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大学物理自习练习题流体力学一、选择题1、关于粘滞系数，下列说法正确的是 D (A)对于液体，温度越低，粘滞系数越小，内摩擦力越小(B)对于液体，温度越高，粘滞系数越大，内摩擦力越小(C)对于气体，温度越高，粘滞系数越大，内摩擦力越小(D)对于气体，温度越高，粘滞系数越大，内摩擦力越大2、如图所示，金属框架的A、B间系一个棉线圈，先使布满肥皂膜，然后将P和Q两部分肥皂膜刺破后，线的形状将如图(b)中的 C 3、两根材料相同的毛细管插入同一液体中，液面上升高度比为H1：H2= 12，两毛细管半径比为 B (A) 1:2 (B) 2:1 (C) 1:4 (D) 4:1 4、用两根细绳将两轻球吊在同一高度，使两球间距离比较靠近，然后用一细管向中间吹气，使气流从两球中间通过，则两球 B (A) 将分开 (B) 将靠拢 (C) 保持不动 (D)以上结论都不对二、简答题1、两只船在平行前进时，若靠得较近，极易发生碰撞，为什么？答案: 因为当两条木船朝同一方向并进时，两船之间水的流速增加（1分），根据伯努利方程可知，它们间的压强会减小，每一条船受到外侧水的压力大，因此两船会彼此靠拢甚至导致船体相撞。2、如图所示，打开2、3阀 B将缩小，A将增大。请解释一下“大泡吃小泡”现象的物理原因？答案:气泡内外的压强差为：，；RA> RB， pB>pA，所以打开2、3阀 B将缩小，A将增大。三、填空题1、为测试某种杀虫剂的表面张力系数，如图在金属框架中形成一液膜，金属丝AB长为5cm,可以自由滑动，拉此杀虫剂液膜平衡时，所需的平衡力F=3×10-3N，则杀虫剂药水的表面张力系数大小为。2、有一直径为的水银滴，温度在时的表面张力系数为，则水银滴的附加压强为 376pa 。3、横截面为的水箱，下端装有一水管，水在水管中以的速度流动。若水管的横截面为，那么水箱内水面下降时的速度为。4、水在粗细不均匀的水平管中稳定流动，已知截面处的压强为，流速为，在截面处的压强为，则截面处的流速。四、计算题P34 例题2-9P43 习题2-2，2-4，2-6P44 习题2-18，2-191、某食品工厂安装有水过滤系统，假定过滤后的纯净水在管中作稳定流动，在某点处流速为1m/s，而在比它高1.5m的另一点处的流速为2m/s。已知低处的压强，求高处的压强。（计算时取g=10m/s2）解: 利用伯努利方程 热力学和统计物理学一、选择题1、一定量的理想气体若从同一状态分别经绝热、等温和等压过程，膨胀了相同的体积，在这三个过程中理想气体对外所作的功分别为Aa、AT和Ap，则有 D (A) AT > Aa >Ap； (B) Ap> Aa >AT ； (C) AT> Ap >Aa ； (D) Ap> AT > Aa 。2、在一密闭容器内，储有A、B、C三种理想气体，A气体的分子数密度为n1，它产生的压强为p1，B气体的分子数密度为2n1，C气体的分子数密度为3n1，则混合气体的压强为 D (A)3 p1 (B) 4 p1 (C)5 p1 (D)6 p1 3、处于平衡态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，则它们 C A温度、压强均不相同 B温度相同，但氦气压强大于氮气压强C温度、压强都相同 D温度相同，但氦气压强小于氮气压强4、两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛有氦气（均视为刚性分子理想气体）。开始时它们的温度和压强都相等，先将3J热量传给氦气，使之升高到一定温度。若使氢气也升高同样的温度，则应向氢气传递热量 B A3J B5J C6J D10J5、温度为T的刚性双原子理想气体平均平动动能为 B (A) (B) (C) 2 (D) 6、一恒温容器内储有某种理想气体，若容器发生缓慢漏气，容器内气体分子的平均平动动能 C (A) 变大 (B)变小 (C)不变 (D)不能确定二、填空题1、室内生起炉子后，温度从15oC上升到27oC，设升温过程中，室内的气压保持不变，问升温后室内分子数减少了 4% （填写百分比）2、氢气的自由度是 5 ； 1g氢气温度为27时所具有的内能是 3120J 3、1mol某种刚性双原子分子理想气体，在等压过程中温度升高1k，内能增加了20.78J，则气体对外作的功为 8.31J ，气体吸收热量为 29.09J （R=8.31J/mol.K）4、设低温热源热力学温度是高温热源的热力学温度的倍，则理想气体在一次卡诺循环中，传给低温热源的热量是从高温热源吸收热量的 倍。5、如图所示，体系由A态经ABC过程到达C态，吸收的热量为350J，同时对外做功126J。系统内能的增量是224J ；如果沿ADC进行，系统对外做功为42J，则系统吸收的热量Q= 264J ；如果系统由C出发沿CA曲线返回A，外界对系统做功为84J，则系统吸热Q= -308J 。6、一卡诺热机的低温热源温度为300K，效率为40%，若将其效率提高到50%，则高温热源的温度提高了 100K 。三、计算题：P78 例题4-5P80 例题4-6P86 习题4-111、1mol双原子分子理想气体，做如图所示的循环，图中bc代表绝热过程。试求：（1）一次循环过程中，体系从外界吸收的热量；（2）一次循环过程中，系统向外界放出的热量；（3）循环的效率。解：a-b过程吸热：c-a过程放热：循环的效率：（双原子分子理想气体）四、辨析题1、由公式，可以实验测出,计算出压强p；或者可以实验测出p、m和气体体积，而估算出分子的平均平动动能。答：速率平方的平均值为统计平均数，无法通过实验测出，因此第一点不可行。 p、m和气体体积可以通过实验测出，第二点可行。2、因为自然界的过程都遵守能量守恒定律，所以遵守能量守恒定律的过程都可以在自然界中出现。答：能量守恒定律作为自然界的基本定律，自然界的过程都遵守能量守恒定律。但遵守能量守恒定律的过程不一定可以在自然界中出现。如功可以完全通过摩擦转化为热，而热全部转化为功是不可行的。光学一、 选择题1在空气中做双缝干涉实验，屏幕E上的P处是明条纹。若将缝S2盖住，并在S1、S2连线的垂直平分面上放一平面反射镜M，其它条件不变(如图)，则此时（ B ） A.P处仍为明条纹 B.P处为暗条纹 C.P处位于明、暗条纹之间 D.屏幕E上无干涉条纹2在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采的办法是（ B ） A.使屏靠近双缝 B.使两缝的间距变小 C.把两个缝的宽度稍微调窄 D.改用波长较小的单色光源3在杨氏双缝干涉实验中，若用折射率为n薄玻璃片将上面的狭缝挡住，则此时中央亮条纹的位置与原来相比应 （ A ） (A) 向上移动； (B) 向下移动；(C) 不动； (D) 根据具体情况而定。4在照相机镜头的玻璃上均匀镀有一层折射率n小于玻璃的介质薄膜，以增强某一波长l的透射光能量，假定光线垂直入射，则介质膜的最小厚度应为 ( D )(A) l/n； (B) l/2n； (C) l/3n； (D) l/4n。5一折射率为、厚度为e的薄膜处于折射率分别为和的介质中，现用一束波长为的平行光垂直照射该薄膜，如图，若，则反射光a、b的光程差为 ( B ) （A）、； （B）、；（C）、； （D）、 。6在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度为的单缝上，对应于衍射角为的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为（B ）（A）2个 （B）3个 （C）4个 （D）6个7当平行单色光垂直入射于如图所示空气劈尖，两块平面玻璃的折射率为，空气的折射率为，C点处的厚度为e，在劈尖上下表面反射的两光线之间的光程差为(D) NMQCab1a1bA B C D 8如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L，夹在两块平面晶体的中间，形成空气劈形膜，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹，如果滚柱之间的距离L变小，则在L范围内干涉条纹的 （ C ）（A）数目减小，间距变大 （B）数目减小，间距不变（C）数目不变，间距变小 （D）数目增加，间距变小9波长的单色光垂直入射于光栅常数的光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为 （ D ）（A）4 （B）3 （C）2 （D）110三个偏振片、与堆叠在一起，与的偏振化方向相互垂直，与的偏振化方向间的夹角为，强度为的自然光入射于偏振片，并依次透过偏振片、与，则通过三个偏振片后的光强为 （ C ）（A） （B） （C） （D）二、填空题1光相干的必要条件为频率相同、 相位差恒定或相位相同、振动方向平行。2在双缝干涉实验中，形成第三级明纹的两束光(波长为)的相位差为_0或_；光程差为_。3一束波长为的单色光，从空气垂直入射到折射率为的透明薄膜上，要使反射光得到加强，薄膜的最小厚度为，若要使反射光得到减弱，薄膜的最小厚度为。4一束光强为的自然光通过一个偏振片后，光强变为，若通过两个偏振化方向夹角为/6的偏振片后，光强变为。5自然光从空气射到折射率为的玻璃上，欲使反射光成为偏振光，则起偏角应为。6白光垂直照射到空气中一厚度为的肥皂膜上，设肥皂膜的折射率为了，则反射干涉加强的光的波长为 674nm、403nm 。7如图所示，把细丝夹在两块平玻璃板之间，已知细丝到棱边距离为，入射光波长为，测得30条亮条纹间的间距为，则细丝的直径为 。8在白光照射单缝产生的夫琅禾费衍射公式中，某一波长为的光波的第三级暗条纹与红光（）的第二级暗条纹相重合，则 。9可见光的波长范围大约从400nm到760nm，将这个范围的可见光垂直入射到每厘米有6000条刻痕的平面光栅上，则第一级可见光谱的角宽度为 0.216 弧度 。10单缝的宽度，以波长的单色光垂直照射，设透镜的焦距，则中央明纹的宽度为 2.945mm 。11 用劈尖干涉来检测工件表面的平整度，当波长为的单色光垂直入射时,观察到的干涉条纹如图所示，每一条纹的弯曲部分的顶点恰与左邻的直线部分的连线相切试说明工件缺陷是凸还是凹?并估算该缺陷的程度解: 工件缺陷是凹的故各级等厚线(在缺陷附近的)向棱边方向弯曲按题意，每一条纹弯曲部分的顶点恰与左邻的直线部分连线相切，说明弯曲部分相当于条纹向棱边移动了一条，故相应的空气隙厚度差为，这也是工件缺陷的程度三计算题P94 例题5-1P99 例题5-2P104 例题5-4P107 例题5-5P113 例题5-91 白光垂直照射到空气中一厚度为380的肥皂膜上，设肥皂膜的折射率为1.33，试问该膜的正面呈现什么颜色?背面呈现什么颜色?解:反射面存在半波损失，由反射干涉相长公式有 得 , (红色), (紫色)所以肥皂膜正面呈现紫红色透射面不存在半波损失，由透射干涉相长公式 所以 当时， =505.4 (绿色)故背面呈现绿色2 如题13.13图，波长为680的平行光垂直照射到0.12m长的两块玻璃片上，两玻璃片一边相互接触，另一边被直径=0.048mm的细钢丝隔开求：(1) 两玻璃片间的夹角?(2) 相邻两明条纹间空气膜的厚度差是多少?(3) 相邻两暗条纹的间距是多少?(4) 在这0.12 m内呈现多少条明条纹? 解: (1)由图知，即故 (弧度)(2)相邻两明条纹空气膜厚度差为 (3)相邻两暗纹间距 (4)条3一个沿x轴做简谐振动的弹簧振子，振幅为A，周期为T，其振动方程用余弦函数表出.如果t0时质点的状态分别是：(1)x0A；(2)过平衡位置向正向运动；(3)过处向负向运动；(4)过处向正向运动.试求出相应的初位相，并写出振动方程.解：因为 将以上初值条件代入上式，使两式同时成立之值即为该条件下的初位相故有（用旋转矢量法如何求解）？4题8-5图为两个谐振动的xt曲线，试分别写出其谐振动方程.题8-5图解：由题8-5图(a)，时，即 故 由题8-5图(b)时，时，又 故 电磁学填空题1边长为正方体中心放置一个电荷，则通过任一个正方体侧面的电通量为若将电荷放置在正方体的顶点，则通过与该顶点不相连的正方体侧面的电通量为I1I2I3l2.半径为R的球面均匀带电，所带总电量为q，则球内距球心距离为r(r<R)处的电势为，电场强度大小为 0 .3、对图中所示的积分环路，用真空磁场安培环路定理可表示为：4、一长通电导线如图所示，其中半圆形部分的半径为r，导线中电流均为，则圆心点的磁感强度大小为，方向是向外。5如图所示，两根无限长载流直导线相互平行，通过的电流分别为I1和I2。则， 6形状如图所示的导线，通有电流I，放在与磁场垂直的平面内，导线所受的磁场力F=。