物理學II習題答案

1、安徽農業(yè)大學2014生物制藥 物理學II習題院（系） 生命科學學院專業(yè)生物制藥學 號 14102686姓 名 董 世 峰授課教師郭 守 月(安徽農業(yè)大學應用物理系編)第一章 流體的運動一、填空題1、連續(xù)性原理的實質是 質量流 和 體積流 守恒。2、理想流體忽略了實際流體的 可壓縮性 和 黏滯性 。3、直徑0.8m的總管中水流速為1m/s，則四根直徑均為0.4m的分管中水流速為 1 m/s 。4、橫截面積為梯形的水渠，底寬2m，水面寬4m，水深1m，它有兩個截面也為梯形的分支，都是底寬1ms，問總水渠中水的流速是 0.15 m/s 。 5、 牛頓粘滯定律的數學表達式為。6、半徑為的水滴在空氣中以

2、速度下落，若空氣的粘滯系數，則水滴受到的粘滯阻力為。二、單項選擇1、設理想流體在水平管道中作穩(wěn)定流動，且管道截面粗細不均勻，則細處的流速和壓強為：( B )A、流速大，壓強也大 B、流速大，壓強小 C、流速小，壓強大 D、難以判斷2、如圖盛有液體的開口容器，側壁上開有一小孔，小孔面積遠小于容器的截面積，則小孔處的液體流速為：( C )。A、 B、C、 D、3、水平的玻璃流管，由截面均勻但大小卻不相同的A、B、C三段串聯而成，水從A段流入，從C段流出，若三段管壁上各有一小孔，水流動時A段小孔有氣泡出現，B段小孔有水射出，C段小孔不射水也無氣泡出現，設水為理想流體，則三段管中內徑最大的是：( B

3、)。A、 A段 B 、B段C、 C段 D、無法判斷4、實際流體的粘滯系數是由：( A )A、由流體本身性質決定，與溫度有關B、 由流體本身性質決定，與溫度無關 C、 與溫度有關，與流體本身性質無關D、 與溫度無關，與流體本身性質無關三、計算題1、變截面水平小管寬部分的截面積S18cm2，小管窄部分截面積S20.04 cm2，小管中的壓強降落是25Pa，求寬管中液體流動速度kg/m3)。解：= 0.13 m/s2、某大樓統一由鋪設在地下的自來水管道供水，若打開二樓的水龍頭，測得水流的速度m/s，求打開一樓的水龍頭時水流的速度。（假設大樓的樓層高為4米）解：15.0 m/s3、在一個開口截面積很大

4、的容器底部開一個小孔，若容器內盛有深為H米的水(視為理想流體)，且假設容器開口截面積遠大于小孔面積，求容器內的水流盡所需要的時間。解：4、如圖，管內的水(視為理想流體) 從A經B、C流向D，已知在C處的水流，B、2，2(為計算方便，近似認為圖中U型管口在同一水平線上)，求：B處的水流流速。PCPB為多少？ U型管內水銀柱的高度差h為多少?（已知水銀的密度為，水的密度為）解：1.2 m/s700 Pa5.7 mm第二章 液體的表面現象1、液體的表面有 收縮 趨勢，即存在 表面張力 作用，其大小可表示為，其中比例系數稱為 表面張力系數 ，它的單位是N/m 或 J/。2、為估計液體表面積改變時表面能

5、的變化，試計算在20ºC時半徑為的許多小水滴融合成一個半徑為的大水滴時所釋放的能量為。3、影響液體表面張力系數的因素有 液體的性質 、 雜質情況 、 溫度 、 相鄰物質化學性質 。4、 剛剛在水面下，有一直徑為的球形氣泡，若水面上的氣壓為，設水的表面張力系數為，則氣泡內壓強為。5、在水面下h 米處有一半徑為R的氣泡，則該氣泡內的壓強，（設水面上的氣壓為），若該氣泡等溫上升，并在液面上成為一半徑為的液泡時，則此液泡內的壓強。 (其中水的密度為，表面張力系數為。) 6、理想流體是假設的理想模型，它突出了流體的 流動性 性質，而忽略了 黏滯性 和 可壓縮性 性質。當研究液體的潤濕現象時，液

6、體被視為理想流體還是實際流體？答: 實際流體 。7、空氣中一個肥皂泡，水中一個氣泡，其曲率半徑均為R，設肥皂水的表面張力系數為，水的表面張力系數為，則空氣中的肥皂泡與水中氣泡的內外壓強差分別為和。8、一個U 型玻璃管如圖所示，粗管和細管的管道內半徑分別為R 和r，若假設彎曲液面的接觸角都為，則兩邊水面的高度差為。9、空氣中有一盛水的毛細管，管的上下兩端都開口，已知管內水柱高度為，水的表面張力系數為，水的密度為，且，C為管內水柱的中點，假設彎曲液面的接觸角。毛細管的內半徑為，水柱下端彎曲液面的曲率半徑為R，則或。 10、有兩個內徑不同的玻璃毛細管，若同插入水中，其管內液面高度差為，若將水換成酒精

7、時，兩毛細管中的液面高度差為，已知，則。 (設彎曲液面的接觸角均為，) 11、玻璃毛細管的內徑(直徑)為，將其插入水中，水在管中上升高度為，則水的表面張力系數為。 (設接觸角) 12、毛細管插入水中，水上升的高度為，若使毛細管僅露出水面，水是否會從管內噴出? 答： 不會 。第三章 熱力學基礎一、選擇：1、下列說法哪個正確? ( B ) A、系統含有熱量 B、系統含有內能C、系統含有功 D、一定量的單原子氣體溫度愈高，內能愈大2、下列幾組物理量中，全部為過程量的是 ( C ) A、P、Q、U B、 W、Q、S C、 W、Q D、 W、Q、T、U3、兩容器分別盛有兩種不同的理想氣體，若它們的壓強和

8、體積相同。則兩氣體A、內能一定相等B、內能一定不相等，因為它們的溫度可能不等C、內能一定不相等，因為它們的質量可能不等D、內能一定不相等，因為它們的分子數可能不等4、 一定量的理想氣體，從a狀態(tài)變化至b狀態(tài)可經歷三種過程：；。 三種過程中氣體對外作功： ( C )A、<<B、<<C、<<D、<<5、已知0ºC、1atm下，某單原子理想氣體的體積為22.4L，分別經歷等溫、絕熱過程將其壓縮至16. 8L，氣體分別需作功 ( D ) A、 -8J，-91J B、 -8J，-22J C、 -285J，-719J . D、 -653J，-719

9、J 6、理想氣體的定壓摩爾熱容大于定體摩爾熱，這是由于：( B )A、膨脹系數不同 B、膨脹時氣體需要對外界作功C、分子間引力作用 D、膨脹速度不同7、某理想氣體狀態(tài)變化時，其內能U隨壓強P的變化關系如圖中直線AB所示，則從狀態(tài)A至狀態(tài)B可能的變化過程為:（ B ）A、等溫過程 B、等容過程 C、等壓過程 D、絕熱過程8、一定量的理想氣體，由平衡態(tài)A變化至平衡態(tài)B，無論經過什么過程，系統必不可能的結果是 ( D ) A、對外作正功 B、內能增加C、從外界吸熱 D、向外界放熱9、某卡諾熱機，高溫熱源的溫度為800K，循環(huán)效率為40%，則該熱機低溫熱源的溫度為 ( A ) A、480KB、484K

10、C、961KD、589K 10、下列說法中唯一正確的是( A ) A、熱機的效率可表達為B、可逆熱機的效率可表達為C、兩條絕熱線與一條等溫線可以構成一個循環(huán)D、一條等溫線與一條絕熱線可以相交兩次二、填空1、熱力學系統吸熱后，內能是否一定增加?舉例說明。 不一定；略 。若系統對外作功是否一定從外界吸熱? 舉例說明。 不一定；略 。2、某理想氣體的比熱容比，則其定壓摩爾熱容量為，定體摩爾熱容量為。3、理想氣體的初狀態(tài)為(、)，經過絕熱膨脹后，體積增至原來的3倍，設該理想氣體的比熱容比為，則膨脹后溫度為，壓強為。4、如圖所示，理想氣體的狀態(tài)在的變化過程中，氣體的內能會 增加 (增加，減少)。氣體是從

11、外界吸熱還是向外界放熱？ 吸熱 。5、熱機的循環(huán)效率可用公式表示，則公式中各物理量的涵義分別是什么? 系統對外做的凈功 、 從高溫熱源吸收的熱量 、 放到低溫熱源的熱量 6、卡諾循環(huán)需要兩個恒溫熱源，分別是 高溫熱源 和 低溫熱源 ，卡諾循環(huán)共由兩個 等溫 過程和兩個 絕熱 過程構成。7、工作物質經過卡諾熱機循環(huán)，從高溫熱源中吸收的熱量，有3/4放給了低溫熱源，則該卡諾循環(huán)效率為 25% 。8、工作在0ºC與27ºC之間的卡諾致冷機，其致冷系數為 10 。9、(1) 使系統對外界作功，卻不從外界吸收熱量，是否可能?試舉例說明之。解：有可能；舉例略。 (2) 使系統與外界沒有

12、熱量傳遞而升高系統溫度，是否可能?舉例說明之。解：有可能；舉例略。三、計算題1、如圖所示，1mol 氧氣經歷的循環(huán)過程，其中為等溫過程，假設狀態(tài)的溫度為。試求：1) 過程中等于多少?過程中為多少?過程中為多少? 2)該循環(huán)過程的效率為多少?解：1）；2） 2、1mol理想氣體由狀態(tài)1 變到狀態(tài)2，可以經過如圖所示的兩個不同過程和，圖中，。已知該理想氣體的定體摩爾熱容量，且狀態(tài)1的溫度為T，求氣體分別在這兩個過程變化中系統從外界吸收的熱量和對外所作的功。解：；3、摩爾數相同的三種氣體、 、 。若都視為理想氣體，且它們從相同的初狀態(tài)出發(fā)，經過等容吸熱的過程，如吸收的熱量相等，試問：(1) 三種氣體

13、溫度的升高是否相等? 若不等，則情況怎樣？(2) 三種氣體壓強的增加是否相等？若不等，則情況怎樣？解：（1）不等；，若Q相同，但自由度不同，故溫度改變也不同。（2）不等；，體積不變，溫度增量不同，壓強的增量不同。4、(1) 用一個卡諾致冷機從7ºC 熱源中吸收1000J 的熱量傳給27 ºC的熱源，則需要外界作多少功?若從173 ºC的熱源中吸收熱量1000J 傳向27 ºC熱源，則需外界作多少功? (2) 可逆的卡諾機，作熱機使用時，如果工作的兩熱源溫差越大，則對提高效率越有利，而當作致冷機使用時，如果兩熱源的溫差越大，對致冷是否也越有利? 為什么?解

14、：（1）卡諾循環(huán)的致冷機時，需做功時，需做功（2）從上面計算可看到，當高溫熱源溫度一定時，低溫熱源溫度越低，溫度差愈大，提取同樣的熱量，則需要做功也越多，對致冷是不利的。第八章 光的波動性一、選擇題1、如圖所示的波動曲線，下列敘述中正確的是 ( A )A、 若此刻P點向下運動，則該波沿x軸正方向傳播;B、 若此刻P點向下運動，則此波沿x軸負方向傳播;C、若只知道P點在該時刻的運動狀態(tài)，則無法判斷波的傳播方向。2、如圖所示的波形，下列所述正確的是 ( A ) A、a、c、e、g 的動能和勢能均達最大值;B、a、c、e、g 的動能達最大值而勢能為零;C、b、d、f的動能為零而勢能達最大值。 3、用

15、某單色光垂直照射到平面肥皂膜上，膜的折射率，膜的厚度為，如果在反射光中恰好產生第一級()干涉加強，則肥皂膜將呈現 ( C )。A、紅色 B、紫色 C、綠色 D、白色4、當波長為的單色光垂直照射到空氣中的薄膜(折射率>l)的表面時，從入射光方向觀察到反射光干涉加強了，則此膜的厚度最薄為 ( C ) A、 B、 C、 D、5、波長的單色光垂直照射一縫寬的單縫，衍射圖樣中，中央亮紋兩旁第三級暗條紋間的距離為，則衍射條紋的會聚焦距f為 ( A )A、 B、 C、 D、6、若雙星發(fā)光的波長為。試問以孔徑的望遠鏡來分辨雙星的最小角距為多少? ( C ) A、B、C、 D、7、強度為的自然光，經兩平行

16、放置的偏振片后，透射光的強度變?yōu)?。則這兩塊偏振片的偏振化方向的夾角為 ( B ) A、 B、 C、 D、。二、填空題1、簡諧振動的振動方程為，則此簡諧振動的速度為。加速度為。2、質點作簡諧振動的振幅和初相由 初始狀態(tài) 決定的。3、如圖所示的波動曲線，已知波傳播的速度，則此波的振幅為 10 cm ，波長為 10 m ，頻率為 0.25Hz 。4、有兩個同方向的簡諧振動：，。則其合振動的振幅為 1 。合振動的初相為。5、波源作簡諧振動，振幅為A，周期為0.01s，若以它經平衡位置向正方向運動為計時起點，試寫出波源的振動方程，若此振動以的速度沿直線傳播，試寫出對應的波動方程。且距離波源為8m處質點的

17、振動方程為，距波源9m和10m處的兩質點振動的相位差為。6、一列橫波沿繩子傳播，其波動方程為： ，式中、均以米計，以秒計，則該列波的波速為 2.5 ，頻率為 5 ， 波長為 0.5 。繩子中各質點振動的最大速度為，最大加速度為。7、波源位于同一媒質中的A、B兩點(如圖)，其振動振幅相等，頻率皆為100Hz，且B比A的相位超前，若A 、B 相距30m ，波速為400m/s。則A、B兩點連線之間因干涉而靜止的點的位置為。8、兩相干光，經歷不同的幾何路程和，到達空間同一點P，若它們經過的空間介質的折射率分別為和，則對應的光程分別為和，且當光程差時兩光相干得最大值，當光程差時，兩光相干得最小值。9、由

18、單縫縫光源形成的兩相干光源、，在屏上形成了干涉圖樣，中央明紋在O點。如圖所示，若在的右面插入厚度為的薄云母片，中央明紋將向 下 方向移動，若使用的光源波長為，且插入薄云母片后中央明紋移過了6個明紋的距離，已知云母片的折射率，則云母厚度為。10、硅片()上的二氧化硅()薄膜對由空氣中垂直入射的波長為的黃光反射增強，則該二氧化硅薄膜的厚度至少為 190 nm 。11、將波長為的平行單色光垂直照射在縫寬僅為的狹縫上，若對應于衍射圖樣的第一級最小的衍射角，試問縫寬的大小為。12、波長為的單色光垂直照射到光柵常數的平面衍射光柵上，試向第一級衍射明紋所對應的衍射角近似為 0.156 rad 。13、自然光入射到空氣和玻璃的界面上，當入射角為時，反射光為線偏振光，則此玻璃的折射率為。14、將一偏振片沿角插入一對正交的偏振片之間，則自然光經過它們后，強度會減為原來的百分之幾？ 12.5% 。15、若自然光以入射角為的方向從空氣入射到玻璃的表面上，此時反射光為線偏振光，則透射光的折射角為。16、在通常亮度下，人眼瞳孔的直徑為，則人眼對波長的光的最小分辨角為。17、雙縫干涉實驗中，設兩狹縫間的距離為，在距離雙縫遠的屏上測得相鄰干涉條紋的間距為，求所用光的波長 658nm 。18、在夫瑯和弗單縫衍射