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1、福建师范大学21春热力学与统计物理在线作业二满分答案1. 一线偏振光在玻璃一空气界面上全反射，玻璃的折射率，n1=15。试问，该线偏振光以多大角度入射，才能一线偏振光在玻璃一空气界面上全反射，玻璃的折射率，n1=15。试问，该线偏振光以多大角度入射，才能使反射光的s分量与p分量问的相位差等于40。正确答案：本题属于界面全反射问题。2. HCN分子的转动、振动自由度分别为( )。A3、6B5、4C2、4D2、7HCN分子的转动、振动自由度分别为( )。A3、6B5、4C2、4D2、7正确答案：C3. 一频率为1 kHz的声源以vS=34 ms的速率向右运动。在声源的右方有一反射面，该反射面以v1
2、=68 ms的一频率为1 kHz的声源以vS=34 ms的速率向右运动。在声源的右方有一反射面，该反射面以v1=68 ms的速率向左运动。设空气中的声速为=340 ms。试求：(1)声源所发射的声波在空气中的波长；(2)每秒内到达反射面的波数；(3)反射波在空气中的波长。正确答案：(1)在声源右侧声源向着观测者运动静止的观测者接收到的频率为rn rn (2)每秒到达反射面的波数为反射面接收到的频率。在这种情况下波源和接收者都运动而且相互接近所以每秒到达反射面的波数为rn本题为多普勒效应对各种不同情况的应用问题。波在空气中的波长等于波速除以相对于空气静止的观测者测到的频率。4. 油炸食品时，油锅
3、中滴入水滴会发生爆裂声，并把热油溅起；沸水中滴入油滴却没有类似的现象，解释产生这两种不同油炸食品时，油锅中滴入水滴会发生爆裂声，并把热油溅起；沸水中滴入油滴却没有类似的现象，解释产生这两种不同现象的原因答：因为热油的温度高于水的沸点100，当水滴在油中，水的密度比油的密度大，沉入油中并迅速沸腾，所以会把热油溅起来，并发生爆裂声而油滴入沸水中时，油的密度比水小，因而漂浮在水面上，不会发生激烈的汽化现象，所以没有类似的现象5. 远视眼和近视眼的观众，用伽利略望远镜看戏时，各自对镜筒应怎样调节?远视眼和近视眼的观众，用伽利略望远镜看戏时，各自对镜筒应怎样调节?用伽利略望远镜看戏时，物体为有限远，望远
4、镜不处于正常调节状态，此时它已不再是无焦系统，系统的组合焦距为f=-fefo/，其中物镜的焦距fo0，目镜的焦距fe0，光学间隔=d-(fo+fe)，d为镜筒的长度。由此可见，当0，即d|fo+fe|时，f0；当0，即d|fo+fe|时，f0。故对于远视眼的观众，须配以f0的光学系统才能使像成在视网膜上，故需拉长伽利略望远镜镜筒的长度；反之，对于近视眼的观众，需配以f0的光学系统才能使像成在视网膜上，故需缩短伽利略望远镜镜筒的长度。6. 聚氯乙烯用锌粉在二氧六环中回流处理，结果发现有86%左右的氯被脱除，产物中有环丙烷结构，而无C=C结构，就此聚氯乙烯用锌粉在二氧六环中回流处理，结果发现有86
5、%左右的氯被脱除，产物中有环丙烷结构，而无C=C结构，就此实验事实，说明聚氯乙烯链中单体的键接方式。聚氯乙烯中头-尾相接的单元脱除氯原子后形成环丙烷结构；头-头相接的单元脱除氯原子后形成双键。所以，该聚氯乙烯链中单体全部为头-尾相接。7. 设一个电子脱离金属钾表面所需的能量为18eV，需何种波长的光照才能产生光流?照射光子的质量和动设一个电子脱离金属钾表面所需的能量为18eV，需何种波长的光照才能产生光流?照射光子的质量和动量分别为何值?正确答案：根据hvmv22W0公式,逸出功W0是个电子脱离金属表面必需的能量,由照射光供给,即E1816021019Jhvhc689310-7m照射光的质量m
6、320410-36kg照射光的动量p961210-28kg.m.s-18. 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
7、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 =
8、(2NDq0rs|Vs|)1/2 (2) 由式(1)和式(2)得到 qNS(0.94-|Vs|)-(2NDq0rs|VS|)1/2 代入0=8.8510-14F/cm，rs=12和NS，ND的值，得出关于|Vs|的二次方程 |Vs|2-2.91|Vs|+0.942=0 该方程的解是 |Vs|1=2.57V |Vs|2=0.35V 符合题意的解是|Vs|2，故 Vs=-0.35V 9. 在探究平面镜成像的实验中，下列说法错误的是（）A用平板玻璃代替平面镜是为了能看到镜后的物体，便于确定像在探究平面镜成像的实验中，下列说法错误的是（）A用平板玻璃代替平面镜是为了能看到镜后的物体，便于确定像的位置B
9、选择与物等大的另一物体的目的是为了比较像和物的大小C将白纸放在像的位置，透过玻璃看到白纸上有像，由此得出白纸能接收平面镜所成的像D平板玻璃放置时应与桌面垂直A、用平板玻璃代替平面镜是为了能看到镜后的物体，便于确定像的位置，说法正确，不符合题意；B、选择与物等大的另一物体的目的是为了比较像和物的大小，说法正确，不符合题意；C、面镜成的像是虚像，在光屏上不能成像，说法错误，符合题意；D、平板玻璃放置时应与桌面垂直，这样能够准确确定像的位置，说法正确，不符合题意；故选C10. 一铁制水管，内、外直径分别为2.0cm和2.5cm，这水管常用来使电器设备接地。如果从电器设备流入到水管中的电流是一铁制水管
10、，内、外直径分别为2.0cm和2.5cm，这水管常用来使电器设备接地。如果从电器设备流入到水管中的电流是20A，那么电流在管壁和水中各占多少?假设水的电阻率是0.01m，铁的电阻率为8.710-8m。单位长度的铁管电阻为 单位长度的水柱电阻为 当水管中的电流为20A时水柱和铁管中的电流之比为 又根据题意 I水+I铁=20A 所以将、联立求解，可得管壁和水中的电流强度 I水=0，I铁=20A 11. 量子比特传输时必须经典比特配合。( )量子比特传输时必须经典比特配合。( )正确答案：12. 理想单色平面光波是否一定是线偏振的?理想单色平面光波是否一定是线偏振的?理想单色平面光波场中各点的振幅相
11、同，其波面是一平面，而线偏振是指在垂直于传播方向的某一平面内，光矢量只改变大小而不改变方向，它的末端的轨迹是一条直线。光的单色性和光的线偏振态是两个不同的概念，故理想单色平面光波，其光波长、频率以及相速单一，其偏振状态并不一定是线偏振。13. 下列属于光的直线传播形所成的现象是A我们能看到本身并不发光的物体B日食和月食C通过湖面看到岸上树的倒下列属于光的直线传播形所成的现象是A我们能看到本身并不发光的物体B日食和月食C通过湖面看到岸上树的倒影D沙漠中出现海市蜃楼B我们能看到本身并不发光的物体(漫反射)日食和月食(光的直线传播)通过湖面看到岸上树的倒影(反射)沙漠中出现海市蜃楼(折射)，故选B1
12、4. 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L1.17104J/(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 15. 铁的比热约为酒精的1/5，取铁块质量为酒精质量的5倍，并使它们吸收相同的热量后，再把铁块放入酒精中，此后（）铁的比热约为酒精的1/5，取铁块质量为酒精质量的
13、5倍，并使它们吸收相同的热量后，再把铁块放入酒精中，此后（）A热从铁块传向酒精B热从酒精传向铁块C铁和酒精间不发生热传递D以上情形均可能发生（1）根据热量的计算公式Q=cmt得t=Qcm，因为铁的比热容是酒精的 15，铁块质量为酒精的5倍，并且它们吸收相同的热量，因此它们升高的温度相同；（2）是否发生热传递以及热传递的方向，是由它们的末温决定的，由于初温大小不知，所以末温大小也不能判断，因此可能出现三种情况：同温、铁块温度高、酒精温度高故选D16. 光强为I0的左旋圆偏振光垂直入射到由2/3石英波晶片D和偏振片P组成的偏振光干涉装置上，波晶片的光轴与偏振光强为I0的左旋圆偏振光垂直入射到由2/
14、3石英波晶片D和偏振片P组成的偏振光干涉装置上，波晶片的光轴与偏振片P的透振方向的夹角为图7.4所示的45忽略反射吸收等光损耗，分别求光束从波晶片和偏振片出射后的偏振态和光强(画出偏振态图)入射到波晶片上的光强为圆偏振光，分解成振幅相等的o光和e光 从波晶片出射后的光强仍为 o光和e光的位相差为 通过波晶片后的出射光为图7.5所示的右旋椭圆偏振光 从偏振片P出射的是平行P透振方向的图7.6所示的线偏振光 两平行振动的振幅分别为 ， 两平行光束的总位相差为 两个光束相干叠加的光强为 17. 某聚合物在加工期间发生降解，其重均相对分子质量由100万降低到80万，那么该材料在加工前后熔融黏度之比为多某聚合物在加工期间发生降解，其重均相对分子质量由100万降低到80万，那么该材料在加工前后熔融黏度之比为多少?18. 为什么拉伸能提高
