1、大學物理自習練習題大學物理自習練習題 流體力學流體力學 一、選擇題 1、關(guān)于粘滯系數(shù)，下列說法正確的是D (A)對于液體，溫度越低，粘滯系數(shù)越小，內(nèi)摩擦力越小 (B)對于液體，溫度越高，粘滯系數(shù)越大，內(nèi)摩擦力越小 (C)對于氣體，溫度越高，粘滯系數(shù)越大，內(nèi)摩擦力越小 (D)對于氣體，溫度越高，粘滯系數(shù)越大，內(nèi)摩擦力越大 2 2、如圖所示，金屬框架的A、B 間系一個棉線圈，先使布滿肥皂膜，然后將P 和 Q 兩部分 肥皂膜刺破后，線的形狀將如圖(b)中的C 3 3、兩根材料相同的毛細管插入同一液體中，液面上升高度比為H1：H2= 12，兩毛細管半 徑比為B (A) 1:2(B) 2:1(C) 1:

2、4(D) 4:1 4 4、用兩根細繩將兩輕球吊在同一高度， 使兩球間距離比較靠近， 然后用一細管向中間吹氣， 使氣流從兩球中間通過，則兩球B (A) 將分開(B) 將靠攏(C) 保持不動(D)以上結(jié)論都不對 二、簡答題二、簡答題 1 1、兩只船在平行前進時，若靠得較近，極易發(fā)生碰撞，為什么？ 答案答案: : 因為當兩條木船朝同一方向并進時，兩船之間水的流速增加（1 分），根據(jù) 伯努利方程可知，它們間的壓強會減小， 每一條船受到外側(cè)水的壓力大，因此兩 船會彼此靠攏甚至導致船體相撞。 2 2、如圖所示，打開 2、3 閥 B 將縮小，A 將增大。請解 釋一下“大泡吃小泡”現(xiàn)象的物理原因？ 答答 案案

3、 : :氣泡內(nèi)外的壓強差為：P A P 0 4 ， R A 1 / 10 P B P 0 4 ； ， ， R B 所以打開 2、3 閥 B 將縮小，A 將增大。 三、填空題 1、為測試某種殺蟲劑的表面張力系數(shù)，如圖在金屬框架中形成 一液膜，金屬絲長為 5,可以自由滑動，拉此殺蟲劑液膜平衡時， 所需的平衡力 310-3N，則殺蟲劑藥水的表面張力系數(shù)大小為 3102N m1。 02、有一直徑為5mm的水銀滴，溫度在20 C時的表面張力系數(shù) 為47010 N m ，則水銀滴的附加壓強為 376。 3、橫截面為4m的水箱，下端裝有一水管，水在水管中以2ms的速度流動。若水管的 2 橫截面為10cm，那

4、么水箱內(nèi)水面下降時的速度為v2 5104 31 21 ms1。 1 4、 水在粗細不均勻的水平管中穩(wěn)定流動， 已知截面S 1 處的壓強為100P a ， 流速為0.2ms， 在截面S 2 處的壓強為5P a ，則截面S 2 處的流速v 2 0.48m s 。 四、計算題四、計算題 P34P34 例題例題 2-92-9 P43P43 習題習題 2-22-2，2-42-4，2-62-6 P44P44 習題習題 2-182-18，2-192-19 1 1、某食品工廠安裝有水過濾系統(tǒng)，假定過濾后的純凈水在管中作穩(wěn)定流動，在某點處流速 為 1m1m，而在比它高 1.5m1.5m 的另一點處的流速為 2m

5、2m。已知低處的壓強p11.810 Pa，求 高處的壓強。 （計算時取 10m10m2 2） 解解: : 利用伯努利方程利用伯努利方程 4 1 1 2 1 2 p 1 v 1 gh 1 p 2 v 2 gh 2 22 22 p 2 p 1 0.5v 1 v 2 gh 1 h 2 1.8104 0.51.01031 41.0103101.5 1.810 1.510 1.510 1.5103Pa 434 熱力學和統(tǒng)計物理學熱力學和統(tǒng)計物理學 一、選擇題一、選擇題 1、一定量的理想氣體若從同一狀態(tài)分別經(jīng)絕熱、等溫和等壓過程，膨脹了相同的體積，在 2 / 10 這三個過程中理想氣體對外所作的功分別為、

6、和，則有D (A)；(B) ；(C) ； (D) 。 2、在一密閉容器內(nèi)，儲有A、B、C 三種理想氣體，A 氣體的分子數(shù)密度為 n1，它產(chǎn)生的壓 強為 p1，B 氣體的分子數(shù)密度為 2n1，C 氣體的分子數(shù)密度為 3n1，則混合氣體的壓強為 D (A)3 p1(B) 4 p1(C)5 p1(D)6 p1 3、處于平衡態(tài)的一瓶氦氣和一瓶氮氣的分子數(shù)密度相同，分子的平均平動動能也相同，則 它們C A溫度、壓強均不相同B溫度相同，但氦氣壓強大于氮氣壓強 C溫度、壓強都相同D溫度相同，但氦氣壓強小于氮氣壓強 4、兩個相同的剛性容器，一個盛有氫氣，一個盛有氦氣（均視為剛性分子理想氣體）。開始 時它們的溫

7、度和壓強都相等，先將3J 熱量傳給氦氣，使之升高到一定溫度。若使氫氣也升 高同樣的溫度，則應向氫氣傳遞熱量B A3JB5JC6JD10J 5 5、溫度為 T 的剛性雙原子理想氣體平均平動動能為B (A)kT(B) 3kTkT (C) 2kT(D) 22 6 6、一恒溫容器恒溫容器內(nèi)儲有某種理想氣體，若容器發(fā)生緩慢漏氣，容器內(nèi)氣體分子的平均平動動 能C C (A) 變大(B)變小(C)不變(D)不能確定 二、填空題二、填空題 1、室內(nèi)生起爐子后，溫度從 15 上升到 27，設(shè)升溫過程中，室內(nèi)的氣壓保持不變，問升溫 后室內(nèi)分子數(shù)減少了4%（填寫百分比） 2 2、氫氣的自由度是5； 1g 氫氣溫度為

8、 27 C時所具有的內(nèi)能是 3120J 3、1 某種剛性雙原子分子理想氣體，在等壓過程中溫度升高1k，內(nèi)能增加了 20.78J，則氣 體對外作的功為8.31J，氣體吸收熱量為29.09J（8.31） 4、 設(shè)低溫熱源熱力學溫度是高溫熱源的熱力學溫度的 0 1 倍， 則理想氣體在一次卡諾循環(huán)中， n 傳給低溫熱源的熱量是從高溫熱源吸收熱量的 1 倍。 n 5、如圖所示， 體系由 A 態(tài)經(jīng)過程到達 C 態(tài)，吸收的熱量為 350J， 同時對外做功 126J。系統(tǒng)內(nèi)能的增量是 224J；如果沿進行，系 3 / 10 統(tǒng)對外做功為 42J，則系統(tǒng)吸收的熱量264J；如果系統(tǒng)由C 出發(fā)沿曲線 返回 A，外

9、界對系統(tǒng)做功為84J，則系統(tǒng)吸熱-308J。 6、一卡諾熱機的低溫熱源溫度為 300K，效率為 40%，若將其效率提高到 50%，則高溫熱 源的溫度提高了100K。 三、計算題：三、計算題： P78P78 例題例題 4-54-5 P80P80 例題例題 4-64-6 P86P86 習題習題 4-114-11 1、1 雙原子分子理想氣體，做如圖所示的循環(huán)，圖中 代表絕熱過程。試求： （1）一次循環(huán)過程中，體系從外界吸收的熱量； （2）一次循環(huán)過程中，系統(tǒng)向外界放出的熱量； （3）循環(huán)的效率。 解：過程吸熱：Q1 C v T C v (T b T a ) 2C vTa 5RT a 5P aVa 5

10、00J 過程放熱：Q 2 C p T C p (T c T a ) C pTa 7 RT a 350J 2 C pTa Q 2 循環(huán)的效率：11 30% Q 1 2C vTa （雙原子分子理想氣體C p 75 R,C v R） 22 四、辨析題四、辨析題 1、由公式p 2 v2,計算出壓強 p；或者可以實驗測出 p、m 和n k ，可以實驗測出n、m、 3 氣體體積，而估算出分子的平均平動動能 k 。 答：速率平方的平均值為統(tǒng)計平均數(shù)，無法通過實驗測出，因此第一點不可行。 p、m 和氣體體積可以通過實驗測出，第二點可行。 2、因為自然界的過程都遵守能量守恒定律，所以遵守能量守恒定律的過程都可以

11、在自然界 中出現(xiàn)。 答：能量守恒定律作為自然界的基本定律，自然界的過程都遵守能量守恒定律。 但遵守能量守恒定律的過程不一定可以在自然界中出現(xiàn)。 如功可以完全通過摩擦轉(zhuǎn)化為 4 / 10 熱，而熱全部轉(zhuǎn)化為功是不可行的。 光學光學 一、一、選擇題選擇題 1在空氣中做雙縫干涉實驗，屏幕E 上的 P 處是明條紋。若將縫S2蓋住，并在 S1、S2連線 的垂直平分面上放一平面反射鏡M，其它條件不變(如圖)，則此時（ B） 處仍為明條紋 處為暗條紋 處位于明、暗條紋之間 D.屏幕 E 上無干涉條紋 2在雙縫干涉實驗中，為使屏上的干涉條紋間距變大,可以采的辦法是（ B） A.使屏靠近雙縫 B.使兩縫的間距變

12、小 C.把兩個縫的寬度稍微調(diào)窄 D.改用波長較小的單色光源 3在楊氏雙縫干涉實驗中，若用折射率為n 薄玻璃片將上面的狹縫擋住，則此時中央亮條 紋的位置與原來相比應（A） (A) 向上移動；(B) 向下移動； (C) 不動；(D) 根據(jù)具體情況而定。 4在照相機鏡頭的玻璃上均勻鍍有一層折射率n 小于玻璃的介質(zhì)薄膜，以增強某一波長 的透射光能量，假定光線垂直入射，則介質(zhì)膜的最小厚度應為(D) (A)；(B)/2n；(C)/3n；(D)/4n。 5一折射率為n、厚度為 e 的薄膜處于折射率分別為n1和n 3的介質(zhì)中，現(xiàn)用一束波長為 的平行光垂直照射該薄膜，如圖，若n n n，則反射光 a、b 的光程

13、差為 ( B ) （A） 、2n e 2 ；（B） 、2n 2e ； （C） 、2n 2e ；（D） 、n 2e 。 6在單縫夫瑯禾費衍射實驗中， 波長為的單色光垂直入射在寬度為 3 的單縫上，對應于 衍射角為30的方向，單縫處波陣面可分成的半波帶數(shù)目為（B） （A）2 個（B）3 個（C）4 個（D）6 個 5 / 10 7當平行單色光垂直入射于如圖所示空氣劈尖，兩塊平面玻璃的折射率為n 1 1.50，空氣 的折射率為n21，C 點處的厚度為 e，在劈尖上下表面反射的兩光線之間的光程差為(D) A2n2e B2n2e/2 C2n1e D2n1e/2 8如圖所示，兩個直徑有微小差別的彼此平行的

14、滾柱之間的距離 為 L，夾在兩塊平面晶體的中間，形成空氣劈形膜，當單色光垂直 M 入射時，產(chǎn)生等厚干涉條紋，如果滾柱之間的距離L 變小，則在 L 范圍內(nèi)干涉條紋的（C） （A）數(shù)目減小，間距變大（B）數(shù)目減小，間距不變 （C）數(shù)目不變，間距變?。―）數(shù)目增加，間距變小 4 a b a1 b1 N C Q 9波長550nm的單色光垂直入射于光柵常數(shù)d 1.010 cm的光柵上，可能觀察到 的光譜線的最大級次為（D） （A）4（B）3（C）2（D）1 10三個偏振片P 1 、P 2 與P 3 堆疊在一起，P 1 與P 3 的偏振化方向相互垂直，P 2 與P 1 的偏振 化方向間的夾角為45，強度為

15、I 0 的自然光入射于偏振片P 1 ，并依次透過偏振片P 1 、P 2 與 P 3 ，則通過三個偏振片后的光強為 （C） （A） I 0 3III （B） 0 （C） 0 （D） 0 16884 二、填空題二、填空題 1光相干的必要條件為頻率相同、相位差恒定或相位相同、 振動方向平行。 2在雙縫干涉實驗中，形成第三級明紋的兩束光 (波長為)的相位差為 0 或6；光程差為 3。 3一束波長為的單色光，從空氣垂直入射到折射率為n的透明薄膜上，要使反射光得到 加強， 薄膜的最小厚度為 4n ， 若要使反射光得到減弱， 薄膜的最小厚度為 2n 。 4一束光強為I 0的自然光通過一個偏振片后，光強變?yōu)?

16、1 I 0 ，若通過兩個偏 2 6 / 10 振化方向夾角為/6的偏振片后，光強變?yōu)?3 I 0 。 8 5自然光從空氣射到折射率為 3的玻璃上，欲使反射光成為偏振光，則起偏角應為 60 。 6白光垂直照射到空氣中一厚度為3.8 10 m的肥皂膜上，設(shè)肥皂膜的折射率為了1.33， 則反射干涉加強的光的波長為674、403。 7如圖所示，把細絲夾在兩塊平玻璃板之間， 已知細絲到棱邊距離為2.888 10 m，入射 光波長為5.893 10 m，測得30 條亮條紋間的間距為4.295 10 m，則細絲的直徑d為 55.7 51 0m 。 73 2 7 8在白光照射單縫產(chǎn)生的夫瑯禾費衍射公式中， 某

17、一波長為 0 的光波的第三級暗條紋與紅 77 光（ 6 10 m ）的第二級暗條紋相重合，則 0 41 0m 。 9可見光的波長范圍大約從400 到 760，將這個范圍的可見光垂直入射到每厘米有6000 條 刻痕的平面光柵上，則第一級可見光譜的角寬度為0.216 弧度。 10單縫的寬度a0.40mm，以波長589nm的單色光垂直照射，設(shè)透鏡的焦距 f1. 0m，則中央明紋的寬度為 2.945。 11用劈尖干涉來檢測工件表面的平整度， 當波長為的單 色光垂直入射時,觀察到的干涉條紋如圖所示，每一條紋的 彎曲部分的頂點恰與左鄰的直線部分的連線相切 試說明工 件缺陷是凸還是凹?并估算該缺陷的程度 解

18、: 工件缺陷是凹的 故各級等厚線(在缺陷附近的)向棱邊 方向彎曲按題意，每一條紋彎曲部分的頂點恰與左鄰的直 線部分連線相切， 說明彎曲部分相當于條紋向棱邊移動了一 條，故相應的空氣隙厚度差為 e 2 ，這也是工件缺陷的程度 三計算題三計算題 P94P94例題例題 5-15-1 P99P99例題例題 5-25-2 P104P104 例題例題 5-45-4 P107P107 例題例題 5-55-5 P113P113 例題例題 5-95-9 1 白光垂直照射到空氣中一厚度為380nm的肥皂膜上，設(shè)肥皂膜的折射率為1.33，試問該 膜的正面呈現(xiàn)什么顏色?背面呈現(xiàn)什么顏色? 解:反射面存在半波損失，由反

19、射干涉相長公式有 7 / 10 k(k 1,2,) 2 4ne41.33380020216 得 2k 12k 12k 1 2ne k 2, 2 673.9nm (紅色) k 3, 3 404.3nm (紫色) 所以肥皂膜正面呈現(xiàn)紫紅色 透射面不存在半波損失，由透射干涉相長公式 2ne k(k 1,2,) 2ne10108 kk 當k 2時， =505.4nm (綠色) 所以 故背面呈現(xiàn)綠色 2 如題13.13圖，波長為680nm的平行光垂直照射到L0.12m長的兩塊玻璃片上，兩玻璃 片一邊相互接觸，另一邊被直徑d=0.048的細鋼絲隔開求： (1) 兩玻璃片間的夾角? (2) 相鄰兩明條紋間空

20、氣膜的厚度差是多少? (3) 相鄰兩暗條紋的間距是多少? (4) 在這0.12 m內(nèi)呈現(xiàn)多少條明條紋? 解: (1)由圖知，Lsin d，即L d 故 d0.048 4(弧度) 4.010 3L0.1210 (2)相鄰兩明條紋空氣膜厚度差為e 2 3.4107m 68001010 6 85010 m 0.85mm (3)相鄰兩暗紋間距l(xiāng) 224.0104 (4)N L 141條 l 3一個沿 x 軸做簡諧振動的彈簧振子，振幅為 A，周期為 T，其振動方程用余弦函數(shù)表出. 如果 t0 時質(zhì)點的狀態(tài)分別是： (1)x0A； (2)過平衡位置向正向運動； (3)過x A 處向負向運動； 2 8 / 10 (4)過x A 處向正向運動. 2 試求出相應的初位相，并寫出振動方程. 解：因為 x 0 Acos 0 v Asin 0 0 2 x Acos(t ) T 23 x Acos(t ) T2 2 x Acos(t ) T3 25 x Acos(t ) T4 將以上初值條件代入上式，使兩式同時成立之值即為該條件下的初位相故有 1 2 3 4 3 2 3 5 4 （用旋轉(zhuǎn)矢量法如何求解）？（用旋轉(zhuǎn)矢量法如何求解）？ 4題 8-5 圖為兩個諧振動的 xt 曲線，試分別寫