大学物理习题复习

1、专业班级： 学号： 姓名： 成绩： 大学物理D 练习一 液体的表面性质三、简答题1.3.1为什么喷洒农药时要在农药中加表面活性剂？答：植物有自身保护功能，在叶子表面有蜡质物而不被雨水润湿，可防止茎叶折断。若农药是普通水溶液，喷在植物上不能润湿叶子，即接触角大于90°，成水滴淌下，达不到杀虫效果；加表面活性剂后，使农药表面张力下降，接触角小于90°，能润湿叶子，提高杀虫效果。所以有的农药在制备时就加了表面活性剂，制成乳剂，可很好地润湿植物的茎叶。四、计算题 1某同学在用毛细管升高法测量蒸馏水表面张力系数时，测得毛细管的内径为1.005mm，液柱高度差h为29.000mm，考虑

2、水能完全润湿玻璃毛细管壁，且不考虑凹液面下端以上液体重量，试问该同学测得的水的表面张力为系数多少？（重力加速度，水密度）hrRff图解： 2.一粗细U型玻璃管，右端半径R1.5mm，左端半径r0.50mm，将U型管注入适量水（两边管内水面离管口有一段距离），已知接触角为0，已知重力加速度，水密度。问：（1）那端液面高，液面是凸还是凹？（2）两边水面的高度差？ 解：（1）左端高 2分（2）P左=P0-2/R，P右=P0-2/r,3分P左-P右=gh3分2分3、汞对玻璃表面完全不润湿，若将直径为0.100mm的玻璃毛细管插入大量汞中，试求管内汞面的相对位置。已知汞的密度为1.35×104

3、kg·m-3，表面张力为0.520N·m-1。练习二 流体力学三、简答题1.简述什么是毛细现象？答：毛细现象:毛细管插入液体后，如果液体润湿管壁，则液体上升为凹液面；或如果液体不润湿管壁，则液体下降为凸液面的现象称为毛细现象。2. 流体的流动通常可分为层流、湍流及其过渡状态，试用所学物理知识简述怎样判别某一圆形直管内流体的流动类型。 答：雷诺数被认为是层流还是湍流的一个判据。从层流向湍流的过渡以一定的雷诺数为标志，叫做临界雷诺数, 通过公式计算圆形直管内的雷诺数，当时为层流，当时则变为湍流。例如在光滑的金属管道中，=20002300，如通过光滑的同心环状缝隙，则=1100，

4、在滑阀阀口，则=260。3.简述表面张力的基本性质。答：（1）不同液体的表面张力系数不同，密度小、容易蒸发的液体表面张力系数小；（2）同一种液体的表面张力系数与温度有关，温度越高，表面张力系数越小；（3）液体表面张力系数与相邻物质的性质有关；（4）表面张力系数与液体中的杂质有关。四、计算题 1.圆形水管的某一点A，水的流速为2.0米/秒，压强为3.0×105Pa。沿水管的另一点B，比A点低20米，A点水管半径是B点水管半径的1.41倍，忽略水的粘滞力，求B点的水流速度和压强。（重力加速度，水密度）解：由连续性原理有 又由伯努力方程有： 2 均匀地把水注入大水桶中，注入的流量 1.5

5、<10 Q m s = ×。盆底有一小孔，小孔面积 420.50 10 Sm =× 。问水面将在水桶中保持多高的高度？练 习 三 热 学三、简答题 1.关于热力学第二定律，下列说法是否有错，如有错误请改正：(1) 热量不能从低温物体传向高温物体(2) 功可以全部转变为热量，但热量不能全部转变为功答：(1)有错。热量不能自动地从低温物体传向高温物体 (2)有错。功可以全部转变为热量，但热量不能通过一循环过程全部转变为功四、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；（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

6、？对外做了多少功？解：（1）（2）2.质量为、温度为300K、压强为标准大气压的氮气，等压膨胀到原来体积的两倍。求氮气所作的功、吸收的热量以及内能的增量。解在等压过程中，有,由式（5-14），气体做功为因i=5，由式（5-16），内能增量为根据热力学第一定律，吸收的热量为3. 一定量的单原子分子理想气体，在等压过程中对外做功为200J，则该过程吸热多少？内能改变多少？由热力学第一定律4 1mol的氢，在压强为1.0×105Pa，温度为20时，其体积为。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

7、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。解：（1）（2）5.1mol双原子分子理想气体从状态A(，)沿图所示直线变化到状态B(，)，试求：（1）气体的内能增量。（2）气体对外界所作的功。 （3）气体吸收的热量。（已知）解：（1） (2)（3）练习四 静电场三、简答题为什么在无电荷的空间里电场线不能相交？答：由实验和理论知道，静电场中任一给定点上，场强是唯一确定的，即其大小和方向都是确定的用电场线形象描述静电场的空间分布时，电场线上任一点的切线方向表示该点的场强方向如果在无电荷的空间里某一点上有几条电场线相

8、交的话，则过此交点对应于每一条电场线都可作出一条切线，这意味着交点处的场强有好几个方向，这与静电场中任一给定点场强具有唯一确定方向相矛盾，故无电荷的空间里电场线不能相交。四、计算题1.在x轴上，有以点电荷,位于原点，另一点电荷，位于x=-10cm处。试求x轴上任一点的电场强度。解：点电荷和将x轴分为三个区域：在此区域，两个点电荷产生的电场强度的方向都沿x轴方向，坐标x处的场强为：在此区域，两个点电荷的电场强度方向相反，坐标x处的场强为：在此区域，两个点电荷的场强方向相同，都沿x轴反方向，坐标x处的场强为：2.在直角三角形ABC的A点，放置点电荷，在B点放置点电荷。已知BC=0.04m，AC=0

9、.03m。试求直角顶点C处的场强。解：点电荷和在C处的电场强度和的方向C处的场强大小为的方向与BC边的夹角3.电荷为q 和2q 的两个点电荷分别置于x1 m 和x1 m 处一试验电荷置于x 轴上何处，它受到的合力等于零？解：设试验电荷置于x 处所受合力为零，即该点场强为零得,因点处于q、2q 两点电荷之间，该处场强不可能为零故舍去得4.如图所示，AB=2l，OCD是以B为中心、l为半径的圆，点A处有正点荷+q，点B处有负电荷-q，求：（1）把单位正点电荷从O点沿OCD移到D点，电场力对它作了多少功？（2）把单位正点荷从D点沿AB的延长线移到无穷远出，电场力对它作了多少功？解：（1）。（2）A

10、B C r r r d/2 d/2q1 D q25.如图所示，已知。求：（1）将电荷量为C的点电荷从A点移到B点，电场力作功多少？（2）将此点电荷从C点移到D点，电场力作功多少？（0=8.85×10-12C2N-1m-2）解. （1）B点的电势为： 故将电荷从A点移动到B点电场力的功(2)C点的电势为D点的电势为所以将电荷从C点移动到D点电场力的功练习五三、简答题判断下列说法是否正确，并说明理由：若所取围绕长直载流导线的积分路径是闭合的，但不是圆，安培环路定理也成立若围绕长直载流导线的积分路径是闭合的，但不在一个平面内，则安培环路定理不成立答：第一说法对，第二说法不对围绕导线的积分路

11、径只要是闭合的，不管在不在同一平面内，也不管是否是圆，安培环路定理都成立四、计算题1.真空中有一载流导线 abcde，如图所示，电流为I，圆弧对应的曲率半径为R，求O点的磁感应强度的大小和方向。R2. 在真空中将一根细长导线弯成如图所示的形状(在同一平面内，由实线表示)，大圆弧的半径为R，小圆弧的半径为，求圆心O 处的磁感强度的大小和方向解：解：(1) ， 三条直线电流在O 点激发的磁场零； (2) 方向为从O 点穿出纸面指向读者3.无限长直导线折成V形，顶角为 ，置于xy 平面内，一个角边与x 轴重合，如图当导线中有电流 I 时，求y 轴上一点P (0,a)处的磁感强度大小解：如图所示，将V

12、形导线的两根半无限长导线分别标为1和2则导线1 中电流在P点的磁感强度为方向垂直纸面向内导线2中电流在P点的磁感强度为方向垂直纸面向外 P点的总磁感强度为的方向垂直纸面向外4.如图所示，一根长为L的金属细杆ab绕竖直轴O1O2以角速度在水平面内旋转O1O2在离细杆a 端L /5 处若已知地磁场在竖直方向的分量为求ab两端间的电势差解：间的动生电动势：b点电势高于O点间的动生电动势：a点电势高于O点 5.如图所示，一无限长直导线通有电流I=5.0A，一矩形单匝线圈与此长直导线共面。设矩形线圈以V=2.0m/s的速度垂直于长直导线向右运动。已知：l=0.40m, a=0.20m, d=0.20m,

13、求矩形线圈中的感应电动势。若若线圈保持不动，而长直导线中的电流变为交变电流i=10,求线圈中的感应电动势。（不计线圈的自感）解：（1）方法（一）如图，距离长直导线为r处的磁感应强度为：图，2分选回路的绕行方向为顺时针方向，则通过窄条面积ds的磁通量为：2分当矩形线圈距离长直导线为R时，通过矩形线圈的磁通量为lIdardr3分则： 4分方法二、相当于四段导体切割磁力线在瞬间，线圈产生的电动势等效于并接的两电动势。距离长直导线为r处的磁感应强度为：，（2）练习六三、简答题设P点距两波源S1 和S2 的距离相等，若P点的振幅保持为零，则由S1 和S2分别发出的两列简谐波在P点引起的两个简谐振动应满足

14、什么条件？答：两个简谐振动应满足振动方向相同，振动频率相等，振幅相等，相位差为四、计算题 1. 有两个同方向、同频率的简谐振动，它们的振动表式为：，（SI制）（1）求它们合成振动的振幅和初相位。（2）若另有一振动，问为何值时，的振幅为最大；为何值时，的振幅为最小。解：根据题意，画出旋转矢量图（1）（2）。2.已知一平面简谐波的表达式为y =0.25cos(125t 0.37x)(SI)(1) 分别求x1 =10 m，x2=25m 两点处质点的振动方程；(2) 求x1，x2两点间的振动相位差；(3)求x1点在t =4s时的振动位移。解：（1）的振动方程为 的振动方程为 （2）x1和x2两点间的振动相位差为 (3)x1点在t =4s时的振动位移为3. 一列沿正向传播的简谐波，已知和时的波形如图所示。（假设周期）试求（1）点的振动表式；（2）此波的波动表式；（3）画出点的振动曲线。解：， 设波动表式为由t=0和t=0.25时的波形图，得 ，（2）波动表式为（1） P点的振动表式为 （3） O点的振动表式为 4.一横波沿绳子传播时的波动表式为（SI制）。（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，它是原点处质