物理学与人类文明试卷

物理学与人类文明试卷内容摘要：

高能质子相互碰撞后，下列说法正确的是 c。 (a) 只能产生质量小于质子质量的粒子 (b) 不可能 产生质量大于质子质量的粒子 (c) 有可能产生 3 个质子和一个反质子 (d) 可以完全消失，而没有留下任何物质或能量 42．按照现有的宇宙学观点，认为宇宙 ____b_____。 (a) 是无限大，且是永恒的 (b) 正在不断地膨胀着 (c) 正在不断地收缩，最后产生大爆炸 (d) 是有限的，且是永恒不变的 43． 按照宇宙的大爆炸理论，早期宇宙高温高密度，现在正处于不断的膨胀之中，那么根据广义相对论， ____a_____。 (a) 时间过得越来越快 (b) 时间过得越来越慢 (c) 时间的快慢没有任何变化 (d) 时间的快慢只与参照系的运动有关，与宇宙的膨胀与否无关 44． 太阳之所以成为恒星是因为其内部的氢通过核聚变源源不断地放出能量，以抵抗其自身的引力收缩，当其核燃料耗尽后，太阳最终将成为 c。 (a) 黑洞 (b) 中子星 (c) 黑矮星 (d) 红巨星 45． 黑洞也许是宇宙中最奇妙的星体。 物体要脱离黑洞的束缚从其表面离去， _____d____。 (a) 它的速度必须大 于第一宇宙速度 (b) 它的速度必须大于第二宇宙速度 (c) 它的速度必须大于第三宇宙速度 (d) 是不可能的 46． 貌似杂乱无章，但具有精细的自相似结构的图形统称为分形。 描述分形的主要参数为分形维数。 一条海岸线其长度随测量尺度的减小而增长，但其所占面积始终为零，它的分形维数为 c。 (a) 1 (b) 2 (c) 大于 1却小于 2 (d) 大于 2 47．人们对中长期天气的精确预报一直无能为力，这是因为 ____c_____。 6 (a) 人们对大气的运动规律 掌握得不够精确 (b) 目前计算机的计算能力还不够强大 (c) 大气运动规律是非线性的，本质上是不可能精确预报的 (d) 大气不是决定论系统 48． 广义相对论中的等效原理是指 b。 (a) 惯性参照系与匀加速参照系等价 (b) 匀加速参照系可与某一个均匀引力场中静止参照系等效 (c) 物理规律在不同的参照系中具有相同形式 (d) 任何参照系都相互等价 49． 有一艘宇宙飞船以接近光速的速度离开地球 , 那么根据狭义相对论， ___b____。 (a) 在地球上的人看来，飞船上的时钟走得快，宇航员做事 也快 (b) 在地球上的人看来，飞船上的时钟走得慢，宇航员做事也慢 (c) 在宇航员看来，地球上的时钟走得快，地球上的人做事也快 (d) 宇航员在飞船上 1小时内能干的事比他在地球上 1 小时内能干的事多 50． 太阳表面温度约为 c。 (a) 600℃ (b) 一千五百万度 (c) 6000℃ (d) 60000℃ 51． 中国的海岸线总长度 d。 (a) 约为 ? 米 (b) 30 万公里 (c) 50000 公里 (d) 在不同尺度下有完全的不同结果 二．论述题 1．什么是热寂 ? 它是如何从热力学第二定律推得的 ? 其错误原因是什么 ? 答：按照热力学第二定律 ,宇宙中的高温物体都将自动地将热量传向低温物体，最终整个宇宙将趋于温度均匀，一切热机（包括生命过程）的效率将在这个处处温度均匀的环境中降为零，进入所谓的“热寂”，宇宙也随之死亡。 热寂说的错误原因是热力学第二定律是在有限空间和有 限时间中得出的一个相对真理， 要把这样一个相对真理 推广 到广阔的宇宙当中，未免太不严谨，因为时至今日，宇宙学理论仍有许多问题还没有明了 ，宇宙中还有无数的未知。 2. 在波动光学中 , 两光波的相干条件是什么 ? 答：（ 1）两光波频率相同。 （ 2）两光波在相遇点的振动方向相同。 （ 3）两光波在相遇点具有恒定的位相差。 3．通过波动光学、量子物理、相对论有关内容的学习，你对光有何新的认识。 答： （ 1）光具有波粒二象性 的物理实体 ，即光既有干涉、衍射等波动性质，也具有粒子性质。 （ 2）光是由 只有运动质 量而 无静止质量的微粒（光子）组成的，其能量 E=hv，波长λ =c/v，动量 p=h/λ。 （ 3）在所有的惯性参考系中，光在真空中的传播速度是相同的，但是在不同介质中的传播速度可以不一样。 7 4．简述产生激光的三个条件及它们的作用。 激光有哪些独特的性能。 各有什么用途。 答：产生激光的三个条件是： （ 1）具有分裂的三能级（或四能级）系统的一种工作物质。 （ 2）粒子数反转，即处在激发态的发光原子数目比处在基态的原子数目多。 此时，光源中发光原子的受激辐射跃迁占优势，发射出来的光即为激光。 （ 3）谐振腔光放大，即将受激辐射发出的光进行光放大。 激光的独特性能 及其用途 ： （ 1）亮度高。 这一特性被广泛用于激光手术、激光武器、金属切割等方面。 （ 2）方向性好。 这一特性可用于宇宙中测距。 （ 3）单色 性及相干性好。 这一特性在光通讯、光的衍射及干涉、全息摄像等领域应用很广。 5．当元器件的尺寸减小到什么数量级时，元器件会具有量子效应。 为什么。 答：当物理系统（或元器件）的尺寸接近电子波长（ 107109m 数量级）时，电子的波动性开始显现，此时的电子具有干涉、衍 射、相位记忆、自选取向等特征，从而导致明显的量子效应。 6．量子力学认为：微观粒子的波动是一种概率波。 请以此阐明玻尔假说中的不足之处。 7． 玻尔原子模型的基本内容是什么 ? 答：（ 1）原子核外电子各自在固定的轨道上绕核转动，且无电磁能量辐射。 （ 2）当一个电子从第 n个轨道（电子能量为 En）跃迁到第 m个轨道（电子能量为 Em）时，放出（或吸收）能量为 EnEm=hv的光子（由外轨道向内轨道跃迁时，电子放出一个光子；由内轨道向外轨道跃迁时，电子需吸收一个电子）。