兰州大学大气科学学院2012秋大气11级普通物理(3-3)试题B卷参考答案

兰州大学2012～2013学年第一学期期末考试试卷（B卷）参考答案课程名称：普通物理(3/3)授课教师：学院：大气专业：年级：姓名：校园卡号：一、选择题(20分)1.用频率为的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为xE；若改用频率为2的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能为［D］(A)2xE(B)2xhE(C)xhE(D)xhE2.使氢原子中电子从3n的状态电离，至少需要供给的能量为[C](已知基态氢原子的电离能为13.6eV)。(A)12.1eV(B)12.1eV(C)1.51eV(D)1.51eV3.若粒子(电量为2e)在磁感应强度为B均匀磁场中沿半径为R的圆形轨道运动，则粒子的德布罗意波长是[A](A)2heRB(B)heRB(C)12eRBh(D)1eRBh4.将波函数在空间各点的振幅同时增倍，则粒子在空间的分布几率将：[D](A)最大D2；(B)增大2D；(C)最大D；(D)不变5.下列各组量子数中，哪一组可以描述原子中电子的状态？[B](A)2n,2L，0lm，2/1Sm(B)3n，1L，1lm，2/1Sm(C)1n,2L,0lm，2/1Sm(D)1n，0L，1lm，2/1Sm6.在等容过程中，系统内能变化为1E，在等压过程中，系统内能变化为2E则：［B］(A)TCMMEVmol1，TCMMEpmol2；(B)TCMMEVmol1，TCMMEVmol2；(C)TCMMEpmol1，TCMMEpmol2(D)TCMMEpmol1，TCMMEVmol27.合格的波函数不一定必须具备：[C]A.单值性B.连续性C.实函数D.平方可积8.质子和中子的自旋分别为：[B]A.1/2,0B.1/2,1/2C.0,1/2D.1,19．中子的发现者是DA、卢瑟福B、安德森C、汤姆孙D、查德威克10.设有以下一些过程：(1)两种不同气体在等温下互相混合．(2)理想气体在定体下降温．(3)液体在等温下汽化.(4)理想气体在等温下压缩．(5)理想气体绝热自由膨胀．在这些过程中，使系统的熵增加的过程是：［D］(A)(1)、(2)、(3).(B)(2)、(3)、(4).(C)(3)、(4)、(5).(D)(1)、(3)、(5).题号一二三四五总分分数阅卷教师第1页第2页---------------------------------------装----------订---------线------------内----------不-----------准---------答---------题------------------------------------------------------二、填空题（20分）1.当波长为300nm光照射在某金属表面时，光电子的能量范围从0到.J100.419在作上述光电效应实验时遏止电压为V5.2Ua,此金属的红限频率Hz104140。2.光子波长为，则其能量为/hc，则其动量的大小为/h。3.设大量氢原子处于4n的激发态，它们跃迁时发射出一簇光谱线．这簇光谱线最多可能有6条。4.一束带电粒子经206V电势差加速后，其德布罗意波长为0.002nm，已知此带电粒子的电量与电子电量值相等，则此粒子的质量为kg106.127。5.一维无限深势阱中粒子的定态波函数为()2sinnxanxa。则粒子处于基态时各处的概率密度22(sin)xaa。6.一定量理想气体，从同一状态开始把其体积由0V压缩到021V，分别经历以下三种过程：(1)等压过程；(2)等温过程；(3)绝热过程．其中：等压过程外界对气体作功最多.等压过程气体内能减小最少等压过程气体放热最多.7.有一卡诺热机，用290g空气为工作物质，工作在27℃的高温热源与73℃的低温热源之间，此热机的效率＝33.3%．8．将3MeV能量的光子引入狄拉克真空，结果产生1MeV的电子，此时还将产生正电子，它的能量是2MeV。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中子并与6Li反应产生氚，发生d+T聚变反应。10.孤立核子组成原子核时所放出的能量，就称为原子核的结合能。三、计算题（60分）1.当氢原子从某初始状态跃迁到激发能（从基态到激发态所需的能量）为10.19EeV的状态时，发射出光子的波长是nm486。求该初始状态的能量和主量子数。2.1mol氦气经过如图所示的循环，求在1-2，2-3，3-4，4-1的过程中吸收的热量和循环效率？3．将质量都为M、温度分别为T1和T2的两桶水在等压、绝热条件下混合，求熵变。4．试简述粒子物理的标准模型的主要内容。第3页V12V1P12P11234Vpo第4页1、解：设激发能为eV19.10E的能级为kE，eV19.10EEE1keV6.13E1，eV41.3Ek设初始状态的能级为nE，根据题意chEEkn，knEchE将eV41.3Ek，nm486，sJ106260755.6h34和s/m103c8代入得到：eV85.0En由12nEn1E，4n，氢原子初始状态的能量：eV85.0En，主量子数4n2、解:气体经过循环做的净功W为各过程所包围的面积，即：VpVVppA11412利用理想气体状态方程RTMmpV得1RTA式中T1为点1的温度，由理想气体状态方程可求出其它各点的温度141312242TTTTTT因为系统在等体过程1-2、等压过程2-3中分别吸热Q12、Q23；在等体过程3-4、等压过程4-1中分别放热Q34、Q41，所以：11212TCTTCQvvTCTTCQpp22323134342TCTTCQvvTCTTCQpp4141系统经历一个循环吸收的热量为：11231212TCTCQQQpv系统在此循环中放出的热量为：RCTTCTCQQQvpv32||||11141342式中Q2是绝对值，此循环效率为：%3.153、解:题中过程是不可逆过程，设计一个可逆过程。两桶水混合后的温度为221TTT两桶水的熵变分别为1211112lndTTTMcTTMcTQSTTTT2212222lndTTTMcTTMcTQSTTTT总的熵变:21221214)(lnTTTTMcSSS4、解组成物质基本单元是三代费米子(包括轻子和夸克)，它们之间存在着四类基本相互作用(包括强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用和引力相互作用)，传递基本相互作用的媒介粒子是规范玻色子(胶子、光子、中间玻色子和尚未发现的引力子)，以及描述电弱相互作用的电弱统一理论和描述强相互作用的量子色动力学。