机电学院—大学物理C-习题

7. 在pV图上有两条曲线abc和adc,由此可以得出以下结论: ( ) pa(A)其中一条是绝热线,另一条是等温线; b(B)两个过程吸收的热量相同; dc(C)两个过程中系统对外作的功相等;

V(D)两个过程中系统的内能变化相同。 O8. 有人设计一台卡诺热机(可逆的),每循环一次可以从400 K的高温热源吸热1800 J,向300 K的低温热源放热800 J, 同时对外作功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。

9. 1 mol理想气体从p-V图上初态a分别经历如图所示的(1) 或(2) p过程到达末态b.已知Ta Q2>0. (B) Q2> Q1>0.

b (C) Q2< Q1<0. (D) Q1< Q2<0.

(2)OV (E) Q1= Q2>0. [ ]

二、填空题 1.处于平衡态A的热力学系统,若经准静态等容过程变到平衡态B,将从外界吸收热量416 J,若经准静态等压过程变到与平衡态B有相同的温度的平衡态C,将从外界吸收热量582 J。所以,从平衡态A变到平衡态C的准静态等压过程中系统对外界所作的功为______________。

2. 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p量为_____。 c3. 如图所示,一理想气体系统由状态a沿acb到达状态b,系统吸收350J,而系统做功为130J。

a(1)经过过程adb,系统对外做功40J,则系统吸收的热量OQ=____________。

(2)当系统由状态b沿曲线ba返回状态a时,外界对系统做功为60J,则系统吸

收的热量Q=_____________。 4. 1mol双原子刚性分子理想气体,从状态a(p1,V1)沿p—V图所示直线变到状态b(p2,V2),则(1)气体内能的增量?E=___________________;(2)气体对外界所作的功

pBACV体的热

ObdVp热量

baOA=______________;(3)气体吸收的热量Q=______________。

V

6. 一卡诺热机(可逆的),低温热源为27℃,热机效率为40%,其高温热源温度为________K。今欲将该热机效率提高到50%,且低温热源保持不变,则高温热源的温度增加________K。

7. 一卡诺机从373K的高温热源吸热,向273K的低温热源放热,若该热机从高温热源吸收1000J热量,则该热机所做的功A=________,放出热量Q2=________。 三、计算题

1. 1mol单原子理想气体从300K加热到350K,

(1)容积保持不变;

13

(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?

2. 压强为1.0×105Pa,体积为0.0082m3的氮气,从初始温度300K加热到400K,如加热时(1)体积不变(2)压强不变,问各需热量多少?哪一个过程所需热量大?为什么? 3. 有一定量的理想气体,其压强按p?C的规律变化,C是个常量。求气体从容积V1增加到V2所做2V的功,该理想气体的温度是升高还是降低?

4. 1mol的氢,在压强为1.0×105Pa,温度为20℃时,其体积为V0。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80℃,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80℃。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;并在pV图上表示两过程。

6. 1摩尔理想气体在400K与300K之间完成一个卡诺循环,在400K的等温线上,起始体积为0.0010m3,最后体积为0.0050m3,试计算气体在此循环中所作的功,以及从高温热源吸收的热量和传给低温热源的热量。

7. 一热机在1000K和300K的两热源之间工作。如果⑴高温热源提高到1100K,⑵低温热源降到200K,求理论上的热机效率各增加多少?为了提高热机效率哪一种方案更好?

练习九 振动

一、选择题

1;已知一质点沿y轴作简谐振动。其振动方程为y?Acos(?t?3?)。与之对应的振动曲线是 4[ ]

A y o ?A y y A t (A) o ?A y (B) t A o ?A (C)

A t o ?A (D) t

xAB2. 两个简谐振动的振动曲线如图所示,则有 ( ) (A)A超前?/2; (B)A落后?/2;

o(C)A超前?; (D)A落后?。

3. 一个质点作简谐振动,周期为T,当质点由平衡位置向x轴正方向运动时,由

平衡位置到二分之一最大位移这段路程所需要的最短时间为: ( ) (A)T/4; (B)T/12; (C)T/6; (D)T/8。 4. 分振动方程分别为x1?3cos(50?t?0.25?)和x2?4cos(50?t?0.75?)(SI制)则它们的合振动表

t 14

达式为: ( )

(A)x?2cos(50?t?0.25?); (B)x?5cos(50?t); (C)x?5cos(50?t??1?tg?1); (D)x?7。 27

二、填空题

1.一质点沿x轴作简谐振动,振动范围的中心点为x轴的原点。已知周期为T,振幅为A。 若t = 0时质点

1处于x?A处且向x轴正方向运动,则振动方程为x = 。 4x(m)22. 一弹簧振子作简谐振动,其振动曲线如图所示。则它的周期T= ,其余弦

o2函数描述时初相位?= 。 ?23. 两个同方向同频率的简谐振动,其合振动的振幅为0.2m,合振动的位相与第一个简谐振动的位相差为π/6,若第一个简谐振动的振幅为3?10m,则第二个简谐振

动的振幅为 m,第一、二两个简谐振动的位相差为 。

三、计算题

1. 作简谐振动的小球,速度最大值为?m=3cm/s,振幅A=2cm,若从速度为正的最大值的某点开始计算时间,(1)求振动的周期;(2)求加速度的最大值;(3)写出振动表达式。

x (m) 2. 一简谐振子的振动曲线如图所示,则以余弦函数表示的振动方程为0.04 _________________________。

O 1 2 3.某振动质点的x-t曲线如图所示,试求:(1)运动方程;(2)点P对应的相位;(3)-0.04 到达点P相应位置所需要的时间。

练习十 机械波

y(m)一、选择题

1. 一个平面简谐波沿x轴负方向传播,波速u=10m/s。x=0处,质点振动曲线如图所示,2则该波的表式为 ( )

(A)y?2cos((B)y?2cos(?1t(s)t (s) ?2t?t??20x?x???)m;x?)m; (C)y?2sin(t?22202?????o1234t(s)?2?20)m;x?)m。 (D)y?2sin(t?22202??22. 一个平面简谐波沿x轴正方向传播,波速为u=160m/s,t=0时刻的波形图如图所示,则该波的表式为

( )

(A)y?3cos(40?t?(B)y?3cos(40?t??4x?x??2)m;(C)y?3cos(40?t?)m;(D)y?3cos(40?t??4x?x??2)m; )m。

y(m)3?u?4?2?4?2ox(m)48 15

?3

3.如图所示,S1和S2为两相干波源,它们的振动方向均垂直于图面,发出波长为? 的简谐波,P点是两列波相遇区域中的一点,已知 S1P?2?,S2P?2.2?,两列波在P点发生相消干涉.若S1的振动方程为 y1?Acos(2?t?1?),则S2的振动方程为

2 (A) y2?Acos(2?t? (C) y2?Acos(2?t?1?). (B) y2?Acos(2?t??).

24.. 在下面几种说法中,正确的是: S2 (A)波源不动时,波源的振动周期与波动的周期在数值上是不同的; (B)波源振动的速度与波速相同;

(C)在波传播方向上,任一质点的振动位相总是比波源的位相滞后; (D)在波传播方向上,任一质点的振动位相总是比波源的位相超前。 二、填空题

1?). (D) y2?2Acos(2?t?0.1?). 2S1 P 1. 一平面简谐波的周期为2.0s,在波的传播路径上有相距为2.0cm的M、N两点,如果N点的位相比M点位相落后?/6,那么该波的波长为 ,波速为 。 2. 处于原点(x=0)的一波源所发出的平面简谐波的波动方程为y?Acos(Bt?Cx),其中A、B、C皆为常数。此波的速度为 ;波的周期为 ;波长为 ;离波源距离为l处的质元振动相位比波源落后 ;此质元的初相位为 。 3. 一平面简谐波沿ox轴正向传播,波动方程为y?Acos[?(t?)?xu?4],则x?L1处质点的振动方程

为 ,x??L2处质点的振动和x?L1处质点的振动的位相差为

?2??1? 。

三、计算题

10?t?4?x)(SI制)1. 一横波沿绳子传播时的波动表式为y?0.05cos(。

(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.

2.图示一平面简谐波在t = 0 时刻的波形图,求 (1) 该波的波动表达式; (2) P处质点的振动方程.

3. 一列沿x正向传播的简谐波,已知t1?0和t2?0.25s时的波0.2形如图所示。(假设周期T?0.25s)试求

(1)P点的振动表式; (2)此波的波动表式; (3)画出o点的振动曲线。

y (m) u = 0.08 m/s x (m) 0.60 O -0.04 P 0.20 0.40 y(m)t1?0x(m)t2?0.25so?0.2P0.45 16

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