

选:__________________

5、一均匀带电球面,电荷面密度为σ,球面内电场强度处处为零,球面上面元S d 带有σS d 的电荷,该电荷在球面内各点产生的电场强度

(A) 处处为零; (B) 不一定都为零; (C) 处处不为零; (D) 无法判定 .

选:__________________

6、半径为R 的均匀带电球面,若其电荷面密度为σ,则在球面外侧距离球面R 处的电场强度大小为:

(A) 0εσ; (B) 02εσ; (C) 0

4εσ

; (D) 08εσ.

选:__________________

7、密立根油滴实验,是利用作用在油滴上的电场力和重力平衡而测量电荷的,其电场由两块带电平行板产生.实验中,半径为r 、带有两个电子电荷的油滴保持静止时,其所在电场的两块极板的电势差为12U .当电势差增加到412U 时,半径为r 2的油滴保持静止,则该油滴所带的电荷为:

(A) 2e ; (B) 4e ; (C) 8e ; (D) 16e .

选:__________________

二、填空题(共31分)

1、(本小题4分)已知一静止质量为0m 的粒子,其固有寿命为实验室测量到的寿命的n /1,则此粒子的动能是____________.

2、(本小题4分)用总分子数N 、气体分子速率v 和速率分布函数)(v f 表示下列各量: (1) 速率大于0v 的分子数=____________________; (2) 速率大于0v 的那些分子的平均速率=_________________;

3、(本小题4分)如图所示的两条曲线1和2分别表示同种理想气体分子在温度1T 、2T 时的麦克斯韦速率分布曲线.已知1T <2T ,曲线2的峰值恰在两曲线的交点,对应于1v v =,阴影

部分的面积为0S ,则曲线1对应的最概然速率为

___________;温度分别为1T 和2T 时,分子速率小于1v 的分子的百分数之差为 ___________.

4、(本小题3分)绝热容器被隔板分成两半,每边体积都是V 0,左边充满某种理想气体,压强为p 0,右边是真空.当把隔板抽出时,左边的气体对真空作自由膨胀,达到平衡后,气体的压强为________________.

5、(本小题6分)导体中自由电子的运动可看作类似气体分子的运动(故称电子气).设导体中共有N 个自由电子,其中电子的最大速率为F v (称为费米速率).电子速率在

v v v d +→之间的概率为:⎪⎩⎪⎨⎧>≤≤=).

(0

),0(42

F F v v v v dv

v N

A N dN

π

(1)用N 和F v 给出常量=A ________________; (2)已知电子质量为m ,则电子气中电子的平均平动动能=k

ε________________.

6、(本小题5分)正电荷均匀分布在半径为R 的球形体积中(如图),电荷体密度为ρ,则球内a 点和球外b 点的电势差ab U =__________________________ .

7、(本小题5分)在电荷为-Q 的点电荷的静电场中,把电荷为+q 的点电荷从a 点移到b 点,如图所示. 则电场力的功A = _________________________________________.

-

+q l

d

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