大学物理习题及答案(7)

2019-04-21 19:27

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(A) 2 (B) 2 (C) 2 (D)2 [ ]

18.温度为25℃、压强为1atm的1mol刚性双原子分子理想气体,经等温过程体积膨胀至原来的3倍。(1)计算这个过程中气体对外所作的功。(2)假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍, 那么气体对外作的功又是多少?(摩尔气体常量R?8.31J?mol?125152313?k?1,ln3?1.0986)

19.试计算由2mol氩和3mol氮(均视为刚性分子的理想气体)组成的混合气体的比热容比??CPCV的值。

A20.试证明:1mol刚性分子理想气体,作等压膨胀时,若对外做功为A,则气体分子平均动能的增量为NA(??1),式中?为比热容比,NA为阿伏伽德罗常数。 *21.理想气体绝热地向真空自由膨胀,体积增大为原来的两倍,则始、末两态的温度T1与T2和始、末两态气体分子的平均自由程?1和?2的关系为 (A)T1?T2,?21??2; (B)

T1?T2,?11?2?;

(C)TT11?2T2,?1?2T2,21??2; (D)

?1?2?. [ ]

22.如图所示,设某热力学系统经历一个b→c→a的准静态过程,a,b

P 两点在同一条绝热线上。该系统在b→c→a过程中: a (A)只吸热,不放热; (B)只放热,不吸热;

c b (C)有的阶段吸热,有的阶段放热,净吸热为正值;

(D)有的阶段吸热,有的阶段放热,净吸热为负值。 [ ]

o V

23.图示为一理想气体几种状态变化过程的 p---V图,其中MT为等温线,P M MQ为绝热线,在AM、BM、CM三种准静态过程中: (1)温度升高的是 过程; A (2)气体吸热的是 过程。 T B

Q C P P O V 绝热 等容

绝热 等容 等温 等温 o (A) V o 24.所列四图分别表示某人设想的理想气体的四个循环过程。请选出其中一个在物理上可能实现的循环过程的图的标号 (B) V 答案参见我的新浪博客:http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fb788630100muda.html

]

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P 等压 P 绝热 绝热 (C) 等温 绝热 绝热 P V a′ a V o d b′ (D) P(×105Pa)

b o O 2 1 a d′ c′

c V

25.如图所示,abcda为1mol单原子分子理想气体的循环过程,求:(1)气体循环一次,在吸热过程中从外界共吸收的热量;(2)气体循环一次对外做的净功;(3)证明TaTc?TbTd。

b c d -

V(×103m3) 26.1mol的理想气体,完成了由两个等容过程和两个等压过程构成的循3 2 0 2 3 P 环过程(如图),已知状态1的温度为T1,状态3的温度为T3,且状态2和4 在同一条等温线上。试求气体在这一循环过程中作的功。

4 1 V P(Pa) 0 27.一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程。已知气体在状态A A 的温度为TA=300K,求(1)气体在状态B、C的温度;(2)各过程中气体对 300 外所作的功;(3)经过整个循环过程,气体从外界吸收的总热量(各过程吸热

200 的代数和)。 B 100 C

V(m3) P 28.如图所示,有一定量的理想气体,从初

0 1 2 3 a 态a(P1、V1)开始,经过一个等容过程达到压强P1 为P1/4的b态,再经过一个等压过程达到状态c,最后经等温过程而完成一个循环。求该循环过程中系统对外作的功A和所吸收的热量Q。 b c P1/4 29.1mol双原子分子理想气体作如图的可逆循环过程,其中1-2为直线,2-3

V P 为绝热线,3-1为等温线。已知T2=2T1,V3=8V1,试求(1)各过程的功,内能V1 增量和传递的热量;(用T1和已知常数表示)(2)此循环的效率η。(注:循环效p2 2 率??A/Q1,A为每一循环过程气体对外所作净功,Q1为每一循环过程气体吸收的热量)

30.设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n倍,则理想气体在一次卡诺循环中,传给低温热源的热量是从高温热源吸收的热量的

1n?1 p1 1 3 V 0 V1 V2 V3

33 (A)n倍。 (B)n-1倍。 (C)n倍。 (D)n倍。 [ ]

31.1mol理想气体在T1=400K的高温热源与T2=300K的低温热源间作卡诺循环(可逆的)。在400K的等温线上起始体积为V1?0.001m,终止体积为V2?0.005m,试求此气体在每一循环中(1)从高温热源吸收的热量Q1;(2)气体所作的净功A;(3)气体传给低温热源的热量Q2.

32.一定量的理想气体,分别进行如图所示的两个卡诺循环abcda和a′b′c′d′a′,若在p-V图上这两个循环曲线所围面积相等,则可以由此得知这两个循环 (A) 效率相等;

(B) 由高温热源处吸收的热量相等; (C) 在低温热源处放出的热量相等;

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(D) 在每次循环中对外做的净功相等。

P(atm) 33.一定量的理想气体,在p-T图上经历一个如图所示的循环过程(a→b b a →c→d→a),其中a→b,c→d两个过程是绝热过程,则该循环的效率η

5 = 。 c d 34.下列说法中,哪些是正确的? T(K) 0 ?可逆过程一定是平衡过程。

300 400

?平衡过程一定是可逆的。

?不可逆过程一定是非平衡过程。 ?非平衡过程一定是不可逆的。

(A) ?? (B) ?? (C)???? (D)?? [ ] 35.根据热力学第二定律可知:

(A) 功可以全部转化为热,但热不能全部转化为功;

(B) 热可以从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体; (C) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程;

(D) 一切自发过程都是不可逆的。 [ ]

36.气体的两条绝热线不能相交于两点,是因为违背 。气体的一条等温线和一条绝热线不能相交于两点,是因为违背 。 37.从统计的意义来解释:

不可逆过程实质上是一个 的转变过程。 一切实际过程都向着 的方向进行。

38.由绝热材料包围的容器被隔板隔为两半,左边是理想气体,右边真空。如果把隔板撤去,气体将进行自由膨胀过程,达到平衡后气体的温度 (升高、降低或不变),气体的熵 (增加、减少或不变)。

第十二章 机械振动

1.无阻尼自由简谐振动的周期和频率由 所决定。对于给定的简谐振动系统,其振幅、初相由 决定。 2.一长度为?,倔强系数为k的均匀轻弹簧分割成长度分别为?1和?2的两部分,且?1?n?2,n为整数,则相应的倔强系数k1和k2为

(A)k1?(C)k1?kn(n?1),k2?k(n?1)

(B)k1?(D)k1?k(n?1)nkn(n?1),k2?k(n?1) kk(n?1)(n?1) ? ? n

3.图(a)、(b)、(C)为三个不同的简谐振动系统,组成各系统的各弹簧的倔强系数及各重物质量如图所示。(a)、(b)、(C)三个振动系统的ω2(ω为固有圆频率)值之比为

(A) 2:1:1/2 (B)1:2:4 (C)4:2:1 (D)1:1:2 [ ] kL

kL

k1k2

mm 4.如图所示,质量为m的物体由倔强系数к1和к2的两个轻弹簧连接,在光滑导轨

,k2?k(n?1),k2?L mkL kkm(b)

(c)

(a)

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做微小振动,则系统的振动频率为

?A??

?2??12?k1?k2mk1?k2m

?B??

?C??

?12?k1?k2mk1k2?D??

?12?k1k2m?k1?k2? [ ]

? 5.两个可看作质点的小球质量分别为m1和m2,均悬挂在长为?的细线上,将小球分别拉开使细线与铅垂线分别成?1?3,?2??5角,然后使其同时从静止状态开始下落,则它们在 处相撞。 6.一台摆钟的等效摆长L=0.995m,摆锤可上、下移动以调节其周期,该钟每天快1分27秒。假如将此摆当作质量集中在摆锤中心的一个单摆来考虑,则应将摆锤向下移动多少距离,才能使钟走得准确? 7.一质点按如下规律沿X轴作简谐振动: x=0.1cos(8πt + 2π/3) (SI)

?xx1x20 t求此振动的周期、振幅、初相、速度最大值和加速度最大值。

8.已知两个简谐振动曲线如图所示。x1的位相比x2的位相超前 。

x(cm)2III1O?1?212345t(s)

9.已知两个简谐振动的振动曲线如图所示。两简谐振动的最大速率之比为 。

10.一单摆的悬线长L=1.5m,在顶端固定的铅直下方0.45m处有一小钉,如

0.45m 图所示。设两方摆动均较小,则单摆的左右两方振幅之比A1/A2的近似值

为 。

l

11.一质点作简谐振动,当它由平衡位置向X轴正方向运动时,从二分之

一最大位移处到最大位移处所需要的最短时间为

(A)T/4 (B)T/12 (C)T/6 (D)T/8 ? ?

12.一物体作简谐振动,其速度最大值vm=3×10 (1) 振动周期T;

(2) 加速度的最大值am; (3) 振动方程的数值式。

-2

m/s,其振幅A=2×10

-2

m。若t=0时,物体位于平衡位置且向x轴的负方向运动。求:

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13.一摆长为L的单摆,在铅直面内作小角度的摆动,已知t=0时摆球相对于铅直轴的角位移为??0(?0?0),角速度为零,则单摆的振动方程为

(A)???0cos((C)???0cos(g?gt)(B)???0cos((D)???0cos(g?gt??) t??0) t??0)?? ? ?

14.已知某简谐振动的振动曲线如图所示,位移的单位为厘米,时间单位为

X(cm) 秒。则此简谐振动的振动方程为:

(A)x=2cos(2πt/3 + 2π/3) cm

(B)x=2cos(2πt/3 - 2π/3) cm (C)x=2cos(4πt/3 + 2π/3) cm 0 (D)x=2cos(4πt/3 - 2π/3) cm

-1 (E)x=2cos(4πt/3 -π/4) cm

-2 Y Y A A 1 t(s)

O -A (A)

O t(s) -A (B)

t(s) 15.已知一质点沿y轴作简谐振动。其振动方程为y=Acos(ωt + 3π/4) 。与之对应的振动曲线是 [ ]

Y A O -A (C)

Y A t(s) O -A (D) t(s)

16.一质点在x轴上作简谐振动,选取该质点向右运动通过A点时作为计时起点(t=0),经过2秒后质点第一次通过B点,再经过2秒后质点第二次经过B点,若已知该质点在A、B两点具有相同的速率,且AB=10 cm。求: (1)质点的振动的方程; (2)质点在A点处的速率。

17.如图,弹簧的一端固定在墙上,另一端连接一质量为M的容器,容器可A B ?在光滑水平面上运动。当弹簧未变形时容器位于O处,今使容器自O点左端L0 x v m处从静止开始运动,每经过O点一次时,从上方滴管中滴入一质量为m的油滴,

k求:

M (1)滴到容器中n滴以后,容器运动到距O点的最远距离;

(2)第n+1滴与第n滴的时间间隔。

L0 OX

m 18.倔强系数为k的轻弹簧,下端悬挂质量为M的盘子,现有一质量为m的物体从离盘h高度处自由下落到盘中并与盘粘在一起,于是盘子开

h始振动。如图,以k、M、m的平衡位置为原点,坐标轴向下为正,以开始振动的时刻为计时起点,试求: (1)系统的振动周期; M答案参见我的新浪博客:http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fb788630100muda.html


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