文科物理考试试题

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1、物理试题1.学过文科物理以后，谈谈你对经典力学三大定律与时空对称性的认识。要点：1.经典力学三大定律的内涵，举例。2.时空对称性与物理规律对称性的内涵。3.时空对称性与守恒定律的关系。答案：经典力学三大定律即：机械能守恒定律，动量守恒定律，角动量守恒定律机械能守恒定律：如果一个系统在外力不做功的情况下，系统内部又没有像摩擦力这样会消耗能量的力做功的话，那么系统的机械能守恒。例如宇宙速度的推算就是利用了机械能守恒定律。动量守恒定律：在惯性系统中，任何物质系统在不受外力作用或所受外力之和为0，它的总动量保持不变。如火箭的发明。角动量守恒定律：如果一个质点在

2、运动过程中所受到的外力相对于某固定点的力矩为0，则质点相对于该固定点的角动量守恒。航天器的运动遵循角动量守恒定律。时空对称性：如果一个操作使系统从一个状态变到另一个与之等价的状态，或者说，状态在此操作下不变，那么我们就说系统对这一操作是对称的，而这一操作叫做系统的对称操作。物理规律的对称性：指经过一定的操作后，物理定律的形式保持不变。所以物理定律对称性又叫做不变性。关于物理定律对称性有一条很重要的定律——对应于每一种对称性都有一条守恒定律，对应于空间均匀性有动量守恒定律，对应空间各向同性有角动量守恒定律，对应于时间平移对称性的偶能量守恒定律。2．学过文

3、科物理以后，谈谈你对热力学定律的认识。要点：1.热力定律的内涵，举例2.熵的内涵，熵增加原理，熵与能量的关系，熵与时间的关系。答案：热力学第一定律：任一过程中，系统所吸收的热量Q在数值上等于该过程中系统内能的增量ΔU及对外界做功A的总和。其普遍数学表达式为Q=ΔU+A。第一类永动机的失败就是因为违反了热力学第一定律。热力学第二定律：①克劳修斯表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。也就是说，不可能有这样的机器，它完成一个循环后唯一的效果，是从一个物体吸热并放给高温的物体。②开尔文表述：不可能从单一热源取热，使之完全变为有用的功而不产生其

4、他影响。又可表述为：第二类永动机是不可能造成的。根据热力学第二定律的定性表述，可以证明系统存在一个态函数——熵，从而得到第二定律的数学表述：dS≥dQ/T。dS为无限小过程中熵的增量，是全微分。等号对应可逆过程不等号对应不可逆过程。有此式可以得到熵增加原理：在一绝热或孤立的系统中进行以微小过程，必有△S≥0。可见，孤立系统中过程进行的方向是使熵的数值增大的方向，进行限度由熵的最大值给出。熵增加原理包括第二定律的克氏与开氏表述。随着时代的发展，熵概念的重要性越来越突出了，人们把它与无效能量、混乱、废物、污染、生态环境破坏、物质资源浪费甚至于政治腐败、社会

5、腐败联系起来，把负熵与有序、结构、信息、生命甚至廉政、精神文明联系起来，于是就有了另一种比喻：“在自然过程的庞大工厂里，熵原理起着经理的作用，因为它规定整个企业的经营方式和方法，而能量仅仅充当簿记，平衡贷方和借方。”也就是说能量仅仅表达了宇宙中的一种守恒关系，而熵决定了宇宙向何处去。因此我们说熵概念比能量更重要。3．学过文科物理以后，谈谈你对波粒二象性的认识。要点：1.波粒二象性的内涵，举例2.不确定关系的内涵，如何理解不确定关系？答案：1824德布罗意提出物质波的假设：自然界在许多方面是显著的对称的，我们可以观察到宇宙全是由光和实物组成的，如果光具有

6、波动性和粒子性——具有波粒二象性，则实物或许也有这种二重性。例如，电子具有波粒二象性。测量一个微观粒子的位置。如果不确定范围为△q，同时测量其动量也具有不确定范围△p则△p*△q≥h，这就是所谓的不确定关系。这个关系的意义表示;如果要根据经典力学的概念来描述微观粒子，则测量粒子在某一方向位子不确定量和该方向的动量不确定量的乘积，比大于或等于h，也就是说，当我们决定粒子的坐标愈精确的同时，决定其相应动量的分量的准确度也就越差，反之亦然。不确定关系表示了微观粒子运动时的一种规律。应当指出这“不确定”不是由于测量仪器或方法的缺陷，而是由于微观粒子运动的波动性

7、引起的，无论怎么改善仪器和方法，测量精度都不可能超过不确定关系给出的限度。4．学过文科物理以后，谈谈你对时空观的认识。要点：1绝对时空观内涵2.相对论时空观内涵(广义、狭义)3.绝对时空观与相对论时空观的比较。答案：绝对时空观认为空间是绝对的,她的意思是空间是永恒的，与空间里是否存在物质毫无关系。因此空间就像一个静止的空格，在这一空格里我们可以放一些物体，而当物体在此空间运动时，与该空间并没发生相互作用。在宇宙中每一物体都是在某一时刻占据某一空间的某一地方，当一个物体在运动时其位置随时间而连续变化。空间内两点的距离可以用标准米尺来测量，这些度量的结果与

8、欧几里德几何大致相符合。例如，空间内两点间最短的连线是直线，或者空间内任意三角形内角之和是18