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1、大学物理2总复习3简答题力热振三部分大学物理2总复习-思考题 力学111 1下面几个物理量中，哪些与原点的选择有关，哪些与原点的选择无关：位矢；位移；速度；角动量。 答：1.位矢和角动量与原点选取有关，而速度、位移与原点选取无关。 2两个大小与质量相同的小球，一个是弹性球，另一个是非弹性球。它们从同一高度自由落下与地面碰撞后，为什么弹性球跳得较高？地面对它们的冲量是否相同？为什么？ 答弹性球与地面碰撞损耗的动能比非与地面碰撞损失的小，因而弹性球反跳速度 V1 大于非弹性球反跳速度V2，故弹性球跳的较高。 地面对它们的冲量也不相同，地面对弹性球的冲量大小为 I1=mv+mv1，地面对 非弹性球的
2、冲量大小为I2=mv+mv2。因为v1v2,则有I1I2。 3弹簧的劲度系数k是材料常数吗？若把一个弹簧均分为二段,则每段弹簧的劲度系数还是k吗?将一质量为m的物体分别挂在分割前、后的弹簧下面，问分割前后两个弹簧振子的振动频率是否一样？其关系如何？ 答不是 ； 不是 ； 分割后，弹簧的劲度系数为2k，所以分割后组成的振子的频率n=12p2k=2n0 。 m4影响刚体转动惯量的因素有哪些？ 2答转动惯量J=rdm。 影响因素有：刚体的质量；转轴的位置；质量的分布。 5A和B两物体放在水平面上，它们受到的水平恒力F一样，位移s也一样，但一个接触面光滑，另一个粗糙F力做的功是否一样?两物体动能增量是
3、否一样? 答根据功的定义：A=FDr。所以当它们受到的水平恒力F一样，位移s也一样时，两个功是相等的；但由于光滑的接触面摩擦力不做功，粗糙的接触面摩擦力做功，所以两个物体的总功不同，动能的增量就不相同。 r+y(t)6已知质点的运动议程为r=x(t)ij，有人说其速度和加速度分别为 drv= dt， d2ra=2dt ，其中r=x2+y2，你说对吗？ 答不对 ； rrrdrrd2r速率与加速度的表达为： v= 和 a= 。 2dtdt7质点系的动量守恒，是否意味着该系统中一部分质点的速率变大时，另一部分质点的速率一定会变小？简述原因。 答不一定。 动量是矢量，质点系的动量守恒时如果该系统中的速
4、率变大时，另一部分质点的速率可能会变小，可能会变大，只要保证一部分质点的动量和另一部分质点动量的矢量和不变即可。 8在劲度系数为k的竖直放置的轻弹簧下，如将质量为m的物体挂上慢慢放下，弹簧伸长多少?如瞬间挂上让其自由下落弹簧又伸长多少? 答：如将质量为m的物体挂上慢慢放下，弹簧伸长为mg=kx，所以x=如瞬间挂上让其自由下落，弹簧伸长应满足能量守恒：mgx=mg； k12kx，所以 2x=2mg。 k9一人站在电梯中的磅秤上，在什么情况下他的视重小于他在地面上的体重？在什么情况下，他的视重大于他在地面上的体重？ 答失重时电梯运动的加速度方向向下；超重时电梯运动的加速度方向向上。 10两个弹簧振
5、子，质量m1是质量m2的2倍，振幅A1是振幅A2的一半，若两振子以相同频率振动，振动能量是否一致？ 答不一致。弹簧振子的能量为E=故两振子能量比值为 1:2 。 1mw2A2，能量与质量成正比，与振幅的平方成正比。211合外力对物体所作的功等于物体动能的增量，而其中某一个分力作的功，能否大于物体动能的增量？简述理由。 答能。 因为合外力对物体作的功，等于各分力作功的代数和，而有的力作正功，有的力作负功，相互间有所抵消，所以可能存在某个分力作的功大于物体动能的增量。 振动和波16 1波动过程中体积元的总能量随时间而变化，这和能量守恒定律是否矛盾？ 答.不矛盾。波动过程也是能量传播的过程，波源的振
6、动通过弹性介质由近及远的体积元不断传播出去，体积元不断从后面介质获得能量，又传递给前面的介质，考虑波源和波动过程中所有介质的总能量是守恒的。 2波动方程y=Acosw(t-xx)中的uu表示什么？y=Acos(wt-wxu)中的wx又表示什么？ ux答. 表示波从原点传到x点处需要的时间； uwxwx表示x点处的质点振动的相位比原点落后。 uu3机械波的波长、频率、周期和波速四个量中，在同一介质中，哪些量是不变的？当波从一种介质进入另一种介质中时，哪些量是不变的？他们之间的关系式是什么？ 答. (1) 在同一介质中，机械波的波长l、频率n、周期T和波速u不变； (2) 当波从一种介质进入另一种
7、介质中时，机械波的频率n和周期T不变。 4作简谐运动的振子中，当物体处在下列位置时的位移、速度、加速度和所受的弹性力哪些最大，哪些为零和方向是正还是负？正方向的端点；平衡位置且向负方向运动；平衡位置且向正方向运动。 答当振子位于正方向的端点时，其位移为正，速度为零，加速度为负的最大，弹性力为负的最大。 当振子位于平衡位置且向负方向运动时，其位移为零，速度为负的最大，加速度为零，弹性力为零。 当振子位于平衡位置且向正方向运动时，其位移为零，速度为正的最大，加速度为零，弹性力为零。 5简述惠更斯原理的内容。 答在波的传播过程中，波面上的每一点，都可看作是发射子波的波源，在其后的任何时刻，这些子波的
8、包迹就成为新的波面。 6什么是波的干涉现象，干涉加强、减弱的条件是什么。 答在两列波交叠的区域内，有些地点的合振动加强，有些地点的合振动减弱，这种现象称为波的干涉现象。 两个相干波源发出的波在空间叠加时，波程差等于波长的整数倍的各点，干涉加强；波程差等于半波长的奇数倍的各点，干涉减弱。 热学112 1简述热力学第零定律的内容，并介绍什么是温度？ 答.热力学第零定律：设有3个物体A、B、C，他们两两可达到热平衡。若A和B达到了热平衡，同时A和C达到热平衡，则B和C也一定达到热平衡。 处于热平衡的系统所共有的属性叫做温度。温度是分子平动动能的统计平均值，反应了系统内分子无规则运动的剧烈程度。 2下
9、面的状态方程，各属于理想气体的什么过程？pdV=mRdT，Vdp=mRdT；pdV+Vdp=0；pdV+Vdp=mRdT。 答. 等压过程； 等体过程； 等温过程； 绝热过程或者一般过程。 3试说明下列各式的物理意义： f(v)dv ；vf(v)dv；Nf(v)dv。 1v2答. f(v)dv表示速度区间为vv+dv的气体分子数目占分子总数目的百分比； v2v1f(v)dv表示速度区间为v1v2的气体分子数目占分子总数目的百分比； Nf(v)dv表示速度区间为vv+dv的气体分子数目dN。 4容器内有质量为m，摩尔质量为M的理想气体，设容器以速度v作定向运动， 今使容器突然停止，问：气体的定向
10、运动机械能转化什么形式的能量？气体温度会不会改变？如果容器再从静止加速到原来速度v，那么容器内理想气体的温度是否会改变?为什么? 答当容器忽然停止运动时，大量分子的定向运动的动能将通过与器壁的以及分子间的碰撞而转换为热运动的能量，会使容器内气体的问题有所升高。 宏观量温度是一个统计概念，是大量分子无规则热运动的集体表现，是分子平均 平动动能的量度，分子热运动是相对质心参照系的，平动动能是系统内的分子运动的动能。温度与系统的整体运动无关。所以当容器再从静止加速到原来速度v，那么容器内理想气 体的温度不会改变。 5处于平衡态的一瓶氦气和一瓶氮气均为理想气体，且它们的分子数密度相同，分子的平均平动动
11、能也相同，那么他们的温度可相同？压强可相同？说明原因。 答.e=ikT,p=nkT，所以温度和压强都相同。 26可逆过程必须同时满足哪些条件？ 答可逆过程必须同时满足：系统的状态变化过程是无限缓慢进行的准静态过程；在过程进行之中没有能量耗散效应。 7指出下列各式的物理意义？iRT 2答1kT2；3ikTkT221kT表示每个理想气体分子，每个自由度上的平均动能； 23kT表示每个理想单原子气体分子的平均平动动能； 2ikT表示每个自由度为i的理想气体分子的平均动能； 2iRT表示每mol气体分子的平均动能； 28写出能量均分原理具体内容及其数学表达式。 答气体处于平衡态时，分子任何一个自由度的
12、平均能量都相等，均为自由度均分定理。 kT，这就是能量按29有人认为：“在任意的绝热过程中，只要系统与外界之间没有热量传递，系统的温度就不会变化”。此说法对吗？为什么？ 答这种说法是错误的。根据热力学第一定律Q=W+DE可知，在任意的绝热过程中Q=0,则W=-DE,即在系统与外界之间没有热量传递的情况下，作功也可以改变内能。而内能是温度的单值函数，内能变化了，温度也就改变了。 10有人说,因为在循环过程中系统对外作的净功在数值上等于p-V图中封闭曲线所包围的面积，所以封闭曲线包围的面积越大，循环效率就越高，对吗？ 答封闭曲线所包围的面积表示循环过程中所做的净功由于h=率不一定高，因为h还与吸热
13、Q1有关 A净Q1，A净面积越大，效11气体在平衡状态时有何特征？气体的平衡态与力学中所指的平衡有什么不同？ 答平衡态的特征： 系统与外界在宏观上无能量和物质的交换； 系统的宏观性质不随时间改变。 它与稳定态或力学中的平衡不是一个概念： 平衡态是一种理想状态。 平衡态是一种动态平衡状态。处在平衡态的大量分子并不是静止的，它们仍在作热运动，而且因为碰撞，每个分子的速度经常在变，但是系统的宏观量不随时间改变。 121mol氧气开始时温度100C，如果吸收热量400J，问若是等体过程，内能增加多少？等体和等压过程那种情况温度升高较多？简述原因。 答DE=Q=400J QV=CV，mDT,QP=CP,mDT 较多。 ，CP,mCV,m，吸热相同时等体过程温度升高
