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一、简答题

1． 试用气体动理论解释阿伏加德罗定律。

【答案】阿伏加德罗定律认为：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。根据气体 动理论，压强是由所有的气体分子碰撞器壁产生的持续的压力而导致的；温度相同时，不同种类的分子运动的平 均速率相同，每个分子单位时间内与器壁碰撞次数以及冲量相同，所以气体的分子数密度必然相同。

2． 在流体力学中引入流管这一概念有什么意义？

【答案】流管是由一组流线所围成的细管，它可以形象地描述流体的运动。对于定常流动，流管的位置和形状保 持不变。这样，可将流体看成由若干个流管组成。只要知道每一个流管中流体的运动规律，就能了解整个流体的运动规律。从而把对整个流体的研宄转化为对某一选定的流管中流体的研宄。

3． 焦耳热功当量实验在建立热力学第一定律过程中有什么作用？

【答案】该实验将功和热量联系起来，并给出了转化的量度，为热力学第一定律的建立起了决定性作用。

4． 质量相等的小球，分别从两个高度相同、倾角不同的光滑斜面的顶端由静止滑到底部，它们的动量和动能是否相等？

【答案】（1）动量和动能都是量度物体机械运动的物理量。动量向；

动能

时的动量方向不同。

（2）两小球从高度h 相同的斜面滑下时，取小球、光滑斜面和地球为系统，因机械能守恒，所以两球的动能相同，动量值也相等（不过动量的方向不同）。

5． 用光的波动说解释光电效应实验存在哪些困难？

【答案】（1）金属中的自由电子，由于受到带正电的原子核的吸引，必须从外部获得足够的能量才能从金属中逸出。按照波动理论，光的能量是由光的强度决定的，而光的强度又是由光波的振幅决定的，跟频率无关，因此无论光的频率如何，只要光的强度足够大或照射时间足够长，都能够使电子获得足够的能量产生光电效应。然而这跟实验结果是直接矛盾的。极限频率的存在，即频率低于某一数值的光不论强度如何都不能产生光电效应，这是波动理论不能解释的。

（2）波动理论也不能解释光电子的最大初动能只与光的频率有关而与光的强度无关。

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是矢量，沿速度的方

是正值标量。小球从光滑斜面下滑时，速度方向沿斜面，因此，两球到达底部

（3）产生光电效应的时间之短，也跟波动理论相矛盾，一束很弱的光波照射到物体上时，它的能量分布到大量的原子上，怎么可能在极短的时间内把足够的能量集中到一个电子上面使它从物体中飞出来呢。

二、计算题

6．

如果钠原子所发出的黄色谱线

波长状态的平均寿命。

【答案】

原子辐射光子的能量为定量

即

时，

光子谱线的波长为

当激发态能级有一不确

的自然宽度为

计算钠原子相应该

时，

其辐射光子的谱线有相应的不确定量

有

根据能量-

时间的不确定度关系

所以，原子在与波长相对应的激发态的时间不确定量，即平均寿命为:

解得：

7． 质量为m 的地球卫星沿圆轨道绕地球运动，卫星离地面的高度等于地球半径的2倍。设引力常量为G ，地球质量为

（1）卫星的动能；

（2）卫星在地球引力场中的引力势能； （3）卫星的总机械能。 【答案】（1

）因为

即

所以

（2

）因为

即

所以（3

）

求此情况下：

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8． 载流导线AB （A 、B 均延伸到无限远处）弯成如图所示形状，试求在圆心O 处的磁感应强度。

图

【答案】因为

所以

方向垂直纸面向里。

9． 试计算：

（1）一波源S （振动的频率为2040Hz ）以速度听得拍音 的频率为

求波源移动的速度

向一反射面接近（见图）, 观察者在A 点设声速为340m/s。

（2）若（1）中波源没有运动，而反射面以速度v=0.20m/s向观察者A 接近。所听得的拍音频率为Δv=4Hz，求波源的频率。

图

【答案】（1）根据题意，波源远离观察者而去，观察者接收到来自波源的声波频率为：

观察者相对反射面静止，

接收到来自反射面的声波频率率，

这时的波源以速度

接近反射面，

A 处观察者听到的拍频为：

即

解得

：

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即为固定反射面接收到的声波频