武漢工程大學(xué)物理練習(xí)冊答案

1、 大學(xué)物理練習(xí) 一一 選擇題：1一質(zhì)點在平面上運動，已知質(zhì)點位置矢量的表示式為 （其中a、b為常量）, 則該質(zhì)點作 (A) 勻速直線運動 (B) 變速直線運動 (C) 拋物線運動 (D)一般曲線運動 解：選（B） 2一質(zhì)點在平面上作一般曲線運動，其瞬時速度為，瞬時速率為v，某一段時間內(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)瞬時速度與瞬時速率的關(guān)系（） 所以 但 所以 3質(zhì)點作半徑為R的變速圓周運動時的加速度大小為 （v表示任一時刻質(zhì)點的速率） （A）. (B). (C) +. (D).解：選（

2、D）. 因變速圓周運動的加速度有切向加速度和法向加速度，故。4某物體的運動規(guī)律為，式中的k為大于零的常數(shù)。當(dāng)t=0時，初速為v，則速度v與時間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的勻速圓周運動，如下左圖所示。小球自A點逆時針運動到B點的半周內(nèi)，動量的增量應(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)擺球在軌道上運動半周時，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

3、在力 （SI）（式中為質(zhì)點的質(zhì)量，為時間）的作用下，時從靜止開始作直線運動，則當(dāng)時，質(zhì)點的速率為 （A） （B）（C）0 （D）解：C 如果當(dāng)時, 4質(zhì)量分別為m和m的兩個質(zhì)點分別以動能E和E沿一直線相向運動，它們的總動量大小為 (A) (B) ，(C) ，(D) 。解： B 因質(zhì)點； 因質(zhì)點：所以 5一個質(zhì)點同時在幾個力作用下的位移為： （SI） 其中一個力為恒力 （SI），則此力在該位移過程中所作的功為 (A) 67J (B) 91J (C) 17J (D) 67J解： A 6對功的概念有以下幾種說法： 保守力作正功時，系統(tǒng)內(nèi)相應(yīng)的勢能增加。 質(zhì)點運動經(jīng)一閉合路徑，保守力對質(zhì)點作的功為零。

4、 作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以兩者所做功的代數(shù)和必為零。 在上述說法中： (A) 、正確。 (B) 、正確。(C) 只有正確。 (D) 只有正確。解： C 7機槍每分鐘可射出質(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，并隨之一起運動如果水平面光滑，此后彈簧的最大勢能為 (A) (B) (C) (D) B 解：碰撞動量守恒9一質(zhì)點在如圖所示的坐標(biāo)平面內(nèi)作圓周運動，有一力作用在質(zhì)點上，在該質(zhì)點從坐標(biāo)原點運動到位置的過程中，力對

5、它所做的功為 (A) (B) (C) (D) 解：10質(zhì)量為的質(zhì)點，由靜止開始沿曲線（SI）運動，則在到的時間內(nèi)，作用在該質(zhì)點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、動量、沖量、動能、勢能、功，其中與參照系的選取有關(guān)的物理量是 。（不考慮相對論效應(yīng)）解：動量（）、動能（）、功 與運動的參考系選取有關(guān)。2一個物體可否具有動量而機械能等于零？（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，速度隨時間變化的函數(shù)式 ；(2) 子彈進入沙

6、土的最大深度 。解：(1) 子彈進入沙土后受力為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)原點處從靜止出發(fā)在水平面內(nèi)沿x軸運動，其所受合力方向與運動方向相同，合力大小為（SI），那么，物體在開始運動的3m內(nèi)，合力所作功A ；且x =3m時，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)星的動能為 ；衛(wèi)星的引力勢能為 。解：（1） ( ) （2） ( )6一質(zhì)量為M的質(zhì)點沿x軸正向運動，假設(shè)質(zhì)點通過坐標(biāo)為x時的速度為（k為正常量），則此時作用于該質(zhì)點上的力F ；該質(zhì)點從

7、x = x0 點出發(fā)到x = x1 處所經(jīng)歷的時間 Dt 。解：.7一個力作用在質(zhì)量為的質(zhì)點上，使之沿X軸運動。已知在此力作用下質(zhì)點的運動方程為（SI）。在0到4的時間間隔內(nèi)， 力的沖量大小 。 力對質(zhì)點所作的功A 。解： （1）（2） 8. 一質(zhì)量為m的質(zhì)點在指向圓心的平方反比力F=k / r2 的作用下，作半徑為r的圓周運動，此質(zhì)點的速度v = ，若取距圓心無窮遠(yuǎn)處為勢能零點，它的機械能 E = 。 解： 9一物體按規(guī)律xct2在媒質(zhì)中作直線運動，式中c為常量，t為時間。設(shè)媒質(zhì)對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運動到x = L時，阻力所作的功為 。解： 10一隕石

8、從距地面高(為地球半徑)處由靜止開始落向地面，忽略空氣阻力。則隕石下落過程中，萬有引力的功A ；隕石落地的速度v 。解： 注意：本題不能用來計算，因為萬有引力不是,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)由兩個質(zhì)點組成，它們之間只有引力作用。若兩質(zhì)點所受外力的矢量和為零，則此系統(tǒng) (A) 動量、機械能以及對一軸的角動量都守恒。(B) 動量、機械能守恒，但角動量是否守恒不能斷定。(C) 動量守恒，但機械能和角動量守恒與否不能斷定。(D) 動量和角動量守恒，但機械能是否守恒不能斷定。解： C 按守恒條件： 動量守恒，但 角動量不守恒，機械能不能斷定是否守恒。2如圖所示，有一個小物體，置于一

9、個光滑的水平桌面上，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，今將繩從小孔往下拉。則物體 (A)動能不變，動量改變。(B)動量不變，動能改變。(C)角動量不變，動量不變。(D)角動量改變，動量改變。(E)角動量不變，動能、動量都改變。解： E 因?qū)c，合外力矩為0，角動量守恒3有兩個半徑相同，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。它們對通過環(huán)心并與環(huán)面垂直的軸的轉(zhuǎn)動慣量分別為JA和JB，則 (A) > (B) < (C) = (D) 不能確定、 哪個大。解： C 細(xì)圓環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量與質(zhì)量是否均勻分布無關(guān)4光滑

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

11、為30cm的飛輪，從靜止開始以0.50的勻角加速度轉(zhuǎn)動，則飛輪邊緣上一點在飛輪轉(zhuǎn) 2400 時的切向加速度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，物體上升的高度 。解法一： 解法二：（1）設(shè)在任意時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)總角動量為： 根據(jù)角動量定理，剛體系統(tǒng)所受

12、的合外力矩等于系統(tǒng)角動量對時間的變化率： ,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），所以機械能守恒。4質(zhì)量為m的質(zhì)點以速度沿一直線運動，則它對直線外垂直距離為d的一點的角動量大小是 。解：5長為L、質(zhì)量為M的勻質(zhì)桿可繞通過桿一端O的水平光滑固定軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動慣量為ML2，開始時桿豎直下垂，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，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）角動量守恒，6一長為L、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)可繞過中點O且與桿垂直的水平光

13、滑固定軸(O軸)轉(zhuǎn)動開始時桿與水平成60°角，處于靜止?fàn)顟B(tài)無初轉(zhuǎn)速地釋放以后，桿球這一剛體系統(tǒng)繞O軸轉(zhuǎn)動系統(tǒng)繞O軸的轉(zhuǎn)動慣量J 。釋放后，當(dāng)桿轉(zhuǎn)到水平位置時，剛體受到的合外力矩M_；角加速度b _。解：三 計算題：1質(zhì)量為m，長度為L的勻質(zhì)桿可繞通過其下端的水平光滑固定軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，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的角速度和角加速度。 解法一：取O點為重力勢能零點，桿在倒下過程中只有重力做功,機械能守恒，有：而 所以 解法二：由剛體轉(zhuǎn)動定律： 得再由 得兩邊積分： 得則： 3長為l的勻質(zhì)細(xì)桿，可繞過桿的一端O點的水平光滑固定軸轉(zhuǎn)動，開始時靜止于豎直位置

14、。緊挨O點懸一單擺，輕質(zhì)擺線的長度也是l，擺球質(zhì)量為m。若單擺從水平位置由靜止開始自由擺下，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）單擺下落過程機械能守恒：碰撞過程角動量守恒：碰撞過程能量守恒：則細(xì)桿的質(zhì)量：（2）細(xì)桿擺動過程機械能守恒：即： 則：4. 一圓盤的質(zhì)量為m2、半徑為R可繞固定的過圓心的水平軸O轉(zhuǎn)動，原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)有一質(zhì)量為m1，速度為v的子彈嵌入圓盤的邊緣，如圖所示。求：（1） 子彈嵌入圓盤后，圓盤的角速度；（2） 由子彈與圓盤組成的系統(tǒng)在此過程中的動能增量。解：（1）子彈與圓盤碰撞過程角動量守恒

15、：（2）大學(xué)物理練習(xí) 四一 選擇題：1下列幾種說法：(1) 所有慣性系對物理基本規(guī)律都是等價的。(2) 在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運動狀態(tài)無關(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) 三種說法都是正確的.解： D 2一火箭的固定長度為L，相對于地面作勻速直線運動，速度為v1，火箭上有一個人從火箭的后端向火箭前端上的一個靶子發(fā)射一顆相對于火箭的速度為v2的子彈。在火箭上測得子彈從射出到擊中靶的時間間隔是： (A) (B) (C

16、) (D)(c表示真空中光速)解： B 在火箭上測得子彈從射出到擊中靶的時間間隔是火箭的固定長度除以子彈相對于火箭的速度。3（1）對某觀察者來說，發(fā)生在某慣性系中同一地點、同一時刻的兩個事件，對于相對該慣性系作勻速直線運動的其它慣性系中的觀察者來說，它們是否同時發(fā)生？（2）在某慣性系中發(fā)生于同一時刻、不同地點的的兩個事件，它們在其它慣性系中是否同時發(fā)生？關(guān)于這兩個問題的正確答案是： (A)（1）同時，（2）不同時。 (B)（1）不同時，（2）同時。 (C)（1）同時，（2）同時。 (D) 不（1）同時，（2）不同時。解： A 發(fā)生在某慣性系中同一地點、同一時刻的兩個事件，對于相對該慣性系作勻速

17、直線運動的其它慣性系中的觀察者來說，它們是同時發(fā)生。在某慣性系中發(fā)生于同一時刻、不同地點的的兩個事件，它們在其它慣性系中不是同時發(fā)生。4K系與K系是坐標(biāo)軸相互平行的兩個慣性系，K系相對于K系沿Ox軸正方向勻速運動。一根剛性尺靜止在K系中，與Ox軸成 30°角。今在K系中觀測得該尺與Ox軸成 45°角，則K系相對于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為5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 原長光年， ， ， 6一宇宙飛船相對地球以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，飛船上的觀察者測得飛船長為90m，地球上的觀察者測得光脈沖從船尾發(fā)出和到達(dá)船頭兩個事件的空間間隔為 (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，則其運動速度的大小為(c表示真空中光速) (A) (B) (C) (D) 解： C 8根據(jù)相對論力學(xué)，動能為的電子，其運動速度約等于 (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，飛船頭尾各有一個脈沖光源在工作，處于船尾的觀察者測得船頭光源發(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 . (光速不變原理)2一觀察者測得一沿米尺長度方向勻速運動著的米尺的長度為0.5m。則此米尺以速度v = m·s-1接近觀察者。解：（長度收縮： ）3靜止時邊長為50cm的立方體，當(dāng)它沿著與它的一個棱邊平行的方向相對于地面以勻速度2.4×108m/s

20、運動時，在地面上測得它的體積是 。解： （運動方向的長度收縮）4一勻質(zhì)矩形薄板，在它靜止時測得其長為a，寬為b，質(zhì)量為m0。由此可算出其面積密度為m0 /ab。假定該薄板沿長度方向以接近光速的速度v作勻速直線運動，此時再測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得平均壽命是2.6×10-8 s，如果它相對于實驗室以0.8 c (c為真空中光速)的速率運動，那么實驗室坐標(biāo)系中測得的 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）的速率相對地面運動。從飛船中以相對飛船為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得火箭的速率為_。解：7（1）在速度v= 情況下粒子的動量等于非相對論動量的兩倍。 （2）在速度v= 情況下粒子的動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的速率運動（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)的動能與相對論動能之比是 。解： 大學(xué)物理練習(xí)五一、選擇題1溫度、壓強相同的氦氣和氧氣，它們分子的平均動能和平均平動動能有如下關(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分子的平均動能 而 2已知氫氣與氧氣的溫度相同，請判斷下列說法哪個正確？ (A) 氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣的壓強一定大于氫氣的壓強。(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T1與T2時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，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 黃綠光的波長是5000(1=1010m)。理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，以黃綠光的波長為邊長的立方體內(nèi)有 個分子。解：理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,分子數(shù)密度為: 以5000為邊長的立方體內(nèi)應(yīng)有分子數(shù):個.2若某種理想氣體分子的方均根速率 m / s，氣體壓強為P=7×104 Pa，則該氣體的密度為 r _。 3一容器內(nèi)儲有某種氣體，若已知氣體的壓強為 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動的最概然速率為_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，則氫分子的平均平動動能為 ，氫分子的平均動能為_，該瓶氫氣的內(nèi)能為_。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動能為= 6.21×10-21 J。則氧氣分子的平均平動動能 ；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（1）和（2），如圖所示。若兩條曲線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 表示的溫度較高。若兩條曲線分別表示同一溫度下的氫氣和氧氣的速率分布，則曲線 表示的是氧氣的速率分布。解: 實線的比虛線的小，因同氣體質(zhì)量相同，與成正比。虛線的溫度高，填（2）；后面的填（1）9今測得溫度為t1=150C，壓強為p1=0.76m汞柱高時，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,壓強為p2=0.15m汞柱高時，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平衡過程，則系統(tǒng)對外做功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)過程用VT曲線表示如圖在此循環(huán)過程中，氣體從外界吸熱的過程是 (A) AB (B) BC (C) CA (D) AB和BC 解: A BC 等容降溫過程（放熱）CA等溫壓縮過程（放熱）AB 等壓膨脹過程（吸熱）3有

28、人設(shè)計了一臺卡諾熱機(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同時對外做功1000 J，這樣的設(shè)計是 (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，這個熱機的效率超過理論值 解: D 4“理想氣體和單一熱源接觸作等溫膨脹時，吸收的熱量全部用來對外作功?！睂Υ苏f法，有如下幾種評論，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 等溫膨脹只是一個過程，不是一個循環(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 來表示； （2）系統(tǒng)的某一平衡過程用 來表示；（3）系統(tǒng)的某一平衡循環(huán)過程用 來表示。解:（1）系統(tǒng)的某一平衡態(tài)用一個點來表示。（2）系統(tǒng)的某一平衡過程用

30、一條曲線來表示。（3）系統(tǒng)的某一平衡循環(huán)過程用封閉曲線來表示。2如圖所示，已知圖中畫不同斜線的兩部分的面積分別為S1和S2，那么：（1）如果氣體的膨脹過程為a-1-b，則氣體對外作功A= ；（2）如果氣體進行a-2-b-1-a的循環(huán)過程，則它對外做功A= 。解：（1）S1 +S2 （2）- S132mol單原子分子理想氣體，經(jīng)過一等容過程后，溫度從200K上升到500K，若該過程為準(zhǔn)靜態(tài)過程，氣體吸收的熱量為 ；若為不平衡過程，氣體吸收的熱量為 。解：等容過程則，若為不平衡過程，過程曲線有間斷點無法求功。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的理想氣體開始時處在壓強p1 =6 atm、溫度T1 =500 K的平衡態(tài)經(jīng)過一個等溫過程，壓強變?yōu)閜2 =3 atm該氣體在此等溫過程中吸收的熱量為Q_J。 (普適氣體常量)解 6一定量理想氣體，從同一狀態(tài)開始把其體積由壓縮到，分別經(jīng)歷以下三種過程：(1) 等壓過程；(2) 等溫過程；(3) 絕熱過程其中：_過程外界對氣體做功最多；_過程氣體內(nèi)能減少最多；_過程氣體放熱最多。解絕熱；等壓；等壓氣體放熱 三、計算題：11mol雙原子分子理想氣體從狀態(tài)A(p1,V1

32、)沿pV圖所示直線變化到狀態(tài)B(p2,V2)，試求：（1）氣體的內(nèi)能增量；（2）氣體對外界所作的功；（3）氣體吸收的熱量；（4）此過程的摩爾熱容。（摩爾熱容，其中表示1mol物質(zhì)在過程中升高溫度時所吸收的熱量。） 解：（1） （2）（3）（4）所以3. 一定量的剛性雙原子分子理想氣體，開始時處于壓強為 p0 = 1.0×105 Pa，體積為V0 =4×10-3 m3，溫度為T0 = 300 K的初態(tài)，后經(jīng)等壓膨脹過程溫度上升到T1 = 450 K，再經(jīng)絕熱過程溫度降回到T2 = 300 K，求氣體在整個過程中對外作的功 解：等壓過程末態(tài)的體積 等壓過程氣體對外作功 =200 J 根據(jù)熱力學(xué)第一定律，絕熱過程氣體對外作的功為 W2 =E =nCV (T2T1) 這里 ， 則 J 氣體在整個過程中對外作的功為 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)，沿圖示直線過程變到另一狀態(tài)B，又經(jīng)過等容、等壓兩過程回到狀態(tài)A (1) 求AB，BC，CA各過程中系統(tǒng)對外所作的功W，內(nèi)能的增量 D以及所吸收的熱量