09秋大气系08级普通物理(3-3)试题B卷参考答案

兰州大学2009 ~ 20010学年 第 1 学期

期末考试试卷（ B 卷）

课程名称： 普通物理（3/3） 任课教师： 学 院： 专 业： 年级：

姓 名： 校园卡号： 题 号 一 二 三 四 五 总 分 分 数 阅卷教师 一、选择题（20分）（每题2分）

1. 光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程。对此在以下几种理解中，正确的是：

A. 两种效应中电子与光子两者组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律。 B. 两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程。 C. 两种效应都属于电子吸收光子的过程。

D. 光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应则相当于光子和电子的弹性碰撞过程。

2．下列说法中唯一正确的说法是：

A．金属的逸出功越大，产生光电子所需时间越长。 B．金属的逸出功越大，光电效应的红限越高。 C．入射光强度越大，光电子初动能越大。 D．入射光强度越大，遏止电压越高。

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3．由光子理论：hv?E,??h/p则光速c是; A. p/E B. E/p C. Ep D. P2/E

4. 算符p?2??h2d2x4?2dx2作用于函数?(x)?2n?xlsinl的结果是?(x)乘以常数，该常数是：

h2h2n2h2A. n2h24?2 B. ?4?2 c. 4?2 D. 4l2 5. 三个容器???A、?B、C?中装有同种理想气体，其分子数密度?n相同，而方均根速率之

比为v21/2A:v21/221/2B:vC＝1∶2∶4，则其压强之比pA∶pB∶pC为：

A 1∶2∶4． B 1∶4∶8．

C 1∶4∶16． D 4∶2∶1．

6. 已知Co+3离子的电子组态为5d6，则其基态的总角动量量子数J为：

A. 2 B. 3 C. 4 D. 5

7．关于温度的意义，有下列几种说法：

(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度．

(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义． (3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同．

(4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度． 这些说法中正确的是

A (1)、(2) 、(4)． B (1)、(2) 、(3)． C (2)、(3) 、(4)．

D (1)、(3) 、(4)． 8．理想气体向真空作绝热膨胀． A 膨胀后，温度不变，压强减小． B 膨胀后，温度降低，压强减小． C 膨胀后，温度升高，压强减小． D 膨胀后，温度不变，压强不变．

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9. 使用麦克斯韦 - 玻尔兹曼分布定律，要求粒子数N很大，这是因为在推出该定律时：

(A) 假定粒子是可别的 (B) 应用了斯特令近似公式 (C) 忽略了粒子之间的相互作用 (D) 应用拉氏待定乘因子法 。 10、中子的发现者是

A、卢瑟福 B、安德森 C、汤姆孙 D、查德威克

二、填空题（20分）（每题2分）

1．分子热运动自由度为i的一定量刚性分子理想气体，当其体积为V、压强为p时，其内能E为______________________． 2．某理想气体的过程方程为Vp1/2?a,a为常数，气体从V1膨胀到V2．则其所做的功

为 ．

3．中子的质量m?27n?1.67?10kg，当中子的动能等于温度300K的热平衡中子气体的平均动能时，其德布罗意波长为 。 4．粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：

??(x)?13?xacos2a (?a?x?a) 那么，粒子在x?56a处出现的概率密度为 。

5．按照原子核的质子一中子模型，组成原子核AZX的质子数和中子数分别为 ， 这种原子核的质量数和电荷数分别为 。

6．将3MeV能量的?光子引入狄拉克真空，结果产生1MeV的电子，此时还将产生 ，它的能量是 。

7．飞机起飞前机舱中的压力计指示为1.0 atm(1.013×105 Pa)，温度为27 ℃；起飞后压力计指示为0.8 atm(0.8104×105 Pa)，温度仍为27 ℃，则飞机距地面的高度

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为 ．

8．自然界的四种基本相互作用分别是引力相互作用， ， ，和 。 9．氢弹的原理：引爆普通炸药引发裂变反应, 产生高温高压同时放出大量 并与 6Li 反应产生氚，发生d+T聚变反应。 10．写出放射性衰变定律的公式 。

三、计算题（60分）

1．（1）温度为室温 200 的黑体，其单色辐出度的峰值所对应的波长是多少？（2）若使一黑体单色辐出度的峰值所对应的波长在红色谱线(650nm)范围内，其温度应为多少？（3）以上两辐出度之比为多少？

2．宽度为a的一维无限深势阱中粒子的波函数为?(x)?Asinn?ax，求：(1)归一化

系数A；(2)在n?2时何处发现粒子的概率最大?

3．求理想气体在多方过程中的摩尔热容Cm 。

4．在等压条件下将1.00 kg的水从T1 = 273K加热到T2 = 373 K，求熵的变化。已知

水的定压比热c = 4.20 J?g-1 ?K-1 。

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参考答案： 一、 选择题

D B B D C C B B B D 二、填空题 1、E=iPV/2 11 在各区域的具体形式为

?2d2 Ⅰ：x?0 ??1(x)?U(x)?1(x)?E?1(x) ①

2mdx2?2d2 Ⅱ： 0?x?a ??2(x)?E?2(x) ② 22、a2(V?) 1V23、??h?hP3mRT 4、1/2a

5、Z，A-Z，A，Z 6、正电子，2MeV

7、z?RTp0Mglnp 8、强相互作用，弱相互作用，电磁相互作用 9、中子 10、N?N0e??t 三、计算题

b2.897?10?31、解：（1）?m?T?293m?9890nm ?3（2）取?m?650nmT'?b??2.897?10m6.5?10?7K?4.46?103K （3）M(T')M(T)?(T'T)4?5.37?104

2、2．解：U(x)与t无关，是定态问题。其定态S—方程2 ??d22mdx2?(x)?U(x)?(x)?E?(x)

2mdx根据波函数的标准条件确定系数A，B，由连续性条件，得 ?2(0)??1(0) ⑤

?2(a)??3(a) ⑥

⑤ ?B?0 ⑥ ?A?0?sinka?0

?ka?n? ( n ? 1, 2, 3,?) ∴?n?2(x)?Asinax 由归一化条件 ??(x)2dx?1 ?得 A2?asin2n?axdx?1 0a由 ?m?bsinax?sinn?axdx?a2?mn ?A?2

a2n?

??2(x)?asinax

?Asinka?0

?k2?2mE?2 2 ?E?22n??2ma2n (n ? 1,2,3,?)可见E是量子化的。

对应于En的归一化的定态波函数为

?2 ?)???sinn?ixe??Ent, 0?x?an(x,t?aa ? 0, x?a, x?a3、解：多方过程的摩尔热容 C?Qm?(dT)m

将第一定律?Q = CV,m dT + pdVm代入，得

CdVmm?CV,m?pdT 由多方过程方程pVm m = 恒量，可得 ln p + m ln Vm = 恒量 对上式求微分，得

dppdV??mmV m对1mol理想气体的物态方程求微分，得

p?VdpmdV?RdTmdV

m由上两式，得

dVmdT??Rp(m?1) 多方过程的摩尔热容

Cm?CV,m?Rm?1 4、解：

?S??T2McdTT2dTT1T?Mc?T1T

?MclnT2T?1.31?103J?K-11

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