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1、21秋数学物理方法在线作业一答案参考1. 设棒状光电导体长为l，截面积为S，在光照下棒内均匀产生电子空穴对数为Q/cm3s，若在棒两端施加电压V，试证光设棒状光电导体长为l，截面积为S，在光照下棒内均匀产生电子空穴对数为Q/cm3s，若在棒两端施加电压V，试证光生电流与总电流之比为式中b=n/pn0为平衡导带电子浓度。设光生载流子寿命n=p=10-4sQ=1014cm-3，估计300K下硅单晶的I/I比值。因样品的暗电导率为0=q(n0n+p0p)，故暗电流为 I0=J0S=S=q(n0n+p0p)VS/l 设光生载流子与热平衡载流子有相同的迁移率，则光照下样品的附加电导率为 =q(nn+pp
2、) 又因附加光生电子和光生空穴浓度可写为n=Qn，p=Qp，故 =q(Qnn+Qpp) 因此光生电流为 I=J0S=S=qQ(nn+pp)VS/l 它与总电流之比为 在300K下本征硅中热平衡载流子浓度n0=p0=ni=1.51010cm-3，代入题给出数据，则 =1/(1+1.51010/101410-4)=1/2.5=40% 2. 一物经凸透镜在光屏上成一倒立等大的实像，则物、像之间的距离为 A、2倍焦距 B、4倍焦距 C、大于4倍焦距 D、小一物经凸透镜在光屏上成一倒立等大的实像，则物、像之间的距离为A、2倍焦距B、4倍焦距C、大于4倍焦距D、小于4倍焦距B3. 下列关于冻胶的描述中正确
3、的是( )。 A冻胶属于高分子浓溶液范畴 B分子内交联的冻胶的黏度大于分子间交下列关于冻胶的描述中正确的是()。A冻胶属于高分子浓溶液范畴B分子内交联的冻胶的黏度大于分子间交联的冻胶的黏度C分子内交联的冻胶可得到黏度小浓度大的浓溶液D冻胶加热不能溶解和熔融E分子内交联的冻胶对纺丝不利ACE4. 求下列定解问题的解： 其中A，0为常数求下列定解问题的解：其中A，0为常数该问题的特征函数系是cosnx(n=0，1，2，)故设 代入到方程中去，得 因此 所以 和 其通解为 所以 由初值条件，得 所以a0=an=0(n=1，2，)，故原问题的解为 5. 两个相同的电阻R，并联后接在电动势为E的电源上，
4、通过一个电阻的电流为I。若将这两个电阻串联，仍接在该电源上，两个相同的电阻R，并联后接在电动势为E的电源上，通过一个电阻的电流为I。若将这两个电阻串联，仍接在该电源上，此时通过一个电阻的电流仍为I，则电源的内阻是()A0.5RBRC2RD4RA6. 下列发电方法与电磁感应原理无关的是：( )A、铅酸电池B、水力发电C、核电D、火力发电下列发电方法与电磁感应原理无关的是：( )A、铅酸电池B、水力发电C、核电D、火力发电正确答案：A7. 由润湿过程知，铺展系数s=-Gs=g-s一l-s一g-l=g-l(cos-l)，式中为接触角。当某液体能在固体上由润湿过程知，铺展系数s=-Gs=g-s一l-s
5、一g-l=g-l(cos-l)，式中为接触角。当某液体能在固体上铺展时，有s0，则必须cos1或g-l0，这显然是不可能的，对此如何解释?正确答案：铺展系数的定义是s=g-s-l-s-g-l杨氏方程为g-s=l-s-g-lcos将两者结合可得rn s=g-l(cos1)rn杨氏方程只适用于铺展系数s0的场合必须为热力学平衡体系。对s0的体系液体能在固体上自动展开但即使液体呈单分子层分散在固体表面体系仍未达到平衡。对这种体系杨氏方程不能适用也不存在接触角故只能用s值来判断铺展润湿能否进行。铺展系数的定义是s=g-s-l-s-g-l,杨氏方程为g-s=l-s-g-lcos,将两者结合可得s=g-l
6、(cos1)杨氏方程只适用于铺展系数s0的场合,必须为热力学平衡体系。对s0的体系,液体能在固体上自动展开,但即使液体呈单分子层分散在固体表面,体系仍未达到平衡。对这种体系,杨氏方程不能适用,也不存在接触角,故只能用s值来判断铺展润湿能否进行。8. 高分子运动单元的松弛时间大小顺序为( )( )( )。 (a) 高分子链 (b) 链段 (c) 链节高分子运动单元的松弛时间大小顺序为()()()。(a) 高分子链(b) 链段(c) 链节abc9. 下列各过程中，物体的动能转化为势能的是（）A秋千从低处荡向高处B钟表里的发条带动指针转动C小球从光滑下列各过程中，物体的动能转化为势能的是（）A秋千从
7、低处荡向高处B钟表里的发条带动指针转动C小球从光滑的斜面上滑下D冰雹从天下降A、秋千由最低处向最高处荡去，所处高度升高，速度变小，动能转化为重力势能，符合题意；B、钟表里的发条带动指针转动，发条的形变程度减小，指针的速度增加，发条的弹性势能转化为指针的动能，不符合题意；C、小球从光滑的斜面上滑下，在下落的过程中，高度减低，速度增大，重力势能转化为动能，不符合题意D、冰雹从天而降，高度降低，速度增大，重力势能转化为动能，不符合题意；故选A10. 如果要设计一个自感较大的线圈，应该从哪些方面去考虑?如果要设计一个自感较大的线圈，应该从哪些方面去考虑?正确答案：由于自感系数L与线圈匝数、形状、尺寸、
8、磁介质有关应从这几个方面考虑。由于自感系数L与线圈匝数、形状、尺寸、磁介质有关,应从这几个方面考虑。11. 关于电场线的说法，正确的是 ( ) A电场线的方向，就是电荷受力的方向 B正电荷如果只受到电场力的作用，关于电场线的说法，正确的是()A电场线的方向，就是电荷受力的方向B正电荷如果只受到电场力的作用，则一定沿电场线运动C电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大D静电场的电场线是不闭合的CD12. 在研究受控核聚变的托卡马克装置中，用螺绕环产生的磁场来约束其中的等离子体，设某托卡马克装置中环管轴线的在研究受控核聚变的托卡马克装置中，用螺绕环产生的磁场来约束其中的等离子体，设某托卡马克装置中
9、环管轴线的半径为2.0m，管截面半径为1.0m，环上均匀绕有10km长的水冷铜线。求铜线内通入峰值为7.3104A的脉冲电流时，管内中心的磁场峰值多大(可近似按稳恒电流计算)?13. 光电效应和相对论是有着紧密的联系的。( )光电效应和相对论是有着紧密的联系的。( )正确答案： 14. 我市汉江崔家营航电枢纽工程项目是以航运为主、兼有发电、灌溉、供水、旅游等综合效益的项目该枢纽拦水坝长124我市汉江崔家营航电枢纽工程项目是以航运为主、兼有发电、灌溉、供水、旅游等综合效益的项目该枢纽拦水坝长1242m，发电机组5台，装机容量8.8104kW，正常蓄水位62.7m则正常蓄水时坝底受到水的压强是_P
10、a拦水坝使上游水位升高，这样可以提高水的_能（g取lON/kg）（1）h=62.7m，p=gh=1103kg/m3lON/kg62.7m=6.27105Pa；（2）拦水坝使上游水位升高，提高了水的重力势能故答案为：6.27105，重力势15. 在光电效应实验中，有个学生测得某金属的遏止电势差U0和入射光波长有下列对应关系： /nm U在光电效应实验中，有个学生测得某金属的遏止电势差U0和入射光波长有下列对应关系：/nmUa/V253.62.60Z83.02.11303.91.81330.21.47366.31.10435.80.57画出遏止电势差与入射光频率的曲线，并求出 /(1014Hz)
11、Ua/V 11.8 2.60 10.6 2.11 9.87 1.81 9.09 1.47 8.19 1.10 6.88 0.57 如图，Ua-关系为一条直线： 由图可知： =4.1310-15Js/c h=ke=4.1310-151.6010-19=6.6110-34Js$由方程Ua=k-U0可得截距U0=2.28V 所以逸出功A=eU0=2.28eV$由方程和数据可得与横轴交点0=5.531014Hz 即红限波长542nm，红限频率5.531014Hz 16. 圆形镜对称共焦腔TEM00模和TEM01模在镜面处通过半径a=0的圆孔光阑后，所损失的能量百分比各为多圆形镜对称共焦腔TEM00模和
12、TEM01模在镜面处通过半径a=0的圆孔光阑后，所损失的能量百分比各为多少?正确答案：共焦腔TEM00模镜面处光强分布：rn式中0为自由空间波阻抗0=(00)1/2=377。rn 共焦腔TEM01模镜面处光强分布rn共焦腔TEM00模镜面处光强分布：式中0为自由空间波阻抗,0=(00)1/2=377。共焦腔TEM01模镜面处光强分布17. 一变压器铁芯是由硅钢片制成的，它的截面积为8cm2，磁路的平均长度为31.4cm，硅钢片铁芯的r值为3000，初级线圈一变压器铁芯是由硅钢片制成的，它的截面积为8cm2，磁路的平均长度为31.4cm，硅钢片铁芯的r值为3000，初级线圈通有电流，磁通势为10
13、0A试求通过变压器铁芯截面的磁通是多大因为磁阻 且 所以 18. 小明同学站在平面镜前1m处，镜中的像与他相距_m；如果一个物体能吸收所有色光，则该物体呈现_色小明同学站在平面镜前1m处，镜中的像与他相距_m；如果一个物体能吸收所有色光，则该物体呈现_色由于平面镜所成的像与物到镜的距离相等，物到镜的距离是1m，所以像到镜的距离也应是1m，则镜中的像与他相距1m+1m=2m如果一个物体能吸收所有色光，所有色光都不反射，则该物体呈现黑色；故答案为：2；黑19. 试总结应用薛定谔方程处理微观粒子运动状态的一般方法试总结应用薛定谔方程处理微观粒子运动状态的一般方法正确答案：(1)提出势能模型给出势能函数；(2)代入薛定谔方程求
