西南大学-普通物理选讲二习题答案

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1、1、一个处于基态的氢原子与另一个基态氢原子碰撞。求可能发生非弹性碰撞的最小速度为多少？已知氢原子的质量是1.67×10-27kg，氢原子基态的能量为E=-13.6eV。解：两个基态氢原子发生碰撞，如果损失的能量大于氢原子由基态跃迁到第一激发态所需的能量，则氢原子会被另一个氢原子吸收，则该碰撞为非弹性碰撞。由玻尔的氢原子理论得氢原子基态和第一激发态的能量分别为（1）（2）由（1）（2）式得氢原子只有获得能量（3）才会从基态跃迁到激发态，两个基态氢原子才可能发生非弹性碰撞。在同样条件下，两个原子发生迎面对心碰撞时能量损失最大，设两原子相向速率为v，碰撞后两

2、原子静止，其能量损失为（4）发生非弹性碰撞的最小速度，即该能量刚好使一个氢原子激发，有，由（3）（4）式可得（5）将（5）代入数据并整理得（6）由此可知两氢原子以大于这个速度的相对速率碰撞，有可能引起氢原子的激发，产生非弹性碰撞。2、一体积为1.0×10-3m3的容器中，含有4.0×10-5kg的氦气和4.0×10-5kg的氢气，它们的温度为300C，试求容器中混合气体的压强解：He的摩尔质量：H2的摩尔质量：3、用波长λ=500nm的单色光垂直照射在由两块玻璃板（一端刚好接触成为劈棱）构成的空气劈尖上。劈尖角θ=2×10-4rad。如果劈尖内充满折射

3、率为n=1.40的液体。求从劈棱数起第五个明条纹在充入液体前后移动的距离。解：设第五个明纹处膜厚为，则有2ne+0.5λ=5λ设该处至劈棱的距离为L，则有近似关系e=Lθ，由上两式得2nLθ=9λ/2,L=9λ/4nθ充入液体前第五个明纹位置L1=9λ/4θ充入液体后第五个明纹位置L2=9λ/4nθ充入液体前后第五个明纹移动的距离L=L1-L2=9λ(1-1/n)/4θ=1.61mm[单选题]一定量某理想气体按PVr=C的规律膨胀，其中C为常数，r为绝热常数，则膨胀后理想气体的温度A：将升高B：将降低C：不变D：升高还是降低，不能确定参考答案：B[单选

4、题]不可逆过程是参考答案：CA：不能反向进行的过程B：系统不能回复到初始状态的过程C：有摩擦存在的过程或者非准静态的过程D：外界有变化的过程，[单选题]关于热力学第二定律不正确的是参考答案：DA：不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的动B：放在一起的几种气体总是趋于彼此混合，而不是彼此分离C：热不能全部转变为功D：热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体[单选题]在双缝干涉实验中，两缝间距离为d，双缝与屏幕之间的距离为D，波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上，屏幕上干涉条纹中相邻之间的距离是A：2λD/dB：λd/DC：dD/λD：λD/d参考答案

5、：D[单选题]由于电子自旋-轨道相互作用将导致能级分裂，在多重能级的结构中，两个相邻能级的间隔参考答案：AA：与两个J值中较大的值成正比B：与两个J值中较小的值成正比C：与较大J的J（J+1）值成正比D：与较小J的J（J+1）值成正比[判断题]系统处于热力学平衡态时，可简称为处于热平衡态。参考答案：正确[判断题]光在指定的两点间传播时，肯定是沿光程为极值路径传播的。参考答案：正确[填空题]动能为100eV的电子的德布罗意波长为_________.参考答案：0.1226*10-10m[填空题]一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃上，就偏振状态来说则反射光

6、为________，反射光矢量的振动方向____________，透射光为_______________。参考答案：完全（线）偏振光,垂直于入射面,部分偏振光[填空题]波长为λ的平行单色光垂直照射到劈尖薄膜上，若劈尖角为θ（以弧度计），劈尖薄膜折射率为n，则反射光形成的干涉条纹中，相邻明条纹的间距为_________.参考答案：λ/(2nθ)[填空题]波长为λ的平行单色光垂直的照射到劈尖薄膜上，劈尖薄膜的这是率为n，第二条纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差是__________.参考答案：3λ/(2n)第二次作业[论述题]3、一窄束动能为100KeV的

7、质子垂直入射到厚度为1.0mg/cm2的金箔上，计数器记录以60。角散射的质子。计数器圆形输入孔的面积为1.0cm2，它到金箔散射区的距离保持10cm，输入孔垂直对着射到它上面的质子。试问射进计数器的质子的百分数。（金，A=197，Z=79，ρ=1.93×104kg/m3）解：计数器对散射靶所张的立体角单位面积内的靶原子数为而因此，射进计数器的质子的百分比为0.3%[论述题]2、用波长λ=5398Å的平行光入射在单缝上,缝后用焦距f=40cm的凸透镜把衍射光会聚于焦平面上,测得中央明条纹的宽度为3.4mm,单缝的宽度是多少?解：中央明纹宽度△x=2x1

8、≈2fλ/a单缝的宽度a=0.15mm[论述题]1、压强为1.0×105Pa，体积为0.008