(完整版)山东理工大学大学物理上_---练习题册及答案(1——8)

1、第一章 力学的基本概念(一)第1单元D 5.一质点从静止出发，沿半径为1m的圆周运动，角位移。=3+9t2,当切向加速度与合加速度的夹角为45时，角位移 等于：(A) 9 rad, ( B) 12 rad, (C)18 rad, (D)3.5 rad序号 学号 姓名 专业、班级D 6.质点作曲线运动，r表示位置矢量，s表示路径，at表示切向加速度，下列表达式中:选择题A 1.一小球沿斜面向上运动，其运动方程为 (SI),则小球运动到最高点的时s 5 8t t2刻是：(A) t 4s；(B) t 2s；(C) t 8s；(D) t 5s。D 2.一运动质点在某瞬时位于矢径r (x,y)的端点处，

2、其速度大小为dr(A)一 出(B)did出(D)*2(出)(d;)2D 3. 某质点的运动方程 x=3t-5 t3+6 (SI), 则该质点作:(A)匀加速直线运动，加速度沿 x轴正方向;(B)匀加速直线运动，加速度沿 x轴负方向;(C)变加速直线运动，加速度沿 x轴正方向;(D)变加速直线运动，加速度沿 x轴负方向。(1) -dv =a; (2) -dr =v; (3) -ds =v; (4) 隹 =a一则， dtdtdtdt(A)只有(1)、(4)是对的；(B)只有(2)、(4)是对的；(C)只有(2)是对的；(D)只有(3)是对的。B 7. 一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为

3、rat2ibt2j (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1.设质点在平面上的运动方程为r =Rcos t i +Rsin t j ,R、为常数，则质点运动的速度v =R sin ti R con tj ,轨迹为 半径为R的圆。2.以初速度v0、抛射角。0抛出一物体，则其抛物线轨道最高点处的曲率半径为22vo COs ooC 4.某物体的运动规律为时间的函数关系为：12(A) v= - kt +Vo ；1 , ,2(B) v=- kt + v02k为常数，当t=0时，初速度为Vo,则速度v与3.半径为30cm的飞轮，从

4、静止开始以 o.5orad s-2的匀角加速度转动，则飞轮边缘上一点在飞轮2转过24O°时的切向加速度的大小 at = o-15m s,法向加速度的大小 an =1.26m s 2(C)1 = 1+ 工Vo(D)=-"+工2 vo4. 一质点在平面上作曲线运动，其速率 v与路程S的关系为v=1+S2( SI )则其切向加速度以路程S来表示的表达式为a t= 2s(1 s2) ( si )5.灯距地面高度为h1, 一个人身高为h2,在灯下以匀速率 v沿水平直线行走，如图12所示,- 29 -则他的头顶在地上的影子M点沿地面移动的速度 vMhi2.如图1 3所示，在离水面高为h

5、的岸上，有人用绳拉船靠岸， 船在离岸边x处。当人以v0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。三计算题hiv。h2(图 1 1)1. 一个人自原点出发，25s内向东走30m,又10s内向南走10m,再15s内向正西北走18mo求在这50s内，(1)平均速度的大小和方向(2)平均速率的大小。(图 13)解：建立如图坐标系。(1)50 s内人的位移为r OA AB BC解：略30i10 j 18 cos 45 i j17.27i2.73 j则50 s内平均速度的大小为：- rJ17.2722.732v -t50方向为与x轴的正向夹角：0.35 (m s 1)(2)tg

6、 1 -y xtg1 2.7317.278.98(东偏北8.98 )50 s内人走的路程为一 S v -tS=30+10+18=58(m),所以平均速率为585011.16 (m s )第一章力学的基本概念(二)第5单元序号 学号 姓名 专业、班级(A) 90 m(B) 54 m(C) 270 m(D) 150 m选择题B 1. 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 v1 ,火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上的一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为v2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) 一,L2v1 v2v2v2 v1Vi 1 (V

7、l /C)A 6.在参考系S中，有两个静止质量都是运动，相碰后合在一起成为一个粒子，则其静止质量(A)2 m0(B)2 m0(D)2 m0,1 (v/c)2m0的粒子A和B,分别以速度v沿同一直线相向M 0的值为(c表示真空中光速)D 7. 根据相对论力学，动能为 0.25 MeV的电子，其运动速度约等于(A)0.1c(B) 0.5C(C) 0.75C(c表示真空中光速，电子的静止能 m0C2 0.5MeV)(D) 0.85cD 2.下列几种说法：(1)所有惯性系对物理基本规律都是等价的。(2)在真空中，光的速率与光的频率、光源的运动状态无关。(3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速

8、度都相同。其中哪些说法是正确的？(A)只有(1)、(2)是正确的；(B)只有(1)、(3)是正确的；(C)只有(2)、(3)是正确的；(D)三种说法都是正确的。A 8.质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量的4倍时，其质量为静止质量的多少倍?(A) 5(B) 6(C) 3(D) 8二填空题1 .以速度 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_ 。2.狭义相对论的两条基本原理中，相对性原理说的是 略光速不变原理说的是 脆度为(A) C t(B) V t2C t(C) C t .1 (V/C)(D)21 (V/C)2(C表示真空中光速)3. 一列高速火车以速

9、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1m的两只机械手在车厢上同时划出两个痕迹,则车厢上的观察者应测出这两个痕迹之间的距离为1/. 1 (u/c)2 mC 4. K系与K系是坐标轴相互平行的两个惯性系，K系相对于K系沿ox轴正方向匀速运动。一根刚性尺静止在K系中，与0 X轴成30角。今在K系中观察得该尺与 0 X轴成45角，则K系相对于K系的速度u是：2121(A) - C(B) - C (C)C(D) . C3 3. 3. 34 .在S系中的X轴上相隔为 x处有两只同步的钟 A和B,读数相同，在 S系的X的轴上也有一 只同样的钟A。若S系相对于S系的运动速度为v ,沿X轴

10、方向且当A与A相遇时，刚好两钟的读数均为零。那么，当 A钟与B钟相遇时，在S系中B钟的读数是 x/v ；此时在S系中A钟2的读数是( "vR1 (v/c)。A 3. 宇宙飞船相对于地面以速度 v作匀速直线飞行，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 t (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C 5. 一宇宙飞船相对于地以0.8 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90ml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5.观察者甲以4 c的速度(c为真空中光速)相对于观察

11、者乙运动，若甲携带一长度为1、截面积为5S质量为m的棒，这根棒安放在运动方向上，则m(i)甲测得此棒的密度为 lj；25 m(2)乙测得此棒的密度为 9 1 s。三计算题1. 一根直杆在 S'系中，其静止长度为1o,与x'轴的夹角为。，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即两事件的距离为 Lx 9 108(m)0.6c 4(5)9 108 (m)3c3. 一电子以0.99 c ( c为真空中光速)的速率运动。试求：(1)电子的总能量是多少？(2)电子的经典力学动能与相对论动能之比是多少？(电子静止

12、质量 me9.1 1031kg)解:由相对论质能公式,电子的总能量为22 2mecmcmec e2.1 (v/c)9.12.观察者甲和乙分别静止于两个惯性参考系K和K中，甲测得在同一地点发生的两个事件的时间间隔为4s ,而乙测得这两个事件的时间间隔为5s,求：(1) K相对于K的运动速度；(2)乙测得这两个事件发生的地点的距离。解：(1)甲测得同一地点发生的两个事件的时间间隔为固有时间：(2)电子的经典力学动能为E K10 31(3 108)2 2,1 (0.99)25.80 10 13 (J)12m0v2,相对论动能为 Ek mc2 2 e2mec ,二者之比为 et 4 s乙测得两事件的时

13、间间隔为观测时间：t 5sEkEk.1.u t4由钟慢效应t1t,即：J1(u)24c t 51318 2-9.1 10 31(0.99 3 108)25.8 10 13 9.1 10 31(3 108)28.04 10 24.01 1014一一 一 134.99 10 134.设快速运动介子的能量约为可得K相对于K的速度:(2)由洛仑兹变换 X3u - c5(X ut),乙测得两事件的坐标差为E 3000MeV ,而这种介子在静止时的能量为E0 100Me V o若这种介子的固有寿命是0 2 10 6s,求它运动的距离(真空中光速度c 2.9979 108m s1 )。解：先求出快速运动介子

14、的运动速度，这个寿命乘以 0即可。X ( X u t)由题意 X 0有:第二章动量守恒定律(2)子弹在枪筒中所受的冲量I0.6N s第2单元序号 学号 姓名 专业、班级 (3)子弹的质量mt= 2 M0-3 kg选择题B 1. 力F 12 ti (SI)作用在质量 件2 kg3秒末的动量应为：(A) 54i kg ms-1(B) 54(C) 27i kg ms-1(D) 27的物体上，使物体由原点从静止开始运动，则它在-1i kg msi kg ms-1大小为 4m/s;在 t = 7s 时，木箱的速度大小为 2.5m/s。 (g 取 10 m s 2)2.质量m为10kg的木箱放在地面上，在

15、水平拉力F的作用下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0.2 ,那么在t =4s时，木箱的速度C 2.如图所示，圆锥摆的摆球质量为ml速率为v,圆半径为R,当摆球在轨道上运动半周时,A 3 .4j ,粒子B的速度摆球所受重力冲量的大小为：2""(A) 2mv(B) 2mv mg R/v(C) -Rmg(D) 0v粒子B的质量是粒子 A的质量的4倍。开始时粒子 A的速度为3i3. 一质量为m的物体，以初速 v0从地面抛出，抛射角9=30。，如忽略空气阻力，则从抛出到刚要接触地面的过程中(1)物体动量增量的大小为 2mv0 cos

16、 。(2)物体动量增量的方向为包工为(2i 7j )。由于两者的相互作用，粒子A的速度为7i 4j，此时粒子B的速度等于:(A) i 5j (B) 2i 7 j (C) 0(D)5i 3jC 4.水平冰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4 105 ,1. 一颗子弹在枪筒里刖进时所受的合力大小为F 400 1 (SI),子弹从枪口射出

17、的速率31 为300 ms 。假设子弹离开枪口时合力刚好为零，则(1)子弹走完枪筒全长所用的时间t =0.003 s三计算题11.飞机降洛时的着地速度大小V0 90km h ,方向与地面平行，飞机与地面间的摩擦系数0.10,迎面空气阻力为 Cxv2 ,升力为Cyv2( V是飞机在跑道上的滑行速度，Cx和Cy均为常数)。已知飞机的升阻比 K = Cy/ Cx=5,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f N为摩擦力，F阻 Cxv2为空气阻力

18、，F升 Cyv2为升力。由牛顿运动定律列方程:FxCxv2dv m dtdv m dxdxdtdv mvdx(i)(2)由以上两式可得分离变量积分:FyCyvmgxdx0得飞机坐标X与速度v的关系N mg 022CC xvV0任升dv mv dxmd v22 mg CxCymgmx 2 Cx MC一lnymgCxmgCx2 v0-7rv令v=0,得飞机从着地到静止滑行距离为x人maxm2"CClnmg CxCymg2v。根据题设条件，飞机刚着地时对地面无压力，即mgCyv020,又kCymg C2 ，C xv0Cymg25V0所以有xmax25V02g 15ln3 一90 10 /3

19、6002-In 2 101 5 0.15 0.12172.一颗子弹由枪口射出时的速率为v0,子弹在枪筒内被加速时，它所受到的合力F a bt(a,b为常量)。(1)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。(2)求子弹所受的冲量。(3)求子弹的质量。解：参见大学物理学习指导。第三章角动量守恒定律第3单元序号 学号 姓名 专业、班级 (2)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。在上述说法中，(A)只有(2)是正确的；(B)(1)、(2)是正确的；(C)(2)、(3)是正确的；(D)(1)、(2)、

20、(3)都是正确的。一选择题C 1 .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、质量的空间分布和轴的位置(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，如图所示。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

21、度从大到小，角加速度从小到大C 6.一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、 速度大小相同,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 7.如图所示，有一个小块物体，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3在距孔为R的圆周上转动，今将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。B 3

22、.两个均质圆盘 A和B密度分别为a和B,若 a> b ,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1人和J 则(A) J A > JB(B) JB > J A(C) JA= JB(D) Ja、Jb哪个大，不能确定A 8.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为A 4 .有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上：(1)这两个力都平行于轴作用时，它们对轴的合力矩一定是零；(2)这两个力都垂直于轴作用时，它们对轴的合力矩一定是零；(3)当这两个力的合力为零时，它们对轴的合力矩也一定是零；(4)当这两

23、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(1)是正确的。(B)(1)、(2)正确，(3)、(4)错误。(C)(1)、(2)、(3)都正确，(4)错误。 (D)(1)、(2)、(3)、(4)都正确。A 5.关于力矩有以下几种说法：(1)对某个定轴而言，刚体的角动量的改变与内力矩有关。(A) m GMR填空题(B)GMmRG(C) Mm.RGMm(D)2R1 .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 0 o2 .飞轮作匀减速转动，在5s内角速度由40兀rad s 1减到10兀rad - s 1 ,则飞轮在这5s内总共转过了 62.5 圈，

24、飞轮再经 1.67S 的时间才能停止转动。3. 一长为l、质量可以忽略的直杆，两端分别固定有质量为2m和m的小球，杆可绕通过其中心O且与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。轴转动，则当杆1 mgl转到水平位置时，该系统所受的合外力矩的大小M =2,此一一 _ 3M gR4Mg3-R时该系统角加速度的大小2g314.可绕水平轴转动的飞轮，直径为 1.0m, 一条绳子绕在飞轮的外周边缘上，如果从静 止开始作匀角加速运动且在 4s内绳被展开10m,则飞轮的角加速度为 2.5rad/s2。设圆板转过n转后停止，则转过的角度为202

25、2可得旋转圈数20n41Mg223R2.如图所示，两物体的质量分别为m1和3Rn。由运动学关系0,016 gm2,滑轮的转动惯量为J,半径为r。mg5 .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1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1杆与桌面的滑动摩擦系数为科，则杆转动时受的摩擦力矩的大小为1 mgl。27 .转动着的飞轮的转动惯量为 J,在t=0时角速度为 3 0,此后飞轮经历制动过程，阻力矩 M的1大小与角速度 3的平万成正比，比例系数为 k(k为大于0的常数)。当3=- 0时，飞轮的角加速32.一k 01“

26、，、 2J度3=-0-。从开始制动到 03= - 0所经过的时间t= 。9J3k 08.在力矩作用下，一个绕轴转动的物体作 变角速 运动，系统所受的合外力矩为零，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,若平板绕通过其中心且垂直板面的固定轴以角速度0开始旋转，它将在旋转几圈后停止？解：设圆板面密度为工2 ,则转动时受到的摩擦阻力矩大小为RR22_ 3M dMg 2 r dr - gR03由转动定律M J可得角加速度大小(1)若m2与桌面的摩擦系数为心求系统的加速度a及绳子中的张力(绳子与滑轮间无相对滑动)；(2)若m2与桌面为光滑

27、接触，求系统的加速度a及绳子中的张力。解：参见大学物理学习指导以m1为研究对象：mg 工 ma以m2为研究对象：T2 m2gm2a1以定滑轮为研究对象：T1r T2r J Jmr2 a a r23.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：mg T ma(1)TR J(2)由牛顿第三定律有T T(3)由角量和线量的关系有aR4)J mg a R2/a数为科，弹簧的弹性势能为Ep ,则下列关系

28、式中正确的是(A)第四章能量守恒定律第4单元序号 学号 姓名 专业、班级 选择题D 1.如图所示，一劲度系数为 k的轻弹簧水平放置，左端固定，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2二 _(F mg) E p =2kC 4.对功的概念有以下几种说法：(1) 保守力作正功时，系统内相应的势能增加。(2) 质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零。(3) 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) (1)、(2)是正确的(B) (2)、(3)是正确的(C)只有(2)是正确的(D)只有

29、(3)是正确的。C 5.对于一个物体系统来说，在下列条件中，那种情况下系统的机械能守恒？(A)合外力为0(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(B)Ep(F mg)22k1.质量为m的物体，置于电梯内，电梯以1-g的加速度匀加速下降 h,在此过程中，电梯对物体 2(C)EpF22K的作用力所做的功为gmgh。(D)(F、2mg)2kEp(F mg)22k2.已知地球质量为 M,半彳至为R, 一质量为m的火箭从地面上升到距地面高度为2R处，在此过程中，地球引力对火箭作的功为GMm(13R3.二质点的质量各为m1、m2,当它们之间的距离由 a缩短到b时

30、，万有引力所做的功为d 2.一个质点在几个力同时作用下的位移为：r 4i 5j 6k(SI)其中一个力为恒力 F 3i 5 j 9k (SI),则此力在该位移过程中所作的功为(A) -67 J( B) 91 J(C) 17 J(D) 67 JGm1mW4 .保守力的特点是 略；保守力的功与势能的关系 式为 略.C 3.一个作直线运动的物体,其速度V与时间t的关系曲线如图所示。设时刻t1至t2间外力做功为W1;时刻t2至t3间外力作的功为W2；时刻t3至t4间外力做功为W3 ,则(A)W 0,W20,W30(B)Wi0,W20 ,W30(C)W 0,W20W30(D)W0,W20,W305 .

31、一弹簧原长l00.1m ,倔强系数k 50N/m,其一端固定径为R=0.1m的半圆环的端点 A,另一端与一套在半圆环上的小 连，在把小环由半圆环中点B移到另一端C的过程中，弹簧的对小环所作的功为 -0.207Jq6 .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2k解：设小球刚离开地面时伸长量为Xo ,由 kxomg知Xomgk在此过程中外力所作的功为xokxdx0-kx222(mg)2k计算题3. 一人从10m深的井中提水，起始时桶中装有10kg的水，桶的质量为1kg

32、,高1m要漏去0.2kg的水。求水桶匀速地从井中提到井口，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y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T7化而变化，在高为y处，拉力为F mg kgy式中 m (10 1) 11kg, k 0.2kg m 1 人作功为由于水桶漏水，每月y1. 一长为l,质量为m的匀质链条，放在光滑的桌面上, 拉回桌面，外力需做功为多少 ？若其长度的1/5悬挂于桌边下，将其慢慢A Fdyh /0(mgkgy)dy100(11980 (J)9.8 0.2 9.8y)dyx处取质量元dm gx *xdx，将悬挂部分全部拉到

33、桌解：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dm mdx,将它提上桌面，外力反抗重力作功dAl面上，外力作功为：i/5m ,A 0 gxdxmgl50r2.一质量为m的质点，仅受到力 F k-3的作用，式中k为常数，r为从某一定点到质点的矢径。 3r该质点在r r0处由静止开始运动，则当它到达无穷远时的速率为多少？。r 1 c 1 c ,斛：因质点殳力F k二是有心力，作功与路径无关，故由动能te理F dr - mv m%有:r322r ,2 k 3 dr质点到达无穷远时的速率：v I1 r0 r-=k-m mr0第五章 大量粒子系统(一)D 6 .在一密闭容器中，储

34、有 A、B、C三种理想气体，处于平衡状态，A种气体的分子数p-V图上的一条曲线表示。 p-V图上的一条曲线表示。 p-V图上的一条曲线表示。N为分子总数，m为分子质量，则vi的各分子的总平均动能之差。v1的各分子的总平动动能之和。第6单元序号 学号 姓名 专业、班级一选择题C 1.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p-V图上的一条曲线表示。(B) 不是平衡过程，但它能用(C)不是平衡过程，它不能用(D)是平衡过程，但它不能用B 2.两个相同的容器，一个盛氢气，一个盛氨气(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6

35、 J热量传给氨气，使之升高到一定温度。若使氨气也升高同样的温度，则应向氨气传递热量：(A) 6 J(B) 10 J(C) 12(D) 5 J 一 Vl1 e,C 3 .在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氨气的体积比 ,则V22其内能之比£1/£2为：(A) 1/2(B) 5/3(C) 5/6(D) 3/10B 4.若理想气体的体积为V,压弓虽为p,温度为T, 一个分子的质量为 m, k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) pV/m (B) pV/(kT)(C) pV/(RT) (D) pV/(mT)D 5 .若f (v)为气体分

36、子速率分布函数，V2 12mv Nf (v) d v的物理意义是V1 2(A)速率为v2的各分子的总平均动能与速率为(B)速率为v2的各分子的总平动动能与速率为 (C)速率处在速率间隔v1丫2之内的分子的平均平动动能。(D)速率处在速率间隔v1 v2之内的分子平动动能之和。密度为 “，它产生的压强为Pi, B种气体的分子数密度为2n1 ，C种气体的分子数密度为31,则混合气体的压强 p为(A)3 Pi(B)4 Pi(C)5 Pi(D)6Pi二填空题1 .在定压下加热一定量的理想气体，若使其温度升高 1K时，它的体积增加了 0.005倍，则气体原 来的温度是 200k。2 .用总分子数 N气体分

37、子速率 v和速率分布函数f(v),表示下列各量：(1)速率大于v0的分子数= Nf(v)dv； v0v vf (v)dv(2)速率大于vo的那些分子的平均速率 =-；f (v) dv v0(3)多次观察某一分子的速率，发现其速率大于v0的概率=f(v) dv。vo3 .某理想气体在温度为27c和压强为1.0X10 2atm情况下，密度为11.3gm-3,则这气体的摩尔质量 M mol =27.8X 10-3 kg mol-1。摩尔气体常量 R = 8.31 (J mol 1 K 1)4 . 一能量为1012eV的宇宙射线粒子，射入一窟管中，窟管内充有 0.1mol的窗气，若宇宙射线粒 子的能量

38、全部被窟分子所吸收，则速气温度升高了 1.28X 10-7 K。1eV = 1.6X10 19 J,摩尔气体常数 R = 8.31 (J mol 1 K 1 )5 .某气体在温度为 T = 273 K时，压强为 p =1.0X10 2 atm, 密度 = 1.24X 10 2 kg m-3,则该气 体分子的方均根速率为 495m s-1。 .6 .图示曲线为处于同一温度 T时氨(原子量4)、窟(原子量20)和僦(原子量40)三种气体分子的速 率分布曲线。其中曲线(a),是氨 气分子的速率分布曲线；曲线 (c)是僦 气分子的速率分布曲线；3.储有氧气的容器以100m-s 1的速度运动。假设该容器

39、突然停止，全部定向运动的动能都变为气三计算题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：参见大学物理学习指导。1. 一超声波源发射声波的功率为10 W。假设它工作10 s,并且全部波动能量都被 1 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，摩尔气体常量R = 8.31 (Jmol 1 K 1)解：e Pt M LR T ,式中P为功率，则2Pt4.81(K)10 1051 8.3122.计算下列一组粒子的平均速率和方均根速率速率vi (ms-1)10.020.030.040.050.0解：平均速率为Nivin"104 203040 2

40、5031.8(m s1)最概然速率vp40.0(m s1)Nivi2Ni方均根速率为2 102 4 202 6 302 8 402 2 502133.7(m s )第五章 大量粒子系统(二)(D)既是A-B,也是A-C,两过程吸热一样多。D 3.有人设计一台卡诺热机(可逆的)向300 K的低温热源放热 800 J。同时对外做功第7单元序号 学号 姓名 专业、班级 选择题C 1.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-1 倍(C)-倍(D)上二倍nnD 2 .如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积

41、从图中的abcda增大为ab c da,那么循环abcda与ab c da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)净功和效率都不变；(D)净功增大，效率不变。，每循环一次可以从 400 K的高温热源吸热1800 J, 1000 J,这样的设计是 (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 4.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

42、； (D)膨胀后，温度不变，压强不变。B 7. 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、温度相同的H2和。2。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，若比较两边温度的高低，则结果是：(A) H 2比。2温度高；(B) O 2比H 2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 8 .如图所示，一绝热密闭的容器，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 p0 ,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

43、，气体的压强 是(A) P0(B) P0/2(C) 2 P0(D) P0/2(Cp/Cv)B 9. 1 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。填空题1 .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间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 。2 .不规则地搅拌盛于良好绝热容器中的液体，液体温度在升高，若将液体看作系统，则：(1)外界传给系统的热量等于 零:(

44、2)外界对系统作的功氏干零:(3)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,程气体对外界作功为C 5 .氨、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)它们的温度升高相同，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，压强增加相同。A 6 .如图所示，一定量理想气体从体积 Vi膨胀到体积V2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)是 A-D ; . A 2对外界彳功为A,内能增加为 E,则£=Q i 24 .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 ，V2V5 . 1 mol的双原子分子理想气体，从状态 I (5、1,丁1)变化至状态I I ”2"2，丁2),如图所示。此过计算题1.