21世紀(jì)普通高等教育基礎(chǔ)課規(guī)劃教材大學(xué)物理尹國(guó)盛楊毅(河南大學(xué))習(xí)題思考題答案-資料下載頁(yè)
2025-05-15 03:57本頁(yè)面
【正文】 程得：，．所以： ?。⊿I制） 65 有一簡(jiǎn)諧振動(dòng)振幅A = 12 cm，周期T = 3 s，若振子在位移x =６cm處并向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，請(qǐng)做出其位移－時(shí)間曲線(xiàn)，并求出其運(yùn)動(dòng)到x = ６cm處所需的最短時(shí)間．解：若設(shè)該簡(jiǎn)諧振動(dòng)的方程為：那么由題意可知，該簡(jiǎn)諧振動(dòng)的圓頻率，所以初相位為：．其其位移－時(shí)間曲線(xiàn)圖如上圖所示．其運(yùn)動(dòng)到x= ６cm處時(shí)，有，解得：．因所求的是最短時(shí)間，上式取，因此．610 有一水平彈簧振子K = 24 N/m，重物的質(zhì)量m = 6 kg，靜止在平衡位置上,如圖628所示．設(shè)以一水平恒力F = 10 N作用于物體（不計(jì)摩擦）， m，此時(shí)撤去力F．當(dāng)重物運(yùn)動(dòng)到左方最遠(yuǎn)位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，求運(yùn)動(dòng)方程．解： 由題意可知，物體在做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，設(shè)其運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為：根據(jù)能量守恒定律，系統(tǒng)的彈性勢(shì)能為：代入數(shù)據(jù)，從而解得：．又因，從而解得．因此物體的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為：（SI制）第7章 機(jī)械波習(xí)題參考答案：75一平面簡(jiǎn)諧波沿x軸正向傳播，其振幅和圓頻率分別為A和ω，波速為u，設(shè)t = 0時(shí)的波形曲線(xiàn)如圖722所示．(1) 寫(xiě)出此波的波動(dòng)方程；(2) 求距O點(diǎn)分別為λ/8和3λ/8兩處質(zhì)元的振動(dòng)方程；(3) 求距O點(diǎn)分別為λ/8和3λ/8兩處質(zhì)元在時(shí)刻的振動(dòng)速度．圖722解：(1) 以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，由圖可知，初始條件為，所以初相 波動(dòng)方程為 (2) 處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為(3) x處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為所以時(shí)刻，處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度為同理可得時(shí)刻，處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度為77 聲波的頻率大約在的范圍內(nèi)．已知聲波在0゜ m/s，在20゜C水中的波速為1483 m/s．那么相應(yīng)溫度下聲波在空氣和水中的波長(zhǎng)范圍分別是多少？解：因機(jī)械波的波長(zhǎng)為．所以在0゜C的空氣中聲波的最長(zhǎng)波長(zhǎng)和最短波長(zhǎng)分別為即在0゜C的空氣中，聲波的波長(zhǎng)范圍大約為17mm 至17 m．同理，在水中，即在20゜C的水中，聲波的波長(zhǎng)范圍大約為74mm 至74 m710如圖723所示，兩相干波源分別在P，Q兩點(diǎn)，它們發(fā)出頻率為，波長(zhǎng)為，初相相同的兩列相干波，設(shè)，R為PQ連線(xiàn)上的一點(diǎn)．求：(1) 自P，Q發(fā)出的兩列波在R處的相位差；(2) 兩波在R處干涉時(shí)的合振幅．圖723解：(1) 設(shè)兩相干波的振幅分別為，之間的距離為，之間的距離為，相位差 (2) 兩相干波在R點(diǎn)疊加干涉減弱，合振幅711如圖724所示，SS2是兩相干波源，相距1/4波長(zhǎng)，S1比S2比相位超前π/2．設(shè)兩波在SS2連線(xiàn)上的強(qiáng)度相同，均為I0，且不隨距離變化，問(wèn)SS2連線(xiàn)上在S1外側(cè)各點(diǎn)處的強(qiáng)度I1多大？在S2外側(cè)各點(diǎn)處的強(qiáng)度I2多大？圖724解：取SS2連線(xiàn)方向?yàn)檎颍c(diǎn)取在S1處，如圖所示．S1發(fā)出的波的表達(dá)式為S2發(fā)出的波的表達(dá)式為利用關(guān)系式，則的表達(dá)式可改寫(xiě)在S1外側(cè)，x0 ，所以合成波的強(qiáng)度I1=0.在S2外側(cè)， ,方法二：求出在s1外側(cè)時(shí)，在S2外側(cè)時(shí)，第9章 溫度和氣體物態(tài)方程習(xí)題參考答案：93 1010 Pa，若系統(tǒng)溫度為300K，在如此低的壓強(qiáng)下，氣體分子數(shù)密度為多少？解： 96 一氫氣球在20℃，；夜晚時(shí)溫度降為10℃，.. 漏掉了多少氫氣？解：第10章 氣體動(dòng)理論思考題106 速率分布函數(shù)f(v)的物理意義是什么？說(shuō)明下列各式的物理意義：（1）；（2）；（3）；（4） （5）解：速率分布函數(shù)，表示在速率區(qū)間內(nèi)單位速率區(qū)間所含的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比；（1）它表示在速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比；（2）它表示在速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)；（3）它表示在速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比；（4）它表示在速率區(qū)間內(nèi)的分子總數(shù)；（5）它表示在速率區(qū)間內(nèi)分子的平均速率。習(xí)題參考答案：101 體積為V=，其壓強(qiáng)p=，溫度為T(mén)=300K，試求：?jiǎn)挝惑w積中的分子數(shù)n、分子的平均平動(dòng)動(dòng)能和氣體的內(nèi)能.解：， ，106 圖106中I、Ⅱ兩條曲線(xiàn)是兩種不同氣體（氫氣和氧氣）在同一溫度下的麥克斯韋分子速率分布曲線(xiàn)，試由圖中數(shù)據(jù)求：（1）氫氣分子和氧氣分子的最概然速率； （2）氣體的溫度.圖106解：由可知，在相同溫度下摩爾質(zhì)量較大的氣體，其最概然速率較小。由此可斷定圖中所標(biāo)vp=2000ms1對(duì)應(yīng)于氫氣分子的最概然速率。(1) , (2)= 481K109 有N個(gè)質(zhì)量均為m的同種氣體分子，它們的速率分布如圖107所示.（1）說(shuō)明曲線(xiàn)與橫坐標(biāo)所包圍面積的意義； （2）由N和求a值； （3）求速率在到間隔內(nèi)的分子數(shù)； （4）求分子的平均平動(dòng)動(dòng)能. 圖107解：(1) 由圖得分子的速率分布函數(shù)： () = () ()圖中曲線(xiàn)與橫坐標(biāo)所包圍面積的意義：它表示在速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)，即為系統(tǒng)總分子數(shù)；(2) 利用歸一化條件：(3) (4) 第11章 熱力學(xué)定律習(xí)題參考答案：113 mol的空氣，溫度為27℃，維持壓強(qiáng)不變，而使空氣的體積脹到原體積的3倍，求空氣膨脹時(shí)所作的功. 解：=103J114 1mol范德瓦耳斯氣體等溫地由體積V1膨脹到V2的過(guò)程中對(duì)外作功多少？解： =1112 如圖119所示，一容積為40L的絕熱容器盛有2 mol的氧氣，中間用一無(wú)摩擦的絕熱活塞均分為A、105 Pa，現(xiàn)使電流I通過(guò)電阻r緩慢加熱A部氣體，：（1）在無(wú)限短的時(shí)間dt內(nèi)，針對(duì)A部氣體的熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式形式如何？（2）兩部分氣體最后的溫度各為多少？（3）A部氣體吸熱多少？圖119 習(xí)題1112用圖 圖1110 習(xí)題1113用圖解：（1）（2）部分中含有1mol氣體，進(jìn)行的是絕熱過(guò)程，設(shè)開(kāi)始時(shí)溫度為，體積為，過(guò)程結(jié)束后部分溫度為，體積為，根據(jù)絕熱過(guò)程方程=常量，有：=322K 部分氣體進(jìn)行的過(guò)程較為復(fù)雜，但有，=966K （3）A部氣體吸收的熱量，等于整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)能的增量，故有： =1113 ，設(shè)V2＝2V1T1＝300K，T2＝200K，求循環(huán)效率.（=(molK) 解：AB為等溫膨脹吸熱,CD為等溫壓縮放熱，DA為等體過(guò)程吸熱 ，BC為等體過(guò)程放熱
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