大学物理热、电考题.ppt

大学物理热 电考题 2003 选 e 一 选择题 1 氦气和氢气麦克斯韦速率分布如图所示 由图可以判断氦气的温度T1和氢气的温度T2之比为 2 一定量的单原子理想气体 经图示循环过程 求得循环效率为 1 若改用双原子理想气体 经相同的图示循环过程 求得循环效率为 2 可以判断 a 1 2 b 1 2 c 1 2 选 a 选 d 3 在推导范德瓦尔斯方程过程中 假设分子间的相互作用力F随它们的间距变化的大致关系如下列那一张图所示 选 d 4 气缸内装有某种理想气体 在初态p0 V0时 它的平均碰撞频率为 经等压膨胀后到终态p0 4V0时 它的平均碰撞频率为 选 d 5 一平板电容器 但两导体板不平行 今使两板分别带有 q和 q的电荷 两板间的电场线的分布 你认为右边哪一张图比较合理 选 d 6 半径为R带电为Q的金属球外有一点电荷q q离球心O距离为r q与O的连线与金属球面的交点为A 今测得金属球面上A处附近的面电荷密度为 A 则在金属球面外A处附近的电场强度的大小约为 A 7 体电荷密度均匀为 的内外半径分别为a和3a的球壳 见计算题4图 下列那一图较正确地表示了它的电场强度E随离球心r变化的关系曲线 选b 二 填空题 1 已知质量为m 摩尔质量为M的双原子理想气体 装在体积为V的容器里 压强为p 该气体分子在任一自由度上的平均动能为 已知阿伏伽德罗常数为NA 2 已知质量为m 摩尔质量为M的理想气体的麦克斯韦速率分布函数f v 它的分布曲线如图所示 图中速度v0将f v 的函数图像分成左右面积为1 2的两部分 则可知速度大于v0的分子数为 个 速度大于v0的那些分子的平均速率为 写出表达试 已知阿伏伽德罗常数为NA 3 在pV图上 大致画出卡诺循环曲线 若已知你所画的循环曲线面积为300J 低温热源的温度T2 300K 每一循环卡诺机向低温热源放出1200J热量 则该卡诺机的效率 高温热源的温度T1 如果让该卡诺机逆向运行 成为制冷机 它的制冷系数为w 4 375K 20 300J 4 体积为V的绝热容器 用隔板将它分成A B两室 A室的体积占2 3V A内装有质量为m 摩尔质量为M的双原子理想气体 B室为真空 如提起隔板 让A B两室连通 连通后比连通前的熵改变了 S 自由膨胀问题态函数与过程无关故假设为等温过程 3 2 5 真空中一无限大平面左边的场强为5右边的场强为 这块无限大平面上所带的电荷密度由高斯定理 可求得平面上所带的面电荷密度 该平面单位面积所受的电场力 图中A点离平面距离为a B点离平面距离为b a 2 则AB间的电势差Uab A B 6 在上题中若在无限大平面左边的虚线框处插入一无限大平面介质薄板 测得介质板内的场强恰好为 可知该介质板的相对介电常数 r 介质中的电位移矢量的大小D 电极化强度的大小P A B 5 E0 7 细长圆柱形电容器的内外圆柱面半径分别为a和3a 充电后内外两圆柱面之间的电势差为U 外圆柱面接地 由此可求得内圆柱面上电荷面密度 0 在r 2a处的电场强度的大小E 8 如图所示 边长为a的正三角形的三个顶端分别固定有2q q 和q的三个点电荷 该带电系统的相互作用能W 三 计算题 1 某气缸内装有氦气和氢气的混合气体共5 2克 仅测得该混合气体的定容摩尔热容量2 2R R为8 31J mol K 求 1 气缸内装的混合气体中 氦气和氢气的质量各为多少克 2 若让该混合气体作等压膨胀 系统对外作功为500J 该过程中系统吸收热量为多少 1 解 2 2 双原子理想气体作如图所示的循环 其中ca为多方过程 在ca过程中外界对系统作功250J 取1大气压升 100焦耳 求 1 ca过程的多方指数n及该过程中摩尔热容 2 循环的效率 2 解 1 3 图示xy平面上 在坐标原点 0 0 处有 2q的点电荷 在 a 0 和 0 a 处各有等量点电荷 q 求 1 三电荷在 a a A处产生的场强和电势UA 2 na na 的B处 在n 1的条件下 三电荷在B处产生的场强和电势UB 解 1 A点 A点电势为三个点电荷电势之和 2 B点 偶极子电势 B n 1 的条件下 近似成偶极子 偶极矩 偶极场强 4 如图所示 体电荷密度均匀为 的球壳 它的内外半径分别为a和3a 求在离球心r 2a处的场强E及电势U 解 电势叠加 补偿法求解 电场叠加 正球内任一点 负球外任一点 电势叠加 一均匀带电细而长的圆柱面 面电荷密度为 在这柱面上有一平行于轴线的窄缝 窄缝的宽度l远小于圆柱面半径R 球 1 轴线中心O处的场强E0 2 若将O点的电势取为零 那么在轴线与窄缝之间离轴线R 3处P点的电势Up 补偿法 O点场强等于带电圆柱面与带电长直线电场强度的叠加 真空中有一无限长均匀带电的圆柱体 体电荷密度为 若圆柱体内离轴线距离d处有一圆柱形空腔 无电荷区 试求腔内任一点处的电场强度 解 带电圆柱体内任一点场强 空腔内场强等于正负两带电圆柱体电场强度的叠加 补偿法求空腔内场强 长为l的圆柱形电容器 内半径为R1 外半径为R2 该电容器的电容量C 现使内极板带电Q 外极板接地 有一带电粒子处在离轴线r处 R1 r R2 已知带电粒子所带的电荷为q 则该粒子所受的电场力F 若带电粒子从内极板由静止飞出 则粒子飞到外极板时 它所获得的动能Ek 带电圆柱电场强度 带电圆柱电势差 在图示的绝热气缸中有一固定的导热板把气缸分成两部分 一部分装有0 2mol的氮气 另一部分装有0 5mol的氦气 开始时系统的温度为T0 在缓慢压缩氦气的过程中 氦气部分的摩尔热容Cm 它的过程方程为 如果外界对系统作功为W 则