大学物理下册罗圆圆主编高等教育出版部分习题答案

大学物理下册部分习题答案不要问我是谁，我是雷锋10.3 一个氧气瓶的容积是 32 L，其中氧气的压强是 130 atm，规定瓶内氧气压强降到 10 atm 时就得充气，以免混入其他气体而需洗瓶，今有一车间每天需要用 1.0 atm 氧气 400 L，问一瓶氧气能用几天。解：先作两点假设， （1）氧气可视为理想气体， （2）在使用氧气过程中温度 T 不变，则：由 可有RMPVTPV每天用掉的氧气质量为 11瓶中剩余氧气的质量为 RTVP2 6.940132121 Mn10.6 质量为 10kg 的氮气，当压强为 1.0 atm、体积为 7.7 m3 时，其分子的平动动能是多少？分子的方均根速率是多大？解：平动动能： 而RPVTkt2323640 10.871.23MNK10.9 温度为 27 时 1 mol 氧气具有多少平动动能和转动动能.解：气体的平动动能为：30.823RTEt气体的转动动能为：1.11.4 质量为 0.020 kg 的氦气温度由 17 升为 27 ，若在升温过程中,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增量，吸收的热量，外界对气体做的功解：气体的内能是个状态量，且仅是温度的函数。在上述三个过程中气体内能的增量是相同的且均为：J103.85TnCEv 等容过程中 ，WEQ 在等压过程中 J103.852)( TRCnTvpQEW 在绝热过程中 0E11.9 如图所示 AB，DC 是绝热线，COA 是等温线，已知系统在COA 过程中放热 100 J，OAB 的面积是 30 J，ODC 的面积为 70 J，试问在 BOD 过程中系统是吸热还是放热？热量是多少？解：因 COA 是等温线， COA 过程中 QACA10又因为 AB、DC 为绝热线， BBEDCDEOAB 过程系统作负功， ODC 过程系统作正功，整个循环过程系统做功： 307CADBABOD 过程中系统吸热： ACBDBD EEQ14因为 所以 Q=140 J0ACE11.11 如图所示为 1mol 双原子分子理想气体经历的循环过程，其中ab 为等温线，求循环效率。11.15 一定量的双原子分子理想气体做卡诺循环，热源温度 ，KT401冷却器温度 。设 =10atm， = ， = ，KT2801p1V320.m2V32.m试求：（1） ， ， 及 、 ；2p343V4（2）一循环中气体对外所做的功；（3）从热源吸收的热量；（4）循环效率。解 （1）12 等温过程： atm521221 VPVP23 绝热过程： 3331 108.4m T at241 绝热过程： 34114 .2VV34 等温过程： m863PP（2）12 等温吸热过程： J312121 0.7lnl VRTMmQ34 等温放热过程： J3434322 109.lnl PT循环过程中气体所做的功： 321.QA（3）从热源吸收的热量： J07（4）循环的效率： %3122T11.16 一卡诺热机工作于温度为 1000K 与 300K 的两个热源之间，如果（1）将高温热源的温度提高 100K；（2）讲低温热源的温度降低 100K，试问理论上热机的效率各增加多少？为了提高热机效率哪P 1 T1 2 4 3 T2 V1 V4 V2 V3 V 图 78 一种方案为好？解：1）效率 %70132T效率 .212效率增加 7.07.（2）效率 %9012T效率增加 27提高高温热源交果好11.17 一热机工作于 50与 250之间，在一个循环中做功为J，试求热机在一个循环中吸收和放出的热量至少应是多少？510.解：当该循环为卡诺循环时，吸热 和放热 都达到最小值，故此1Q2时。2211QT同时， 。故2A。1221,TT将 ， ， 代入，可得13K25351.0JW。55122.70J,1.70JQ12.2(4) 单摆的周期为 T，离开平衡位置最大角位移的大小为，且选单摆竖直位置（即平衡位置）角位移为零，沿逆时5max针摆动为正，起始时单摆的状态如图示（a） 、 （b） 、 （c ）三种，则单摆做小角度摆动的运动方程分别为：（a） 2cosmaxtT（b） axt（c） tT2cosmax12.3 设一物体沿 x 轴做简谐振动，振幅为 10cm，周期为 2.0s，在t=0 时位移为 5.0cm，且这时物体向 x 轴正方向运动。试求：（1）初相位；（2）在 t=0.5s 时，该物体的位置、速度和加速度；（3）在 x= -5.0cm 处，且向 x 轴负方向运动时，物体的速度和加速度，以及它从这个位置第一次到达平衡位置所需的时间。解：A=0.10m ， ，T20设物体的运动方程为： txcos10.则 t=0 时刻：0.05=0.10cos，=/3而 ，故0sin1.0v3/（1）初相位： 3/mtx3cos10.（2）在 t=0.5s 时，该物体的位置、速度和加速度： 35.0cos1.x.in.v35.0cos1.02a（3）在 x= -5.0cm 处，且向 x 轴负方向运动时，t-/3=2/3 或 4/33cos10.5.t而 ，0in.tv 32tt该时刻的速度为： sin1.tv该时刻的加速度为： 3co0.2ta323 tt所用时间为：t-t12.4 质量为 0.1kg 的小球与轻弹簧组成的弹簧振子，按的规律做简谐振动，其中 t 以 s 为单位，x 以 m 为328cos1.0tx单位。（1）振动周期、振幅、初相及速度、加速度的最大值；（2）求最大弹性力及振动能量；（3）画出此振动的 ， ， 的曲线图。txtvta解: (1) 设振动方程为 )cos(0A由 xt 图可知: ;min2s21,00v34; 34t,t346cx)6cos(2) 设振动方程为 ;)os(0tA; 由 vt 图知 :)in(tv;cm10 15214sradTT.A2,0sin,t 23ctx)5co(12.5 如图所示，弹簧振子水平放置，弹簧的劲度系数为 k，弹簧振子质量为 。假定从弹簧的原长处开始对振子施加一常力 F，经一段m距离 后撤去外力。试问在外力撤去后，振子将做何种运动？试求0x系统的总能量，并写出弹簧振子的振动表达式。假定从 处开始0x计时。解：撤去外力振子作谐振动 0fxE021fkAkfx02m02020fxkv2000f01xvtg mkxftgmkfxtA020010cos2cos12.7 如图所示，把液体灌入截面积为 的 U 形管内，已知管内液体S质量为 ，密度为 ，液注的振荡是否为简谐振动？若是，则周期为m多少？解：该总质量为 m，截面 s，密度 cygs2120212ymssgT12.11 劲度系数为 ，弹簧振子质量为 ，放在光滑的水平面上，km其振动的振幅为 ，有一块质量为 的粘土从高为 处自由下落与弹A0h簧振子做完全非弹性碰撞。（1）弹簧振子在 - 处，粘土块落