文档介绍：2010年“拓普杯”天津市大学生物理竞赛参考答案及评分标准
一、请写出国际单位制中七个基本物理量单位的名称和量纲。
答:
长度(m)2分质量(kg)2分时间(s)2分电流(A)1分热力学温度(K)1分发光强度(cd)1分物质的量(mol)1分
二、一列静止长度为600米的超快速火车通过一个封闭式的火车站,据站长讲车站全长为450米,火车通过时正好装进车站,即站长观察到火车后端刚好在进口处的同时其前端刚好在出口处。求: (1)火车的速率是多少? (2) 对火车上的乘务员来说,他观测到的车站长度是多少?
解:(1) 4分
2分

(2) 2分
2分
三、,在标准状态下,求:(1)舱内空气的质量是多少?(2)舱内氮气的分压是多少?(3)在正常照度下,,在可见光中眼最敏感的波长λ=550nm。若晴好白天飞船位于长城正上方350公里处,,航天英雄能直接看清长城吗?(按质量百分比计,氮气76﹪,氧气23﹪,氩气1﹪,其它气体可略,它们的分子量分别为28, 32, 40)
解:标准状态,气化P0=1atm,气温为0 0c,空气平均mol质量千克/摩尔。
内质量: (千克) 3分
由气体状态方程可得: 2分
1分

1分
依瑞利判据知人眼的最小分辨角为
2分
可分辨最小间距:(米) 1分
看不到长城!
四、将质量相同、温度分别为T1、T2 的两杯水在等压下绝热地混合,试问:(1)此系统达到最后状态,计算此过程的熵变。(2)分析判断熵是增加、减少、还是未变?要有推算过程并对结论说明理由。(设水的摩尔等压热容量为Cp,每杯水的量为ν摩尔)
解:
两杯水在等压下绝热的混合,可视为不可逆过程,为了求出两杯水的熵变,可以设想这样一个可逆过程,令两杯水经可逆等压过程,,每杯水为mol。

则: (3分)
总的熵变应等于两杯水熵变之和:
对第一杯水熵变: (1分)
对第二杯水熵变: (1分)
总熵变为:(1分)
.由:

(2分)
即。此过程熵增加。(2分)
水在等压绝热的混合过程,系统变化时自发宏观过程,总是向熵增加的方向进行。
图 1
→|a|←
N
M
A
五、在两正交偏振片M、N之间,(ne主=,no=),其光轴Z与M、N之间夹角均为450,,设所有元件对光没有散射和吸收,问:(1) 在偏振片N后能看见多少条等厚干涉条纹?(2) 如果所放置的石英晶片为如图所示的劈尖形状(其劈背厚度a=,光轴不变),则在偏振片N后A处(对应于劈尖最顶端处)观测到的光强度为多少?
解:.M的投射光为线偏光,设光强为,它振动的方向与晶轴夹角45。,故晶体出射光强:

此时o,e光(在劈背)光程差:

o,e光出射后的光强:

与又有附加光程,在N后看劈背出来,的相位差:
(2k+1) (k=0,1,2,3….) 暗纹
(5分)
2k (k=0,1,2,3….) 明纹
若是明纹:(2分)
可看到10条条纹
(2