大學(xué)物理 習(xí)題及答案

1、精選ppt1二、填空題二、填空題3. 一物體作簡諧振動，其振動方程為一物體作簡諧振動，其振動方程為 )2135cos(04. 0tx (1) 此簡諧振動的周期此簡諧振動的周期T =_； (2) 當(dāng)當(dāng)t = 0.6 s時，物體的速度時，物體的速度v =_ (SI) 1.2 s 20.9 cm/s 三、計算題三、計算題5.一物體作簡諧振動，其速度最大值一物體作簡諧振動，其速度最大值vm = 310-2 m/s，其振幅，其振幅A = 210-2 m若若t = 0時，物體位于平衡位置且向時，物體位于平衡位置且向x軸的負(fù)方向軸的負(fù)方向(3) 振動方程的數(shù)值式振動方程的數(shù)值式 運動運動. 求：求：(1)

2、振動周期振動周期T； (2) 加速度的最大值加速度的最大值am ； 4解解: (1) vm = A = vm / A =1.5 s-1 T = 2/ = 4.19 s (2) am = w w2A = vm w w = 4.510-2 m/s2 (3) 21)215 . 1cos(t x = 0.02 (SI) 精選ppt2三、計算題三、計算題5.一質(zhì)點同時參與兩個同方向的簡諧振動，其振動方程分別為一質(zhì)點同時參與兩個同方向的簡諧振動，其振動方程分別為 x1 =510-2cos(4t + /3) (SI) , x2 =310-2sin(4t - /6） (SI) 畫出兩振動的旋轉(zhuǎn)矢量圖，并求合振

3、動的振動方程畫出兩振動的旋轉(zhuǎn)矢量圖，并求合振動的振動方程3043（5分）分） 解：解： x2 = 310-2 sin(4t -/6) = 310-2cos(4t - /6- /2) = 310-2cos(4t - 2 /3) 作兩振動的旋轉(zhuǎn)矢量圖，如圖所示作兩振動的旋轉(zhuǎn)矢量圖，如圖所示 圖圖2分分由圖得：合振動的振幅和初相分別為由圖得：合振動的振幅和初相分別為 A = (5-3)cm = 2 cm，f = /3 2分分合振動方程為合振動方程為 x = 210-2cos(4t + /3) (SI) 1分分xOwwA1A2A精選ppt3三、計算題三、計算題 x (m) O -0.04 0.20 u

4、 = 0.08 m/s y (m) P 0.40 0.60 6.一平面簡諧波在一平面簡諧波在t = 0 時刻的波形圖，求時刻的波形圖，求 (1) 該波的波動表達(dá)式；該波的波動表達(dá)式； (2) P處質(zhì)點的振動方程處質(zhì)點的振動方程 （10分）分）0cos0Ay0sin0wAv2)4 . 02 . 05(2cos04. 0tyP)234 . 0cos(04. 0t解：解：(1) O處質(zhì)點，處質(zhì)點，t = 0 時時 ， 21所以所以uT/又又 (0.40/ 0.08) s= 5 s 2分分 (2) P處質(zhì)點的振動方程為處質(zhì)點的振動方程為 (SI) 2分分2分分2)4 . 05(2cos04. 0 xt

5、y故波動表達(dá)式為故波動表達(dá)式為(SI) 4分分精選ppt4xuOt=ty7、一平面簡諧波沿、一平面簡諧波沿x軸正向傳播，其振幅為軸正向傳播，其振幅為A，頻率為，頻率為n n ，波，波速為速為u設(shè)設(shè)t = t時刻的波形曲線如圖所示求時刻的波形曲線如圖所示求 (1) x = 0處質(zhì)點振動方程；處質(zhì)點振動方程； (2) 該波的表達(dá)式該波的表達(dá)式 3078（8分）分） 解：解：(1) 設(shè)設(shè)x = 0 處質(zhì)點的振動方程為處質(zhì)點的振動方程為 )2cos(ntAy由圖可知，由圖可知，t = t時時 0)2cos(ntAy0)2sin(2d/dnntAty所以所以 2/2nttn221x = 0處的振動方程為

6、處的振動方程為 21)(2costtAyn (2) 該波的表達(dá)式為該波的表達(dá)式為 21)/(2cosuxttAyn1分1分2分1分3分精選ppt55如圖，一平面波在介質(zhì)中以波速如圖，一平面波在介質(zhì)中以波速u = 20 m/s沿沿x軸負(fù)方向傳播，軸負(fù)方向傳播，已知已知A點的振動方程為點的振動方程為 (SI) ty4cos1032 (1) 以以A點為坐標(biāo)原點寫出波的表達(dá)式；點為坐標(biāo)原點寫出波的表達(dá)式； (2) 以距以距A點點5 m處的處的B點為坐標(biāo)原點，寫出波的表達(dá)式點為坐標(biāo)原點，寫出波的表達(dá)式 ty4cos1032解：解： (1) )(4cos1032uxty)20(4cos1032xty(2)

7、5(4cos1032uxty)20(4cos1032xtyABxu三、計算題三、計算題精選ppt65、設(shè)入射波的表達(dá)式為設(shè)入射波的表達(dá)式為 )(2cos1TtxAy在在x = 0處發(fā)生反射，反射點為一固定端設(shè)反射時無能量損失，求處發(fā)生反射，反射點為一固定端設(shè)反射時無能量損失，求 (1) 反射波的表達(dá)式；反射波的表達(dá)式； (2) 合成的駐波的表達(dá)式；合成的駐波的表達(dá)式； (3) 波腹和波節(jié)的位置波腹和波節(jié)的位置 解：解： (1) TtAy2cos10)2cos(20TtAy)(2cos2xTtAy(2)22cos()22cos(221TtxAyyy2)21(22nxnx(3)波腹波腹:波節(jié)波節(jié):

8、22) 12(22nxnx4 , 3 , 2 , 1n3 , 2 , 1 , 0n三、計算題三、計算題精選ppt76.6.如圖，一角頻率為如圖，一角頻率為w w ，振幅為，振幅為A A的平面簡諧波沿的平面簡諧波沿x x軸正方向軸正方向傳播，設(shè)在傳播，設(shè)在t t = 0 = 0時該波在原點時該波在原點O O處引起的振動使媒質(zhì)元由平處引起的振動使媒質(zhì)元由平衡位置向衡位置向y y軸的負(fù)方向運動軸的負(fù)方向運動M M是垂直于是垂直于x x軸的波密媒質(zhì)反射面軸的波密媒質(zhì)反射面已知已知OOOO=7=7/4/4，POPO= =/4/4（為該波波長）；設(shè)反射波不為該波波長）；設(shè)反射波不衰減求：衰減求：(1) (

9、1) 入射波與反射波的表達(dá)式入射波與反射波的表達(dá)式; ;； (2) (2) P P點的振動方程點的振動方程xyOPMO解：設(shè)O處的振動方程處的振動方程)cos(wtAyot = 0時時2000vyo)2cos(wtAyo反射波方程反射波方程)2x2cos(wtAy入)cos()4722cos(OwwtAtAy半波損失，則半波損失，則入射波傳到入射波傳到O方程方程tAywcosO入射波方程入射波方程)2x2cos()47-(x2coswwtAtAy反合成波方程合成波方程)2cos(x2cos2ywtAyy反入P點坐標(biāo)點坐標(biāo)代入447x)2cos(2pwtAy精選ppt8四、能力題（針對本次大作業(yè)

10、）四、能力題（針對本次大作業(yè)） 設(shè)設(shè)P點距兩波源點距兩波源S1和和S2的距離相等，若的距離相等，若P點的振幅保持為零點的振幅保持為零，則由，則由S1和和S2分別發(fā)出的兩列簡諧波在分別發(fā)出的兩列簡諧波在P點引起的兩個簡諧振點引起的兩個簡諧振動應(yīng)滿足什么條件？動應(yīng)滿足什么條件？ （3435）答：兩個簡諧振動應(yīng)滿足振動方向相同，振動答：兩個簡諧振動應(yīng)滿足振動方向相同，振動頻率相等，振幅相等，相位差為頻率相等，振幅相等，相位差為 精選ppt9三、計算題三、計算題5、在雙縫干涉實驗中，波長、在雙縫干涉實驗中，波長 550 nm的單色平行光垂直入射到縫的單色平行光垂直入射到縫間距間距a210-4 m的雙縫

11、上，屏到雙縫的距離的雙縫上，屏到雙縫的距離D2 m求：求： (1) 中央明紋兩側(cè)的兩條第中央明紋兩側(cè)的兩條第10級明紋中心的間距；級明紋中心的間距； (2) 用一厚度為用一厚度為e6.610-5 m、折射率為、折射率為n1.58的玻璃片覆蓋的玻璃片覆蓋一縫后，零級明紋將移到原來的第幾級明紋處？一縫后，零級明紋將移到原來的第幾級明紋處？(1 nm = 10-9 m) 解：解： (1) maDx11.020(2) 覆蓋玻璃片后覆蓋玻璃片后,零級明紋應(yīng)滿足零級明紋應(yīng)滿足21)1(rrn設(shè)不蓋玻璃片時設(shè)不蓋玻璃片時,此點應(yīng)為此點應(yīng)為k級明紋，則級明紋，則應(yīng)有應(yīng)有krr127)1(enk精選ppt105

12、 5 波長為波長為 600nm600nm的單色光垂直入射到縫寬為的單色光垂直入射到縫寬為a=0.10mma=0.10mm的狹的狹縫上，觀察縫上，觀察夫瑯禾費衍射圖樣，透鏡夫瑯禾費衍射圖樣，透鏡焦距焦距f=1.0mf=1.0m，屏在透鏡，屏在透鏡的焦平面處，試求：的焦平面處，試求：（1 1）中央亮條紋的寬度。）中央亮條紋的寬度。（2 2）第二級暗紋到中央明紋中心的距離）第二級暗紋到中央明紋中心的距離f=1.0m 600nm 解：解：（1）根據(jù)單縫衍射級暗紋公式）根據(jù)單縫衍射級暗紋公式,.3, 2, 1,sinkkak在在k=1時，時，a1sinfx11tanmmafxx122210由由k級暗紋到

13、中央明紋中心的距離公式級暗紋到中央明紋中心的距離公式afkxmmafx1222三、計算題三、計算題精選ppt112121三、計算題三、計算題 5. .波長波長600nm(1nm=109m)的單色光垂直入射到光柵上，測的單色光垂直入射到光柵上，測得第二級主極大的衍射角為得第二級主極大的衍射角為30，且第三級是缺級，且第三級是缺級 (1) 光柵常數(shù)光柵常數(shù)(a + b)等于多少？等于多少？ (2) 透光縫可能的最小寬度透光縫可能的最小寬度a等于多少？等于多少？ (3) 在選定了上述在選定了上述(a + b)和和a之后，求在衍射角之后，求在衍射角- 范圍內(nèi)可能觀察到的全部主極大的級次范圍內(nèi)可能觀察到

14、的全部主極大的級次 3220（10分）分）sinbak3sinbasinakbasinkasin解：解：(1) 由光柵衍射主極大公式得由光柵衍射主極大公式得 (2) 若第三級不缺級，則由光柵公式得若第三級不缺級，則由光柵公式得 由于第三級缺級，則對應(yīng)于最小可能的由于第三級缺級，則對應(yīng)于最小可能的a，方向應(yīng)是單縫衍射第一級暗紋：方向應(yīng)是單縫衍射第一級暗紋：兩式比較，得兩式比較，得 a = (a + b)/3=0.810-4 cm 3分 (3) ，(主極大)，又因為，又因為kmax=(ab) / 4, 所以實際呈現(xiàn)所以實際呈現(xiàn)k=0，1，2級明紋級明紋(k=4在在 / 2處看不到處看不到) 2分分

15、=2.410-4 cm 3分(單縫衍射極小) (k=1，2，3，.) 因此 k=3，6，9，.缺級 2分精選ppt12三、計算題三、計算題5. .將兩個偏振片疊放在一起，此兩偏振片的偏振化方向之間的夾將兩個偏振片疊放在一起，此兩偏振片的偏振化方向之間的夾角為角為 ，一束光強(qiáng)為，一束光強(qiáng)為I0的線偏振光垂直入射到偏振片上，的線偏振光垂直入射到偏振片上，o60該光束的光矢量振動方向與二偏振片的偏振化方向皆成該光束的光矢量振動方向與二偏振片的偏振化方向皆成30角角 (1) 求透過每個偏振片后的光束強(qiáng)度；求透過每個偏振片后的光束強(qiáng)度； (2) 若將原入射光束換為強(qiáng)度相同的自然光，求透過每個偏振片后若將

16、原入射光束換為強(qiáng)度相同的自然光，求透過每個偏振片后的光束強(qiáng)度的光束強(qiáng)度 3766（8分）分） 解：解：(1) 透過第一個偏振片的光強(qiáng)透過第一個偏振片的光強(qiáng)I1透過第二個偏振片后的光強(qiáng)透過第二個偏振片后的光強(qiáng)I2， I2I1cos2603I0 / 16 2分分 (2) 原入射光束換為自然光，則原入射光束換為自然光，則 I1I0 / 2 1分分 I2I1cos260I0 / 8 2分分I1I0 cos230 2分分3 I0 / 4 1分分精選ppt13三、計算題三、計算題7、一束具有兩種波長、一束具有兩種波長 1和和 2的平行光垂直照射到一衍射光柵上的平行光垂直照射到一衍射光柵上，測得波長，測得波

17、長 1的第三級主極大衍射角和的第三級主極大衍射角和 2的第四級主極大衍射角的第四級主極大衍射角均為均為30已知已知 1=560 nm (1 nm= 10-9 m)，試求試求:(1) 光柵常數(shù)光柵常數(shù)ab 3222（5分）分） (2) 波長波長 21330sinbacm1036. 330sin341ba2430sinba4204/30sin2ba解：解：(1) 由光柵衍射主極大公式得由光柵衍射主極大公式得 3分分 nm 2分分(2)精選ppt148. .(1) 在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，垂直入射的光有兩種波長，在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，垂直入射的光有兩種波長， 1=400 nm， =760 nm

18、 (1 nm=10-9 m)已知單縫寬度已知單縫寬度a=1.010-2 cm，透鏡焦距，透鏡焦距f=50 cm求兩種光第一級衍射明紋中心之間的距離求兩種光第一級衍射明紋中心之間的距離(2) 若用光柵常數(shù)若用光柵常數(shù)d=1.010-3 cm的光柵替換單縫，其他條件和上一的光柵替換單縫，其他條件和上一問相同，求兩種光第一級主極大之間的距離問相同，求兩種光第一級主極大之間的距離 3211（10分）分） 111231221sinka222231221sinkafx /tg11fx /tg22解：解：(1) 由單縫衍射明紋公式可知由單縫衍射明紋公式可知 (取k1 ) 1分 1分 則兩個第一級明紋之間距為

19、則兩個第一級明紋之間距為 (2) 由光柵衍射主極大的公式由光柵衍射主極大的公式 1分1分afxxx/2312=0.27 cm 2分dfxxx/12 =1.8 cm 2分分所以1111sinkd2221sinkd2分fx/tgsin且有11tgsin22tgsin由于afx/2311afx/2322所以精選ppt159、一束平行光垂直入射到某個光柵上，該光束有兩種波長的光，、一束平行光垂直入射到某個光柵上，該光束有兩種波長的光， 1=440 nm， 2=660 nm (1 nm = 10-9 m)實驗發(fā)現(xiàn)，兩種波長的實驗發(fā)現(xiàn)，兩種波長的譜線譜線(不計中央明紋不計中央明紋)第二次重合于衍射角第二次

20、重合于衍射角 =60的方向上求此的方向上求此光柵的光柵常數(shù)光柵的光柵常數(shù)d 3221（10分）分）111sinkd222sinkd212122112132660440sinsinkkkkkk69462321kk4621kk60sin61d 兩譜線第二次重合即是兩譜線第二次重合即是 =3.0510-3 mm 2分分解：由光柵衍射主極大公式得解：由光柵衍射主極大公式得 4分1分分 1分當(dāng)兩譜線重合時有當(dāng)兩譜線重合時有 1= 2即即， k1=6， k2=4 2分分由光柵公式可知由光柵公式可知d sin60=6 1 精選ppt16四、能力題（針對本次大作業(yè)）四、能力題（針對本次大作業(yè)） 用眼睛通過一單

21、狹縫直接觀察遠(yuǎn)處與縫平行的光源，看到的衍射用眼睛通過一單狹縫直接觀察遠(yuǎn)處與縫平行的光源，看到的衍射圖樣是菲涅耳衍射圖樣還是夫瑯禾費衍射圖樣？為什么？圖樣是菲涅耳衍射圖樣還是夫瑯禾費衍射圖樣？為什么？3747答：答： 遠(yuǎn)處光源發(fā)出的光射到狹縫上，可認(rèn)為是平行光入射遠(yuǎn)處光源發(fā)出的光射到狹縫上，可認(rèn)為是平行光入射 2分分同時，眼睛直接觀察光源，就是調(diào)焦到遠(yuǎn)處，視網(wǎng)膜正好是在眼同時，眼睛直接觀察光源，就是調(diào)焦到遠(yuǎn)處，視網(wǎng)膜正好是在眼球球(相當(dāng)于凸透鏡相當(dāng)于凸透鏡)的焦平面上，所以觀察到的是平行光衍射的焦平面上，所以觀察到的是平行光衍射 2分分 由以上兩點，觀察到的是夫瑯禾費衍射圖樣由以上兩點，觀察到的

22、是夫瑯禾費衍射圖樣 1分分精選ppt17三、問答題三、問答題 5. 一定量的理想氣體，經(jīng)過等溫壓縮其壓強(qiáng)增大；經(jīng)過等體升一定量的理想氣體，經(jīng)過等溫壓縮其壓強(qiáng)增大；經(jīng)過等體升溫其壓強(qiáng)增大試從分子運動論的觀點分別分析引起壓強(qiáng)增大的溫其壓強(qiáng)增大試從分子運動論的觀點分別分析引起壓強(qiáng)增大的原因原因 ww答：對于等溫壓縮過程：據(jù)答：對于等溫壓縮過程：據(jù)pVC知知V減小，則減小，則p增大，而增大，而pnkT，壓縮時，壓縮時n增大，增大，p增大可見等溫壓縮過程中壓強(qiáng)增大的增大可見等溫壓縮過程中壓強(qiáng)增大的原因是單位體積內(nèi)的分子數(shù)增加，分子對器壁的碰撞更為頻繁原因是單位體積內(nèi)的分子數(shù)增加，分子對器壁的碰撞更為頻繁

23、 2分分對于等體升溫過程：據(jù)對于等體升溫過程：據(jù)p / TC知，知，T增大則增大則p增大；而由增大；而由p = nkT及及=(3/2)kT，T增大則增大則可見等體升溫過程中壓強(qiáng)增大的原因是分子的平均平動動可見等體升溫過程中壓強(qiáng)增大的原因是分子的平均平動動能增加，這時雖然單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變，但因為分子能增加，這時雖然單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變，但因為分子運動速度增大，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增運動速度增大，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增加了，同時，氣體分子對加了，同時，氣體分子對器壁的平均作用力也增加了，所以壓強(qiáng)增大器壁的平均作用力也增加了，所以壓強(qiáng)增大 3分分增大，增大，p增大

24、增大精選ppt18 pfvvv d vvvd2102fm3、在平衡狀態(tài)下，已知理想氣體分子的麥克斯韋速率分布函數(shù)為、在平衡狀態(tài)下，已知理想氣體分子的麥克斯韋速率分布函數(shù)為f(v)、分子質(zhì)量為、分子質(zhì)量為m、最概然速率為、最概然速率為vp，試說明下列各式的物理意義，試說明下列各式的物理意義： (1) 表示_； (2) 表示_ 分布在分布在 速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的幾率（百分率速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的幾率（百分率pv分子平動動能的平均值分子平動動能的平均值4、一定質(zhì)量的理想氣體，先經(jīng)過等體過程使其熱力學(xué)溫度升高一、一定質(zhì)量的理想氣體，先經(jīng)過等體過程使其熱力學(xué)溫度升高一倍，再經(jīng)過等溫過程使其

25、體積膨脹為原來的兩倍，則分子的平均倍，再經(jīng)過等溫過程使其體積膨脹為原來的兩倍，則分子的平均自由程變?yōu)樵瓉淼淖杂沙套優(yōu)樵瓉淼腳倍倍 2精選ppt19三、問答題三、問答題 6.已知已知f(v)為麥克斯韋速率分布函數(shù)，為麥克斯韋速率分布函數(shù)，N為總分子數(shù)，為總分子數(shù)，vp為分子的最概然速率下列各式表示什么物理意義？為分子的最概然速率下列各式表示什么物理意義？ 0) 1 (dvvvfpvdvvf)()2(pvdvvNf)()3( 0221)4(dvvfmv表示分子的平均速率表示分子的平均速率表示分子速率在表示分子速率在 vp- 區(qū)間的分子數(shù)占總區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比分子數(shù)的百分比表示分子速率在

26、表示分子速率在 vp- 區(qū)間的分子數(shù)區(qū)間的分子數(shù)表示分子速率在表示分子速率在 0- 區(qū)間的分子平動區(qū)間的分子平動動能的平均值動能的平均值精選ppt20TQ/QT5、 1 mol雙原子分子理想氣體從狀態(tài)雙原子分子理想氣體從狀態(tài)A(p1,V1)沿沿p V圖圖所示直線變化到狀態(tài)所示直線變化到狀態(tài)B(p2,V2)，試求：，試求： 氣體的內(nèi)能增量氣體的內(nèi)能增量(2)氣體對外界所作的功氣體對外界所作的功 (3)氣體吸收的熱量氣體吸收的熱量 (4)此過程的摩爾熱容此過程的摩爾熱容 (摩爾熱容摩爾熱容C =，其中，其中表示表示1 mol物質(zhì)在過程中升高溫度物質(zhì)在過程中升高溫度時所吸收的熱量時所吸收的熱量) B

27、AOVp1p2pV1V2解：解：TRiE2n)(251122VpVp(1)(2)(211221VVppA1221VpVp三角形相似)211122VpVp （(3)AEQ)31122VpVp（(4)TRp3V)3Q（RTQC3精選ppt21三、計算題三、計算題4118（10分）分） 5.一定量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，一定量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，AB和和CD是等是等壓過程，壓過程，BC和和DA是絕熱過程已知：是絕熱過程已知：TC 300 K，TB 400 K 試求：此循環(huán)的效率試求：此循環(huán)的效率(提示：循環(huán)效率的定義式提示：循環(huán)效率的定義式 =1Q2 /Q1，Q1為循環(huán)中氣體

28、吸收的熱量，為循環(huán)中氣體吸收的熱量，Q2為循環(huán)中氣體放出的熱量）為循環(huán)中氣體放出的熱量）121QQ)/1 ()/1 (12BABCDCABDCTTTTTTTTTTQQDDAATpTp11CCBBTpTp11解：解： 根據(jù)絕熱過程方程得到：根據(jù)絕熱過程方程得到： TA / TB = TD / TC 4分分 2分分Q1 = n n Cp(TBTA) , Q2 = n n Cp(TCTD) 4分分%251112BCTTQQ故故 pA = pB , pC = pD , A B C D O V p 精選ppt22三、計算題三、計算題5、1 mol理想氣體在理想氣體在T1 = 400 K的高溫?zé)嵩磁c的高溫

29、熱源與T2 = 300 K的低溫的低溫?zé)嵩撮g作卡諾循環(huán)（可逆的），在熱源間作卡諾循環(huán)（可逆的），在400 K的等溫線上起始體積為的等溫線上起始體積為V1 = 0.001 m3，終止體積為，終止體積為V2 = 0.005 m3，試求此氣體在每一循，試求此氣體在每一循環(huán)中環(huán)中 4097（10分）分）(1) 從高溫?zé)嵩次盏臒崃繌母邷責(zé)嵩次盏臒崃縌1 (2) 氣體所作的凈功氣體所作的凈功W (3) 氣體傳給低溫?zé)嵩吹臒崃繗怏w傳給低溫?zé)嵩吹臒崃縌225. 0112TT311034. 1 QW3121001. 4WQQ解：解：(1) (2) (3) J 3分分312111035. 5)/ln(VVRT

30、QJ 3分J 4分分精選ppt236. 1 mol單原子分子理想氣體的循環(huán)過程如單原子分子理想氣體的循環(huán)過程如TV圖所示，其中圖所示，其中c點點的溫度為的溫度為Tc=600 K試求：試求： (1) ab、bc、ca各個過程系統(tǒng)吸收的熱量；各個過程系統(tǒng)吸收的熱量； (2) 經(jīng)一循環(huán)系統(tǒng)所作的凈功；經(jīng)一循環(huán)系統(tǒng)所作的凈功； (3) 循環(huán)的效率循環(huán)的效率 (注：循環(huán)效率注：循環(huán)效率=W/Q1，W為循環(huán)過程系統(tǒng)對外作的凈功，為循環(huán)過程系統(tǒng)對外作的凈功，Q1為循環(huán)過程系統(tǒng)從外界吸收的熱量為循環(huán)過程系統(tǒng)從外界吸收的熱量ln2=0.693) 4151(10分分) T (K) V (103m3) O 1 2

31、a b c )() 12()(cbcbpabTTRiTTCQ)(2)(bcbcVbcTTRiTTCQ解：單原子分子的自由度解：單原子分子的自由度i=3從圖可知，從圖可知，ab是等壓過程，是等壓過程， Va/Ta= Vb /Tb，Ta=Tc=600 K Tb = (Vb /Va)Ta=300 K 2分分 (1) =6.23103 J (放熱放熱) =3.74103 J (吸熱吸熱) (3) Q1=Qbc+Qca， =W / Q1=13.4% 2分分Qca =RTcln(Va /Vc) =3.46103 J (吸熱吸熱) 4分分(2) W =( Qbc +Qca )|Qab |=0.97103 J

32、 2分分精選ppt24 7、 一定量的某種理想氣體進(jìn)行如圖所示的循環(huán)過程一定量的某種理想氣體進(jìn)行如圖所示的循環(huán)過程已知氣體在狀態(tài)已知氣體在狀態(tài)A的溫度為的溫度為TA300 K，求，求 (1) 氣體在狀態(tài)氣體在狀態(tài)B、C的溫度；的溫度； (2) 各過程中氣體對外所作的功；各過程中氣體對外所作的功； (3) 經(jīng)過整個循環(huán)過程，氣體從外界吸收的經(jīng)過整個循環(huán)過程，氣體從外界吸收的總熱量總熱量(各過程吸熱的代數(shù)和各過程吸熱的代數(shù)和) ABC p (Pa)OV (m3)123100200300解：由圖，解：由圖，pA=300 Pa，pB = pC =100 Pa；VA=VC=1 m3，VB =3 m3 (

33、1) CA為等體過程，據(jù)方程為等體過程，據(jù)方程pA/TA= pC /TC得得 TC = TA pC / pA =100 K 2分分 BC為等壓過程，據(jù)方程為等壓過程，據(jù)方程VB/TB=VC/TC得得 TB=TCVB/VC=300 K 2分分 (2) 各過程中氣體所作的功分別為各過程中氣體所作的功分別為 AB： )(211CBBAVVppW=400 J BC： W2 = pB (VCVB ) = 200 JCA： W3 =0 3分分(3) 整個循環(huán)過程中氣體所作總功為整個循環(huán)過程中氣體所作總功為 W= W1 +W2 +W3 =200 JQ =W+E =200 J 3分分因為循環(huán)過程氣體內(nèi)能增量為

34、因為循環(huán)過程氣體內(nèi)能增量為E=0，因此該循環(huán)中氣體總吸熱，因此該循環(huán)中氣體總吸熱精選ppt25四、問答題四、問答題 6.試從分子動理論的觀點解釋：為什么當(dāng)氣體的溫度升高時，只試從分子動理論的觀點解釋：為什么當(dāng)氣體的溫度升高時，只要適當(dāng)?shù)卦龃笕萜鞯娜莘e就可以使氣體的壓強(qiáng)保持不變？要適當(dāng)?shù)卦龃笕萜鞯娜莘e就可以使氣體的壓強(qiáng)保持不變？ 2/3/22vmnp 答：根據(jù)答：根據(jù) 公式可知公式可知: 當(dāng)溫度升高時，由于當(dāng)溫度升高時，由于因而分子對器壁的碰撞次數(shù)增加，而且每次作用于器壁的沖量也增因而分子對器壁的碰撞次數(shù)增加，而且每次作用于器壁的沖量也增加，故壓強(qiáng)有增大的趨勢加，故壓強(qiáng)有增大的趨勢 3分分 若同

35、時增大容器的體積，則氣體分子數(shù)密度若同時增大容器的體積，則氣體分子數(shù)密度n變小，分子對器壁變小，分子對器壁的碰撞次數(shù)就減小，故壓強(qiáng)有減小的趨勢的碰撞次數(shù)就減小，故壓強(qiáng)有減小的趨勢 因而，在溫度升高的同時，適當(dāng)增大體積，就有可能保持壓強(qiáng)不因而，在溫度升高的同時，適當(dāng)增大體積，就有可能保持壓強(qiáng)不變變 2分分 2v增大，氣體分子熱運動比原來激烈增大，氣體分子熱運動比原來激烈,精選ppt26四、問答題四、問答題4494 兩個慣性系兩個慣性系K與與K坐標(biāo)軸相互平行，坐標(biāo)軸相互平行，K系相對于系相對于K系沿系沿x軸軸作勻速運動，在作勻速運動，在K系的系的x軸上，相距為軸上，相距為L的的A、B兩點兩點處各放

36、一只已經(jīng)彼此對準(zhǔn)了的鐘，試問在處各放一只已經(jīng)彼此對準(zhǔn)了的鐘，試問在K系中的觀測者看這系中的觀測者看這兩只鐘是否也是對準(zhǔn)了？為什么？兩只鐘是否也是對準(zhǔn)了？為什么？ 答：沒對準(zhǔn)答：沒對準(zhǔn) 2分分 根據(jù)相對論同時性，如題所述在根據(jù)相對論同時性，如題所述在K系中同時發(fā)生，但不同地點系中同時發(fā)生，但不同地點(x坐標(biāo)不同坐標(biāo)不同)的兩事件的兩事件(即即A處的鐘和處的鐘和B處的鐘有相同示數(shù)處的鐘有相同示數(shù))，在，在K系中觀測并不同時；因此，在系中觀測并不同時；因此，在K系中某一時刻同時觀測，這兩個鐘的系中某一時刻同時觀測，這兩個鐘的示數(shù)必不相同示數(shù)必不相同 3分分精選ppt27五、改錯五、改錯8018 設(shè)慣

37、性系設(shè)慣性系S相對于慣性系相對于慣性系S以速度以速度u沿沿x軸正方向運動，如果從軸正方向運動，如果從S系的系的坐標(biāo)原點坐標(biāo)原點O沿沿x(x軸與軸與x軸相互平行軸相互平行)正方向發(fā)射一光脈沖，則正方向發(fā)射一光脈沖，則 (1) 在在S系中測得光脈沖的傳播速度為系中測得光脈沖的傳播速度為c (2) 在在S系中測得光脈沖的傳播速度為系中測得光脈沖的傳播速度為c + u 以上二個說法是否正確？如有錯誤，請說明為什么錯誤并予以改正以上二個說法是否正確？如有錯誤，請說明為什么錯誤并予以改正答：答：(1) 是正確的是正確的 2分分 (2) 是錯誤的，因為不符合光速不變原理是錯誤的，因為不符合光速不變原理 1分

38、分 應(yīng)改為在應(yīng)改為在S系中測得光脈沖的傳播速度為系中測得光脈沖的傳播速度為c 2分分精選ppt28三、計算題三、計算題 5以波長以波長 410 nm (1 nm = 10-9 m)的單色光照射某一金屬的單色光照射某一金屬，產(chǎn)生的光電子的最大動能，產(chǎn)生的光電子的最大動能EK= 1.0 eV，求能使該金屬產(chǎn)生光，求能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最大波長是多少？電效應(yīng)的單色光的最大波長是多少？ (普朗克常量普朗克常量h =6.6310-34 Js)入射光子能量必須大于逸出功入射光子能量必須大于逸出功 A 紅限頻率紅限頻率hA0nAmvhm221nAEchkJA191025. 3nmAchc6120

39、0n精選ppt29二、填空題二、填空題3. 氫原子的運動速率等于它在氫原子的運動速率等于它在300 K時的方均根速率時，它的時的方均根速率時，它的德布羅意波長是德布羅意波長是_質(zhì)量為質(zhì)量為M =1 g，以速度，以速度1 cms-1運動的小球的德布羅意波長是運動的小球的德布羅意波長是_ (普朗克常量為普朗克常量為h =6.6310-34 Js，玻爾茲曼常量，玻爾茲曼常量k =1.3810-23 JK-1，氫原子質(zhì)量，氫原子質(zhì)量mH =1.6710-27 kg)4. 為使電子的德布羅意波長為為使電子的德布羅意波長為1 ，需要的加速電壓為，需要的加速電壓為_ (普朗克常量普朗克常量h =6.6310-34 Js，基本電荷，基本電荷e =1.6010-19 C，電子質(zhì)量電子質(zhì)量me=9.1110-31 kg)1.456.6310-9150V精選ppt30p)/(2apRhd 5