武漢工程大學(xué)物理練習(xí)冊(cè)答案

1、 大學(xué)物理練習(xí) 一一 選擇題：1一質(zhì)點(diǎn)在平面上運(yùn)動(dòng)，已知質(zhì)點(diǎn)位置矢量的表示式為 （其中a、b為常量）, 則該質(zhì)點(diǎn)作 (A) 勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) (B) 變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) (C) 拋物線(xiàn)運(yùn)動(dòng) (D)一般曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 解：選（B） 2一質(zhì)點(diǎn)在平面上作一般曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其瞬時(shí)速度為，瞬時(shí)速率為v，某一段時(shí)間內(nèi)的平均速度為,平均速率為，它們之間的關(guān)系必定有 （A）=v，=. (C ) v，. (B ) v，=. (D ) =v，.解：選（D）.根據(jù)瞬時(shí)速度與瞬時(shí)速率的關(guān)系（） 所以 但 所以 3質(zhì)點(diǎn)作半徑為R的變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為 （v表示任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速率） （A）. (B). (C) +. (D).解：選（

2、D）. 因變速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度有切向加速度和法向加速度，故。4某物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為，式中的k為大于零的常數(shù)。當(dāng)t=0時(shí)，初速為v，則速度v與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系是 （A）v = kt+v0 （B）v =kt + v0 大學(xué)物理練習(xí) 二一、選擇題：1質(zhì)量為m的小球在向心力作用下，在水平面內(nèi)作半徑為R、速率為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如下左圖所示。小球自A點(diǎn)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的半周內(nèi)，動(dòng)量的增量應(yīng)為： (A) （B） （C） （D） 解： B mR2如圖上右所示，圓錐擺的擺球質(zhì)量為，速率為，圓半徑為，當(dāng)擺球在軌道上運(yùn)動(dòng)半周時(shí)，擺球所受重力沖量的大小為 (A) （B） （C） （D） 0。解：C 恒力沖量 3一質(zhì)點(diǎn)

3、在力 （SI）（式中為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，為時(shí)間）的作用下，時(shí)從靜止開(kāi)始作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則當(dāng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速率為 （A） （B）（C）0 （D）解：C 如果當(dāng)時(shí), 4質(zhì)量分別為m和m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)分別以動(dòng)能E和E沿一直線(xiàn)相向運(yùn)動(dòng)，它們的總動(dòng)量大小為 (A) (B) ，(C) ，(D) 。解： B 因質(zhì)點(diǎn)； 因質(zhì)點(diǎn)：所以 5一個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)在幾個(gè)力作用下的位移為： （SI） 其中一個(gè)力為恒力 （SI），則此力在該位移過(guò)程中所作的功為 (A) 67J (B) 91J (C) 17J (D) 67J解： A 6對(duì)功的概念有以下幾種說(shuō)法： 保守力作正功時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)相應(yīng)的勢(shì)能增加。 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)一閉合路徑，保守力對(duì)質(zhì)點(diǎn)作的功為零。

4、 作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以?xún)烧咚龉Φ拇鷶?shù)和必為零。 在上述說(shuō)法中： (A) 、正確。 (B) 、正確。(C) 只有正確。 (D) 只有正確。解： C 7機(jī)槍每分鐘可射出質(zhì)量為 的子彈900顆，子彈射出的速率為，則射擊時(shí)的平均反沖力大小為 (A) (B) (C) (D)解： C 8一質(zhì)量為M的彈簧振子，水平放置且靜止在平衡位置，如圖所示一質(zhì)量為m的子彈以水平速度射入振子中，并隨之一起運(yùn)動(dòng)如果水平面光滑，此后彈簧的最大勢(shì)能為 (A) (B) (C) (D) B 解：碰撞動(dòng)量守恒9一質(zhì)點(diǎn)在如圖所示的坐標(biāo)平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)，有一力作用在質(zhì)點(diǎn)上，在該質(zhì)點(diǎn)從坐標(biāo)原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到位置的過(guò)程中，力對(duì)

5、它所做的功為 (A) (B) (C) (D) 解：10質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)，由靜止開(kāi)始沿曲線(xiàn)（SI）運(yùn)動(dòng)，則在到的時(shí)間內(nèi)，作用在該質(zhì)點(diǎn)上的合外力所做的功為 (A) (B) (C) (D) 解： 二、填空題：1下列物理量：質(zhì)量、動(dòng)量、沖量、動(dòng)能、勢(shì)能、功，其中與參照系的選取有關(guān)的物理量是 。（不考慮相對(duì)論效應(yīng)）解：動(dòng)量（）、動(dòng)能（）、功 與運(yùn)動(dòng)的參考系選取有關(guān)。2一個(gè)物體可否具有動(dòng)量而機(jī)械能等于零？（填可、否）解：可3質(zhì)量為m的子彈以速度v 0水平射入沙土中，設(shè)子彈所受阻力與速度反向，大小與速度成正比，比例系數(shù)為，忽略子彈的重力，求： (1) 子彈射入沙土后，速度隨時(shí)間變化的函數(shù)式 ；(2) 子彈進(jìn)入沙

6、土的最大深度 。解：(1) 子彈進(jìn)入沙土后受力為v，由牛頓定律 (2) 求最大深度解法一： 解法二： 4質(zhì)量mkg的物體，在坐標(biāo)原點(diǎn)處從靜止出發(fā)在水平面內(nèi)沿x軸運(yùn)動(dòng)，其所受合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，合力大小為（SI），那么，物體在開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的3m內(nèi)，合力所作功A ；且x =3m時(shí)，其速率v。解： 5有一人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量為m，在地球表面上空2倍于地球半徑R的高度沿圓軌道運(yùn)行，用m、R、引力常數(shù)G和地球的質(zhì)量M表示衛(wèi)星的動(dòng)能為 ；衛(wèi)星的引力勢(shì)能為 。解：（1） ( ) （2） ( )6一質(zhì)量為M的質(zhì)點(diǎn)沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，假設(shè)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)坐標(biāo)為x時(shí)的速度為（k為正常量），則此時(shí)作用于該質(zhì)點(diǎn)上的力F ；該質(zhì)點(diǎn)從

7、x = x0 點(diǎn)出發(fā)到x = x1 處所經(jīng)歷的時(shí)間 Dt 。解：.7一個(gè)力作用在質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)上，使之沿X軸運(yùn)動(dòng)。已知在此力作用下質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為（SI）。在0到4的時(shí)間間隔內(nèi)， 力的沖量大小 。 力對(duì)質(zhì)點(diǎn)所作的功A 。解： （1）（2） 8. 一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在指向圓心的平方反比力F=k / r2 的作用下，作半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)，此質(zhì)點(diǎn)的速度v = ，若取距圓心無(wú)窮遠(yuǎn)處為勢(shì)能零點(diǎn)，它的機(jī)械能 E = 。 解： 9一物體按規(guī)律xct2在媒質(zhì)中作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，式中c為常量，t為時(shí)間。設(shè)媒質(zhì)對(duì)物體的阻力正比于速度的平方，阻力系數(shù)為k，則物體由x =0運(yùn)動(dòng)到x = L時(shí)，阻力所作的功為 。解： 10一隕石

8、從距地面高(為地球半徑)處由靜止開(kāi)始落向地面，忽略空氣阻力。則隕石下落過(guò)程中，萬(wàn)有引力的功A ；隕石落地的速度v 。解： 注意：本題不能用來(lái)計(jì)算，因?yàn)槿f(wàn)有引力不是,也不是常數(shù)。大學(xué)物理練習(xí)三一 選擇題1一力學(xué)系統(tǒng)由兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成，它們之間只有引力作用。若兩質(zhì)點(diǎn)所受外力的矢量和為零，則此系統(tǒng) (A) 動(dòng)量、機(jī)械能以及對(duì)一軸的角動(dòng)量都守恒。(B) 動(dòng)量、機(jī)械能守恒，但角動(dòng)量是否守恒不能斷定。(C) 動(dòng)量守恒，但機(jī)械能和角動(dòng)量守恒與否不能斷定。(D) 動(dòng)量和角動(dòng)量守恒，但機(jī)械能是否守恒不能斷定。解： C 按守恒條件： 動(dòng)量守恒，但 角動(dòng)量不守恒，機(jī)械能不能斷定是否守恒。2如圖所示，有一個(gè)小物體，置于一

9、個(gè)光滑的水平桌面上，有一繩其一端連結(jié)此物體，另一端穿過(guò)桌面中心的小孔，該物體原以角速度在距孔為R的圓周上轉(zhuǎn)動(dòng)，今將繩從小孔往下拉。則物體 (A)動(dòng)能不變，動(dòng)量改變。(B)動(dòng)量不變，動(dòng)能改變。(C)角動(dòng)量不變，動(dòng)量不變。(D)角動(dòng)量改變，動(dòng)量改變。(E)角動(dòng)量不變，動(dòng)能、動(dòng)量都改變。解： E 因?qū)c(diǎn)，合外力矩為0，角動(dòng)量守恒3有兩個(gè)半徑相同，質(zhì)量相等的細(xì)圓環(huán)A和B。A環(huán)的質(zhì)量分布均勻，B環(huán)的質(zhì)量分布不均勻。它們對(duì)通過(guò)環(huán)心并與環(huán)面垂直的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為JA和JB，則 (A) > (B) < (C) = (D) 不能確定、 哪個(gè)大。解： C 細(xì)圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與質(zhì)量是否均勻分布無(wú)關(guān)4光滑

10、的水平桌面上，有一長(zhǎng)為2L、質(zhì)量為m的勻質(zhì)細(xì)桿，可繞過(guò)其中點(diǎn)且垂直于桿的豎直光滑固定軸O自由轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為mL2，起初桿靜止。桌面上有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球，各自在垂直于桿的方向上，正對(duì)著桿的一端，以相同的速率v相向運(yùn)動(dòng)，如圖所示。當(dāng)兩小球同時(shí)與桿的兩個(gè)端點(diǎn)發(fā)生完全非彈性碰撞后與桿粘在一起轉(zhuǎn)動(dòng)，則這一系統(tǒng)碰撞后的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為 (A). (B) (C) (D) 解： C 角動(dòng)量守恒 二 填空題1繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的飛輪均勻地減速，t = 0時(shí)角速度0 =5 rad/s，t = 20s時(shí)角速度=0.80，則飛輪的角加速度= ，t=0到t=100s時(shí)間內(nèi)飛輪所轉(zhuǎn)過(guò)的角度= 。解：因均勻減速，可用 ，2半徑

11、為30cm的飛輪，從靜止開(kāi)始以0.50的勻角加速度轉(zhuǎn)動(dòng)，則飛輪邊緣上一點(diǎn)在飛輪轉(zhuǎn) 2400 時(shí)的切向加速度at = ，法向加速度an= 。解：3一軸承光滑的定滑輪，質(zhì)量為M2.00 kg，半徑為R0.100 m，一根不能伸長(zhǎng)的輕繩，一端固定在定滑輪上，另一端系有一質(zhì)量為m5.00 kg的物體，如圖所示已知定滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J，其初角速度10.0 rad/s，方向垂直紙面向里定滑輪的角加速度的大小 ，定滑輪的角速度變化到w0時(shí)，物體上升的高度 。解法一： 解法二：（1）設(shè)在任意時(shí)刻定滑輪的角速度為w，物體的速度大小為v，則有v=Rw.則物體與定滑輪的系統(tǒng)總角動(dòng)量為： 根據(jù)角動(dòng)量定理，剛體系統(tǒng)所受

12、的合外力矩等于系統(tǒng)角動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率： ,該系統(tǒng)所受的合外力矩即物體的重力矩:M=mgR 所以： （2）該系統(tǒng)只有重力矩做功（物體的重力），所以機(jī)械能守恒。4質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以速度沿一直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則它對(duì)直線(xiàn)外垂直距離為d的一點(diǎn)的角動(dòng)量大小是 。解：5長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為M的勻質(zhì)桿可繞通過(guò)桿一端O的水平光滑固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為ML2，開(kāi)始時(shí)桿豎直下垂，如圖所示。有一質(zhì)量為m的子彈以水平速度射入桿上A點(diǎn)，并嵌在桿中，OA=2L/3，則子彈射入后瞬間桿的角速度= 。解：系統(tǒng)（子彈+桿）角動(dòng)量守恒，6一長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的細(xì)桿，兩端分別固定質(zhì)量為m和2m的小球，此系統(tǒng)在豎直平面內(nèi)可繞過(guò)中點(diǎn)O且與桿垂直的水平光

13、滑固定軸(O軸)轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)桿與水平成60°角，處于靜止?fàn)顟B(tài)無(wú)初轉(zhuǎn)速地釋放以后，桿球這一剛體系統(tǒng)繞O軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)繞O軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J 。釋放后，當(dāng)桿轉(zhuǎn)到水平位置時(shí)，剛體受到的合外力矩M_；角加速度b _。解：三 計(jì)算題：1質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的勻質(zhì)桿可繞通過(guò)其下端的水平光滑固定軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖。設(shè)它從豎直位置由靜止倒下，求它傾倒到與水平面成角時(shí)的角速度和角加速度。 解法一：取O點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn)，桿在倒下過(guò)程中只有重力做功,機(jī)械能守恒，有：而 所以 解法二：由剛體轉(zhuǎn)動(dòng)定律： 得再由 得兩邊積分： 得則： 3長(zhǎng)為l的勻質(zhì)細(xì)桿，可繞過(guò)桿的一端O點(diǎn)的水平光滑固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始時(shí)靜止于豎直位置

14、。緊挨O點(diǎn)懸一單擺，輕質(zhì)擺線(xiàn)的長(zhǎng)度也是l，擺球質(zhì)量為m。若單擺從水平位置由靜止開(kāi)始自由擺下，且擺球與細(xì)桿作完全彈性碰撞，碰撞后擺球正好靜止。求： (1) 細(xì)桿的質(zhì)量。 (2) 細(xì)桿擺起的最大角度q 。解：（1）單擺下落過(guò)程機(jī)械能守恒：碰撞過(guò)程角動(dòng)量守恒：碰撞過(guò)程能量守恒：則細(xì)桿的質(zhì)量：（2）細(xì)桿擺動(dòng)過(guò)程機(jī)械能守恒：即： 則：4. 一圓盤(pán)的質(zhì)量為m2、半徑為R可繞固定的過(guò)圓心的水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)有一質(zhì)量為m1，速度為v的子彈嵌入圓盤(pán)的邊緣，如圖所示。求：（1） 子彈嵌入圓盤(pán)后，圓盤(pán)的角速度；（2） 由子彈與圓盤(pán)組成的系統(tǒng)在此過(guò)程中的動(dòng)能增量。解：（1）子彈與圓盤(pán)碰撞過(guò)程角動(dòng)量守恒

15、：（2）大學(xué)物理練習(xí) 四一 選擇題：1下列幾種說(shuō)法：(1) 所有慣性系對(duì)物理基本規(guī)律都是等價(jià)的。(2) 在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。(3) 在任何慣性系中，光在真空中沿任何方向的傳播速率都相同。其中那些說(shuō)法是正確的： (A) 只有(1)、(2)是正確的.(B) 只有(1)、(3)是正確的.(C) 只有(2)、(3)是正確的.(D) 三種說(shuō)法都是正確的.解： D 2一火箭的固定長(zhǎng)度為L(zhǎng)，相對(duì)于地面作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，速度為v1，火箭上有一個(gè)人從火箭的后端向火箭前端上的一個(gè)靶子發(fā)射一顆相對(duì)于火箭的速度為v2的子彈。在火箭上測(cè)得子彈從射出到擊中靶的時(shí)間間隔是： (A) (B) (C

16、) (D)(c表示真空中光速)解： B 在火箭上測(cè)得子彈從射出到擊中靶的時(shí)間間隔是火箭的固定長(zhǎng)度除以子彈相對(duì)于火箭的速度。3（1）對(duì)某觀察者來(lái)說(shuō)，發(fā)生在某慣性系中同一地點(diǎn)、同一時(shí)刻的兩個(gè)事件，對(duì)于相對(duì)該慣性系作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的其它慣性系中的觀察者來(lái)說(shuō)，它們是否同時(shí)發(fā)生？（2）在某慣性系中發(fā)生于同一時(shí)刻、不同地點(diǎn)的的兩個(gè)事件，它們?cè)谄渌鼞T性系中是否同時(shí)發(fā)生？關(guān)于這兩個(gè)問(wèn)題的正確答案是： (A)（1）同時(shí)，（2）不同時(shí)。 (B)（1）不同時(shí)，（2）同時(shí)。 (C)（1）同時(shí)，（2）同時(shí)。 (D) 不（1）同時(shí)，（2）不同時(shí)。解： A 發(fā)生在某慣性系中同一地點(diǎn)、同一時(shí)刻的兩個(gè)事件，對(duì)于相對(duì)該慣性系作勻速

17、直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的其它慣性系中的觀察者來(lái)說(shuō)，它們是同時(shí)發(fā)生。在某慣性系中發(fā)生于同一時(shí)刻、不同地點(diǎn)的的兩個(gè)事件，它們?cè)谄渌鼞T性系中不是同時(shí)發(fā)生。4K系與K系是坐標(biāo)軸相互平行的兩個(gè)慣性系，K系相對(duì)于K系沿Ox軸正方向勻速運(yùn)動(dòng)。一根剛性尺靜止在K系中，與Ox軸成 30°角。今在K系中觀測(cè)得該尺與Ox軸成 45°角，則K系相對(duì)于K系的速度是： (A) (2/3)c (B) (1/3)c (C) (2/3)1/2c (D) (1/3)1/2c 解：5一宇航員要到離地球?yàn)?光年的星球去旅行。如果宇航員希望把這路程縮短為3光年，則它所乘的火箭相對(duì)于地球的速度應(yīng)是： (A) v = (1/2)c

18、(B) v = (3/5)c .(C) v = (4/5)c (D) v =( 9/10)c.解： C 原長(zhǎng)光年， ， ， 6一宇宙飛船相對(duì)地球以0.8c(c表示真空中光速)的速度飛行。一光脈沖從船尾傳到船頭，飛船上的觀察者測(cè)得飛船長(zhǎng)為90m，地球上的觀察者測(cè)得光脈沖從船尾發(fā)出和到達(dá)船頭兩個(gè)事件的空間間隔為 (A) 90m (B) 54m (C) 270m (D) 150m.解： C 另解：7設(shè)某微觀粒子的總能量是它的靜止能量的K倍，則其運(yùn)動(dòng)速度的大小為(c表示真空中光速) (A) (B) (C) (D) 解： C 8根據(jù)相對(duì)論力學(xué)，動(dòng)能為的電子，其運(yùn)動(dòng)速度約等于 (A) 0.1c (B) 0

19、.5c (C) 0.75c (D) 0.85c.(c表示真空中光速, 電子的靜能m0c2=0.5MeV)解： C 二、填空題：1有一速度為u的宇宙飛船沿X軸正方向飛行，飛船頭尾各有一個(gè)脈沖光源在工作，處于船尾的觀察者測(cè)得船頭光源發(fā)出的光脈沖的傳播速度大小為 ；處于船頭的觀察者測(cè)得船尾光源發(fā)出的光脈沖的傳播速度大小 。c ; c . (光速不變?cè)?2一觀察者測(cè)得一沿米尺長(zhǎng)度方向勻速運(yùn)動(dòng)著的米尺的長(zhǎng)度為0.5m。則此米尺以速度v = m·s-1接近觀察者。解：（長(zhǎng)度收縮： ）3靜止時(shí)邊長(zhǎng)為50cm的立方體，當(dāng)它沿著與它的一個(gè)棱邊平行的方向相對(duì)于地面以勻速度2.4×108m/s

20、運(yùn)動(dòng)時(shí)，在地面上測(cè)得它的體積是 。解： （運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度收縮）4一勻質(zhì)矩形薄板，在它靜止時(shí)測(cè)得其長(zhǎng)為a，寬為b，質(zhì)量為m0。由此可算出其面積密度為m0 /ab。假定該薄板沿長(zhǎng)度方向以接近光速的速度v作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再測(cè)算該矩形薄板的面積密度則為 。 解：5p+ 介子是不穩(wěn)定的粒子，在它自己的參照系中測(cè)得平均壽命是2.6×10-8 s，如果它相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室以0.8 c (c為真空中光速)的速率運(yùn)動(dòng)，那么實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系中測(cè)得的 p+ 介子的壽命是_s。解：6一宇宙飛船以c/2（c為真空中的光速）的速率相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)。從飛船中以相對(duì)飛船為c/2的速率向前方發(fā)射一枚火箭。假設(shè)發(fā)射火箭不影響飛船

21、原有速率，則地面上的觀察者測(cè)得火箭的速率為_(kāi)。解：7（1）在速度v= 情況下粒子的動(dòng)量等于非相對(duì)論動(dòng)量的兩倍。 （2）在速度v= 情況下粒子的動(dòng)能等于它的靜止能量。解：（1）（2）8設(shè)電子靜止質(zhì)量為me，將一個(gè)電子從靜止加速到速率為0.6c(c表示真空中光速)，需作功 。解：9一電子以0.99c的速率運(yùn)動(dòng)（電子靜止質(zhì)量為），則電子的總能量是 J，電子的經(jīng)典力學(xué)的動(dòng)能與相對(duì)論動(dòng)能之比是 。解： 大學(xué)物理練習(xí)五一、選擇題1溫度、壓強(qiáng)相同的氦氣和氧氣，它們分子的平均動(dòng)能和平均平動(dòng)動(dòng)能有如下關(guān)系： (A) 和都相等。 (B) 相等，而不相等。 (C) 相等，而不相等。 (D) 和都不相等。解： C 氦

22、氣i=3和氧氣i=5分子的平均動(dòng)能 而 2已知?dú)錃馀c氧氣的溫度相同，請(qǐng)判斷下列說(shuō)法哪個(gè)正確？ (A) 氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣的壓強(qiáng)一定大于氫氣的壓強(qiáng)。(B) 氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣的密度一定大于氫氣的密度。(C) 氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫分子的速率一定比氧分子的速率大。(D) 氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大。解： D 氧分子的質(zhì)量比氫分子大溫度相同,還要看 ；溫度相同,還要看。3已知一定量的某種理想氣體，在溫度為T(mén)1與T2時(shí)的分子最可幾速率分別為Vp1和Vp2，分子速率分布函數(shù)的最大值分別為f(Vp1)和f(Vp2)。若T1

23、> T2，則 (A) Vp1>Vp2； f(Vp1) >f(Vp2)。(B) Vp1>Vp2； f(Vp1) <f(Vp2)。(C) Vp1< Vp2； f(Vp1) >f(Vp2)。(D) Vp1< Vp2； f(Vp1) <f(Vp2)。解： B 若T1 > T2，則Vp1>Vp2；4在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，若氧氣(視為剛性雙原子分子的理想氣體)和氦氣的體積比V1 / V2=1 / 2 ，則其內(nèi)能之比E1 / E2為： (A) 3 / 10 (B) 1 / 2(C) 5 / 6 (D) 5 / 3 解：C 5一定量的理想氣體，在溫度不

24、變的條件下，當(dāng)體積增大時(shí)，分子的平均碰撞頻率和平均自由程的變化情況是： (A) 減小而不變。 (B)減小而增大。 (C) 增大而減小。 (D)不變而增大。 解：B二、填空題1 黃綠光的波長(zhǎng)是5000(1=1010m)。理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，以黃綠光的波長(zhǎng)為邊長(zhǎng)的立方體內(nèi)有 個(gè)分子。解：理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,分子數(shù)密度為: 以5000為邊長(zhǎng)的立方體內(nèi)應(yīng)有分子數(shù):個(gè).2若某種理想氣體分子的方均根速率 m / s，氣體壓強(qiáng)為P=7×104 Pa，則該氣體的密度為 r _。 3一容器內(nèi)儲(chǔ)有某種氣體，若已知?dú)怏w的壓強(qiáng)為 3×105 Pa，溫度為27，密度為0.24 kg/m3，則可確

25、定此種氣體是_氣；并可求出此氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的最概然速率為_(kāi)m/s。解:氫氣， 4有一瓶質(zhì)量為M的氫氣 (視作剛性雙原子分子的理想氣體)，溫度為T(mén)，則氫分子的平均平動(dòng)動(dòng)能為 ，氫分子的平均動(dòng)能為_(kāi)，該瓶氫氣的內(nèi)能為_(kāi)。解: 5一瓶氫氣和一瓶氧氣溫度相同若氫氣分子的平均平動(dòng)動(dòng)能為= 6.21×10-21 J。則氧氣分子的平均平動(dòng)動(dòng)能 ；方均根速率 ； 氧氣的溫度 。解: = 6在容積為的容器中，貯有的氣體，其壓強(qiáng)為，則該氣體分子平均速率為 。解: 7已知f(v)為麥克斯韋速率分布函數(shù)，N為總分子數(shù)，則（1）速率v > 100 m·s-1的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比的表達(dá)式為

26、 ；（2）速率v > 100 m·s-1的分子數(shù)的表達(dá)式為 。速率v > 100 m·s-1的哪些分子的平均速率表達(dá)式為 。解: （1）； （2） 8現(xiàn)有兩條氣體分子速率分布曲線(xiàn)（1）和（2），如圖所示。若兩條曲線(xiàn)分別表示同一種氣體處于不同的溫度下的速率分布，則曲線(xiàn) 表示的溫度較高。若兩條曲線(xiàn)分別表示同一溫度下的氫氣和氧氣的速率分布，則曲線(xiàn) 表示的是氧氣的速率分布。解: 實(shí)線(xiàn)的比虛線(xiàn)的小，因同氣體質(zhì)量相同，與成正比。虛線(xiàn)的溫度高，填（2）；后面的填（1）9今測(cè)得溫度為t1=150C，壓強(qiáng)為p1=0.76m汞柱高時(shí)，氬分子和氖分子的平均自由程分別為：和，求：(1)

27、 氖分子和氬分子有效直徑之比 ； (2) 溫度為t2=200C,壓強(qiáng)為p2=0.15m汞柱高時(shí)，氬分子的平均自由程 。解: 大學(xué)物理練習(xí) 六一、選擇題：1理想氣體經(jīng)歷如圖所示的a b c平衡過(guò)程，則系統(tǒng)對(duì)外做功A，從外界吸收的熱量Q和內(nèi)能的增量的正負(fù)情況如下： (A) ，解: ，則>0，另外>，故溫度升高內(nèi)能增加。據(jù)熱一律 ，>0。選 B 2一定量理想氣體經(jīng)歷的循環(huán)過(guò)程用VT曲線(xiàn)表示如圖在此循環(huán)過(guò)程中，氣體從外界吸熱的過(guò)程是 (A) AB (B) BC (C) CA (D) AB和BC 解: A BC 等容降溫過(guò)程（放熱）CA等溫壓縮過(guò)程（放熱）AB 等壓膨脹過(guò)程（吸熱）3有

28、人設(shè)計(jì)了一臺(tái)卡諾熱機(jī)(可逆的)每循環(huán)一次可從 400 K的高溫?zé)嵩次鼰?800 J，向 300 K的低溫?zé)嵩捶艧?800 J同時(shí)對(duì)外做功1000 J，這樣的設(shè)計(jì)是 (A) 可以的，符合熱力學(xué)第一定律 (B) 可以的，符合熱力學(xué)第二定律 (C) 不行的，卡諾循環(huán)所作的功不能大于向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃?(D) 不行的，這個(gè)熱機(jī)的效率超過(guò)理論值 解: D 4“理想氣體和單一熱源接觸作等溫膨脹時(shí)，吸收的熱量全部用來(lái)對(duì)外作功?！睂?duì)此說(shuō)法，有如下幾種評(píng)論，哪種是正確的？ (A) 不違反熱力學(xué)第一定律，但違反熱力學(xué)第二定律。(B) 不違反熱力學(xué)第二定律，但違反熱力學(xué)第一定律。(C) 不違反熱力學(xué)第一定律，也不

29、違反熱力學(xué)第二定律。(D) 違反熱力學(xué)第一定律，也違反熱力學(xué)第二定律。解：選 C 等溫膨脹只是一個(gè)過(guò)程，不是一個(gè)循環(huán)。5理想氣體絕熱地向真空自由膨脹，體積增大為原來(lái)的兩倍，則始、末兩態(tài)的溫度T1與T2和始、末兩態(tài)氣體分子的平均自由程與的關(guān)系為 (A) T1T2 ，= (B) T1T2 ，= (C) T12T2 ，= (D) T12T2 ，=解：因絕熱則，向真空自由膨脹不作功，。所以，選 B 二、填空題：1在p-V圖上（1）系統(tǒng)的某一平衡態(tài)用 來(lái)表示； （2）系統(tǒng)的某一平衡過(guò)程用 來(lái)表示；（3）系統(tǒng)的某一平衡循環(huán)過(guò)程用 來(lái)表示。解:（1）系統(tǒng)的某一平衡態(tài)用一個(gè)點(diǎn)來(lái)表示。（2）系統(tǒng)的某一平衡過(guò)程用

30、一條曲線(xiàn)來(lái)表示。（3）系統(tǒng)的某一平衡循環(huán)過(guò)程用封閉曲線(xiàn)來(lái)表示。2如圖所示，已知圖中畫(huà)不同斜線(xiàn)的兩部分的面積分別為S1和S2，那么：（1）如果氣體的膨脹過(guò)程為a-1-b，則氣體對(duì)外作功A= ；（2）如果氣體進(jìn)行a-2-b-1-a的循環(huán)過(guò)程，則它對(duì)外做功A= 。解：（1）S1 +S2 （2）- S132mol單原子分子理想氣體，經(jīng)過(guò)一等容過(guò)程后，溫度從200K上升到500K，若該過(guò)程為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，氣體吸收的熱量為 ；若為不平衡過(guò)程，氣體吸收的熱量為 。解：等容過(guò)程則，若為不平衡過(guò)程，過(guò)程曲線(xiàn)有間斷點(diǎn)無(wú)法求功。此題正好功為零，。4將1 mol理想氣體等壓加熱，使其溫度升高72 K，傳給它的熱量等于1

31、.60×103 J，求：(1) 氣體所作的功A= ；(2) 氣體內(nèi)能的增量= ； (3) 比熱容比g = 。解53 mol的理想氣體開(kāi)始時(shí)處在壓強(qiáng)p1 =6 atm、溫度T1 =500 K的平衡態(tài)經(jīng)過(guò)一個(gè)等溫過(guò)程，壓強(qiáng)變?yōu)閜2 =3 atm該氣體在此等溫過(guò)程中吸收的熱量為Q_J。 (普適氣體常量)解 6一定量理想氣體，從同一狀態(tài)開(kāi)始把其體積由壓縮到，分別經(jīng)歷以下三種過(guò)程：(1) 等壓過(guò)程；(2) 等溫過(guò)程；(3) 絕熱過(guò)程其中：_過(guò)程外界對(duì)氣體做功最多；_過(guò)程氣體內(nèi)能減少最多；_過(guò)程氣體放熱最多。解絕熱；等壓；等壓氣體放熱 三、計(jì)算題：11mol雙原子分子理想氣體從狀態(tài)A(p1,V1

32、)沿pV圖所示直線(xiàn)變化到狀態(tài)B(p2,V2)，試求：（1）氣體的內(nèi)能增量；（2）氣體對(duì)外界所作的功；（3）氣體吸收的熱量；（4）此過(guò)程的摩爾熱容。（摩爾熱容，其中表示1mol物質(zhì)在過(guò)程中升高溫度時(shí)所吸收的熱量。） 解：（1） （2）（3）（4）所以3. 一定量的剛性雙原子分子理想氣體，開(kāi)始時(shí)處于壓強(qiáng)為 p0 = 1.0×105 Pa，體積為V0 =4×10-3 m3，溫度為T(mén)0 = 300 K的初態(tài)，后經(jīng)等壓膨脹過(guò)程溫度上升到T1 = 450 K，再經(jīng)絕熱過(guò)程溫度降回到T2 = 300 K，求氣體在整個(gè)過(guò)程中對(duì)外作的功 解：等壓過(guò)程末態(tài)的體積 等壓過(guò)程氣體對(duì)外作功 =200 J 根據(jù)熱力學(xué)第一定律，絕熱過(guò)程氣體對(duì)外作的功為 W2 =E =nCV (T2T1) 這里 ， 則 J 氣體在整個(gè)過(guò)程中對(duì)外作的功為 W = W1+W2 =700 J4一定量的單原子分子理想氣體，從初態(tài)A出發(fā)，沿圖示直線(xiàn)過(guò)程變到另一狀態(tài)B，又經(jīng)過(guò)等容、等壓兩過(guò)程回到狀態(tài)A (1) 求AB，BC，CA各過(guò)程中系統(tǒng)對(duì)外所作的功W，內(nèi)能的增量 D以及所吸收的熱量