大学物理17习题物.docx

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大学物理17习题物

1-1某质点的运动方程为

（SI），则该质点作[]。

A．匀加速直线运动，加速度为正值；B．匀加速直线运动，加速度为负值；

C．变加速直线运动，加速度为正值；D．变加速直线运动，加速度为负值。

1-2一质点沿x方向运动，其加速度随时间变化关系为

（SI），如果初始时质点的速度v0为5m·s—1，则当t为3s时，质点的速度v=。

1-3一质点自原点开始沿抛物线2y=x2运动，它在Ox轴上的分速度为一恒量，其值为vx=4.0m·s—1，求质点位于x=2.0m的速度和加速度。

1-4一质点具有恒定加速度

（6m·s—2）

（4m·s—2）

，在t=0时，其速度为零，位置矢量

10m

。

求：

⑴在任意时刻的速度和位置矢量；⑵质点在Oxy平面上的轨迹方程，并画出轨迹的示意图。

1-5飞机以100m·s—1的速度沿水平直线飞行，在离地面高为100m时，驾驶员要把物品空投到前方某一地面目标处，问：

⑴此时目标在飞机下方前多远？

⑵投放物品时，驾驶员看目标的视线和水平线成何角度？

⑶物品投出2.00s后，它的法向加速度和切向加速度各为多少？

2-1一物体质量为10kg，受到方向不变的力F=30+40t（SI）作用，在开始的两秒内，此力冲量的大小等于；若物体的初速度为10m/s，方向与力

的方向相同，则在2s末物体速度的大小等于。

2-2图示一斜面，倾角为

，底边AB长为l=2.1m，质量为m的物体从斜面顶端由静止开始向下滑动，斜面的摩擦因数为

0.14。

试问，当

为何值是，物体在斜面上下滑的时间最短？

其数值为多少？

2-3一质量为10kg的质点在力F=（102N·s—1）t+40N作用下，沿x轴作直线运动。

在t=0时，质点位于x=5.0m处，其速度v0=6.0m·s—1。

求质点在任意时刻的速度和位置。

2-4轻型飞机连同驾驶员总质量为1.0×103kg。

飞机以55.0m·s—1的速率在水平跑道上着陆后，驾驶员开始制动，若阻力与时间成正比，比例系数

=5.0×102N·s—1，求：

⑴10s后飞机的速率；⑵飞机着陆后10s内滑行的距离。

2-5质量为45.0kg的物体，由地面以初速60.0m·s—1竖直向上发射，物体受到空气的阻力为Fr=kv，且k=0.03N/（m·s—1）。

⑴求物体发射到最大高度所需的时间。

⑵最大高度为多少？

3-1质量分别为m和4m的两个质点分别以E和4E沿一直线相向运动。

它们的总动量大小为[]。

A．2

；B．3

；C．5

；D．

。

3-2如图所示，一绳索跨过无摩擦的滑轮，系在质量为1.00kg的物体上，起初物体静止在无摩擦的水平平面上。

若用5N的恒力作用在绳索的另一端，使物体向右作加速运动，当系在物体上的绳索从与水平面成30°角变为37°角时，力对物体所作的功为多少？

已知滑轮与水平面之间的距离为1m。

3-3一物体在介质中按规律x=ct3作直线运动，c为一常量。

设介质对物体的阻力正比于速度的平方。

试求物体由x0=0运动到x=l时，阻力所作的功。

（已知阻力系数为k）

4-1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，今使棒从水平位置由静止开始自由下摆，在棒摆动到竖直位置的过程中，下述情况哪一种说法是正确的？

[]

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．角速度从大到小，角加速度从小到大。

4-2一个以恒定角加速度转动的圆盘，如果在某一时刻的角速度为

rad/s，再转60转后角速度为

rad/s，则角加速度

，转过上述60转所需的时间

。

4-3一燃气轮机在试车时，燃气作用在涡轮上的力矩为2.03×103N·m，涡轮的转动惯量为25.0kg·m2。

当轮的转速由2.80×103r·min—1增大到1.12×104r·min—1，所经历的时间t为多少？

4-4花样滑冰运动员绕过自身的竖直轴转动。

开始时两臂伸开，转动惯量为J0，角速度为

，然后她将两臂收回，使转动惯量减少为

，这时她转动的角速度变为[]。

A．

；B．

；C．3

；D．

。

4-5如图所示，质量m1=16kg的实心圆柱体A，其半径为r=15cm，可以绕其固定水平轴转动，阻力忽略不计。

一条轻的柔绳绕在圆柱体上，其另一端系一个质量为m2=8.0kg的物体B，求：

⑴物体B由静止开始下降1.0s后的距离；⑵绳的张力。

4-6在光滑的水平面上有一木杆，其质量m1=1.0kg，长l=40cm，可绕通过其中点并与之垂直的轴转动。

一质量为m2=10g的子弹，以v=2.0×102m·s—1的速度射入杆端，其方向与杆及轴正交。

若子弹陷入杆中，试求所得到的角速度。

4-7一质量为20.0kg的小孩，站在一半径为3.00m、转动惯量为450kg·m2的静止水平转台边缘上，此转台可绕通过转台中心的竖直轴转动，转台与轴间的摩擦不计。

如果此小孩相对转台以1.00m·s—1的速率沿转台边缘行走，问转台的角速率有多大？

4-8一质量为1.12kg，长为1.0m的均匀细棒，支点在棒的上端点，开始时棒自由悬挂，当以100N的力打击它的下端点，打击时间为0.02s时，⑴若打击前棒是静止的，求打击时其角动量的变化；⑵求棒的最大偏转角。

4-9质量为0.50kg，长为0.40m的均匀细棒，可绕垂直于棒的一端的水平轴转动，如将此棒入在水平位置，然后任其落下。

求：

⑴当棒转过60°时的角加速度和角速度；⑵下落到竖直位置时的动能；⑶下落到竖直位置时的角速度。

6-11摩尔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。

6-2一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体，若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后[]。

A．温度不变，熵增加；B．温度升高，熵增加；

C．温度降低，熵增加；D．温度不变，熵不变。

6-3如图所示，一定量的空气，开始在状态A，其压强为2.0×105Pa，体积为2.0×10—3m3，沿直线AB变化到状态B后，压强变为1.0×105Pa，体积变为3.0×10—3m3，求此过程中气体所作的功。

6-4一压强为1.0×105Pa，体积为1.0×10—3m3的氧气自0℃加热到100℃，问：

⑴当压强不变时，需要多少热量？

当体积不变时，需要多少热量？

⑵在等压或等体过程中各作了多少功？

6-5如图所示，系统从状态A沿ABC变化到状态C的过程中，外界有326J的热量传递给系统，同时系统对外作功126J。

如果系统从状态C沿另一曲线CA回到状态A，外界对系统作功为52J，则此过程中系统是吸热还是放热？

传递热量是多少？

6-6有氢气1摩尔，在压强1atm，温度20℃时，体积为V0，今使其经以下两种过程达同一状态：

⑴先保持体积不变，加热，使其温度升高到80℃，然后令其作等温膨胀，体积变为原体积的2倍；⑵先使其等温膨胀至原体积的2倍，然后保持体积不变，加热到80℃。

试分别计算上述两种过程中气体吸收的热量，气体对外所作的功和气体内能的增量，并作出P—V图。

6-70.32kg的氧气作如图所示的循环ABCDA，设V2=2V1，T1=300K，T2=200K，求循环效率。

（已知氧气的定体摩尔热容的实验值CV，m=21.1J·mol—1·K—1）

6-8一定量的理想气体，经历如图所示的循环过程。

其中AB和CD是等压过程，BC和DA是绝热过程。

已知B点温度TB=T1，C点温度TC=T2。

⑴证明该热机的效率为

。

⑵这个循环是卡诺循环吗？

6-9一小型热电厂内，一台利用地热发电的热机工作于温度为227℃的地下热源和温度为

27℃的地表之间。

假定该热机每小时能从地下热源获取1.8×1011J的热量。

试从理论上计算其最大功率为多少？

6-10有质量为2.0×10—2kg、温度为-10.0℃的冰，在压力为1.01×105Pa下转变成10℃的水，试计算在此过程中的熵变。

（已知水的定压比热容Cp2=4.22×103J·kg—1·K—1，冰的定压比热容Cp1=2.09×103J·kg—1·K—1，冰的熔解热L=3.34×105J·kg—1）

6-11有nmol定体摩尔热容CV，m=3R/2的理想气体，从状态A（pA、VA、TA）分别经如图所示的ADB过程和ACB过程，到达状态B（pB、VB、TB）。

试问在这两个过程中气体的熵变各为多少？

图中AD为等温线。

7-1关于温度的意义，有下列几种说法：

⑴气体的温度是分子平均平动动能的量度；

⑵气体的温度是大量气体分子热运动的集体表面，具有统计意义；

⑶温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同；

⑷从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。

上述说法中正确的是[]。

A．⑴、⑵、⑷；B．⑴、⑵、⑶；C．⑵、⑶、⑷；D．⑴、⑶、⑷。

7-2对于单原子分子理想气体，下面各式分别代表什么物理意义？

⑴

⑵

⑶

7-3一容器内储有氧气，其压强为1.01×105Pa，温度为27.0℃，求：

⑴气体分子的数密度；⑵氧气的密度；⑶分子的平均平动动能；⑷分子间的平均距离。

（设分子间均匀等距排列）

7-4在一容积不变的封闭容器内，理想气体分子的平均速率若提高为原来的2倍，则[]。

A．温度和压强都提高为原来的2倍；

B．温度为原来的2倍，压强为原来的4倍；

C．温度为原来的4倍，压强为原来的2倍；

D．温度和压强都为原来的4倍。

7-5在平衡状态下，已知理想气体分子的麦克斯韦速率分布函数为

，分子质量为m，最可几速率为vp，试说明下列各式物理意义：

⑴

dv表示。

⑵

dv表示。

7-6如下图所示，两条曲线分别表示氦、氧两种气体在相同温度T时分子按速率的分布，其中：

⑴曲线Ⅰ表示气分子的速率分布曲线；

曲线Ⅱ表示气分子的速率分布曲线；

⑵画有阴影的小长方条面积表示；

⑶分布曲线下所包围的面积表示。

0vv+Δvv（m·s—1）

7-7如图所示，Ⅰ、Ⅱ两条曲线是两种不同气体（氢气和氧气）在同一温度下的麦克斯韦分子速率分布曲线。

试由图中数据求：

⑴氢气分子和氧气分子的最概然速率；⑵两种气体所处的温度。

7-8有N个质量均为m的同种气体分子，它们的速率分布如图所示。

⑴说明曲线与横坐标所包围面积的含义；⑵由N和v0求a值；⑶求在速率v0/2到3v0/2间隔内的分子数；⑷求分子的平均平动动能。

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