物理学II习题答案

安徽农业大学2014生物制药物理学II习题院生命科学学院专业生物制药学号14102686名董世峰上课教师郭守月(安徽农业大学应用物理系篇)第一章流体的运动一、填补问题1 .连续性原理的本质是质量流和体积流保存。2 .理想流体忽略了实际流体的压缩性和粘性。3、直径0.8m歧管的水流速为1m/s，直径0.4m歧管的水流速为4条1米/秒。4、横截面积为梯形的水路、底宽2m、水面宽4m、水深1m，此外两个截面也有梯形分支，底宽1m、水面宽2m、水深0.5m，水路上的水流速均为0.3m/s，水路整体的水流速为0.15 m/s。5 .牛顿粘性定律的数学公式如下：6、半径的水滴在空气中以速度落下，如果有空气的粘性系数，水滴受到的粘性阻力是。二、个别选择1 .理想的流体在水平配管中稳定流动，配管截面的粗细不均匀的话，细小处的流速和压力为： (b )。a、流速大、压力也大b、流速大、压力小c、流速小、压力强d、难以判断2、如果像装有液体的开口容器那样，在侧壁上开了一个小孔，小孔的面积远小于容器的截面积，则在小孔中的液体流速为： (c )。a、b、c、d、3、水平的玻璃流管，截面均匀，大小不同的a、b、c三段串联，水从a段流入，从c段流出，三段管壁上分别有小孔，水流时a段的小孔中会出现气泡，b段的小孔中会出现水，c段的小孔中会出现水a段、a段b、b段c、c段d，无法判断4、实际流体的粘性系数为(a )。a .由流体自身的性质决定，与温度有关b .由流体本身的性质决定，与温度无关c .与温度无关，与流体本身的性质无关d .与温度无关，与流体本身的性质无关三、计算问题1、改变了截面水平的小管宽度部分的截面积S1=0.08cm2，小管宽度部分的截面积S2=0.04 cm2，小管中的压力降为25Pa，求出了广管中的液体流动速度(已知的液体密度为1059.5kg/m3)。解：=0.13 m/s2、某大楼由铺设在地下的水管供水，一打开二楼水龙头，水流速度测量为12.0m/s，求出了一楼水龙头打开时的水流速度。 (大楼的层高定为四米)解： 15.0米/秒3 .在开口截面积大的容器底部开个小孔，在容器内放入深h米的水(视为理想流体)，假设容器的开口截面积远大于小孔的面积，求出容器内的水流尽量所需的时间。解：4 .如图所示，管内的水(看作理想流体)从a经过b、c流向d，c处的水流速为0.20m/s、b、c处的截面积分别为0.01m2、0.06m2(为了便于计算，在图中u型喷嘴近似在同一水平线上)。 PC-PB是多少？ U字管内水银柱的高度差h是多少(已知水银的密度，水的密度是)解：1.2 m/s700 Pa5.7 mm毫米第二章液体的表面现象1、液体表面有收缩倾向，即有表面张力作用，其大小，其中的比例系数称为表面张力系数，其单位可以用N/m或j/2 .为了估计液体表面积变化时的表面能变化，我们试着计算了半径20C时半径小的水滴融合成一个半径大的水滴时放出的能量。3 .影响液体表面张力系数的因素有：液体的性质、杂质情况、温度、邻接物质的化学性质。4、水面下有直径为球形的气泡，设水面上的气压为，水的表面张力系数为，气泡内压力为。5、水面下的h米处有半径r的气泡时，该气泡内的压力(设水面上的气压)，该气泡等温地上升，在液面上形成半径r的气泡时，该气泡内的压力。 (其中水的密度，表面张力系数为。 (请参见。)6、理想流体是假说的理想模型，强调并忽略了流体的流动性粘性和压缩性的性质。 研究液体润湿现象时，液体是被视为理想的流体还是实际的流体？实际流体。7 .设空气中的肥皂泡、水中的气泡、曲率半径为r、肥皂水的表面张力系数、水的表面张力系数，空气中的肥皂泡和水中的气泡的内外压力差分别为和。8、一个u型玻璃管，如图所示，粗管和细管的管内半径分别为r和r，弯曲液面的接触角全部为时，两侧水面的高度差为。9 .已知有向空气中注入水的毛细管，管的上下两端开口，管内水柱的高度、水的表面张力系数、水的密度、以及c在管内水柱的中点，假设了弯曲液面的接触角。 毛细管的内半径，如果把水柱下端的弯曲液面的曲率半径设为r，或者。10、有两根内径不同的玻璃毛细管，放入水时，其管内的液面高度差，水变成醇时，两根毛细管的液面高度差是已知的。 (将弯曲液面的接触角全部设为)11、玻璃毛细管的内径(直径)是插入水中，水在管中上升的高度，水的表面张力系数是。 (设置接触角)12、毛细管被插入水中，水上升的高度，如果只使毛细管露出水面，水不就会从管内喷出吗a :不。第三章热力学基础一、选择：1、下面的说法哪个是正确的(b )。a、系统含有热量b、系统含有能量内c、系统中包含工作d，一定量的单原子气体温度越高，内部越大2、以下数组物理量中，全部是过程量的是(c )。a、p、q、U B、w、q、S C、w、Q D、w、q、t、u3、两个容器中分别装有两种不同的理想气体，如果它们的压力和体积相同的话。 两种气体a、内一定相等b，其中，因为温度可能不同，所以不一样c，里面不是。 因为质量可能不同。d、内不一定相等。 因为分子数可能不同4、一定量的理想气体，从a状态变化到b状态，可以选择经过三个过程的 在三个过程中气体向外部作用： (c )a、b、c、d5、已知的0C、1atm，某单原子理想气体的体积为22.4L，分别经等温、隔热过程压缩至16. 8L，气体分别工作(d )。a，-8J，-91j，-8J，-22Jc，-285J，-719J . D，-653J，-719J6、理想气体的定压摩尔热容量比定体摩尔热量大是因为(b )。a、膨胀系数不同的b、膨胀时的气体需要对外界工作c、分子间引力作用d、膨胀速度不同7、当某一理想气体状态发生变化时，其中u的压力p的变化关系如图中的直线AB所示，有可能从状态a变化到状态b的过程是：(B )a、等温过程b、等容过程c、等压过程d、隔热过程8、一定量的理想气体从平衡状态a变化到平衡状态b，无论经过什么过程，系统都是不可能的结果是(d )a、对外工作在b、内增加c .从外部吸热d，向外部散热9、某卡诺热机，高温热源温度为800K，循环效率为40%，该热机的低温热源温度为(a )。a，480K B，484K C，961K D，589K10、以下说法中唯一正确的是(a )a、热机的效率是多少？b .可逆热机的效率是c、两个断热线和一个等温线可以构成一个循环d .一根等温线和一根断热线可以相交两次二、填空栏1、热力学系吸热后，一定会增加吗？ 举例说明。 不一定是那样的略。如果系统的外部工作必须从外部吸热吗？ 举例说明。 不一定是那样的略。2、某理想气体的比热比，其定压摩尔热容量，定体摩尔热容量。3、理想气体的初始状态为(，)，经过绝热膨胀，体积增加到原来的3倍，若设为该理想气体的比热比，膨胀后的温度为压力。4、如图所示，在理想气体状态变化的过程中，气体中增加(增加、减少)。 气体是从外界吸热，还是向外界散热。5、热机的循环效率可由公式表示，公式中各物理量的意义分别是什么？系统外部进行的工作，从高温热源吸收的热，对低温热源的热6、卡诺循环需要两个恒温热源，分别是高温热源和低温热源，卡诺循环由两个等温过程和两个隔热过程组成。7、工作物质通过卡诺热机循环，从高温热源吸收的热量，在3/4释放到低温热源的情况下，该卡诺循环效率为25%。8、功在0C和27C之间的卡诺冷冻机，冷冻系数为10。9、(1)使系统在外部工作，但有可能不从外部吸收热量吗？ 举例说明。解：举个可能的例子。(2)为了避免系统和外部之间的热传递，可以提高系统的温度吗？ 举例说明。解：举个可能的例子。三、计算问题如图所示，1mol氧所经历的循环过程是等温过程，假设状态的温度。 试行：1)过程中会有多少？ 过程是多少？过程是多少？2 )这个循环过程的效率是多少？解：1)灬请参照2 )2，1 mol理想气体从状态1变为状态2，可以通过图中的两个不同的过程和图中。 已知该理想气体的定体摩尔热容量，设状态1的温度为t，求出气体在这两个过程的变化中系统从外部吸收的热量和来自外部的功。解：灬3、摩尔数相同的三种气体， 被视为理想的气体，从相同的初期状态开始，经过吸收的热量相等等的吸收热的过程，尝试以下的事情。(1)三种气体温度的上升是否相等？ 不然的话，情况怎么样？(2)三种气压的增加是否相等？ 不然的话，情况怎么样？解： (1)不等q相同的话自由度不同，所以温度变化也不同。(2)不等体积不变，温度的增加不同，压力的增加不同。4、(1)用卡诺冷冻机吸收来自7C热源的1000J的热，传递给27 C热源，需要多少外部工作？ 如果从-173 C的热源吸收热1000J传递到27 C的热源，外部的工作需要多少？(2)可逆的卡诺机在作为热机使用的情况下，工作的热源温差越大效率越好，但在作为冷冻机使用的情况下，热源温差越大对冷冻也越有利吗？ 为什么？解： (1)卡诺循环的冷冻机有时，我必须工作有时，我必须工作(2)从以上的计算可以看出，高温热源温度一定的情况下，低温热源温度越低，温度差越大，取出相同的热，工作也变多，对制冷不利。第八章光的波动性一、选择问题1 .图所示的波动曲线在以下记述中正确的是(a )。a .在该时刻p点向下移动时，该波向x轴的正方向传播b .在该时刻p点向下移动时，该波向x轴负方向传播c，如果只知道此时p点的运动状态，就不能判断波的传播方向。2 .图所示的波形如下所示是正确的(a )。a、a、c、e、g的动能和电势都达到了最大值b、a、c、e、g的动能达到最大值，电势为零c、b、d、f的动能为零，电势最大。3、用某种单色光垂直照射平面皂膜，膜的折射率、膜的厚度，反射光中刚好一级()干涉变强时，就会出现皂膜(c )。a、红色b、紫色c、绿色d、白色4 .当波长单色光垂直照射到空气中的薄膜(折射率l )的表面时，从入射光的方向看到反射光的干涉增强，该膜的厚度最薄(c )。a、b、c、d、5、波长单色光垂直照射一个狭缝宽度的单狭缝，在衍射图案中，中央明亮条纹两侧的第三级暗条纹间的距离，衍射条纹的会聚焦距f为(a )a、b、c、d、6、双星发光的波长是。 口径望远镜识别双星的最小角距离是多少(c )a、b、c、d、7、强度的自然光通过平行放置的偏振片时，透射光的强度变为。 这两片偏振片的偏振化方向的角度是(b )a、b、c、d、二、填补问题1 .若简并共振的振动方程式为，则简并共振的速度为。 加速度是。2 .质点简单谐振的振动振幅和初相由初始状态决定。3 .根据如图所示的波动曲线，若知道波传播的速度，则该波的振幅为10 cm，波长为10 m，频率为