大物简答

1简述热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述。答：开尔文表述：克劳修斯表述2改变系统内能的途径有哪些？它们本质上的区别是什么？答：做功和热传导。做功是将外界定向运动的机械能转化为系统内分子无规则热运动能量，而传传热是将外界分子无规则热运动能量转换为系统内分子无规则热运动能量。3什么是准静态过程？实际过程在什么情况下视为准静态过程？答：一个过程中，如果任意时刻的中间态都无限接近于平衡态，则此过程为准静态过程。实际过程进行的无限缓慢时，各时刻系统的状态无限接近于平衡态，即要求系统状态变化的时间远远大于驰豫时间，可近似看成准静态。4气体处于平衡态下有什么特点？答：气体处于平衡态时，系统的宏观性质不随时间发生变化。从微观角度看，组成系统的微观粒子仍在永不停息的运动着，只是大量粒子运动的总的平均效果保持不变，所以，从微观角度看，平衡态应理解为热动平衡态。5：理想气体的微观模型答：1）分子本身的大小比分子间的平均距离小得多，分子可视为质点，它们遵从牛顿运动定律。2）分子与分子间或分子与器壁间的碰撞是完全弹性碰撞。3）除碰撞瞬间外，分子间的相互作用力可忽略不计，重力也忽略不计，两次碰撞之间，分子作匀速直线运动。1、在杨氏双缝干涉实验中，若增大双缝间距，则屏幕上的干涉条纹将如何变化，若减小缝和屏之间的距离，干涉条纹又将如何变化，并解释原因。答：杨氏双缝干涉条纹间隔。增大双缝间距d=λD/d，则条纹间隔将减小，条纹变窄；若减小缝和屏之间的距离D,则条纹间隔也将减小，条纹变窄。2、劈尖干涉中，一直增大劈尖的夹角，则干涉条纹有何变化，并解释原因。答案：由条纹宽度（相邻明纹或相邻暗纹间距）l=λ/2nsinθ劈尖的的夹角增大时，干涉条纹宽度变小，向劈尖顶角处聚拢，一直增大夹角，条纹间距越来越小，条纹聚集在一起分辨不清，干涉现象消失。3、在夫琅禾费单缝衍射实验中，改变下列条件，衍射条纹有何变化?(1)缝宽变窄；(2)入射光波长变长；【答案】：由条纹宽度l=fλ/b（1）知缝宽变窄，条纹变稀；(2)4、如何用偏振片鉴别自然光、部分偏振光、线偏振光？答：以光传播方向为轴，偏振片旋转360°，如果光强随偏振片的转动没有变化，这束光是自然光。如果用偏振片进行观察时，光强随偏振片的转动有变化但没有消光，则这束光是部分偏振光。如果随偏振片的转动出现两次消光，则这束光是线偏振光。5、在日常生活中看到肥皂膜呈现出彩色条纹，解释该现象。答：这是一种光的干涉现象。因太阳光中含有各种波长的光波，当太阳光照射肥皂膜时，经油膜上下两表面反射的光形成相干光束，有些地方红光得到加强，，有些地方绿光得到加强……这样就可以看到肥皂膜呈现出彩色条纹。1简述波叠加原理答：波的独立传播原理：几列波在同一介质中传播时，无论是否相遇，它们将各自保持其原有的特性（频率、波长、振动方向等）不变，并按照它们原来的方向继续传播下去，好象其它波不存在一样；在相遇区域内，任一点的振动均为各列波单独存在时在该点所引起的振动位移的矢量和的合成。2、机械波传播的速度与产生该机械波的波源振动的速度相同吗？为什么？答：（1）波的传播速度是振动状态传播的速度，也是相位传播的速度。（2）媒质质点的振动速度。后者是质点的振动位移对时间的导数（公式），它反映质点振动的快慢，它和波的传播快慢完全是两回事。1.等（定）压摩尔热容和等（定）容摩尔热容的物理含义是什么？它们分别取决于哪些因素？答：1mol物质在等压过程中温度升高1K时所吸收的热量称为等压摩尔热容，同理，1mol物质在等容过程中温度升高1K时所吸收的热量称为等容摩尔热容。理想气体的等压摩尔热容和等容摩尔热容只与气体分子的自由度有关。2.简述卡诺循环过程；提高热机效率的途径有哪些？答：卡诺循环是在两个温度恒定的热源（一个高温热源，一个低温热源）之间工作的循环过程，它是由两个等温和两个绝热的平衡过程组成。按照循环方向的不同，分为卡诺正循环和卡诺负循环，分别对应热机和制冷机。以卡诺正循环为例，第一过程是等温膨胀，从高温热库吸入热量，第二过程是绝热膨胀，第三过程是等温压缩过程，系统向低温热库放出热量，第四过程是绝热压缩过程。提高热机效率的方式主要有两种，提高高温热库温度，降低低温热库温度。6.给出热力学第二定律的两种以上叙述方式。证明能否用一个等温过程和一个绝热过程构成一个循环过程。答：开尔文表述：不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功，而不引起其他变化。（或者，第二类永动机是不可能实现的。）克劳修斯描述：热量不能自动的从低温物体传到高温物体。由一个等温过程和绝热过程不能构成一个循环过程，理由如下：假设有一热机等温过程中吸收热量并在绝热膨胀过程中将吸收的热量完全转化为功，这显然与热力学第二定律的开氏表述矛盾，同理，再假设有一制冷机，经历一次绝热压缩后向低温热库吸热并在等温过程完全用于制冷，将这两个过程做成一个复合热机，一次循环后，外界没有作功，二热量却自动的从低温热源传到高温热源，与热力学第二定律的克氏表述矛盾。故一个等温过程和绝热过程不能构成一个循环过程。7.一个容器气体体系中，在热平衡状态下气体的运动遵循什么规律？答：一、理想气体处于平衡态时气体分子出现在容器内任何空间位置的概率相同；二、分子向各个方向运动的概率相同。由此可以得出下面推论：1.气体分子的速度和它的各个分量的平均值为0；2.分子沿各个方向运动的速度分量的各种平均值相同。3.简述理想气体的微观模型。答：一、分子可以看作质点；二、分子之间无相互作用力；三、分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞是完全弹性的，不造成动能损失。4.从宏观和微观角度分析什么样的气体是理想气体。答：宏观描述：实际气体在压强趋于零的一种极限状态的气体。即在任何情况下严格遵守玻意耳定律、盖吕萨克定律和查理定律的气体。（教材P4）微观描述：一、分子可以看作质点；二、分子之间无相互作用力；三、分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞是完全弹性的，不造成动能损失。5.实际应用当中什么样的气体可视为理想气体？答：一般气体在压强不太大、温度不太低的条件下可视为理想气体。2.简述静电平衡条件，并用静电平衡条件和电势差的定义解释处于静电平衡状态的导体是等势体，导体的表面是等势面。答：条件：1.导体内任一点的电场处处为零；2.导体表面上任一点的电场强度处处垂直于表面。导体是等势体，是因为导体内部电场强度处处为零，所以导体上任意点处的电势差为零，所以导体内部各点电势相等；导体是等势面，是因为导体表面任一点处的场强都垂直于表面，无切向分量，沿表面的电势差为零，电势没有变化，所以导体表面各点电势相等，并与导体内电势相等，故导体是等势体。4.电势的物理意义是什么？通常情况下如何选择电势零点？为什么感生电场中不能引入电势的概念？答：电势是从能量角度上描述电场的物理量。电势是一个相对的概念，零电势一般取无限远处或者大地为零势能点。电场分为电荷产生的保守场和磁场变化产生的非保守场（正式名称：涡旋电场），感生电场是指涡旋电场，两点之间的电势差（电压）就是电动势，与路径有关，所以，感生电场研究电势没意义。6.电场是如何产生的？电场因产生的机理不同而具有哪些不同的性质？答：静止电荷在其周围空间产生的电场，称为静电场；随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场称为有感应电场（涡旋电场）。静电场是有源无旋场，电荷是场源；感应电场是无源有旋场。7.静电场的电场线如何描述静电场？静电场电场线有哪些特点？答：电场线是为了直观形象地描述电场分布，在电场中引入的一些假想的曲线。曲线上每一点的切线方向和该点电场强度的方向一致；曲线密集的地方场强强，稀疏的地方场强弱。特点：静电场中电场线不是闭合曲线，在静电场中，电场线起始于正电荷或无穷远处，终止于负电荷或无穷远处，不形成闭合曲线．8.论述静电场和涡旋电场的区别和联系。答：静电场和涡旋电场的相同点：1.两者都具有电场的基本特性，即两种电场都对处于其中的电荷有力的作用，它们都具有能量具有物质性。2.静电场和涡旋电场的电场强度定义相同，都可用E=F/q定义。3.静电场和涡旋电场中都可以以电场线形象的表示。静电场和涡旋电场的不同点：1.两类电场产生的原因不同，静电场是由静止电荷产生的，涡旋电场是由变化磁场产生的。2.静电场是保守场（类比重力场），静电力对电荷的作用与电荷的运动路径无关，只与初末位置有关，其电场线是有始有终的。涡旋电场是非保守场，电场力对电荷的作用与电荷的运动路径有关，其电场线是闭合的，静电场可以引入电势的概念，而涡旋电场不行。3.静电场的电场强度是由“场源电荷”的能量和空间位置决定，而涡旋电场是由磁场变化率和空间位置决定。9.简述电场强度和电势的关系，请举例说明。答：场强与电势无直接关系。因为某点电势的值是相对选取的零点电势而言的，选取的零点电势不同，电势的值也不同，而场强不变。零电势可人为选取，而场强是否为零则由电场本身决定。10.简述静电屏蔽效应，并举例说明其应用。答：处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。因此，可利用金属外壳或金属网封闭某一区域不在受外界电场的影响，这一现象称静电屏蔽。电磁防辐射服就是利用这个原理。11.简述尖端放电效应，并举例说明其应用。答：尖端放电是在强电场作用下，物体尖锐部分发生的一种放电现象。一般的电子打火装置，避雷针，还有工业烟囱除尘的装置都是运用了尖端放电的原理。12.有人认为：(1)如果高斯面上E处处为零则高斯面内必无电荷；(2)如果高斯面内无电荷，则高斯面上E处处为零；你认为这些说法是否正确？为什么？答：两种说法都是错的，（1）该高斯面内也可能有等量的正电荷和负电荷，总电荷为零。随便举个例子：一个均匀分布正电荷球面的球心处放一个负电荷，正负电荷数量相等。在球面外任意做高斯面，高斯面上E处处为零。（2）如果有一对正负电荷分布在高斯面的无限接近边缘的地方，这样的情况时高斯面内没有静电荷但是在接近电荷的高斯面区域E并不为零。根据高斯定理，高斯面上的电场通量（外法线方向为正）等于高斯面内的电荷数。所以如果高斯面内无电荷，高斯面上的电场通量应该等于0，但这并不等于“高斯面上电场强度处处为零”。因为有的地方电场线可以流入高斯面（对积分的贡献为负），而有的地方可以流出高斯面（对积分的贡献为正），如果正负刚好抵消，也就是电场通量的代数和为0时，面上是有电场的，但面内没有电荷。1.磁场是如何产生的，举例说明。答：磁场是由运动电荷或变化电场产生的。运动的电荷在空间激发磁场2.磁感应线是如何描述磁场的，磁感应线有什么性质？答：在磁场中画出一系列有方向的闭合曲线，且使曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。也就是在该点放上小磁针，静止时N极的指向或N极的受力方向。性质：磁感线是不存在、不相交的闭合曲线。磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。匀强磁场的磁感应强度的大小、方向都一样，磁感线是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线。磁感应线有可以描述磁场的强弱和方向。3.描述奥斯特、毕奥和萨伐尔以及安培发现了那些与磁现象有关的实验现象及实验规律。答：奥斯特发现了载流导线对磁针的作用，毕奥和萨伐尔再对大量实验分析后提出毕奥-萨伐尔定律，安培发现两载流导线的相互作用，提出物质磁性本质的分子电流假说。4.举例说明如何用楞次定律判断感应电流或感应电动势的方向。答：楞次定律：闭合回路中的感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场来阻止引起感应电流磁通量的变化。例如，将一个条形磁铁N极插入一个环形单匝导线时，导线会产生逆时针的电流，原因是逆时针的电流可以阻碍垂直向下增加的磁场。5.分析正电荷q以不同倾角进入匀强磁场后运动有什么样的规律？答：当倾角为零度时，电荷作直线运动；当电荷运动方向垂直与磁场方向时，做圆周运动；当倾角不为以上两种情况时，作螺线运动。6.举例说明洛伦兹力的应用（有简单的原理说明，可作图）。答：质谱仪以离子源、质量分析器和离子检测器为核心。离子源是使试样分子在高真空条件下离子化的装置。电离后的分子因接受了过多的能量会进一步碎裂成较小质量的多种碎片离子