大学物理习题复习.docx

1、大学物理习题复习专业班级： 学号： 姓名： 成绩： 大学物理D练习一液体的表面性质三、简答题1.3.1为什么喷洒农药时要在农药中加表面活性剂？答：植物有自身保护功能，在叶子表面有蜡质物而不被雨水润湿，可防止茎叶折断。若农药是普通水 溶液，喷在植物上不能润湿叶子，即接触角大于 90,成水滴淌下，达不到杀虫效果；加表面活性剂后,使农药表面张力下降，接触角小于 90，能润湿叶子，提高杀虫效果。所以有的农药在制备时就加了表面活性剂，制成乳剂，可很好地润湿植物的茎叶。四、计算题1.005m m,液柱高1 某同学在用毛细管升高法测量蒸馏水表面张力系数时，测得毛细管的内径为度差h为29.000mm,考虑水能

2、完全润湿玻璃毛细管壁，且不考虑凹液面下端以上液体重量，试问该同学测得的水的表面张力为系数多少？（重力加速度g 9.8m /s2，水密度 1000kg /m3）解：Pr P0 P0 Pr gh1 1ghR ghd2 41-1000 9.8 29.000 1.005 40.071N /m2. 一粗细U型玻璃管，右端半径 R = 1.5mm，左端半径r = 0.50mm，将U型管注入适量水（两边管内水面离管口有一段距离） ，已知接触角为 0，已知重力加速度 g 9.8m/s2 , 水密度 1000kg /m3。问:（1）那端液面高，液面是凸还是凹?（2）两边水面的高度差？解：（1）左端高2分(2)

3、P 左=P0-2 a /R P 右=P0-2 a /r, 分P 左-P 右= p gh 3 分2 7.3 10 2( 11000 10 (0.00053、汞对玻璃表面完全不润湿，若将直径为0.100mm的玻璃毛细管插入大量汞中，试求管内汞面的相对位置。已知汞的密度为 1.35 XI04kg m-3，表面张力为0.520N m-1。2 0.520 N .m4 3 2 41.35 10 kg.m 9.8m.s 0.5 10 m练习二流体力学三、简答题1简述什么是毛细现象？答：毛细现象：毛细管插入液体后，如果液体润湿管壁，则液体上升为凹液面； 或如果液体不润湿管壁， 则液体下降为凸液面的现象称为毛细

4、现象。2. 流体的流动通常可分为层流、湍流及其过渡状态，试用所学物理知识简述怎样判别某一圆形直管内 流体的流动类型。答：雷诺数被认为是层流还是湍流的一个判据。从层流向湍流的过渡以一定的雷诺数为标志，叫做临界雷诺数 Re临，通过公式Re 上计算圆形直管内的雷诺数， 当Re Re临时为层流，当Re Re临时则变 为湍流。例如在光滑的金属管道中， Re临=20002300,如通过光滑的同心环状缝隙，则 Re临=1100，在滑阀阀口，贝y Re临=260。3简述表面张力的基本性质。答：(1 )不同液体的表面张力系数不同，密度小、容易蒸发的液体表面张力系数小；(2)同一种液体的表面张力系数与温度有关，温

5、度越高，表面张力系数越小；(3 )液体表面张力系数与相邻物质的性质有关；(4 )表面张力系数与液体中的杂质有关。四、计算题1圆形水管的某一点 A，水的流速为2.0米/秒，压强为3.0氷05Pa。沿水管的另一点 B，比A点低 20米，A点水管半径是 B点水管半径的1.41倍，忽略水的粘滞力，求 B点的水流速度和压强。(重力加速度 g 9.8m/s2，水密度 1000kg/m3)解：由连续性原理有 vASA vBSB 一 _ 1 2 _ 1 2又由伯努力方程有：PA vA ghA vB ghBv Sa、v b vFA(Fa(1.41)2 24(m / s)SbBPb Pa122 2(va vB)g

6、ghB)3.0105-1.02103 (2242) 1.0 103 9.8 204.901C)5(Pa)2均匀地把水注入大水桶中， 注入的流量 1.5 10 Q m s - -= ?。盆底有一小孔，小孔面积420.5010 Sm - = X问水面将在水桶中保持多高的高度？练习三热 学三、简答题1关于热力学第二定律，下列说法是否有错，如有错误请改正:(1) 热量不能从低温物体传向高温物体.(2) 功可以全部转变为热量，但热量不能全部转变为功.答：(1)有错。热量不能自动地从低温物体传向高温物体.(2)有错。功可以全部转变为热量，但热量不能通过一循环过程全部转变为功.四、计算题1. 1mol单原子

7、理想气体从 300K加热到350K,(1 )容积保持不变；(2 )压强保持不变；问在这两个过程中各吸收了多少热量？增加了多少内能？对外做了多少功?解：(1)33E Cv TR T8.31 50 623(J)22A 0Q A 623(J)(2)3 3E CV T R T 8.31 50 623(J)2 2V2 T2A pdV RdT R T 8.31 50 416(J)V1 T1Q A E 1039(J)2质量为2.8 10 3kg、温度为300K、压强为标准大气压的氮气，等压膨胀到原来体积的两倍。求氮 气所作的功Wp、吸收的热量Qp以及内能的增量 U。解 在等压过程中，有 t2 T1 300

8、2 600K ,由式(5-14),气体做功为mMmR(T2 T1)2.8 10 30.0288.31 (600 300)249.3J因i=5，由式(5-16),内能增量为根据热力学第一定律，吸收的热量为Qp Wp U 249.3 624 873.3J3. 200J，则该过程吸热多少？内能改变多一定量的单原子分子理想气体，在等压过程中对外做功为 少？解：已知：AP(V2 V1)200J , PV RTM有：PV2VM /(T2TJu小 MQ CvT5M R(T22= -P( V2V)5 =一 200500J22由热力学第一定律E Q A 500 200 300(J)4. 1mol的氢，在压强为1

9、.0X 105Pa,温度为20C时，其体积为 V。今使它经以下两种过程达到同一状 态：(1) 先保持体积不变，加热使其温度升高到 80C，然后令它作等温膨胀，体积变为原体积的 2倍；(2) 先使它作等温膨胀至原体积的 2倍，然后保持体积不变，加热使其温度升到 80C。试分别计算以上两种过程中吸收的热量，气体对外作的功和内能的增量。解:(1)5.1mol双原子分子理想气体从状态A( P1, V )沿 PV图所示直线变化到状态 B( P2 , V2)，试求:ECvT5 5-R T -2 28.31601246.5(J )ART InV2V18.31 (27380) I n22033.3(J)QAE

10、3279.8( J)(2)ART InV2V18.31 (27320)ln 21687.7(J)ECvT5 5R T -2 28.31601246.5( J)QAE2934.2( J)练习四静电场三、简答题为什么在无电荷的空间里电场线不能相交？答：由实验和理论知道，静电场中任一给定点上，场强是唯一确定的，即其大小和方向都是确定的用电 场线形象描述静电场的空间分布时，电场线上任一点的切线方向表示该点的场强方向如果在无电荷的空 间里某一点上有几条电场线相交的话，则过此交点对应于每一条电场线都可作出一条切线，这意味着交点 处的场强有好几个方向，这与静电场中任一给定点场强具有唯一确定方向相矛盾，故无电

11、荷的空间里电场 线不能相交。四、计算题1.在x轴上，有以点电荷 q 20 10 6C ,位于原点，另一点电荷 q2 50 10 6C，位于x=-10cm处。试求x轴上任一点的电场强度。解：点电荷 q和q2将x轴分为三个区域xf 0:在此区域，两个点电荷产生的电场强度的方q14 0X2q24 0(x 0.10)29.0 10420x5.02(x 0.10)V m向都沿x轴方向，坐标x处的场强为：0.10p x p 0:在此区域，两个点电荷的电场强度方向相反，坐标 x处的场强为:q24 o（x 0.10）2qi4 0X29.。10g5.00.10）22Vxx轴反方向，坐标 x处的场强为:x p 0

12、.10m :在此区域，两个点电荷的场强方向相同，都沿E 亡 4 0（xq20.10）29.0 1042x5.02（x 0.10）V9 92.在直角三角形 ABC的A点，放置点电荷 q1 1.8 10 C，在B点放置点电荷q2 4.8 10 C。已知irBC=0.04m, AC=0.03n。试求直角顶点 C处的场强E。U U解：点电荷 q和q2在C处的电场强度 E1和匚2的方向E1q11.8 104V m 1420r1nrE2q22.7104V m 1240r2C处的场强大小为E 启 E； 3.24 104V m 1ir EE的方向与BC边的夹角 ar tan 1 33.7E23. 电荷为+ q

13、和一2q的两个点电荷分别置于 x = 1 m和x=- 1 m处.一试验电荷置于 x轴上何处，它受 到的合力等于零？解：设试验电荷置于x处所受合力为零，即该点场强为零.q4 0（x 1）22q4 0（x 1）2得 x2 6x 1 0, x （3 2、2）m因x 3 2,2点处于q、- 2q两点电荷之间，该处场强不可能为零故舍去得x 3 2 24. 如图所示，AB=2l, OCD是以B为中心、I为半径的圆，点A处有正点荷+q,点B处有负电荷-q ,求:(1) 把单位正点电荷从 O点沿OC移到点，电场力对它作了多少功？(2) 把单位正点荷从点沿AB的延长线移到无穷远出，电场力对它作了多少功？(3)

14、,-, 8 85.如图所示，已知 r 6cm,d 8cm,q1 3 10 , q2 3 10 C。求：(1) 将电荷量为2 10 9C的点电荷从A点移到B点，电场力作功多少？12 2 1 2(2) 将此点电荷从 C点移到D点，电场力作功多少？ (& 0=8.85 X 10 CN m )U A1 U A2q q24 r 4 r2 d2I IJ-d/2_1 d/21占 1 I s Ciq1 D q231.8 10 VB点的电势为：r i r j r(2)C点的电势为UC UC1 UC2q24 r 4 . r2 d2UA 1.8 103VU B U B1 U B2 0故将电荷q 2 10 9C从A点

15、移动到B点电场力的功D点的电势为UD UD1 UD2 0所以将电荷q 2 10 9C从C点移动到D点电场力的功W (Uc UD)q Wab 3.6 10 6J练习五三、简答题判断下列说法是否正确，并说明理由：若所取围绕长直载流导线的积分路径是闭合的，但不是圆，安培环路定理也成立. 若围绕长直载流导线的积分路径是闭合的，但不在一个平面内，则安培环路定理不成立. 答：第一说法对，第二说法不对围绕导线的积分路径只要是闭合的，不管在不在同一平面内，也不管 是否是圆，安培环路定理都成立.四、计算题1真空中有一载流导线 abcde,如图所示，电流为I,圆弧对应的曲率半径为 R,求0点的磁感应强度的大 小和

16、方向。流在P点的磁感强度为B1 -4 arR方向垂直纸面向内.导线2中电流在P点的磁感强度为 B2 0 (1 sin )4 a cosrB2方向垂直纸面向外.P点的总磁感强度为 B B2 B14 a cos(1 sincos )rB的方向垂直纸面向外.解：Ob间的动生电动势:b点电势高于O点.Oa间的动生电动势:a点电势高于O点.41/5 _ 4L/5 .=-(oB(-L)2o o 2 5b点电势高于O点* 厉江的动土电动务；气5 _ _ 卡 1 1 I 2 = =-(oB(L)2 =o o 25 50a点电势倚于O点*化 U -Uf tdff2 = -fd82 二-2湖厂“ 2 1 50 5

17、0 50 105. 如图所示，一无限长直导线通有电流 I=5.0A，一矩形单匝线圈与此长直导线共面。设矩形线圈以V=2.0m/s的速度垂直于长直导线向右运动。已知： l=0.40m, a=0.20m, d=0.20m,求矩形线圈中的感应电动 势。若若线圈保持不动，而长直导线中的电流变为交变电流 i 10sin 100 t A i=10,求线圈中的感应电动势。（不计线圈的自感）解：（1）方法（一）如图，距离长直导线为 r处的磁感应强度为：图B 吐, 2分2 r选回路的绕行方向为顺时针方向，则通过窄条面积ds的磁通量为：d Bds ldr 2 分2 rdn-nlln3dtd dt2 10 6(V)

18、 4分方法二、相当于四段导体切割磁力线在瞬间，线圈产生的电动势等效于并接的两电动势。距离长直导线为r处的磁感应强度为:n( 1 2)当矩形线圈距离长直导线为 R时，通过矩形线圈的磁通量为1 2 10 7 0.40 In 0.20 0.20 10 100 coslOO t0.20练习六三、简答题设P点距两波源S1和S2的距离相等，若P点的振幅保持为零，则由S1和S2分别发出的两 列简谐波在P点引起的两个简谐振动应满足什么条件？答：两个简谐振动应满足振动方向相同，振动频率相等，振幅相等，相位差为 n .四、计算题1.有两个同方向、同频率的简谐振动，它们的振动表式为:，x2 0.06cos 10t

19、- (SI 制)4X1 x2振幅最大2. 已知一平面简谐波的表达式为 y =0.25cos(125t - 0.37x)(SI)(1) 分别求X1 =10 m，X2=25m两点处质点的振动方程；(2) 求X1，X2两点间的振动相位差；求x1点在t =4s时的振动位移。解：(1) x1 10m的振动方程为y 0.25cos 125t 3.7 SIx 10X! 25m的振动方程为yxe .25cos 125t 9.25 S|(2) X1和X2两点间的振动相位差为5.55rad(3) xi点在t =4s时的振动位移为3. 一列沿x正向传播的简谐波, 试求(1)(2)(3)P点的振动表式；此波的波动表式

20、；画出o点的振动曲线。A 0.2m ，0.6m015 0.6(m/s)0.25已知 ti 0和t2 0.25s时的波形如图所示。(假设周期T 0.25s)yx io,t 4s 0.25COS 仁5 4 3.7 m 0.249m匹 1(s)0.6o点的振动表式为0.2cos2 t4一横波沿绳子传播时的波动表式为 y 0.05cos（10 t 4 x） （SI制）。（1） 求此波的振幅、波速、频率和波长。（2） 求绳子上各质点振动的最大速度和最大加速度。（3） 求x=0.2m处的质点在t=1s时的相位，它是原点处质点在哪一时刻的相位？（4） 分别画出t=1s、1.25s、1.50s各时刻的波形。解

21、:（ 1）(2)(3)(4)0.05(m),1010105.0(Hz), T1042.5(m/s),0.05 100.05100t=1s时波形曲线方程为y 0.05 cos(100.05 cos4 x0.20,t=1.25s时波形曲线方程为y 0.05 cos(10 1.250.05cos(4 x 0.5 t=1.50s时波形曲线方程为y 0.05 cos(10 1.50.05cos(4131.4(s )1 s50.2(s)U 25 0.5mv 5.00.52 51.57( m / s)2 22 49.3(m/s2)9.2 (或0.8 )” 092(s)x)4 x)4 x)1s1.5sx )5.设S1和S2为两相干波源，初始相位相差，相距为4。若两波在S1与S2连线方向上的强度相同专业班级：学号：姓名：成绩：均为1。，且不随距离变化，求在S1 与 S2连线间由于干涉而波强为41。的点的位置。解：解：设P点到的S1距离为X,则P点到的S2距离为xS1 P图S2(4 x x)4x7当满足2k时，P点因干涉而静止,得x11(2k2 4)当k4,3, 2,1,0,1,2,3,时即当20 10 21 3 5 7 9 11x=J J J J J4 4 4 4 4 4时，P点静止。练习七略