2017年山东师范大学物理与电子科学学院824普通物理B考研强化模拟题
● 摘要
一、计算题
1. 铀238的核(质量为238原子质量单位),放射一个粒子(氦原子核,质量为4原子质量单位)后蜕变为钍234的核。设铀核原来是静止的,粒子射出时的速度大小为核反冲的速度。
【答案】以钍核和粒子组成一个系统,系统动量守恒,依题意有
钍核反冲速度为
V 的方向与粒子运动的方向相反。
2. 太空中有两颗恒星,它们所发出电磁波的波长都是望远镜的角距离为星?
【答案】根据瑞利判据可知天文望远镜的最小分辨角满足
当两颗恒星恰能被分辨时,它们对天文望远镜的角距离即为该天文望远镜的最小分辨角。由此可得
将题设条件代入上式后可知天文望远镜的口径为
3. 如热图所示为两个底面积均为强
温度
的圆筒。左筒内气体的质量
体积
体积温度
压
若已知这两颗恒星相对于一台天文
求钍
问这台天文望远镜的口径需要达到多大时才能分辨出这两颗恒
右筒内有同种气体,质量
左筒筒壁绝热,右筒靠大热库维持恒定的
右筒相连的活塞后,活塞移动了无摩擦。
量? 已知气体可视为理想气体,其定容比热为
的温度。整个系统在真空中,放开左、
设活塞与筒壁之间
后达到平衡而静止。试问:右筒内的气体吸收了多少热
热图
【答案】放开活塞前,由状态方程可得
故
可见右筒气体的
活塞放开后应左移。 状态参量分别为
因右筒气体从热库吸收的热量增量
故有
4. 放射性
的半衰期为
的半衰期
为
如果某样品在时刻含有
个核,求该时刻核素的
等于右筒气体对左筒气体所做的功,也等于左筒气体内能的
活塞左移后达到平衡。在移动过程中,左筒气体绝热压缩,右筒气体等温膨胀。平衡后,左、
放射性强度是多少?
【答案】由放射性可得
的衰变常数为
时刻原子核的数目
此时的放射性强度
5. 分别求出红光(的能量、动量和质量。
【答案】
由公式红光:
),X 射线(),射线()的光子
’代入已知数据得
X 射线:
射线:
6. 2mol 单原子分子的理想气体,开始时处于压强个绝热过程,压强变为
)
【答案】系统进过一个绝热过程,设初末温度为对于单原子分子,其绝热指数为:
同时,绝热过程系统对外做的功为:
其中,
则绝热过程的特征方程为:
温度
的平衡态。后经过一
求在此绝热过程中气体对外作的功。(普适气体常量
联立以上各式,可以解得:
代入数据得: