《福建师范大学21秋《热力学与统计物理》在线作业一答案参考74》由会员分享，可在线阅读，更多相关《福建师范大学21秋《热力学与统计物理》在线作业一答案参考74（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、福建师范大学21秋热力学与统计物理在线作业一答案参考1. 设费米气体的粒子有三个非简并能级0，2，如果气体最多能有两个粒子，试求气体的巨配分函数及平均粒子数设费米气体的粒子有三个非简并能级0，2，如果气体最多能有两个粒子，试求气体的巨配分函数及平均粒子数体系的巨配分函数为 ， (1) 式中，为化学势平均粒子数为 . (2) 2. 金属探测器的探头内通入脉冲电流，才能测到埋在地下的金属物品发回的电磁信号，能否用恒定电流来探测?埋在地金属探测器的探头内通入脉冲电流，才能测到埋在地下的金属物品发回的电磁信号，能否用恒定电流来探测?埋在地下的金属为什么能发回电磁信号?脉冲电流产生的磁场也是脉冲，即随时
2、间快速变化的。这快速变化的磁场传到地下金属物品中将激起较大的脉冲电流，这随时间快速变化的脉冲电流就向外发射(即发回)脉冲信号，根据发回的信号就可判断地下金属物品的存在与否。这里关键是要有变化的磁场。恒定电流的磁场保持恒定不变，不能产生这样的效果。3. 以下哪种材料的密度最大 ( ) A高压聚乙烯 B低压聚乙烯 C聚丙烯以下哪种材料的密度最大()A高压聚乙烯B低压聚乙烯C聚丙烯B4. 密度为的不可压缩液体置于一开口的圆柱形容器内，若此容器绕对称轴作高速旋转，求液体内压强分布和液体表面密度为的不可压缩液体置于一开口的圆柱形容器内，若此容器绕对称轴作高速旋转，求液体内压强分布和液体表面的形状。从流体
3、静力学角度求解。 以容器为参考系，以液面中心为原点，如图9.8所示。此时流体内任一流体质点都受到重力与惯性力的作用，相应的体力密度为-g和，其中为沿水平方向的单位向量。由流体静力学方程 得到 所以有 =2rdr-gdz 积分后得 当r=0时，z=0，p=p0(p0是液体表面的压强，即大气压强)，代入上式，最后求得液体内压强分布为 由于液体表面上任一点的压强为大气压强p=p0，最后得到液体表面的曲线方程为 由此式知道液体表面为一旋转抛物线。 5. 一简谐波在媒质中传播，其波函数为y=010cos(2tx)m，试求在波传播过程中，媒质中质点运动的最大一简谐波在媒质中传播，其波函数为y=010cos
4、(2tx)m，试求在波传播过程中，媒质中质点运动的最大速度。正确答案：在简谐波传播过程中媒质中每一个质点都在其平衡位置附近作简谐振动其速度为rn rn 质点运动的最大速度为rn vmax=063(ms)rn 由题设波函数可知该简谐波的波速为rn =2(ms)从以上结论可知，波的传播速度和媒质中质点的运动速度是两个完全不同的概念，请注意区分。6. 1kg水银，初始温度为T1100。如果加足够的热量使其温度升到T3100，问水银的熵变有多大冰银的熔点为T2391kg水银，初始温度为T1-100。如果加足够的热量使其温度升到T3100，问水银的熵变有多大冰银的熔点为T2-39，熔解热L1.17104
5、J/(kgC)，而比热容c138J/(kgC)。(提示：分三个阶段，从-100到-39；维持-39熔解；从 -39至100。) 整个过程的熵变为 SS1+S2+S3156J/K 7. 以下几个实验现象中，能说明声音产生条件的实验现象是 A放在钟罩内的闹钟正在响铃，把钟罩内的空气抽走一以下几个实验现象中，能说明声音产生条件的实验现象是A放在钟罩内的闹钟正在响铃，把钟罩内的空气抽走一些以后，铃声明显减小B使正在发声的音叉接触水面，水面溅起水花C吹笛子时，手指按住不同的孔便会发出不同的声音D把正在发声的收音机密封在塑料袋内，然后放入水里，人们仍能听到收音机发出的声音B8. 由4个电动势为1.5V，内
6、阻为0.8的干电池并联而成的电池组，与电阻为0.8的外电路连接成闭合回路，求电路中的电由4个电动势为1.5V，内阻为0.8的干电池并联而成的电池组，与电阻为0.8的外电路连接成闭合回路，求电路中的电流和电池组两端的电压。1.5A，1.2V9. 站在平面镜前的人向平面镜走近的过程中，他的像和人相比A逐渐变大B大小不变C逐渐变小D有时变大，有时变小站在平面镜前的人向平面镜走近的过程中，他的像和人相比A逐渐变大B大小不变C逐渐变小D有时变大，有时变小B平面镜成的像与物体等大，因此人向平面镜走近的过程中他的像和人相比大小不变。故选B。10. 已知顺式聚异戊二烯每个单体单元的长度是0.46nm，而且h2
7、=16.2n(其中，n为单体单元数目)。问这个大分子统计上的已知顺式聚异戊二烯每个单体单元的长度是0.46nm，而且h2=16.2n(其中，n为单体单元数目)。问这个大分子统计上的等效自由结合链的链段数和链段长度。因为，Lmax=nele，联立此两方程，并解二元一次方程得 因为Lmax=0.46n，所以 11. 穿过闭合导体回路中的磁通量_时，回路中产生_，这种现象称为电磁感应现象。穿过闭合导体回路中的磁通量_时，回路中产生_，这种现象称为电磁感应现象。发生变化，$电流12. 小明的身高l60cm，他站在平面镜前0.5m，他在镜中的像高cm，像和他的距离是，他逐渐离开平面镜，镜中的像将(选填“
8、小明的身高l60cm，他站在平面镜前0.5m，他在镜中的像高cm，像和他的距离是，他逐渐离开平面镜，镜中的像将(选填“变大”“变小”或“不变”)。160 1m不变：（1）根据平面镜成像与物大小相同，人身高是160cm，则像高也是160cm；（2）根据像与物到镜面的距离相等，人离镜0.5m，则像离镜0.5m，人与像的距离就是0.5m+0.5m=1m；（3）像与物的大小相同，与人到镜的距离无关故答案为：160 1m不变13. 蓝藻属于_生物，支原体属于_生物，酵母属于_生物，果蝇属于_生物，拟南芥属蓝藻属于_生物，支原体属于_生物，酵母属于_生物，果蝇属于_生物，拟南芥属于_生物，大肠杆菌属于_生
9、物。(填“原核”或“真核”)正确答案：原核 原核 真核 真核 真核 原核原核原核真核真核真核原核14. 结构因子Fhkl是晶体分析中一个重要参数，它可以计算和确定的下列信息是( )。 (1)衍射强度结构因子Fhkl是晶体分析中一个重要参数，它可以计算和确定的下列信息是( )。 (1)衍射强度 (2)点阵型式 (3)电子分布密度函数(4)晶体中原子的分布A(1)(2)(4)B(1)(3)(4)C(1)(2)(3)(4)D(2)(3)(4)正确答案：C15. 设一个平面透射光栅的缝宽为，缝间隔为d，以波长为的光垂直入射。若它的缝数N增大，则A光栅的分辨设一个平面透射光栅的缝宽为，缝间隔为d，以波长
10、为的光垂直入射。若它的缝数N增大，则A光栅的分辨本领提高。B光栅衍射图样中的亮纹变细。C两亮纹之间的间隔增大。D缺少的亮纹级次不变。正确答案：ABD16. 长直螺线管的自感系数为0.4H，通有1.5A电流，其中贮藏的磁场能量为_。长直螺线管的自感系数为0.4H，通有1.5A电流，其中贮藏的磁场能量为_。0.45J17. 证明在正向有源模式下，晶体管发射极电流电压特性可表示为 式中，IE0为集电极开路时发射结反向饱和电流证明在正向有源模式下，晶体管发射极电流电压特性可表示为式中，IE0为集电极开路时发射结反向饱和电流由E-M方程 IE=-IF0(eVE/VT-1)+RIR0(eVC/VT-1)(
11、1) IC=FIF0(eVE/VT-1)-IR0(eVC/VT-1)(2) 令式(2)中IC=0，eVE/VT1，则 IR0(eVC/VT-1)=-FIF0 代入式(1)且令eVE/VT1及IE=IE0，得 (3) 把式(3)代入式(1)，在正向有源模式下且计及发射结空间电荷区复合电流，则 即(略去负号) 18. 有一个平绕于圆筒上的螺旋线圈，长10cm，直径1cm，共有线圈1000匝，用32号漆包线绕制，漆包线的电阻是247km(20有一个平绕于圆筒上的螺旋线圈，长10cm，直径1cm，共有线圈1000匝，用32号漆包线绕制，漆包线的电阻是247km(20)若把这线圈接在电动势为2V的蓄电池
12、上，问：将螺旋线圈视作无限长螺线管 线圈自感为 电路时间常数 $对RL电路 开始时电流增长率为 $恒定电流t时$稳定原线圈中所储存的能量为；能量密度为 19. 一个均匀掺杂的n型硅样品，施主密度ND为2.81016cm-3。设在样品表面存在受主型的表面态，它们相应的能级连续地一个均匀掺杂的n型硅样品，施主密度ND为2.81016cm-3。设在样品表面存在受主型的表面态，它们相应的能级连续地、均匀地分布在价带顶和导带底之间，密度NS为6.01011cm-2eV-1，试求出表面势Vs=?受主型的表面态，未接受电子时，它们是电中性的。这时，半导体表面层中不出现空间电荷，能带是平直的，这是表面态与体内
13、尚未达到平衡的情况，如图(a)所示。在热平衡情况下，在费米能级以下的能级基本上被电子占据。因此，体内电子将进入表面态，使半导体表面带负电，表面内的一层带正电，出现空间电荷区。能带弯曲的情况如图(b)所示。 对于自由表面的情形，在达到热平衡时，表面的负电荷面密度应等于空间电荷区的正电荷面密度，即 Qs=Qsc 由图(b)可见 Qs=qNSEg-(Ec-EF)-|qVs| 为了计算上的方便，上式方括号中的各量都是以电子伏为单位。以电子伏(eV)为单位表示q|Vs|与以伏为单位表示|Vs|的数值相同，因此式中可用|Va|代替q|Vs|。 设杂质全部电离 则 故 =0.18(eV) 于是 Qs=qNS(1.12-0.18-|Vs|) (1) 空间电荷区宽度 故 Qsc=NDqxd =(2NDq0rs|Vs|)1/2 (2) 由式(1)和式(2)得到 qNS(0.94-|Vs|)-(2NDq0rs|VS|)1/2 代入0=8.
