2022年大学统计学专业《大学物理(二)》月考试题D卷附答案.pdf

【大学物理(二)知识点详解】 1. **热量传递与理想气体**： 在热力学中，理想气体的性质可以通过理想气体状态方程P=ρRT来描述，其中P是压强，ρ是密度，R是气体常数，T是绝对温度。题目中的情境涉及到两个相同容器中的理想气体（氧气和氦气），开始时压强和温度相同。当3J的热量传给氦气后，若想使氧气升高相同的温度，需应用比热容的概念。对于理想气体，比热容有定容比热容c_v和定压比热容c_p。因为氧气和氦气都是单原子气体，它们的定容比热容c_v=3/2R，定压比热容c_p=c_v+R。因此，要计算氧气吸收的热量，需要用到热量与温度变化的关系，即Q=mcΔT，其中m是气体质量，c是比热容，ΔT是温度变化。由于气体的压强和体积变化，需要考虑气体状态变化的过程，如等压过程或等容过程。 2. **双缝干涉与光学原理**： 双缝干涉是光学中的基本实验，展示了波动性的特性。当云母片覆盖在其中一个缝上时，改变了光的传播路径。干涉条纹的移动与光程差有关，光程差Δλ=nλ，其中n是整数，λ是波长。覆盖云母片后，光程差发生改变，导致中央明条纹移动。要计算移动的距离和新的光程差，需要知道云母的厚度e和折射率n，以及波长λ。 3. **碰撞与动能守恒**： 完全非弹性碰撞中，两个物体合并成一个整体，动量和动能遵循一定的守恒定律。质量为M的物体与质量为m的小球碰撞后，根据动能守恒和动量守恒，可以求出它们共同滑行的距离L。摩擦力做功消耗了部分动能，滑动摩擦系数μ是计算滑行距离的关键。 4. **万有引力与功**： 万有引力定律描述了两个质点间的相互作用力，力的大小F=G*(m1*m2)/r^2，其中G是万有引力常数，m1和m2是两质点的质量，r是它们之间的距离。当距离由a缩短到b时，引力所做的功W=F*Δr，需要计算引力的变化以及距离的变化。 5. **匀速圆周运动**： 在匀速圆周运动中，质点的切向加速度始终指向圆心，大小不变，负责改变速度的大小；法向加速度负责改变速度的方向，其大小与质点的速度和圆周的曲率半径有关，即a_n=ω^2*r，其中ω是角速度。 6. **质点的运动方程**： 质点在OXY平面内的运动方程给出了位置随时间的变化。根据运动方程，可以解出速度v=dx/dt和加速度a=dv/dt，分别表示质点在任意时刻的速度和加速度。 7. **波动方程与坐标变换**： 波动方程描述了质点振动的数学形式。当坐标轴变化时，波动方程需要相应调整，以反映新坐标系下的振动情况。这涉及到坐标变换和波的传播方向。 8. **电场强度与电荷分布**： 两根带电直线产生的电场强度可以用点电荷的场强公式叠加。场强为零的点意味着两电荷的场强相互抵消。通过解析几何的方法，可以找到这些点的位置。 9. **质点的运动方程解析**： 通过质点的坐标x与时间t的关系式，可以直接求出加速度a=d^2x/dt^2和速度v=dx/dt。在特定时刻，质点的加速度和速度可以通过微分运算得出。 10. **热力学过程**： 在热力学中，作功是系统与环境的能量交换，通常涉及体积变化，如压力对位移做功；而热量传递是能量的无序流动，通常涉及温度差异，如热传导、对流和辐射。 【名词解释】 1. **定容摩尔热容**：在恒定体积下，单位摩尔物质温度变化1K所需的热量。 2. **刚体**：物体在受到外力作用时，形状和体积保持不变的物体。 3. **波强度**：衡量波动能量传输密度的物理量，与波的振幅和频率有关。 4. **热力学第二定律**：能量转换过程的方向性，即自然过程总是向着熵增大的方向进行。 5. **干涉现象**：两个或多个相干波源的波动在同一空间位置相遇时，它们的振动合成结果。 6. **霍耳效应**：当电流通过置于磁场中的导体时，导体侧面会产生一个与电流和磁场垂直的电压，称为霍耳电压。 【选择题解析】 1. 衍射光栅的分辨本领与其光栅常数有关，较小的光栅常数可得到更高的分辨率，故选最小的1.0×10^-4mm。 2. 封住一个缝后，光路变为单缝衍射，明暗交替的条纹将消失，形成中央较宽的明纹，P点变为暗条纹。 3. 导体薄板在磁场中移动，会产生电动势，根据法拉第电磁感应定律，移动速度与磁通量变化率有关，答案是vBl。 4. 若角速度为零，角加速度可以不为零，表示物体处于静止状态但准备开始转动，故选A。 5. 内力不会改变系统的总质量，但可以改变总动能，因为内力做功只在系统内部转移能量，不影响总动量。 6. 球面带电产生的电势分布可用高斯定理求解，点电荷在球内产生的电势是均匀的，因此电势为Q/(4πε₀R)，加上点电荷q的电势贡献，得出答案。 7. 转动惯量变化时，根据角动量守恒L=Iω，转动角速度会反比于转动惯量变化，所以ω' = ω * I/I'。 8. 当ab向右平移时，根据楞次定律，cd会感应出电流，形成与外磁场方向相反的磁场，导致cd向左移动。