程守洙普通物理学考研视频网课!_运动_分子_磁铁

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简答题



洛伦兹变换与伽利略变换的本质差别是什么？如何理解洛伦兹变换的物理意义？



答：（1）洛伦兹变换与伽利略变换的本质差别：



①洛伦兹变换是相对论时空观的具体表述。



②伽利略变换是经典力学绝对时空观的具体表述。



（2）洛伦兹变换的物理意义



①洛伦兹变换集中地反映了相对论关于时间、空间和物体运动三者紧密联系的观念。



②洛伦兹变换是建立相对论力学的基础。



a.运用洛伦兹变换可以评判一条物理规律是否符合相对论的要求，凡是通过洛伦兹变换能保持不变式的物理规律都是具有相对论性的规律。



b.在v<<c时，洛伦兹变换将转换为伽利略变换，从这个角度可以看出，相对论力学是经典牛顿力学的继承、批判和发展。



设某种粒子在恒力作用下运动，根据牛顿力学，粒子的速率能否超过光速？



答：（1）牛顿力学认为粒子的质量不会随速度的改变而改变，粒子的加速度正比于所受外力，外力越大，粒子所得的加速度也越大，因此，粒子速率是没有极限的，经历足够时间后可以超过光速。



（2）相对论力学认为，粒子的质量随速度的增大而增大，粒子的加速度并非与所受外力成简单正比关系，当粒子速率接近光速时，质量将趋于无穷大，力的大小不变的情况下加速度将趋于0，因此粒子的速率永远不会超过光速。



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让一块很小的磁铁在一根很长的竖直铜管内下落，若不计空气阻力，试定性说明磁铁进入铜管上部、中部和下部的运动情况，并说明理由。



答：（1）磁铁处于铜管上部时：铜管中将产生感应电流，此时磁铁速度较小，产生的感应电流较小，磁铁受到的阻力较小，因此磁铁仍然加速下落。



（2）磁铁处于铜管中部时：感应电流随着磁铁下落速度的增大而增大，感应电流的磁场对下落磁铁的阻力也逐渐增大，竖直铜管足够长时，磁铁所受的重力和阻力的合力可在管内某处等于零，然后，磁铁以恒定速率速率下落。



（3）磁铁处于铜管下部时：磁铁即将离开铜管，由于磁铁在管内的磁感



应强度逐渐减小，磁铁的重力将大于感应电流的磁场对磁铁的阻力，因而磁铁将加速离开铜管。



填空题



某理想气体经历的某过程的方程的微分形式为dp/p+dv/v=0，则此过程应为过程。[喃京理工大学2011研]



【答案】等温过程



【解析】等温过程的过程方程为pv=恒量，对上式取全微分得pdv+vdp=0，两边同除以pv得dp/p+dv/v=0。



同一种理想气体的定压摩尔热容c，大于定体摩尔热容cv，其原因是。[华南理工大学2010研]



【答案】升高相同的温度时，定压过程需要对外做功，因此需要吸收更多的热量b]一气缸内贮有10mol的单原子分子理想气体，在压缩过程中外界做功209j，气体升温1k，此过程中气体内能增量为，外界传给气体的热量为。（普适气体常量r=8.31j/mol-k）[华南理工大学2010研]



【答案】124.65j；-84.35j



【解析】内能增加为：△e=n×3rt/2=124.65j；外界传入热量：q=w+ae=-209+124.65=-84.35j。



从分子运动论的观点看，气体黏滞现象的产生是由于分子热运动引起分子定向迁移的结果，气体热传导现象的产生是分子热运动引起分子迁移的结果，气体扩散现象的产生是分子热运动引起分子迁移的结果。[厦门大学2011研]



【答案】动量；热运动能量；质量



【解析】本题考查了对气体黏滞现象、热传导现象和扩散现象的微观解释。



（1）气体黏性起源于气体分子的定向动量在垂直于流速的方向上向流速较小气层的净迁移。



（2）气体动理论中，气体热传导现象是这样解释的：在温度较高的热层中，分子平均动能较大；而在温度较低的冷层中，分子平均动能较小，冷热两层分子的互相搀和与互相碰撞导致从热层到冷层出现热运动能量的净迁移。



（3）扩散现象是分子无规则热运动的结果，分子既有从较高密度的气层运动到较低密度气层的，也有在相反方向上进行着的，因为较高密度气层的分子数较多，所以向较低密度气层迁移的分子也就较相反方向的多。这样，通过界面就有了质量的净迁移。



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有很大的剩余磁化强度的软磁材料不能做成永磁体，这是因为软磁材料，如果做成永磁体。[华理工大学2009研]



【答案】具有低矫顽力和高磁导率而易于磁化或退磁；磁材料需要满足矫顽力大且剩磁b也大



【解析】（1）软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料，故软磁材料易于磁化，也易于退磁，而不能做成永磁体。



（2）如果做成永磁体则必须使矫顽力增大且剩磁br也增大。



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