大学物理下册罗圆圆主编高等教育出版部分习题答案

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1、大学物理下册部分习题答案{不要问我是谁，我是雷锋}10.3一个氧气瓶的容积是32L，其中氧气的压强是130atm，规定瓶内氧气压强降到10atm时就得充气，以免混入其他气体而需洗瓶，今有一车间每天需要用1.0atm氧气400L，问一瓶氧气能用几天。解：先作两点假设，（1）氧气可视为理想气体，（2）在使用氧气过程中温度T不变，则：由可有每天用掉的氧气质量为瓶中剩余氧气的质量为∴10.6质量为10kg的氮气，当压强为1.0atm、体积为7.7m3时，其分子的平动动能是多少？分子的方均根速率是多大？解：平动动能：而10.9

2、温度为27℃时1mol氧气具有多少平动动能和转动动能.解：气体的平动动能为：气体的转动动能为：11.4质量为0.020kg的氦气温度由17℃升为27℃，若在升温过程中,①体积保持不变，②压强保持不变，③不与外界交换热量。试分别求出气体内能的增量，吸收的热量，外界对气体做的功解：气体的内能是个状态量，且仅是温度的函数。在上述三个过程中气体内能的增量是相同的且均为：J①等容过程中，②在等压过程中J③在绝热过程中11.9如图所示AB，DC是绝热线，COA是等温线，已知系统在COA过程中放热100J，OAB的面积是30J，O

3、DC的面积为70J，试问在BOD过程中系统是吸热还是放热？热量是多少？解：因COA是等温线，COA过程中又因为AB、DC为绝热线，OAB过程系统作负功，ODC过程系统作正功，整个循环过程系统做功：BOD过程中系统吸热：因为所以Q=140J11.11如图所示为1mol双原子分子理想气体经历的循环过程，其中ab为等温线，求循环效率。11.15一定量的双原子分子理想气体做卡诺循环，热源温度，冷却器温度。设=10atm，=，=，试求：（1），，及、；（2）一循环中气体对外所做的功；（3）从热源吸收的热量；（4）循环效率。解（

4、1）1—2等温过程：2—3绝热过程：4—1绝热过程：3—4等温过程：（2）1—2等温吸热过程：3—4等温放热过程：循环过程中气体所做的功：（3）从热源吸收的热量：（4）循环的效率：11.16一卡诺热机工作于温度为1000K与300K的两个热源之间，如果（1）将高温热源的温度提高100K；（2）讲低温热源的温度降低100K，试问理论上热机的效率各增加多少？为了提高热机效率哪一种方案为好？解：1）效率效率效率增加（2）效率效率增加提高高温热源交果好11.17一热机工作于50℃与250℃之间，在一个循环中做功为J，试求

5、热机在一个循环中吸收和放出的热量至少应是多少？解：当该循环为卡诺循环时，吸热和放热都达到最小值，故此时。同时，。故。将，，代入，可得。12.2(4)单摆的周期为T，离开平衡位置最大角位移的大小为，且选单摆竖直位置（即平衡位置）角位移为零，沿逆时针摆动为正，起始时单摆的状态如图示（a）、（b）、（c）三种，则单摆做小角度摆动的运动方程分别为：（a）（b）（c）12.3设一物体沿x轴做简谐振动，振幅为10cm，周期为2.0s，在t=0时位移为5.0cm，且这时物体向x轴正方向运动。试求：（1）初相位；（2）在t=0.5s

6、时，该物体的位置、速度和加速度；（3）在x=-5.0cm处，且向x轴负方向运动时，物体的速度和加速度，以及它从这个位置第一次到达平衡位置所需的时间。解：A=0.10m，，设物体的运动方程为：则t=0时刻：0.05=0.10cosΦ，Φ=±π/3而，故（1）初相位：（2）在t=0.5s时，该物体的位置、速度和加速度：（3）在x=-5.0cm处，且向x轴负方向运动时，∴πt-π/3=2π/3或4π/3而，∴该时刻的速度为：该时刻的加速度为：所用时间为：t’-t12.4质量为0.1kg的小球与轻弹簧组成的弹簧振子，按的规律

7、做简谐振动，其中t以s为单位，x以m为单位。（1）振动周期、振幅、初相及速度、加速度的最大值；（2）求最大弹性力及振动能量；（3）画出此振动的，，的曲线图。解:(1)设振动方程为由x—t图可知:;;(2)设振动方程为;;由v—t图知:;.,12.5如图所示，弹簧振子水平放置，弹簧的劲度系数为k，弹簧振子质量为。假定从弹簧的原长处开始对振子施加一常力F，经一段距离后撤去外力。试问在外力撤去后，振子将做何种运动？试求系统的总能量，并写出弹簧振子的振动表达式。假定从处开始计时。解：撤去外力振子作谐振动12.7如图所示，把液

8、体灌入截面积为的U形管内，已知管内液体质量为，密度为，液注的振荡是否为简谐振动？若是，则周期为多少？解：该总质量为m，截面s，密度ρ12.11劲度系数为，弹簧振子质量为，放在光滑的水平面上，其振动的振幅为，有一块质量为的粘土从高为处自由下落与弹簧振子做完全非弹性碰撞。（1）弹簧振子在-处，粘土块落在弹簧振子上，其振动的周期和振幅又各为多少？（2