
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1、湖南工業(yè)大學(xué)大學(xué)物理練習(xí)冊(cè)答案全解練習(xí)一:1-3:D B D;4、,5、;6、14rad, 15rad/s, 12rad/s27、解:(1);(2);(3)8、解分離變量: 兩邊積分得由題知,時(shí),, 練習(xí)二:1、C;2、B; 3、,;4、,;5、,;6、7、解: 設(shè)人到船之間繩的長(zhǎng)度為,此時(shí)繩與水面成角,由圖可知 將上式對(duì)時(shí)間求導(dǎo),得 根據(jù)速度的定義,并注意到,是隨減少的, 即 或 將再對(duì)求導(dǎo),即得船的加速度8、解:(1)由得:,(2)練習(xí)三1、C,2、A,3、D,4、,;5、6、解:取彈簧原長(zhǎng)時(shí)m2所在處為坐標(biāo)原點(diǎn),豎直向下為x軸,m1,m2的受力分析如上圖所示。設(shè)t時(shí)刻m2的坐標(biāo)為x,系統(tǒng)
2、加速度為,則有:(1) 由此得:(2)由得: (3)(4)彈簧達(dá)到最大伸長(zhǎng)量時(shí),m2減少的勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能,故有:7、 解:小球的受力分析如下圖,有牛頓第二定律可知: 分離變量及積分得:解得:練習(xí)四1-4、B,C,B,C,5、140,24;6、或,或;7、0,8、解:設(shè)子彈射出A時(shí)的速度為v,當(dāng)子彈留在B中時(shí),A和B的速度分別為,方向水平向右,則對(duì)于子彈射入A至從A射出這個(gè)過(guò)程,動(dòng)量守恒有:子彈射入B至留在B中這個(gè)過(guò)程由動(dòng)量守恒有:以子彈為研究對(duì)象有:以A、B為研究對(duì)象有:對(duì)B有:聯(lián)合(1)(2)(3)(4)(5)解得:9、解:(1)有水平方向的動(dòng)量守恒得(設(shè)子彈剛穿出時(shí),M的水平速度為
3、V1)此時(shí)M物體的受力如右圖,且有:(2)練習(xí)五1-3、B,C,A;4、;5、6、解:受力分析如圖整理 7、解:受力分析如圖 (1) (2)(3) (4) (5) 聯(lián)立,練習(xí)六1-3、A,A,D;4、,5、6、,7、 8、解:設(shè)碰后物體m的速度為v,則摩擦力所做的功大小等于物體的動(dòng)能,則有: 聯(lián)立上面四式解得:練習(xí)七1-5、A,D,C,B,C;6、7、解:由洛倫茲變換得:;得:8、解:A飛船的原長(zhǎng)為:B飛船上觀測(cè)到A飛船的長(zhǎng)度為:A飛船的船頭、船尾經(jīng)過(guò)B飛船船頭的時(shí)間為:則有:練習(xí)八1-4、C,C,C,A;5、,6、, 7、解:(1)(2)8、解:練習(xí)九1-3、B,C,C,4、5、6、解:(1
4、)由題知重物受力分析如圖,設(shè)掛重物平衡時(shí),重物質(zhì)心所在位置為原點(diǎn),向下為x軸建立坐標(biāo)如圖所示,設(shè)任意時(shí)刻重物坐標(biāo)為x,則有:且:故有:上式證明重物做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。而時(shí), ( 設(shè)向下為正)又 (2)處物體的加速度為:7、解:設(shè)振動(dòng)方程的數(shù)值式為:由練習(xí)十:1-4、C,B,A,A;5、;6、或;7、解:(1)處在平衡位置時(shí)彈簧伸長(zhǎng),則:(2)8、解:取平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn),向下為正,如圖建立坐標(biāo)軸,M在平衡位置時(shí),彈簧已伸長(zhǎng),則有:設(shè)m在位置時(shí),彈簧伸長(zhǎng),則有:聯(lián)立解得:,故物體做簡(jiǎn)諧振動(dòng),其角頻率為:練習(xí)十一:1-4、C,B,B,D;5、,6、,125Hz, 7、解:(1)(2)(3)8、解:(1)(
5、2)B點(diǎn)的振動(dòng)方程,以代入上式得:所求的波動(dòng)方程為: 練習(xí)十二1-3、D,C,A,4、,1、3、5、7、9;0、2、4、6、8、10;5、6、解:如圖所示,取點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),、聯(lián)線為X軸,取點(diǎn)的振動(dòng)方程 :(1)在和之間任取點(diǎn)A,坐標(biāo)為x因?yàn)閮刹ㄍl率,同振幅,同方向振動(dòng),所以相干為靜止的點(diǎn)滿足:故得 這些點(diǎn)因干涉相消而靜止不動(dòng)(2)若A點(diǎn)在左側(cè),則有 所以,左側(cè)各點(diǎn)因干涉加強(qiáng)。(2)若A點(diǎn)在右側(cè),則有所以,右側(cè)各點(diǎn)因干涉靜止。7、解:兩波在P點(diǎn)處最大限度地互相削弱,則:練習(xí)十三1-5、C,C,B,C,D,6、,7、8、解:(1)(2)9、(1)(2)(3)練習(xí)十四1、B,2、,3、,4、; ;
6、5、6、解:由圖知:則全過(guò)程中:A到B,等壓過(guò)程:B到A,絕熱過(guò)程,7、解:由圖知: (1)(2)(3)(4)以上計(jì)算對(duì)于過(guò)程中任意微小變化均成立則對(duì)于微過(guò)程有練習(xí)十五1、A,2、B,3、AM,AM和BM,4、(3)(1)(1),5、124J,-85J,6、7、解:(1) (2)氣體摩爾數(shù)為: 8、解:(1) (2)(3) 練習(xí)十六1、B,2、A,3、B,4、C,5、,6、400J7、解:(1)由得:故有:(2)8、解:聯(lián)合上述四式得:整個(gè)過(guò)程中,吸收的熱量為:放出的熱量為:故循環(huán)的效率為:自測(cè)題(一):力學(xué)一:選擇題1-5:CBACB;6-9:ACAC二:填空題10、11、12、13、14、
7、三、計(jì)算題15、解:(1)由得 故軌跡方程為:(2)(3)(4)由16、解:設(shè)線下落至角時(shí)小球的速率為,由機(jī)械能守恒定律得:小球的受力如左圖,且有:17、解:(1)釋放時(shí),細(xì)棒所受的重力對(duì)支撐點(diǎn)的力矩為: 由轉(zhuǎn)動(dòng)定律得:(2)棒落到豎直位置時(shí)的角速度,由機(jī)械能守恒得18、解:設(shè)繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為,由角動(dòng)量守恒得:碰前的角動(dòng)量為:碰后的角動(dòng)量為:則有:19、解: 由洛倫茲變換可得: (1) (2) 由(1)式可得 由(2)式,可得: 自測(cè)題(二):機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波一、選擇題1-5:CADBD;6-10:DCBDC二、填空題11、;12、;13、;14、;16、三、計(jì)算題17、解:設(shè)t時(shí)刻m處于
8、x處,則有:即:說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧振動(dòng),振動(dòng)的角頻率為:,周期為:xOl0自平18、解:(1)以砝碼靜止時(shí)所在處為坐標(biāo)原點(diǎn),豎直向下為x軸,設(shè)t時(shí)刻砝碼處于x處,由受力情況可知:設(shè)砝碼靜止時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量為,則有: T時(shí)刻:綜合上述三式得:-證明砝碼的振動(dòng)時(shí)簡(jiǎn)諧振動(dòng)(2)振幅: 角頻率:頻率:(3)放手時(shí),砝碼處于負(fù)向最大位移處,故振動(dòng)方程為:19、解:(1)設(shè)坐標(biāo)原點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為:由圖知:推得:由旋轉(zhuǎn)矢量可得:即振動(dòng)方程為(2)由圖知,波沿x軸負(fù)向傳播,且故波方程為:20、解:(1)由為波節(jié),可得:入射波在處引起的振動(dòng)為: 反射波在處引起的振動(dòng)為: 故反射波方程為:(2)合成駐波表達(dá)式為:
9、(3)波節(jié):波腹:21、解:設(shè)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為:由振動(dòng)曲線和旋轉(zhuǎn)矢量知:故處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為:則波動(dòng)方程為:自測(cè)題(三):熱學(xué)選擇題1-7:ABBACDC二、選擇題8、5:3,10:3;9、(1)分子的平均速率;(2)速率大于的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比;(3)速率大于的分子數(shù);10、熱力學(xué)概率大的宏觀態(tài),不可逆過(guò)程;11、三、計(jì)算題12、解:(1)由氣體狀態(tài)方程p=nkT 得n=p/(kT)=(11.01310)/(1.3810-23300) =2.451025 (2) 分子間的平均距離可近似計(jì)算(3) 分子的平均平動(dòng)動(dòng)能=(3/2)kT=(3/2)1.3810-23300=6.2110-2
10、1 J(4) 方均根速度13、解:設(shè)初始狀態(tài)時(shí),狀態(tài)參量為()狀態(tài)狀態(tài)參量為()狀態(tài)狀態(tài)參量為()狀態(tài)到狀態(tài)是等溫過(guò)程:狀態(tài)到狀態(tài)是等體過(guò)程:又由整個(gè)過(guò)程傳給氣體的熱量為:+得:14、證:該熱機(jī)循環(huán)的效率為其中,則上式可寫為在等壓過(guò)程BC和等體過(guò)程CA中分別有代人上式得證畢。15、解:(1) a-b等容過(guò)程中氣體不作功,內(nèi)能增量為在b-c等溫過(guò)程中內(nèi)能不變,體積從V0增加到場(chǎng)2V0,氫氣對(duì)外作功為在abc過(guò)程中氫氣吸收的熱量為(2) 在a-d等溫過(guò)程中內(nèi)能不變,氫氣對(duì)外作功為在d-c等容吸熱過(guò)程中氣體不作功,內(nèi)能增量為在adc過(guò)程中氫氣吸收的熱量為16、12:與溫度為T1的高溫?zé)嵩唇佑|,T1不
11、變, 體積由V1膨脹到V2,從熱源吸收熱量為:23:絕熱膨脹,體積由V2變到V3,吸熱為零34:與溫度為T2的低溫?zé)嵩唇佑|,T2不變,體積由V3壓縮到V4,從熱源放熱為:41:絕熱壓縮,體積由V4變到V1,吸熱為零。因此,在絕熱膨脹過(guò)程中,膨脹后的氣體壓強(qiáng)與膨脹前的氣體壓強(qiáng)之比為:模擬測(cè)試題(一)選擇題1-5、DACCA;6-10、BBBCD二、填空題11、;12、13、;14、100m/s15、分子數(shù)密度和溫度三、計(jì)算題16、解:(1)由牛頓運(yùn)動(dòng)定律知:(2)17、 (1) 用隔離法分別對(duì)各物體作受力分析,取如圖所示坐標(biāo)系 解得: 18、解:設(shè)地面為S系,飛船為S系。19、解:由圖可知,原點(diǎn)
12、處的振動(dòng)方程為:y=Acos()t=0s時(shí) y=A/2 v0 可知其相位為= t=1s時(shí) y=0 v0 可知其相位為可得:= T=2/=12/5則 y=0.5cos(-)cm (2)沿軸負(fù)方向傳播,波動(dòng)表達(dá)式:20、解:(1)根據(jù)題意又根據(jù)物態(tài)方程再根據(jù)絕熱方程(2)先求各分過(guò)程的功 (3)整個(gè)過(guò)程吸收的總熱量,對(duì)abcd整個(gè)過(guò)程應(yīng)用熱力學(xué)第一定律:模擬測(cè)試題(二)選擇題1-5、AACAD;6-10、BDDBB二、填空題11、 ; 12、; 13、 ,-;14、,6.2110-21J;15、865.6 Hz ,826.2 Hz 三、計(jì)算題16、解:設(shè)此兩件事在S系中的時(shí)空坐標(biāo)為(1 ,0,0, )和(2,0,0, )由洛倫茲變換可得: (1) (2)由(1)式可得將v值代入(2)式,可得:17、解(1)由 得A = u = 50m/s = 1m =100 (2)由 得由 得(3)將代入波動(dòng)方程得,處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程:振動(dòng)曲線如下圖18、解: 根據(jù)分析,因AB、CD為等溫過(guò)程,循環(huán)過(guò)程中系統(tǒng)作的凈功為AB段等溫膨脹,吸收熱量DA段等體升溫,吸收熱量 故循環(huán)過(guò)程中系統(tǒng)吸收的熱量為故該循環(huán)的效率為:19、解
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