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昆明理工大学城市学院大学物理下学期练习题第九章 电磁感应一单项选择题： 1、半径为的圆线圈置于磁感强度为的均匀磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈电阻为；当把线圈转动使其法向与的夹角时，线圈中已通过的电量与线圈面积及转动的时间的关系是：（A） （A）与线圈面积成正比，与时间无关。 （B）与线圈面积成正比，与时间成正比。 （C）与线圈面积成反比，与时间成正比。 （D）与线圈面积成反比，与时间无关。2、如右图，导体棒AB在均匀磁场中绕通过C点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴转动（角速度与同方向），BC的长度为棒长的，则：(A) （A）A点比B点电势高。 （B）A点与B点电势相等。（C）A点比B点电势低。 （D）有稳恒电流从A点流向B点。3、一根长为的铜棒，在均匀磁场中以匀角速度旋转着，的方向垂直铜棒转动的平面，如图。设时，铜棒与成角，则在任一时刻这根铜棒两端之间的感应电动势是：(E) （A）（B） （C） （D）（E）4、自感为的线圈中，当电流在内由均匀减小到零时，线圈中自感电动势的大小为：（C） （A）。 （B）。 （C）。 （D）。5、对于单匝线圈取自感系数的定义式为。当线圈的几何形状、大小及周围磁介质分布不变，且无铁磁性物质时，若线圈中的电流强度变小，则线圈的自感系数：(C) （A）变大，与电流成反比关系。（B）变小。（C）不变。（D）变大，但与电流不成反比关系。6、两个相距不太远的平面圆线圈，怎样放置可使其互感系数近似为零？设其中一线圈的轴线恰通过另一线圈的圆心。(C) （A）两线圈的轴线互相平行。 （B）两线圈的轴线成角。（C）两线圈的轴线互相垂直。 （D）两线圈的轴线成角。7、用线圈的自感系数来表示载流线圈磁场能量的公式(D) （A）只适用于无限长密绕螺线管。 （B）只适用于单匝线圈。 （C）只适用于匝数很多，且密绕的螺线管。 （D）适用于自感系数一定的任意线圈。8、用导线围成如图所示的回路（以点为心的圆，加一直径），放在轴线通过点垂直于图面的圆柱形均匀磁场中，如磁场方向垂直图面向里，其大小随时间减小，则磁感电流的流向为：(B) （A） （B） （C） （D）9、一铜条置于均匀磁场中，铜条中电子流的方向如图所示。试问下述哪一种情况将会发生？(A)（）在铜条上、两点产生一小电势差，且；（）在铜条上、两点产生一小电势差，且；（）在铜条上产生涡流；（）电子受到洛仑兹力而减速。10、在无限长的载流直导线附近放置一矩形闭合线圈，开始时线圈与导线在同一平面内，且线圈中两条边与导线平行，当线圈以相同的速率作如图所示的三种不同方向的平动时，线圈中的感应电流：(B)（A）以情况I中为最大。（B）以情况P中为最大。（C）以情况III中为最大。（D）在情况I和 P中相同。 二、填空题：1、一自感线圈中，电流强度在内均匀地由增加到，此过程中线圈内自感电动势为，则线圈的自感系数为。2、磁场恒定，导体切割磁感线产生的电动势叫 动生 电动势，对应的非静电力是 洛伦兹力 ； 若线圈不动，磁场变化，则在线圈中产生的电动势叫 感生 电动势，对应的非静电力是 涡旋电场力 。3、 如下左图，为一折成 形的金属导线，位于XY平面中；磁场感应强度为的匀强磁场垂直于XY平面，当以速度沿X轴正向运动时，导线上、两点间电势差 BLvsinq ；当以速度沿Y轴正向运动时，、两点中是 a 点电势高。4、一导线被弯成如上右图所示形状，为半径为的四分之三圆弧，直线段长为。若此导线放在匀强磁场中,的方向垂直图面向内，导线以角速度在图面内绕点匀速转动，则此导线中的动生电动势为，电势最高的点是 o 。5、面积为的平面线圈置于磁感应强度为的均匀磁场中。若线圈以匀角速度绕位于线圈平面内且垂直于方向的固定轴旋转，在时刻时与线圈平面垂直。则任意时刻时通过线圈的磁通量 ，线圈中的感应电动势 。若均匀磁场是由通有电流的线圈所产生，且（为常量），则旋转线圈相对于产生磁场的线圈最大互感系数为 KS 。6、 无限长密绕直螺线管通以电流、内部充满均匀、各向同性的磁介质，磁导率为。设管内部的磁感应强度大小为B，则内部的磁场强度为， 磁能密度为。设螺线管体积为V，则存储在螺线管内部的总磁能为。7、反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为 试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的。将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处。（1） 变化的磁场一定伴随有电场：。（2） 磁感应线是无头无尾的：。（3） 电荷总伴随有电场：。8、 平行板电容器的电容为，两板上的电压变化率为，则该平行板电容器中的位移电流为3A。三、计算题：1、真空中的矩形截面的螺绕环的总匝数为，其它尺寸如图所示，求它的自感系数。解：由环路定理得环内磁场总磁通得自感系数2、如图所示，长直导线和矩形线圈共面，边与导线平行，。 （1）若直导线中的电流在内均匀地从降为零，则线圈中的感应电动势的大小和方向如何？ （2）长直导线和线框的互感系数?() 解：（1）由环路定理得矩形线圈内磁场 矩形线圈磁通 感应电动势，沿顺时针方向。（2）互感系数。3、如图所示，矩形导体框架置于通有电流的长直导线旁，且两者共面，边与长直导线平行，段可沿框架移平动。设导体框架的总电阻始终保持不变，现以速度沿框架向下作匀速运动，试求（1）当段运动到图示位置（与相距），穿过回路的磁通量；（2）回路中的感应电流；解：（1）矩形框内的磁场矩形框内的磁通（2）回路的感应电动势感应电流，沿逆时针方向。4如图所示，长直导线和矩形线圈共面，边长为且与导线平行，AB、CD边距导线分别为a、b。（1）若直导线中的电流为，试求通过矩形线框的磁通量；（2）若对时间的变化率为，求线圈中的感应电动势的大小和方向？解：（1）矩形框内的磁场矩形框内的磁通（2）感应电动势，沿顺时针方向。 第十章 气体的动理论 一单项选择题： 1关于温度的意义，有下列几种说法： B （1）气体的温度是分子平均平动动能的量度。 （2）气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义。 （3）温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同。 （4）从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。 上述说法中正确的是 （A）（1）、（2）、（4）; （B）（1）、（2）、（3）; （C）（2）、（3）、（4）; （D）（1）、（3）、（4）; 2.温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能和平均平动动能有如下关系 （A）和都相等。 （B）相等，而不相等。 C （C）相等，而不相等。 （D）和都不相等。 31mol刚性双原子分子理想气体，当温度为T时，其内能为 C 4在一容积不变的封闭容器内，理想气体分子的平均速率若提高为原来的2倍，则 D （A）温度和压强都提高为原来的2倍。 （B）温度为原来的2倍，压强为原来的4倍。（C）温度为原来的4倍，压强为原来的2倍。（D）温度和压强都为原来的4倍。 5已知氢气与氧气的温度相同，请判断下列说法哪个正确？ D （A）氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的压强一定大于氢气的压强。 （B）氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的密度一定大于氢气的密度。 （C）氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大。 （D）氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大。 6速率分布函数f(v)的物理意义为： B （A）具有速率v的分子占总分子数的百分比。 （B）速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比。 （C）具有速率v的分子数。 （D）速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数。7设代表气体分子运动的平均速率，代表气体分子运动的最可几速率，代表气体分子运动的方均根速率，处于平衡状态下的理想气体的三种速率关系为 C 8已知一定量的某种理想气体，在温度为T1和T2时的分子最可几速率分别为和，分子速率分布函数的最大值分别为和。若T1 T2，则 B 9气缸内盛有一定量的氢气(可视作理想气体)，当温度不变而压强增大一倍时，氢气分子的平均碰撞次数和平均自由程的变化情况是 C （A）和都增大一倍。 （B）和都减为原来的一半。 （C）增大一倍而减为原来的一半。 （D）减为原来的一半而增大一倍。10一定量的理想气体，在容积不变的条件下，当温度降低时，分子的平均碰撞次数 和平均自由程的变化情况是 A （A）减小，但不变。（B）不变，但减小。（C）和都减小。（D）和都不变。二、填空题：1一定量的理想气体处于热动平衡状态时，此热力学系统的不随时间变化的三个宏观量是 P V T ，而随时间不断变化的微观量是 v mv (1/2)mv2 。2有一瓶质量为M的氢气（视作刚性双原子分子的理想气体），温度为T，则氢分子的平均平动动能为 (3/2)kT ，氢分子的平均动能为 (5/2)kT ，该瓶氢气的内能为 (M/210-3) (5/2)RT 。3三个容器内分别贮有1mol氦（He）、1mol氢（H2）和1mol氨（NH3）（均视为刚性分子的理想气体）。若它们的温度都升高1K，则三种气体的内能增加值分别为：氦：E = (3/2)R ； 氢：E = (5/2)R ；氨：E = (6/2)RT =3R 。 （摩尔气体常量 R = 8.31 Jmol-1K-1）4在相同的温度和压强下，各为单位体积的氢气（视为刚性双原子分子气体）与氦气的内能之比为 3:5 ，各为单位质量的氢气与氦气的内能之比为 6:5(MHe=4g.MH2=2g) 。5在相同温度下，氢分子与氧分子的平均平动动能的比值为 1:1 ，方均根速率的比值为 4:1 。(a) (b) (c)06图示曲线为处于同一温度T时氦（原子量4）、氖（原子量20）和氩（原子量40）三种气体分子的速率分布曲线。其中：曲线（a）是 氩 气分子的速率分布曲线；曲线（c）是 氢 气分子的速率分布曲线。三、计算题1温度为27时，1摩尔氦气、氢气和氧气各有多少内能？一克的这些气体各有多少内能？1. 解：质量为m、摩尔质量为M的气体的内能均为1mol的各种气体的内能为： 均为1g的各种气体的内能为： 2一密封房间的体积为533 m3，室温为20，室内空气分子热运动的平均平动动能的总和是多少？如果气体的温度升高1.0 K，而体积不变，则气体的内能变化多少？气体分子的方均根速率增加多少？（已知空气的密度 = 1.29 kg/m3，摩尔质量M = 2910-3 kg/mol，且空气分子可认为是刚性双原子分子。摩尔气体常量R = 8.31Jmol-1K-1）2. 解：室内空气分子热运动的平均平动动能的总和 其中 。3一瓶氢气和一瓶氧气温度相同，若氢气分子的平均平动动能为6.2110-21 J。试求：（1）氧气分子的平均平动动能和方均根速率；（2）氧气的温度。（阿伏伽德罗常数NA = 6.0221023 mol-1 ，氧气分子摩尔质量m = 32 g ，玻耳兹曼常量k = 1.3810-23 JK-1）解：（1）氢气的的氧气的温度T和自由度i均相同 氧气分子的平均平动动能=氢气分子的平均平动动能(2) 第十一章 热力学基础 一单项选择题1以下是关于可逆过程和不可逆过程的判断，其中正确的是 （1）可逆热力学过程一定是准静态过程。 （2）准静态过程一定是可逆过程。 （3）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程。（4）凡有摩擦的过程，一定是不可逆过程。（A）（1）、（2）、（3） （B）（1）、（3）、（4） （C）（2）、（4） （D）（1）、（4）0pAB题4图V2如图，一定量的理想气体，由平衡状态A变到平衡状态，则无论经过的是什么过程，系统必然 （A）对外作正功 （B）内能增加 (C）从外界吸热 ( D）向外界放热 3一定量某理想气体所经历的循环过程是：从初态开始，先经绝热膨胀使其体积增大1倍，再经等容升温回复到初态温度，最后经等温过程使其体积回复为，则气体在此循环过程中 （A）对外作的净功为正值 （B）对外作的净功为负值 （C）内能增加了 （D）从外界净吸的热量为正值 0abVp题5图4一定量的理想气体，从p-V图上初态a经历（1）或（2）过程到达末态b，已知a、b两态处于同一条绝热线上（图中虚线是绝热线），问两过程中气体吸热还是放热？ （A）（1）过程吸热,（2）过程放热。（B）（1）过程放热，（2）过程吸热。 （C）两过程都吸热。 （D）两过程都放热。5一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体。若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后 （A）温度不变，熵增加。 （B）温度升高，熵增加。 （C）温度降低，熵增加。 （D）温度不变，熵不变。6对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外作的功三者均为负值？ （A）等容降压过程 （B）等温膨胀过程 （C）绝热膨胀过程 （D）等压压缩过程0Vp题17图7两个卡诺热机的循环曲线如图所示，一个工作在温度为T1与T3的两个热源之间，另一个工作在温度为T2与T3的两个热源之间，若这两个循环曲线所包围的面积相等。由此可知 （A）两个热机的效率一定相等。 （B）两个热机从高温热源所吸收的热量一定相等。 （C）两个热机向低温热源所放出的热量一定相等。 （D）两个热机吸收的热量与放出的热量（绝对值）的差值一定相等。8.根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的？ （A）热量能从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体。（B）功可以全部变为热，但热不能全部变为功。（C）气体能够自由膨胀，但不能自动收缩。（D）有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量，但无规则运动的能量不能变为有规则运动的能量。9.一定量的理想气体向真空作绝热自由膨胀，体积由V1增至V2，在此过程中气体的 （A）内能不变，熵增加。 （B）内能不变，熵减少。 （C）内能不变，熵不变。 （D）内能增加，熵增加。 二、填空题：1. 不规则地搅拌盛于良好绝热容器中的液体，液体温度在升高，若将液体看作系统，则：外界传给系统的热量 零；外界对系统作的功 零；系统的内能增量 零。（填大于、等于、小于）2. 一定量理想气体，从同一状态开始使其容积由V1膨胀到2V1，分别经历以下三种过程：等压过程；等温过程；绝热过程。其中： 过程气体对外作功最多； 过程气体内能增加最多； 过程气体吸收的热量最多。3刚性双原子分子的理想气体在等压下膨胀所作的功为A，则传递给气体的热量为 。4. 一卡诺热机（可逆的），低温热源的温度为27，热机效率为40%，则其高温热源温度为 （ ）K。今欲将该热机效率提高到50%，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加 K。5. 一热机由温度为727 的高温热源吸热，向温度为527 的低温热源放热。若热机在最大效率下工作，且每一循环吸热2000 J，则此热机每一循环作功 J。6. 所谓第二类永动机是指 ，它不可能制成是因为违背了 。7. 热力学第二定律的克劳修斯叙述 。开尔文叙述是： 。8.由绝热材料包围的容器被隔板隔为两半，左边是理想气体，右边是真空。如果把隔板撤去，气体将进行自由膨胀过程，达到平衡后气体的温度 （升高、降低或不变），气体的熵 （增加、减小或不变）。三计算题： 一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的气缸里，此气缸有可活动的活塞（活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气）。已知气体的初压强p1 = 1atm，体积V1 = 1 l，现将该气体在等压下加热直到体积为原来的2倍，然后在等容下加热到压强为原来的2倍，最后作绝热膨胀，直到温度下降到初温为止。试求：在 p - V 图上将整个过程表示出来；在整个过程中气体内能的改变；在整个过程中气体所吸收的热量；在整个过程中气体所作的功。（ 1 atm = 1.013105 Pa ）2.一定量的刚性双原子分子理想气体，开始时处于压强,体积为，温度为T0 = 300 K的初态，后经等压膨胀过程温度上升到T1 = 450 K，再经绝热过程温度降回到T2 =300 K。求气体在整个过程中对外作的功。AB0V ( m3 )23C1003001p (Pa)2003. 一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程。已知气体状态A的温度为TA=300K，求：气体在状态B、C的温度；各过程中气体对外所作的功；经过整个循环过程，气体从外界吸收的总热量（各过程吸热的代数和）。0V ( l )V1p1/4p1bacp4. 如图所示，有一定量的理想气体，从初态开始，经过一个等温过程达到压强为的b态，再经过一个等压过程达到状态c，最后经等体过程而完成一个循