西南大学2020年春季大学物理基础【1030】课程考试大作业参考答案
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西南大学培训与继续教育学院课程考试试题卷
学期：2020年春季
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、温度的微观本质是什么？
答：温度的微观本质是物体的分子平均动能的一种度量方式，也就是用摄氏度、华氏度、开尔文等热学计量单位来表达物体的分子平均动能。温度表达的是物体的总“热能”除以物质的量以后得到的结果。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。国际单位为热力学温标（K）。目前国际上用得较多的其他温标有华氏温标（°F）、摄氏温标（°C）和国际实用温标。从分子运动论观点看，温度是物体分子运动平均动能的标志。温度是大量分子热运动的集体表现，含有统计意义。对于个别分子来说，温度是没有意义的。根据某个可观察现象（如水银柱的膨胀），按照几种任意标度之一所测得的冷热程度。
P1=M1RT/M1V=4 X 10^-5X8.31 X 303/4X 10^-3X 1 X 10^-3=2.25 X
10^4
P2=M2RT/M2V=4 X 10-5X8.31 X 303/2X 10-3X 1X 10-3=5.04 X
10^ 4
P=P1+P2=7.56X10^ 4Pa
2、今有两摩尔的理想气体氮气，温度由17℃升为27℃。若在升温过程（1）体积保持不变，（2）压强保持不变，求气体在这两过程中各吸收多少热量？各增加了多少内能？各对外做了多少功？
5、杨氏双缝干涉装置的下缝上被一片很薄的玻璃片覆盖，这时零级明纹移动到原来的6级暗纹的地方，如果入射光的波长为600nm，玻璃片的折射率为n=1.55，求玻璃片的厚度e。
解：设第五个明纹处膜厚为，则有2ne+0.5λ=5λ
设该处至劈棱的距离为L，则有近似关系e=Hale Waihona Puke Baiduθ，
由上两式得2nLθ=9λ/2，L=9λ/4θ
充入液体前第五个明纹位置L1=9λ/40充入液体后第五个明纹位置L2=9λ/4nθ
充入液体前后第五个明纹移动的距离L=L1-L2=9λ（1-1/n）40=1.61mm
2、什么是自由度？刚性单原子、双原子、多原子各有几个自由度？
3、热力学第一定律的内容是什么？
答：自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递中能量的数量保持不变。该定律就称为热力学第一定律，也称为能量转换与守恒定律，这一定律也被表示为：第一类永动机（不消耗任何形式的能量而能对外做功的机械）是不能制作出来的。
（ ）
3、一质点沿x轴作简谐振动，振幅A＝0.05m，周期T＝0.2s。当质点正越过平衡位置向负x方向运动时开始计时。
（1）写出此质点的简谐振动方程；
（2）另一质点和此质点的振动频率相同，但振幅为0.08m，并和此质点反相，写出另一质点的简谐振动方程；
4、用波长λ=500nm的单色光垂直照射在由两块玻璃板（一端刚好接触成为劈棱）构成的空气劈尖上。劈尖角θ=2×10-4rad。如果劈尖内充满折射率为n=1.40的液体。求从劈棱数起第五个明条纹在充入液体前后移动的距离。
4、热力学第二定律的开尔文表述的内容是什么？
答：热力学第二定律,表达的是能量传递的单向性（孤立系统熵增大原理）.该定律表明,能量的传递是有自发方向的,也就是,虽然能量可以双向传递,但是只有但一方向的传递,才是自发的,也就是不需要外界帮助的.开尔文的表述是,不可能从单一热源吸取热量,并将这热量变为功,而不产生其他影响,表达的是能量和功之间转换的单向性；克劳修斯的表述是,热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体,但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物,表达的是内能之间传递的单向性；其效果都是一样的,也就是能量传递和转换的单向性（用熵来表述,就是孤立系统,也就是与外界完全隔离的系统,其熵值是要增大的）。
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、一体积为1.0×10-3m3的容器中，含有4.0×10-5kg的氦气和4.0×10-5kg的氢气，它们的温度为30℃，试求容器中混合气体的压强。
答：T=273+30=303K
He的摩尔质量：M1=4.1X 10^-3kg/mol
H2的摩尔质量：M2=2.0X 10^-3kg/mol
5、什么是熵增加原理？
6、一个物体做简谐振动，其能量的特征是什么？
7、什么是波动？机械波与电磁波的主要区别是什么？
8、什么是光程？
答：光程是一个折合量，可理解为在相同时间内光线在真空中传播的距离。在传播时间相同或相位改变相同的条件下，把光在介质中传播的路程折合为光在真空中传播的相应路程。在数值上，光程等于介质折射率乘以光在介质中传播的路程。当光波在不同介质中传播时，光波的波长随介质的不同而改变。为了方便计算相干光在不同介质中传播相遇时的相位差，需要引入光程概念。
学期：2020年春季
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、温度的微观本质是什么？
答：温度的微观本质是物体的分子平均动能的一种度量方式，也就是用摄氏度、华氏度、开尔文等热学计量单位来表达物体的分子平均动能。温度表达的是物体的总“热能”除以物质的量以后得到的结果。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。国际单位为热力学温标（K）。目前国际上用得较多的其他温标有华氏温标（°F）、摄氏温标（°C）和国际实用温标。从分子运动论观点看，温度是物体分子运动平均动能的标志。温度是大量分子热运动的集体表现，含有统计意义。对于个别分子来说，温度是没有意义的。根据某个可观察现象（如水银柱的膨胀），按照几种任意标度之一所测得的冷热程度。
P1=M1RT/M1V=4 X 10^-5X8.31 X 303/4X 10^-3X 1 X 10^-3=2.25 X
10^4
P2=M2RT/M2V=4 X 10-5X8.31 X 303/2X 10-3X 1X 10-3=5.04 X
10^ 4
P=P1+P2=7.56X10^ 4Pa
2、今有两摩尔的理想气体氮气，温度由17℃升为27℃。若在升温过程（1）体积保持不变，（2）压强保持不变，求气体在这两过程中各吸收多少热量？各增加了多少内能？各对外做了多少功？
5、杨氏双缝干涉装置的下缝上被一片很薄的玻璃片覆盖，这时零级明纹移动到原来的6级暗纹的地方，如果入射光的波长为600nm，玻璃片的折射率为n=1.55，求玻璃片的厚度e。
解：设第五个明纹处膜厚为，则有2ne+0.5λ=5λ
设该处至劈棱的距离为L，则有近似关系e=Hale Waihona Puke Baiduθ，
由上两式得2nLθ=9λ/2，L=9λ/4θ
充入液体前第五个明纹位置L1=9λ/40充入液体后第五个明纹位置L2=9λ/4nθ
充入液体前后第五个明纹移动的距离L=L1-L2=9λ（1-1/n）40=1.61mm
2、什么是自由度？刚性单原子、双原子、多原子各有几个自由度？
3、热力学第一定律的内容是什么？
答：自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递中能量的数量保持不变。该定律就称为热力学第一定律，也称为能量转换与守恒定律，这一定律也被表示为：第一类永动机（不消耗任何形式的能量而能对外做功的机械）是不能制作出来的。
（ ）
3、一质点沿x轴作简谐振动，振幅A＝0.05m，周期T＝0.2s。当质点正越过平衡位置向负x方向运动时开始计时。
（1）写出此质点的简谐振动方程；
（2）另一质点和此质点的振动频率相同，但振幅为0.08m，并和此质点反相，写出另一质点的简谐振动方程；
4、用波长λ=500nm的单色光垂直照射在由两块玻璃板（一端刚好接触成为劈棱）构成的空气劈尖上。劈尖角θ=2×10-4rad。如果劈尖内充满折射率为n=1.40的液体。求从劈棱数起第五个明条纹在充入液体前后移动的距离。
4、热力学第二定律的开尔文表述的内容是什么？
答：热力学第二定律,表达的是能量传递的单向性（孤立系统熵增大原理）.该定律表明,能量的传递是有自发方向的,也就是,虽然能量可以双向传递,但是只有但一方向的传递,才是自发的,也就是不需要外界帮助的.开尔文的表述是,不可能从单一热源吸取热量,并将这热量变为功,而不产生其他影响,表达的是能量和功之间转换的单向性；克劳修斯的表述是,热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体,但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物,表达的是内能之间传递的单向性；其效果都是一样的,也就是能量传递和转换的单向性（用熵来表述,就是孤立系统,也就是与外界完全隔离的系统,其熵值是要增大的）。
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、一体积为1.0×10-3m3的容器中，含有4.0×10-5kg的氦气和4.0×10-5kg的氢气，它们的温度为30℃，试求容器中混合气体的压强。
答：T=273+30=303K
He的摩尔质量：M1=4.1X 10^-3kg/mol
H2的摩尔质量：M2=2.0X 10^-3kg/mol
5、什么是熵增加原理？
6、一个物体做简谐振动，其能量的特征是什么？
7、什么是波动？机械波与电磁波的主要区别是什么？
8、什么是光程？
答：光程是一个折合量，可理解为在相同时间内光线在真空中传播的距离。在传播时间相同或相位改变相同的条件下，把光在介质中传播的路程折合为光在真空中传播的相应路程。在数值上，光程等于介质折射率乘以光在介质中传播的路程。当光波在不同介质中传播时，光波的波长随介质的不同而改变。为了方便计算相干光在不同介质中传播相遇时的相位差，需要引入光程概念。