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一、简答题

1． 什么是pn 结？

【答案】采用特殊的制作工艺，将P 型半导体和n 型半导体紧密地结合在一起，在两种半导体的交界处就会产生一个特殊的接触面，称之为pn 结。它是构成半导体器件的基础，也是半导体获得广泛应用的原因。

2． 试比较引力辐射与电磁辐射的异同？

【答案】引力辐射的性质与电磁辐射的性质相仿，比如，二者都以光速c 传播；都携带场的能量、动量和辐射源的有关信息；都是横波，且在辐射源的远处都是平面波。但是二者也有明显 的差别，比如引力波非常弱，

其强度只有电磁辐射的

3． 将尺寸完全相同的铜环和木环适当放置，使通过两环中的磁通量的变化率相等。问在两环中是否产生相同的感应电场和感应电流？

【答案】产生相同的感应电场，感应电动势相同，但木环内没有感应电流。

4． 气体分子的平均速率、最概然速率和方均根速率的意义有何不同？

【答案】在平衡态下，平均速率是N 个气体分子速率的平均值；最概然速率则是与速率分布

函数

的极大值相对应的速率；而方均根速率是指分子速率平方的平均值。三种统计速率都反

映了大量分子作热运动时的统计 规律，但它们应用于不同问题的研宄中，如方均根速率常用来计算分子的平均平动动能，平均速率则用来讨论分 子的碰撞，而最概然速率在分析分子速率分布问题时常被使用。

5． 为什么核子由强相互作用决定的结合能和核子数成正比？

【答案】核的结合能和其中核子数成正比就是说核的平均结合能大致相等。这一事实是强力的短程性的直接后果。由于一个核子只和与它紧靠的其他核子有相互作用，而在合能和其中的核子数成正比的结果。

时核内和一

个核紧靠的粒子数也基本不变了，所以每一个粒子的结合能也就基本不变了。这就导致了核的结

二、计算题

6． （1）能。

（2

）在量是多少？

核的质量是核的质量是衰变中，如果

试分别计算两核的结合能和比结合

近似不动，则电子和反中微子所得的总能

可得，

【答案】

由原子核质量亏损公式

核的质量亏损

核的质量亏损由结合能

核的结合能

咳的结合能由比结合能

陔的比结合能

核的比结合能

7． 一容器内贮有标准状态下的氮气。求：（1）平均自由程（设氮分子的有效

直径

a. 因为在标准状态下

，

气体占据的体积为

可得，

可得，

中有多少个氮分子？（2）氮分子的质量；）。

所以

（3）分子间的平均距离；（4）平均速率；（5）分子的平均平动动能；（6）平均碰撞次数；（7）

【答案】（1）求单位体积内分子数的解法有两种：

b. 根据理想气体压强P 与温度T

的关系式可得

（2

）已知氮的摩尔质量则氮分子的质量：

（3）在空间，

平均每个分子占据的体积为将此体积看成立方体，则分子间的平均距离为

可见，分子间平均距离约为分子直径的10倍. （4

）由分子的平均速率

得

（5

）由分子的平均平动动能

得

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（6）由分子间平均碰撞次数

得

（7）由平均自由程

得

8． 某转轮直径位为试问：

（

1）从（2

）在

到

这段时间内，

平均角加速度为多大？

时，轮缘上一点的加速度等于多少？

以角量表示的运动学方程为

式中

的单位为

的单

【答案】（1）根据以角坐标表示的运动学方程，有

平均角加速度为

（2）

时，轮缘上一点的切向加速度、法向加速度和加速度分别为

9． 如图1所示

，在内半径为

外半径为

折射率为

的玻璃管内充满了折射率为

的发光液体。

试问

：从远处正面看，当管的厚度消失时，和应满足什么条件？

图1

【答案】如图2所示，厚度消失时，管边缘点必须存在切向光线的

光线。因

光线的折射角为

故

光线的入射角

管壁中必须存在相应

必为全反射临界角，即