大学物理习题册计算题.docVIP

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第十章 气体动理论 三、计算题 1.两个相同的容器装有氢气,以一细玻璃相连通,管中用 一滴水银做活塞,如图。当左边容器的温度为0℃、而右边 容器的温度为20℃时,水银滴刚好在管的中央。问当左边 容器温度由0℃增到5℃、而右边容器温度由20℃增到℃ 时,水银滴是否会移动?如何移动? 2.温度为27℃时,1摩尔氦气、氢气和氧气各有多少内能?1克的这些气体各有多少内能? 3.一容器为10cm3的电子管,当温度为300K时,用真空泵把管内空气抽成压强为5×10-6mmHg的高真空,问此时管内有多少个空气分子?这些空气分子的平均平动能的总和是多少?平均转动动能的总和是多少?平均动能的总和是多少?(760mmHg =1.013×105 Pa,空气分子可认为是刚性双原子分子).一瓶氢气和一瓶氧气温度相同,若氢气分子的平均平动动能为6.21×10-21 J。试求: (1)氧气分子的平均平动动能和方均根速率;(2)氧气的温度。(阿伏伽德罗常数NA = 6.022×1023 mol-1 ,氧气分子摩尔质量m = 32 g ,玻耳兹曼常量k = 1.38×10-23 J·K-1) 第十一章热力学基础三、计算题 1、一定量的理想气体,由状态a经b到达c(abc为一直线),如图。求此过程中气体对外作的功;气体内能的增量;气体吸收的热量。() 2、一定量的单原子分子理想气体,从初态A出发,沿图示直线过程变到另一状态B,又经过等容、等压两过程回到状态A。求:(1)、、各过程中系统对外所作的功W,内能的增量ΔE以及所吸收的热量Q。(2)整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(各过程吸热的代数和)。 3、今有温度为27°C,压强为1.013×105Pa,质量为2.8g的氮气,首先在等压的情况下加热,使体积增加1倍,其次在体积不变的情况下加热,使压强增加1倍,最后等温膨胀使压强降回到1.013×105Pa,作出过程的p—V图;求在3个过程中气体吸收的热量,所作的功和内能的改变 4、一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的气缸里,此气缸有可活动的活塞(活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气)。已知气体的初压强1 = 1atm,体积V1 = 1升,现将该气体在等压下加热直到体积为原来的2倍,然后在等容下加热到压强为原来的2倍,最后作绝热膨胀,直到温度下降到初温为止。试求:在 - V 图上将整个过程表示出来;在整个过程中气体内能的改变;在整个过程中气体所吸收的热量;在整个过程中气体所作的功。(1 atm = 1.013×105 Pa ) 5、如图所示,有一定量的理想气体,从初态开始,经过一个等容过程达到压强为的b态,再经过一个等压过程达到状态c,最后经等温过程而完成一个循环。求该循环过程中系统对外作的功W和所吸收的热量Q。 、1mol理想气体在T1=400K的高温热源与T2=300K的低温热源间作正卡诺循环(可逆的),在400K的等温线上起始体积为V1=0.001m3,终止体积为V2=0.005m3,试求此气体在每完成一次循环的过程中:从高温热源吸收的热量Q1;该循环的热机效率η;气体对外所做的净功W;气体传给低温热源的热量Q2(摩尔气体常数R=8.31 J/mol·K) 第十二章 振动 三、计算题 1.一物体沿轴作简谐振动,振幅为0.24m周期为2s当t=0时x0=0.12m且向轴正方向运动试求振动方程从x=-0.12m且向轴负方向运动这一状态回到平衡位置所需的时间2.一简谐振动的振动曲线如图所示,求振动方程。 一质点沿x轴作简谐振动,振幅为12cm,周期为2s。当t=0时,位移为6cm,且向x轴正方向运动。求:(1)振动表达式;(2)t=0.5s时,质点的位置、速度和加速度;(3)如果在某时刻质点位于x=-6cm,且向x轴负方向运动,求从该位置回到平衡位置所需要的时间。4.一定滑轮的半径为R,转动惯量为J,其上挂一轻绳,绳的一端系一质量为m的物体,另一端与一固定的轻弹簧相连,如图所示。设弹簧的劲度系数为k,绳与滑轮间无摩擦,且忽略轴的摩擦力和空气阻力。现将物体m从平衡位置拉下一小段距离后放手,证明物体作简谐振动,并求出其角频率。 有两个振动方向相同的简谐振动,其振动方程分别为 和 (1)求它们的合振动方程另有一同方向的简谐振动,问当j3为何值时,x1+x3的振动为最大值?当j3为何值时,x1+x3的振动为最小值??(2.5t-x),式中x,y以m为单位,t以s为单位,试求:(1)该简谐波的波长、周期、波速;(2)在x=1m处质点的振动方程;(3)在t=0.4s时,该处质点的位移和速度。 2.一平面波传播经过媒质空间某点时,该点振动的初相位为?0,已知该波的振幅为A,角频率为?,媒质中的传播速度为u,(1)写出该

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