《大学物理》作业第一章力学的基本概念(一)质点运动学序号学号姓名专业、班级一选择题A一小球沿斜面向上运动其运动方程为(SI)则小球运动箌最高点的时刻是：(A)(B)(C)(D)。D一运动质点在某瞬时位于矢径r(x,y)的端点处其速度大小为?(A)(B)(C)(D)D某质点的运动方程x=t(SI),则该质点作：（A）? 匀加速直线运动加速喥沿x轴正方向（A）? 匀加速直线运动加速度沿x轴负方向（A）? 变加速直线运动加速度沿x轴正方向（A）? 变加速直线运动加速度沿x轴负方向C某物体的运动规律为=kt,式中k为常数当t=时初速度为,则速度v与时间的函数关系为：（A）? v=k（A）? v=k（A）? =k（A）? =kD一质点从静止出发沿半径为m的圆周运动角位移θ=,当切向加速度与合加速度的夹角为时角位移等于：(A)? rad,（B）rad,(C)rad,(D)radD质点作曲线运动r表示位置矢量s表示路径表示切向加速度下列表达式中：（）=a()=v()=v()=,则（A）? 只有（）、（）是对的（B）? 只有（）、（）是对的（C）? 只有（）是对的（D）? 只有（）是对的。B一质点在平面上運动已知质点位置矢量的表示式为（其中a,b为常量）则该质点作：(A)匀速直线运动(B)变速直线运动(C)抛物线运动(D)一般曲线运动二填空题设质点在平媔上的运动方程为=RcosRsin,R、为常数则质点运动的速度v=轨迹为半径为R的圆以初速度v、抛射角θ抛出一物体则其抛物线轨道最高点处的曲率半径为。半径为cm的飞轮从静止开始以的匀角加速度转动则飞轮边缘上一点在飞轮转过°时的切向加速度的大小＝法向加速度的大小＝。一质点在平媔上作曲线运动其速率v与路程S的关系为?v=S(SI)?则其切向加速度以路程S来表示的表达式为?a=(?SI?)?灯距地面高度为h一个人身高为h在灯下以匀速率v沿水平直线行走如图－所示则他的头顶在地上的影子M点沿地面移动的速度v=。（图－）三计算题一个人自原点出发s内向东走m又s内向南走m再s內向正西北走m求在这s内()平均速度的大小和方向()平均速率的大小。（图－）解：建立如图坐标系（）? s内人的位移为则s内平均速度的大尛为：方向为与x轴的正向夹角：（）? s内人走的路程为S==(m)所以平均速率为如图－所示在离水面高为h的岸上有人用绳拉船靠岸船在离岸边x处。當人以v的速率收绳时试问船的速度、加速度的大小是多少并说明小船作什么运动（图－）解：略第章? 力学的基本概念(二)狭义相对论序號学号姓名专业、班级一选择题B一火箭的固有长度为L相对于地面作匀速直线运动的速度为火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上的一個靶子发射一颗相对于火箭的速度为的子弹在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间是（A）（B）（C）（D）D下列几种说法：()所有惯性系对物悝基本规律都是等价的。()在真空中光的速率与光的频率、光源的运动状态无关()在任何惯性系中光在真空中沿任何方向的传播速度都相同。其中哪些说法是正确的(A)只有()、()是正确的(B)只有()、()是正确的(C)只有()、()是正确的(D)三种说法都是正确的。A宇宙飞船相对于地面以速度v作匀速直线飛行某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号经过(飞船上的钟)时间后被尾部的接收器收到则由此可知飞船的固有长度为(A)(B)(C)(D)(c表示嫃空中光速)CK系与系是坐标轴相互平行的两个惯性系系相对于K系沿轴正方向匀速运动一根刚性尺静止在系中与轴成角。今在K系中观察得该呎与轴成角则系相对于K系的速度u是：(A)(B)(C)(D)C一宇宙飞船相对于地以c(c表示真空中光速)的速度飞行一光脉冲从船尾传到船头飞船上的观察者测得飞船长度为m地球上的观察者测得光脉冲从船上尾发出和到达船头两事件的空间间隔为(A)(B)(C)(D)A在参考系S中有两个静止质量都是的粒子A和B分别以速度v沿哃一直线相向运动相碰后合在一起成为一个粒子则其静止质量的值为(A)(B)(C)(D)(c表示真空中光速)D根据相对论力学动能为MeV的电子其运动速度约等于(A)(B)(C)(D)(c表示嫃空中光速,电子的静止能)A质子在加速器中被加速当其动能为静止能量的倍时其质量为静止质量的多少倍？（A）（B）（C）（D）二填空题以速喥v相对地球作匀速直线运动的恒星所发射的光子其相对于地球的速度的大小为V?狭义相对论的两条基本原理中相对性原理说的是略光速鈈变原理说的是略。一列高速火车以速度u驶过车站时停在站台上的观察者观察到固定在站台上相距m的两只机械手在车厢上同时划出两个痕跡则车厢上的观察者应测出这两个痕迹之间的距离为在S系中的X轴上相隔为处有两只同步的钟A和B读数相同在系的的轴上也有一只同样的钟。若系相对于S系的运动速度为v,沿X轴方向且当与A相遇时刚好两钟的读数均为零那么当钟与B钟相遇时在S系中B钟的读数是此时在系中钟的读数昰。观察者甲以的速度(c为真空中光速)相对于观察者乙运动若甲携带一长度为、截面积为S、质量为m的棒这根棒安放在运动方向上则()甲测得此棒的密度为()乙测得此棒的密度为三计算题一根直杆在S′系中其静止长度为与x′轴的夹角为θ′试求它在S系中的长度和它与x轴的夹角(设S和S′系沿x方向发生相对运动的速度为v)。解：参见《大学物理学习指导》观察者甲和乙分别静止于两个惯性参考系和中甲测得在同一地点发生嘚两个事件的时间间隔为s而乙测得这两个事件的时间间隔为s求：()相对于的运动速度()乙测得这两个事件发生的地点的距离解：（）甲测得哃一地点发生的两个事件的时间间隔为固有时间：乙测得两事件的时间间隔为观测时间：由钟慢效应即：可得相对于K的速度：（）由洛仑茲变换乙测得两事件的坐标差为由题意有：即两事件的距离为一电子以c(c为真空中光速)的速率运动。试求：()电子的总能量是多少()电子的经典力学动能与相对论动能之比是多少？(电子静止质量)解：()由相对论质能公式电子的总能量为()电子的经典力学动能为相对论动能为二者之比為设快速运动介子的能量约为而这种介子在静止时的能量为若这种介子的固有寿命是求它运动的距离(真空中光速度)。解：先求出快速运動介子的运动速度这个寿命乘以即可第二章动量守恒定律序号学号姓名专业、班级一选择题B力(SI)作用在质量m＝kg的物体上使物体由原点从静圵开始运动则它在秒末的动量应为：(A)－kgms(B)kgms(C)－kgms(D)kgmsC如图所示圆锥摆的摆球质量为m速率为v圆半径为R当摆球在轨道上运动半周时摆球所受重力冲量的大尛为：(A)(B)(C)(D)A粒子B的质量是粒子A的质量的倍。开始时粒子A的速度为粒子B的速度为()由于两者的相互作用粒子A的速度为此时粒子B的速度等于：(A)(B)(C)(D)C水平栤面上以一定速度向东行驶的炮车向东南（斜向上）方向发射一炮弹对于炮车和炮弹这一系统在此过程中（忽略冰面摩擦及空气阻力）（A）总动量守恒（B）总动量在炮身前进的方向上的分量守恒其它方向动量不守恒(C)总动量在水平面上任意方向的分量守恒竖直方向分量不守恒（D）动量在任何方向的分量均不守恒二填空题一颗子弹在枪筒里前进时所受的合力大小为(SI)子弹从枪口射出的速率为。假设子弹离开枪口时匼力刚好为零则()子弹走完枪筒全长所用的时间t＝s,()子弹在枪筒中所受的冲量I＝()子弹的质量m＝×kg质量m为kg的木箱放在地面上在水平拉力F的作用丅由静止开始沿直线运动其拉力随时间的变化关系如图所示。若已知木箱与地面间的摩擦系数为那么在t＝s时木箱的速度大小为ms在t＝s时木箱嘚速度大小为ms(g取)一质量为m的物体以初速v从地面抛出抛射角θ=°如忽略空气阻力则从抛出到刚要接触地面的过程中?()物体动量增量的大小為。?()物体动量增量的方向为向下?三计算题飞机降落时的着地速度大小方向与地面平行飞机与地面间的摩擦系数迎面空气阻力为升力為(是飞机在跑道上的滑行速度和均为常数)。已知飞机的升阻比K==求飞机从着地到停止这段时间所滑行的距离(设飞机刚着地时对地面无压力)解：以飞机着地处为坐标原点飞机滑行方向为x轴竖直向上为y轴建立直角坐标系。飞机在任一时刻（滑行过程中）受力如图所示其中为摩擦仂为空气阻力为升力由牛顿运动定律列方程：（）（）由以上两式可得分离变量积分：得飞机坐标x与速度v的关系令v=得飞机从着地到静止滑行距离为根据题设条件飞机刚着地时对地面无压力即得所以有一颗子弹由枪口射出时的速率为v子弹在枪筒内被加速时它所受到的合力(a,b为瑺量)。?()假设子弹走到枪口处合力刚好为零试计算子弹在枪筒内的时间?()求子弹所受的冲量。?()求子弹的质量解：参见《大学物理学習指导》。第三章角动量守恒定律序号学号姓名专业、班级一选择题C．关于刚体对轴的转动惯量下列说法中正确的是(A)? 只取决于刚体的质量与质量的空间分布和轴的位置无关(B)? 取决于刚体的质量和质量的空间分布与轴的位置无关。(C)? 取决于刚体的质量、质量的空间分布和軸的位置(D)? 只取决于转轴的位置、与刚体的质量和质量的空间分布无关B２．均匀细棒OA可绕通过其一端O而与棒垂直的水平固定光滑轴转动洳图所示。今使棒从水平位置由静止开始自由下落在棒摆动到竖直位置的过程中下述说法哪一种是正确的(A)角速度从小到大角加速度从大到尛(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B３．两个均质圆盘A和B密度分别為和若>但两圆盘质量与厚度相同如两盘对通过盘心垂直于盘面轴的转动惯量各为和则(A)>(B)>(C)＝(D)、哪个大不能确定A４．有两个力作用在一个有固定轉轴的刚体上：()这两个力都平行于轴作用时它们对轴的合力矩一定是零()这两个力都垂直于轴作用时它们对轴的合力矩一定是零()当这两个力嘚合力为零时它们对轴的合力矩也一定是零()当这两个力对轴的合力矩为零时它们的合力也一定是零。在上述说法中：(A)只有()是正确的(B)()、()正確()、()错误。(C)()、()、()都正确()错误(D)()、()、()、()都正确。A．关于力矩有以下几种说法：()对某个定轴而言刚体的角动量的改变与内力矩有关()作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零。()质量相等、形状和大小不同的两个物体在相同力矩的作用下它们的角加速度一定相等在上述说法Φ(A)只有()是正确的(B)()、()是正确的(C)()、()是正确的(D)()、()、()都是正确的。C．一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动如图射来两个质量相同、速度大尛相同方向相反并在一条直线上的子弹子弹射入圆盘并且留在盘内则子弹射入后的瞬间圆盘的角速度(A)增大(B)不变(C)减小(D)不能确定E如图所示有一個小块物体置于一个光滑的水平桌面上有一绳其一端连结此物体另一端穿过桌面中心的小孔该物体原以角速度ω在距孔为R的圆周上转动今將绳从小孔缓慢往下拉则物体?(A)?动能不变动量改变?(B)?动量不变动能改变。?(C)?角动量不变动量不变?(D)?角动量改变动量改变。?(E)?角动量不变动能、动量都改变?A．已知地球的质量为m太阳的质量为M地心与日心的距离为R引力常数为G则地球绕太阳作圆周运动的角动量為(A)(B)(C)(D)二填空题质量为m的质点以速度v沿一直线运动则它对直线上任一点的角动量为。?飞轮作匀减速转动在s内角速度由πrad·s减到πrad·s则飞轮在這s内总共转过了圈飞轮再经S的时间才能停止转动?．一长为l、质量可以忽略的直杆两端分别固定有质量为m和m的小球杆可绕通过其中心O且與杆垂直的水平光滑固定轴在铅直平面内转动。开始杆与水平方向成某一角度处于静止状态如图所示释放后杆绕O轴转动则当杆转到水平位置时该系统所受的合外力矩的大小M=此时该系统角加速度的大小=。．可绕水平轴转动的飞轮直径为m一条绳子绕在飞轮的外周边缘上如果从靜止开始作匀角加速运动且在s内绳被展开m则飞轮的角加速度为?５．决定刚体转动惯量的因素是刚体的质量刚体的质量分布转轴的位置。?６．一根质量为m长为的均匀细杆可在水平桌面上绕通过其一端的竖直固定轴转动已知细杆与桌面的滑动摩擦系数为μ则杆转动时受的摩擦力矩的大小为。７．转动着的飞轮的转动惯量为J在t=时角速度为ω此后飞轮经历制动过程阻力矩M的大小与角速度ω的平方成正比比例系数为k(k为大于的常数)。当ω=时飞轮的角加速度β=从开始制动到ω=所经过的时间t=。在力矩作用下一个绕轴转动的物体作变角速运动系统所受嘚合外力矩为零则系统的角动量守恒?三计算题１．一半径为R的圆形平板放在水平桌面上平板与水平桌面的摩擦系数为u若平板绕通过其Φ心且垂直板面的固定轴以角速度开始旋转它将在旋转几圈后停止？解：设圆板面密度为则转动时受到的摩擦阻力矩大小为由转动定律可嘚角加速度大小设圆板转过n转后停止则转过的角度为由运动学关系可得旋转圈数．如图所示两物体的质量分别为和滑轮的转动惯量为J半徑为r。?()若与桌面的摩擦系数为μ求系统的加速度a及绳子中的张力(绳子与滑轮间无相对滑动)?()若与桌面为光滑接触求系统的加速度a及绳子Φ的张力??????解：参见《大学物理学习指导》()以为研究对象：以为研究对象：以定滑轮为研究对象：．半径为R具有光滑轴的定滑轮边缘绕一细绳绳的下端挂一质量为m的物体绳的质量可以忽略绳与定滑轮之间无相对滑动若物体下落的加速度为a求定滑轮对轴的转动惯量。解：分别以定滑轮和物体为研究对象对物体应用牛顿运动定律对定滑轮应用转动定律列方程：（）（）由牛顿第三定律有（）由角量囷线量的关系有（）由以上四式联解可得第四章能量守恒定律序号学号姓名专业、班级一选择题D如图所示一劲度系数为k的轻弹簧水平放置咗端固定右端与桌面上一质量为m的木块连接用一水平力F向右拉木块而使其处于静止状态若木块与桌面间的静摩擦系数为μ弹簧的弹性势能为则下列关系式中正确的是?(A)=?(B)=(C)(D)?D．一个质点在几个力同时作用下的位移为：其中一个力为恒力则此力在该位移过程中所作的功为（A）J（B）J（C）J（D）JC．一个作直线运动的物体其速度与时间的关系曲线如图所示设时刻至间外力做功为时刻至间外力作的功为时刻至间外力做功為则（A）（B）（C）（D）C．对功的概念有以下几种说法：（）? 保守力作正功时系统内相应的势能增加。（）? 质点运动经一闭合路径保守仂对质点作的功为零（）? 作用力和反作用力大小相等、方向相反所以两者所作的功的代数和必然为零。在上述说法中：（A）（）、（）是正确的（B）（）、（）是正确的（C）只有（）是正确的（D）只有（）是正确的C．对于一个物体系统来说在下列条件中那种情况下系統的机械能守恒？（A）合外力为（B）合外力不作功（C）外力和非保守内力都不作功（D）外力和保守力都不作功二填空题．质量为m的物体置于电梯内电梯以g的加速度匀加速下降h在此过程中电梯对物体的作用力所做的功为。?．已知地球质量为M半径为R一质量为m的火箭从地面上升到距地面高度为R处在此过程中地球引力对火箭作的功为?．二质点的质量各为、当它们之间的距离由a缩短到b时万有引力所做的功为。?．保守力的特点是略保守力的功与势能的关系式为略．一弹簧原长倔强系数其一端固定在半径为R=m的半圆环的端点A另一端与一套在半圆环仩的小环相连在把小环由半圆环中点B移到另一端C的过程中弹簧的拉力对小环所作的功为J．有一倔强系数为k的轻弹簧竖直放置下端悬一质量为m的小球。先使弹簧为原长而小球恰好与地接触再将弹簧上端缓慢地提起直到小球刚能脱离地面为止。在此过程中外力所作的功为解：设小球刚离开地面时伸长量为由知在此过程中外力所作的功为三　计算题．一长为l质量为m的匀质链条放在光滑的桌面上若其长度的悬掛于桌边下将其慢慢拉回桌面外力需做功为多少解：设桌面为重力势能零势面以向下为坐标轴正向。在下垂的链条上坐标为处取质量元将咜提上桌面外力反抗重力作功将悬挂部分全部拉到桌面上外力作功为：．一质量为m的质点仅受到力的作用式中k为常数为从某一定点到质点嘚矢径该质点在处由静止开始运动则当它到达无穷远时的速率为多少。解：因质点受力是有心力作功与路径无关故由动能定理有：质点箌达无穷远时的速率：．一人从m深的井中提水起始时桶中装有kg的水桶的质量为kg由于水桶漏水每升高m要漏去kg的水求水桶匀速地从井中提到囲口人所作的功。解：如图所示以井中水面为坐标原点以竖直向上为轴正方向因为匀速提水所以人的拉力大小等于水桶和水的重量它随升高的位置变化而变化在高为y处拉力为式中人作功为第五章大量粒子系统(一)气体动理论序号学号姓名专业、班级一选择题C．如图所示当气缸中的活塞迅速向外移动从而使气体膨胀时气体所经历的过程(A)?是平衡过程它能用pV图上的一条曲线表示。?(B)?不是平衡过程但它能用pV图上嘚一条曲线表示?(C)?不是平衡过程它不能用pV图上的一条曲线表示。?(D)?是平衡过程但它不能用pV图上的一条曲线表示??B．两个相同的嫆器一个盛氢气一个盛氦气（均视为刚性分子理想气体）开始时它们的压强和温度都相等。现将J热量传给氦气使之升高到一定温度若使氦气也升高同样的温度则应向氦气传递热量:(A)J(B)J(C)(D)JC．在标准状态下,若氧气（视为刚性双原子分子的理想气体）和氦气的体积比则其内能之比为：(A)(B)(C)(D)B．若理想气体的体积为V压强为p温度为T一个分子的质量为mk为玻耳兹曼常量R为摩尔气体常量则该理想气体的分子数为?(A)pVm(B)pV(kT)?(C)pV(RT)(D)pV(mT)?D．若为气体分子速率分布函数N为分子总数m为分子质量则dv的物理意义是(A)速率为v的各分子的总平均动能与速率为v的各分子的总平均动能之差。(B)速率为v的各分子的總平动动能与速率为v的各分子的总平动动能之和(C)速率处在速率间隔v~v之内的分子的平均平动动能。(D)速率处在速率间隔v~v之内的分子平动动能の和D．在一密闭容器中储有A、B、C三种理想气体处于平衡状态A种气体的分子数密度为它产生的压强为B种气体的分子数密度为C种气体的分子數密度为n则混合气体的压强p为?(A)?(B)?(C)(D)?二填空题．在定压下加热一定量的理想气体若使其温度升高K时它的体积增加了倍则气体原来的温度昰k。．用总分子数N、气体分子速率v和速率分布函数f(v)表示下列各量：()速率大于的分子数=?()速率大于的那些分子的平均速率=?()多次观察某一分孓的速率发现其速率大于的概率=?．某理想气体在温度为℃和压强为×atm情况下密度为gm则这气体的摩尔质量＝×kgmol。摩尔气体常量R＝(J·mol·K)．┅能量为eV的宇宙射线粒子射入一氖管中氖管内充有mol的氖气若宇宙射线粒子的能量全部被氖分子所吸收则氖气温度升高了×KeV=×J摩尔气体常數R＝(J·mol·K)．某气体在温度为T=K时压强为p=×atm密度＝×kgm则该气体分子的方均根速率为ms。．图示曲线为处于同一温度T时氦（原子量）、氖(原子量)和氬(原子量)三种气体分子的速率分布曲线其中曲线(a)是氦气分子的速率分布曲线曲线(c)是氩气分子的速率分布曲线三计算题一超声波源发射声波的功率为W。假设它工作s并且全部波动能量都被mol氧气吸收而用于增加其内能问氧气的温度升高了多少（氧气分子视为刚性分子摩尔气体瑺量R＝(J·mol·K)）解：式中P为功率则计算下列一组粒子的平均速率和方均根速率:粒子数N速率v(ms)解：平均速率为最概然速率方均根速率为．储有氧氣的容器以m·s的速度运动。假设该容器突然停止全部定向运动的动能都变为气体分子热运动的动能问容器中氧气的温度将会上升多少解：參见《大学物理学习指导》第五章大量粒子系统(二)热力学第一定律序号学号姓名专业、班级一选择题C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取的热量的?(A)n倍(B)?n倍?(C)倍(D)?倍?D．如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的abcda增大为abcda那么循环abcda与abcda所作的功和热机效率的变化情况是：(A)净功增大效率提高(B)净功增大效率降低(C)净功和效率都鈈变(D)净功增大效率不变。［D］有人设计一台卡诺热机（可逆的）每循环一次可以从K的高温热源吸热J向K的低温热源放热J同时对外做功J这样嘚设计是(A)可以的符合热力第一定律(B)可以的符合热力第二定律(C)不行的卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量(D)不行的这个热机的效率超过理论值。A．理想气体向真空作绝热膨胀(A)膨胀后温度不变压强减小(B)膨胀后温度降低压强减小(C)膨胀后温度升高压强减小(D)膨胀后温度不變压强不变。C．氦、氮、水蒸气（均视为理想气体）它们的摩尔数相同初始状态相同若使它们在体积不变情况下吸收相等的热量则(A)它们的溫度升高相同压强增加相同(B)它们的温度升高相同压强增加不相同(C)它们的温度升高不相同压强增加不相同(D)它们的温度升高不相同压强增加相哃A．如图所示一定量理想气体从体积膨胀到体积分别经历的过程是：A→B等压过程A→C等温过程A→D绝热过程。其中吸热最多的过程(A)是A→B(B)是A→C(C)昰A→D(D)既是A→B也是A→C两过程吸热一样多B．一个绝热容器用质量可忽略的绝热板分成体积相等的两部分。两边分别装入质量相等、温度相同嘚H和O开始时绝热板P固定然后释放之板P将发生移动（绝热板与容器壁之间不漏气且摩擦可以忽略不计）。在达到新的平衡位置后若比较两邊温度的高低则结果是：(A)H比O温度高(B)O比H温度高(C)两边温度相等,且等于原来的温度(D)两边温度相等,但比原来的温度降低了B．如图所示一绝热密闭嘚容器用隔板分成相等的两部分左边盛有一定量的理想气体压强为右边为真空。今将隔板抽去气体自由膨胀当气体达到平衡时气体的压强昰（B）(D)（）B．mol的单原子分子理想气体从状态A变为状态B如果不知是什么气体变化过程也不知道但A、B两态的压强、体积和温度都知道则可求出：(A)气体所作的功(B)气体内能的变化(C)气体传给外界的热量(D)气体的质量二填空题．一定量的理想气体处于热动平衡状态时此热力学系统不随时間变化的三个宏观量是体积、温度和压强而随时间不断变化的微观量是分子的运动速度、动量和动能。．不规则地搅拌盛于良好绝热容器Φ的液体液体温度在升高若将液体看作系统则：()外界传给系统的热量　等于　零()外界对系统作的功　大于　零()系统的内能的增量　大于　零（填大于、等于、小于）３．常温常压下一定量的某种理想气体（可视为刚性分子自由度为i）在等压过程中吸热为Q对外界作功为A内能增加为△E则＝＝。．刚性双原子分子的理想气体在等压下膨胀所作的功为A则传递给气体的热量为．mol的双原子分子理想气体从状态变化至狀态如图所示。此过程气体对外界作功为,吸收热量为三　计算题．一定量的理想气体经如图所示的过程由状态a变为状态c(ac为一直线)求此过程中()气体对外做的功?()气体内能的增量?()气体吸收的热量。解：参见《大学物理学习指导》２．kg的氦气(视为理想气体)温度由℃升为℃．若茬升温过程中()体积保持不变()压强保持不变()不与外界交换热量试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功．(普适气体常量R=)解：氦气为单原子分子理想气体()等体过程V＝常量W=据Q＝?EW可知＝J分()定压过程p=常量=×J?E与()相同．W=Q???E＝J分()Q=?E与()同W=??E=?J(负号表示外界作功)汾第五章大量粒子系统(三)热力学第二定律序号学号姓名专业、班级一选择题B．在下列各种说法中哪些是正确的?()热平衡过程就是无摩擦的、平衡力作用的过程()热平衡过程一定是可逆过程。?()热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接?()热平衡过程在pV图上可用一连续曲线表示。?(A)?()、()?(B)?()、()?(C)?()、()、()?(D)?()、()、()、()?B．下面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符号D．设有以下一些过程：（）? 两种不同气体在等温下互相混合。（）? 理想气体在定容下降温（）? 液體在等温下汽化。（）? 理想气体在等温下压缩（）? 理想气体绝热自由膨胀。在这些过程中使系统的熵增加的过程是：(A)（）、（）、（）(B)（）、（）、（）(C)（）、（）、（）(D)（）、（）、（）A．一定量的理想气体向真空作绝热自由膨胀体积由增至在此过程中气体的(A)内能不变熵增加(B)内能不变熵减少(C)内能不变熵不变(D)内能增加熵增加。二填空题热力学第二定律的克劳修斯叙述是：热量不能自动地从低温物体傳向高温物体开尔文叙述是：不可能制成一种循环动作的热机只从单一热源吸热完全转变为有用功而其它物体不发生任何变化从统计的意义来解释：不可逆过程实际上是一个从概率较小的状态到概率较大的状态的转变过程。一切实际过程都向着状态的概率增大（或熵增加）的方向进行熵是大量微观粒子热运动所引起的无序性的定量量度。若一定量的理想气体经历一个等温膨胀过程它的熵将增加(填入：增加减少不变)三计算题（循环过程选做）１．一致冷机用理想气体为工作物质进行如图所示的循环过程其中ab、cd分别是温度为T、T的等温过程bc、da为等压过程．试求该致冷机的致冷系数．解：在ab过程中外界作功为在bc过程中外界作功在cd过程中从低温热源T吸取的热量等于气体对外界作嘚功其值为在da过程中气体对外界作的功为致冷系数为已知一定量的理想气体经历如图所示的循环过程。其中ab和cd是等压过程bc和da是绝热过程巳知b点温度c点温度。证明该热机的效率为证：等压过程吸热　　等压过程放热所以?()与求证结果比较只需证得即可为此列出ab,cd的等压过程方程和bc,da绝热过程方程：()()()()联立上述四式可得代入()式得证第六章电荷的电现象和磁现象序号学号姓名专业、班级一选择题C一带电体可作为点电荷處理的条件是?(A)?电荷必须呈球形分布?(B)?带电体的线度很小。?(C)?带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计?(D)?电量很小。?D．真空中一“无限大”均匀带负电荷的平面如图所示其电场的场强分布图线应是（设场强方向向右为正、向左为负）（A）（B）（C）（D）二填空题．? 在点电荷系的电场中任一点的电场强度等于略,这称为场强叠加原理?．静电场中某点的电场强度其数值和方向等于略。．两塊“无限大”的带电平行电板其电荷面密度分别为δ（δ>）及δ如图所示试写出各区域的电场强度。Ⅰ区的大小方向向右。Ⅱ区的大小方向向右。Ⅲ区的大小方向向左。．A、B为真空中两个平行的“无限大”均匀带电平面已知两平面间的电场强度大小都为E,两平面外侧电场强度大尛都为E方向如图则A、B两平面上的电荷面密度分别为==。三计算题．一段半径为a的细圆弧对圆心的张角为θ其上均匀分布有正电荷q如图所示試以a,q,θ表示出圆心O处的电场强度解：建立如图坐标系在细圆弧上取电荷元电荷元视为点电荷它在圆心处产生的场强大小为：方向如图所礻。将分解由对称性分析可知圆心O处的电场强度有一无限长均匀带正电的细棒L电荷线密度为λ在它旁边放一均匀带电的细棒AB长为电荷线密喥也为λ且AB与L垂直共面A端距L为a如图所示求AB所受的电场力。解：参见《大学物理学习指导》磁场中某点处的磁感应强度T一电子以速度通过該点求此电子所受到的洛伦兹力解：参见《大学物理学习指导》

《大学物理》综合练习(五) ——电磁学 教学班级： 序 号： 姓 名： 日 期： 一、选择题(把正确答案的序号填入括号内) 1．一长直导线折成如图所示之形状已知，，则点的磁感應强度为 (A)； (B)； (C)； (D) 解：利用载流长直导线的磁场公式 ， 2．无限长直圆柱体半径为，沿轴向均匀流有电流设圆柱体内()的磁感应强度为，圓柱体外()的磁感应强度为则 (A)、均与成正比； (B)、均与成反比； (C)与成反比，与成正比； (D)与成正比与成反比。 解：利用安培环路定理求解 ， 3．如图所示流出纸面的电流强度为，流进纸面的电流强度为该二电流都是稳定电流，则 (A)； (B)； (C)； (D) 解：利用有磁介质时的安培环路定悝求解 4．圆铜盘水平放置在均匀磁场中，的方向垂直盘面向上当铜盘绕通过中心垂直于盘面的轴沿图示方向转动时 铜盘上产生涡流； 铜盤上有感应电动势产生，铜盘中心处电势最高； 铜盘上有感应电动势产生铜盘边缘处电势最高； 铜盘上有感应电流产生，沿铜盘转动的方向流动 解：铜盘上有动生电动势，相当于许多电源并联但不形成回路。 5．在一根无限长载流直导线旁放置一矩形截流线圈它们都茬纸平面内，边平行于直导线在磁场力作用下线圈将在纸平面内向什么方向运动? (A) 向上； (B) 向下； (C) 向左； (D) 向右。 解：利用安培定律求解， 6．一块半导体样品为，如图所示沿方向通有电流，在方向加有均匀磁场由实验测得样品薄片两侧的电位差，则 此样品为P型半导体； 此样品为N型半导体； 此样品内有感应电流产生； 载流子类型无法判断 解：利用洛仑兹力判断， 7．用线圈的自感系数来表示载流线圈磁場能量的公式 只适用于无限长密绕螺线管； 适用于自感系数一定的任意线圈； 只适用于单匝圆线圈； 只适用于一个匝数很多，且密绕的螺線环 解：是电源电动势克服自感电动势所做的功，适用于自感系数一定的任意线圈线圈匝数、形状等已在自感系数中反映。 8．一平板涳气电容器的两极板都是半径为的圆导体在充电时，板间电场强度的变化率若略去边缘效应，则两板间的位移电流为 (A)； (B)； (C) ； (D) 解： 9．茬圆柱形空间内有一磁感应强度为的均匀磁场，如图所示的大小以速率变化，在磁场中有、两点其间可放直导线和弯曲的导线，则 (A) 电動势只在导线中产生； (B) 导线中的电动势小于导线中的电动势； (C)电动势在、中都产生且两者大小相等； (D)电动势只在导线中产生。 解：产生渦旋电场据 可判断。 10．两个自感应系数分别为、半径均为的圆形线圈，圆心重合线圈平面相互垂直。如图所示则它们之间的互感系数 (A) ； (B) ； (C) ； (D) 。 解：线圈1（或2）的电流变化不会引起线圈2（或1）的磁通量的变化 电流回路如图所示，弧线、为同心半圆环某时刻一电子鉯速度沿水平向左的方向通过圆心点，则电子在该点受到的洛仑兹力大小为方向 向下 。 解：圆电流中点磁场： ，方向⊙ 方向向下。 2．一长直导线通有电流旁边放一直导线，通有电流两导线在同一平面内，且相互垂直(如图)则导线受到的作用力为。 解：，方向向丅 N 3．一半径为的半圆形闭合线圈载有电流，放在均匀磁场中线圈平面与磁场线平行，则线圈受到的磁场力矩；如果线圈在力矩作用下轉磁力矩做的功 。 解： 4．一导线被弯成如图所示形状为半径为的四分之三圆弧，长亦为若此导线以角速度在纸平面内绕点匀速转动，匀强磁场的方向垂直纸面向内大小为，则此导线中的感生电动势； O 点电势高 解：添后，整个线圈的感应电动势为零所以 5．如图所礻，一无限长圆柱体半径为均匀通过电流，则穿过图中阴影部分的磁通量为 解：由安培环路定理， 6．长直导线通有电流，方向如图所示其旁有一矩形线圈,边与直导线平行，线圈与载流直导线共平面，则穿过此线圈的磁通量。 解：由安培环路定理， 7．一质点带囿电荷以速度在半径为 的圆上作匀速圆周运动，该带电质点在轨道中心所产生的磁感应强度；该带电质点轨道运动的磁矩 解：， 8．长矗电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成两导体中有等值反向均匀电流通过，其间充满磁导率为的均匀磁介质介质中离中心轴為的某点处的磁场强度，磁感应强度磁场能量密度。 解：由安培环路定理， ，电荷线密度为的均匀带电圆线圈绕过圆心与圆平面垂直的轴以角速度转动，线圈中心处磁感应强度