大学物理17习题物.docx
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大学物理17习题物
1-1某质点的运动方程为
(SI),那么该质点作[]。
A.匀加速直线运动,加速度为正值;B.匀加速直线运动,加速度为负值;
C.变加速直线运动,加速度为正值;D.变加速直线运动,加速度为负值。
1-2一质点沿x方向运动,其加速度随时刻转变关系为
(SI),若是初始时质点的速度v0为5m·s—1,那么当t为3s时,质点的速度v=。
1-3一质点自原点开始沿抛物线2y=x2运动,它在Ox轴上的分速度为一恒量,其值为vx=m·s—1,求质点位于x=的速度和加速度。
1-4一质点具有恒定加速度
(6m·s—2)
(4m·s—2)
,在t=0时,其速度为零,位置矢量
10m
。
求:
⑴在任意时刻的速度和位置矢量;⑵质点在Oxy平面上的轨迹方程,并画出轨迹的示用意。
1-5飞机以100m·s—1的速度沿水平直线飞行,在离地面高为100m时,驾驶员要把物品空投到前方某一地面目标处,问:
⑴现在目标在飞机下方前多远?
⑵投放物品时,驾驶员看目标的视线和水平线成何角度?
⑶物品投出后,它的法向加速度和切向加速度各为多少?
2-1一物体质量为10kg,受到方向不变的力F=30+40t(SI)作用,在开始的两秒内,此力冲量的大小等于;假设物体的初速度为10m/s,方向与力
的方向相同,那么在2s末物体速度的大小等于。
2-2图示一斜面,倾角为
,底边AB长为l=,质量为m的物体从斜面顶端由静止开始向下滑动,斜面的摩擦因数为
。
试问,当
为何值是,物体在斜面上下滑的时刻最短?
其数值为多少?
2-3一质量为10kg的质点在力F=(102N·s—1)t+40N作用下,沿x轴作直线运动。
在t=0时,质点位于x=处,其速度v0=·s—1。
求质点在任意时刻的速度和位置。
2-4轻型飞机连同驾驶员总质量为×103kg。
飞机以·s—1的速度在水平跑道上着陆后,驾驶员开始制动,假设阻力与时刻成正比,比例系数
=×102N·s—1,求:
⑴10s后飞机的速度;⑵飞机着陆后10s内滑行的距离。
2-5质量为的物体,由地面以初速·s—1竖直向上发射,物体受到空气的阻力为Fr=kv,且k=(m·s—1)。
⑴求物体发射到最大高度所需的时刻。
⑵最大高度为多少?
3-1质量别离为m和4m的两个质点别离以E和4E沿一直线相向运动。
它们的总动量大小为[]。
A.2
;B.3
;C.5
;D.
。
3-2如下图,一绳索跨过无摩擦的滑轮,系在质量为的物体上,起初物体静止在无摩擦的水平平面上。
假设用5N的恒力作用在绳索的另一端,使物体向右作加速运动,当系在物体上的绳索从与水平面成30°角变成37°角时,力对物体所作的功为多少?
已知滑轮与水平面之间的距离为1m。
3-3一物体在介质中按规律x=ct3作直线运动,c为一常量。
设介质对物体的阻力正比于速度的平方。
试求物体由x0=0运动到x=l时,阻力所作的功。
(已知阻力系数为k)
4-1均匀细棒OA可绕通过其一端O而与棒垂直的水平固定滑腻轴转动,今使棒从水平位置由静止开始自由下摆,在棒摆动到竖直位置的进程中,下述情形哪一种说法是正确的?
[]
A.角速度从小到大,角加速度从大到小;B.角速度从小到大,角加速度从小到大;
C.角速度从大到小,角加速度从大到小;D.角速度从大到小,角加速度从小到大。
4-2一个以恒定角加速度转动的圆盘,若是在某一时刻的角速度为
rad/s,再转60转后角速度为
rad/s,那么角加速度
,转过上述60转所需的时刻
。
4-3一燃气轮机在试车时,燃气作用在涡轮上的力矩为×103N·m,涡轮的转动惯量为·m2。
当轮的转速由×103r·min—1增大到×104r·min—1,所经历的时刻t为多少?
4-4花腔滑冰运动员绕过自身的竖直轴转动。
开始时两臂张开,转动惯量为J0,角速度为
,然后她将两臂收回,使转动惯量减少为
,这时她转动的角速度变成[]。
A.
;B.
;C.3
;D.
。
4-5如下图,质量m1=16kg的实心圆柱体A,其半径为r=15cm,能够绕其固定水平轴转动,阻力忽略不计。
一条轻的柔绳绕在圆柱体上,其另一端系一个质量为m2=的物体B,求:
⑴物体B由静止开始下降后的距离;⑵绳的张力。
4-6在滑腻的水平面上有一木杆,其质量m1=,长l=40cm,可绕通过其中点并与之垂直的轴转动。
一质量为m2=10g的子弹,以v=×102m·s—1的速度射入杆端,其方向与杆及轴正交。
假设子弹陷入杆中,试求所取得的角速度。
4-7一质量为的小孩,站在一半径为、转动惯量为450kg·m2的静止水平转台边缘上,此转台可绕通过转台中心的竖直轴转动,转台与轴间的摩擦不计。
若是此小孩相对转台以·s—1的速度沿转台边缘行走,问转台的角速度有多大?
4-8一质量为,长为的均匀细棒,支点在棒的上端点,开始时棒自由悬挂,当以100N的力冲击它的下端点,冲击时刻为时,⑴假设冲击前棒是静止的,求冲击时其角动量的转变;⑵求棒的最大偏转角。
4-9质量为,长为的均匀细棒,可绕垂直于棒的一端的水平轴转动,如将此棒入在水平位置,然后任其落下。
求:
⑴当棒转过60°时的角加速度和角速度;⑵下落到竖直位置时的动能;⑶下落到竖直位置时的角速度。
6-11摩尔单原子分子理想气体从状态A变成状态B,若是不知是什么气体,转变进程也不明白,但A、B两态的压强、体积和温度都明白,那么可求出[]。
A.气体所作的功;B.气体内能的转变;
C.气体传给外界的热量;D.气体的质量。
6-2一绝热容器被隔板分成两半,一半是真空,另一半是理想气体,假设把隔板抽出,气体将进行自由膨胀,达到平稳后[]。
A.温度不变,熵增加;B.温度升高,熵增加;
C.温度降低,熵增加;D.温度不变,熵不变。
6-3如下图,必然量的空气,开始在状态A,其压强为×105Pa,体积为×10—3m3,沿直线AB转变到状态B后,压强变成×105Pa,体积变成×10—3m3,求此进程中气体所作的功。
6-4一压强为×105Pa,体积为×10—3m3的氧气自0℃加热到100℃,问:
⑴当压强不变时,需要多少热量?
当体积不变时,需要多少热量?
⑵在等压或等体进程中各作了多少功?
6-5如下图,系统从状态A沿ABC转变到状态C的进程中,外界有326J的热量传递给系统,同时系统对外作功126J。
若是系统从状态C沿另一曲线CA回到状态A,外界对系统作功为52J,那么此进程中系统是吸热仍是放热?
传递热量是多少?
6-6有氢气1摩尔,在压强1atm,温度20℃时,体积为V0,今使其经以下两种进程达同一状态:
⑴先维持体积不变,加热,使其温度升高到80℃,然后令其作等温膨胀,体积变成原体积的2倍;⑵先使其等温膨胀至原体积的2倍,然后维持体积不变,加热到80℃。
试别离计算上述两种进程中气体吸收的热量,气体对外所作的功和气体内能的增量,并作出P—V图。
6-7的氧气作如下图的循环ABCDA,设V2=2V1,T1=300K,T2=200K,求循环效率。
(已知氧气的定体摩尔热容的实验值CV,m=J·mol—1·K—1)
6-8必然量的理想气体,经历如下图的循环进程。
其中AB和CD是等压进程,BC和DA是绝热进程。
已知B点温度TB=T1,C点温度TC=T2。
⑴证明该热机的效率为
。
⑵那个循环是卡诺循环吗?
6-9一小型热电厂内,一台利用地热发电的热机工作于温度为227℃的地下热源和温度为
27℃的地表之间。
假定该热机每小时能从地下热源获取×1011J的热量。
试从理论上计算其最大功率为多少?
6-10有质量为×10—2kg、温度为℃的冰,在压力为×105Pa下转变成10℃的水,试计算在此进程中的熵变。
(已知水的定压比热容Cp2=×103J·kg—1·K—1,冰的定压比热容Cp1=×103J·kg—1·K—1,冰的熔解热L=×105J·kg—1)
6-11有nmol定体摩尔热容CV,m=3R/2的理想气体,从状态A(pA、VA、TA)别离经如下图的ADB进程和ACB进程,抵达状态B(pB、VB、TB)。
试问在这两个进程中气体的熵变各为多少?
图中AD为等温线。
7-1关于温度的意义,有以下几种说法:
⑴气体的温度是分子平均平动动能的量度;
⑵气体的温度是大量气体分子热运动的集体表面,具有统计意义;
⑶温度的高低反映物质内部份子运动猛烈程度的不同;
⑷从微观上看,气体的温度表示每一个气体分子的冷热程度。
上述说法中正确的选项是[]。
A.⑴、⑵、⑷;B.⑴、⑵、⑶;C.⑵、⑶、⑷;D.⑴、⑶、⑷。
7-2关于单原子分子理想气体,下面各式别离代表什么物理意义?
⑴
⑵
⑶
7-3一容器内储有氧气,其压强为×105Pa,温度为℃,求:
⑴气体分子的数密度;⑵氧气的密度;⑶分子的平均平动动能;⑷分子间的平均距离。
(设分子间均匀等距排列)
7-4在一容积不变的封锁容器内,理想气体分子的平均速度假设提高为原先的2倍,那么[]。
A.温度和压强都提高为原先的2倍;
B.温度为原先的2倍,压强为原先的4倍;
C.温度为原先的4倍,压强为原先的2倍;
D.温度和压强都为原先的4倍。
7-5在平稳状态下,已知理想气体分子的麦克斯韦速度散布函数为
,分子质量为m,最可几速度为vp,试说明以下各式物理意义:
⑴
dv表示。
⑵
dv表示。
7-6如以下图所示,两条曲线别离表示氦、氧两种气体在相同温度T时分子按速度的散布,其中:
⑴曲线Ⅰ表示气分子的速度散布曲线;
曲线Ⅱ表示气分子的速度散布曲线;
⑵画有阴影的小长方条面积表示;
⑶散布曲线下所包围的面积表示。
0vv+Δvv(m·s—1)
7-7如下图,Ⅰ、Ⅱ两条曲线是两种不同气体(氢气和氧气)在同一温度下的麦克斯韦分子速度散布曲线。
试由图中数据求:
⑴氢气分子和氧气分子的最概然速度;⑵两种气体所处的温度。
7-8有N个质量均为m的同种气体分子,它们的速度散布如下图。
⑴说明曲线与横坐标所包围面积的含义;⑵由N和v0求a值;⑶求在速度v0/2到3v0/2距离内的分子数;⑷求分子的平均平动动能。