大学物理学
(上册)
习
题
解
答
陕西师范大学物理学与信息技术学院
基础物理教学组
2006-6-26
第2章 运动学
2-1 一质点作直线运动,其运动方程为2
22t t x -+= , x 以m 计,t 以s 计。试求:(1)质点从t = 0到t = 3 s 时间内的位移;(2)质点在t = 0到t = 3 s 时间内所通过的路程
解 (1)t = 0时,x 0 = 2 ;t =3时,x 3 = -1;所以, m 3)0()3(-==-==t x t x x ? (2)本题需注意在题设时间内运动方向发生了变化。对x 求极值,并令
022d d =-=t t
x
可得t = 1s ,即质点在t = 0到t = 1s 内沿x 正向运动,然后反向运动。 分段计算
m 1011=-===t t x x x ?, m 4)1()3(2-==-==t x t x x ?
路程为 m 521=+=
x x s ??
2-2 已知质点沿x 轴作直线运动,其运动方程为3
2
262t t x -+=。试求:(1)质点在最初4s 内位移;(2)质点在最初4s 时间内所通过的路程 解 (1)t = 0时,x 0 = 2 ;t = 4时,x 4 = -30 所以,质点在最初4s 内位移的大小 m 3204-=-=?x x x
(2)由
0612d d 2=-=t t t
x
可求得在运动中质点改变运动方向的时刻为 t 1 = 2 s , t 2 = 0 (舍去) 则 m 0.8021=-=?x x x ,m 40242-=-=?x x x
所以,质点在最初4 s 时间间隔内的路程为 m 4821=?+?=x x s
2-3 在星际空间飞行的一枚火箭,当它以恒定速率燃烧它的燃料时,其运动方程可表示为 )1ln(1bt t b u ut x -??
?
??-+=,其中m/s 100.33?=u 是喷出气流相对于火箭体的喷射速度, s /105.73
-?=b 是与燃烧速率成正比的一个常量。试求:(1)t = 0时刻,此火
箭的速度和加速度;(2)t = 120 s 时,此火箭的速度和加速度
解 )1l n (d d bt u t x v --==
;bt
ub t v a -==1d d (1)t = 0时, v = 0 ,23
3s .m 5.221
105.7103--=???=
a (2)t = 120s 时, )12010
5.71ln(1033
3
??-?-=-v 13s .m 91.6-?=
23
3
3s .m 225120
105.71105.7103---=??-???=a 2-4 如图所示,湖中有一只小船,岸上有人用绳跨过定滑轮拉船靠岸。设滑轮距水面高度为h ,t = 0时,船与滑轮间的绳长为l 0 。试求:当人以匀速v 0拉绳时,船在距岸边x 处的速度和加速度。
解 (1) 设任意时刻 t ,绳长为l ,由题意t
l
v d d 0-
=;船到岸边的水平距离为x ,则 22h l x -=
小船的运动速度为 t l h l l
h l t
t x v d d d d
d d 2222-=-==
022v x h x +-=
负号表示小船在水面上向岸靠近。
小船的运动速度为 )(d d d d 02
2v h l l
t t v a --==
32
02022d d )(d d x
v h t l v h l l l -=--=
负号表示加速度的方向指向岸边,小船在水面上加速靠岸。
2-5 一升降机以加速度2
s m 22.1-?上升,当上升速度为1
s m 44.2-?时,有一螺丝从升降机的天花板上松脱,天花板与升降机的底面相距2.74 m 。计算:(1)螺丝从升降机的
天花板落到底面所需要的时间;(2)螺丝相对升降机外固定柱子的下降距离 .
解 (1)以地面为参考系,取Oy 坐标轴向上 ,升降机的运动方程为
2012
1at t v y += 螺丝的运动方程为 2
022
1gt t v h y -+=
当螺丝落至底面时,有 y 1 = y 2 ,即 2
0202
121gt t v h at t y -+=+
所以 s 705.02=+=
a
g h
t (2)螺丝相对升降机外固定柱子下降的距离为 m 716.02
12
02=+
-=-=gt t v y h d 2-6 已知一质点的运动方程为 j i r )2(22
t t -+= (SI)。试求:(1)质点的运动轨迹;(2)t = 1s 和t = 2 s 时刻,质点的位置矢量;(3)1s 末和2 s 末质点的速度;(4)质点的加速度。
解 (1)质点在x 、y 方向运动方程的分量形式为 x = 2t , y = 2-t 2
v 0
消去时间t , 可得 24
12x y -= 其运动轨迹为一抛物线
(2)s 1=t 时 j i r +=21;s 2=t 时 j i r 242-= (3)质点运动的速度 v j i r
t t
22d d -==
s 1=t 时 v 1j i 22-=
即 m/s 221=v ,o
145-=θ(θ1为v 1与x 轴的夹角)
s 2=t 时 v 2j i 42-=
即 m/s 522=v ,6263o 2'-=θ(θ2为v 2与x 轴的夹角)
(4)质点运动的加速度 j v
a 2d d -==
t
2-7 一质点在Oxy 平面上运动,其运动方程为 j i r 2
2
2)310(t t ++= 试求:(1)质点的轨迹方程;(2)质点的速度、加速度。
解 (1) 质点运动方程的分量式为2
310t x +=,2
2t y =
消去时间参数t ,可得运动的轨迹方程 2023-=x y
(2)速度 v j i t t 46+= 加速度 j i a 46+=
2-8 一质点在Oxy 平面上运动,其运动方程为j i r )]1.0cos(1[3)1.0sin(3t t ππ-+= 试求质点在5s 时的速度和加速度 。
解 速度 v j i r
)1.0sin(3.0)1.0cos(3.0d d t t t
ππππ+==
加速度 ()()j i r a )1.0c o s (1.03)1.0s i n (1.03d d 2
22
2t t t
ππππ+-== t = 5 s 时的速度为 j v )s m 3.0(1
-?=π
加速度 i a )s m 03.0(2
2-?-=π
2-9 一质点从坐标原点开始沿抛物线 y = 0.5 x 2 运动,它在Ox 轴上分速度
1s m 0.4-?=x v 为一恒量,试求:(1)质点的运动方程;(2)质点位于x = 2 m 处的速度和
加速度 。
解 (1)因1
s m 0.4-?=x v 为常数,故a x = 0 。当t = 0时,x = 0 ,可得质点在x 方
向的运动方程为 t x 4=
又由质点的抛物线方程,有 2
8t y = 所以 j i r 2
84t t += (2)任意时刻 j i r v t t 164d d +==
; j t
16d d ==v a 由t x 4=和x = 2,可得 t = 0.5 s
所以,当质点位于x = 2.0 m 时,其速度 j i v 84+= ,加速度 j a 16=
2-10 一汽艇以速率0v 沿直线行驶。发动机关闭后,汽艇因受到阻力而具有与速度v 成正比且方向相反的加速度kv a -=,其中k 为常数。试求发动机关闭后,(1)任意时刻
t 汽艇的速度;(2)汽艇能滑行的距离。
解 本题注意根据已知条件在计算过程中进行适当的变量变换。
(1)由 kv t v
a -==
d d , t k v v t v
v ??-=00d d 得 kt
v v -=e 0
(2)因为 kv s
v
v t s s v t v -===d d d d d d d d ,
s k v s
v ??-=0
0d d 0
所以 ks v =0 发动机关闭后汽艇能滑行的距离为 k v s /0=
2-11 一物体沿x 轴作直线运动,其加速度为2
kv a -=,k 是常数。在t = 0时,
0v v =,0=x 。试求(1)速率随坐标变化的规律;
(2)坐标和速率随时间变化的规律。 解 本题注意变量变换。 (1)因为 2d d d d d d d d kv x v
v t x x v t v a -==?==
; x k v v
x v
v ??-=0d d 0 所以 kx
v v -=e 0
(2)因为 2d d kv t
v
a -==
, t k v v t v
v ??-=02d d 0 可得 1
00
+=
kt v v v
又因为 t
x
v d d =
, t kt v v t v x t
t x
d 1
d d 0
00
?
??
+==
所以 )1ln(1
0+=
kt v k
x 2-12 一质点沿 x 轴作直线运动,其速度大小2
38t v +=,(SI 制)。质点的初始位置在 x 轴正方向10 m 处,试求:(1)s 2=t 时,质点的加速度;(2)质点的运动方程; (3)第二秒内的平均速度。
解 根据题意可知,0=t 时,1
0ms 8-=v ,m 100=x
(1)质点的加速度 t t
v
a 6d d ==
s 2=t 时, 2ms 12-=a
(2) 由 t t t v x d )38(d d 2
+== 两边积分
t t x t
x
d )38(d 0
210
??
+=
因此,质点的运动方程为 3
810t t x ++=
(3)第二秒内的平均速度为 11
21
2s .m 15-=--==
t t x x t x v ?? 2-13 质点作圆周运动,轨道半径r = 0.2 m ,以角量表示的运动方程为22
1
10t t ππθ+= (SI )。试求:(1)第3s 末的角速度和角加速度;(2)第3s 末的切向加速度和法向加速度的大小。
解 (1)因为 22
110t t ππθ+=
故
t t ππθω+==10d /d , πωβ==t d /d
以t = 3s 代入,1
s ad r 13-?==πω ,2
s rad -?=πβ
(2) 2
s m 2.0-?==πβr a t , 222s m 8.33-?==πωr a n
2-14 一质点在半径为r = 0.10m 的圆周上运动,其角位置为3
42t +=θ。(1)在 t = 2.0s 时,质点的法向加速度和切向加速度各为多少?(2)t 为多少时,法向加速度和切向加速度的量值相等?
解 (1)由于3
42t +=θ,则 212d d t t ==
θω,t t
24d d ==ωβ 法向加速度 4
2
n 4.14t r a ==ω 切向加速度 t r a t 4.2==β
t = 2.0s 时,2222n
s m 1030.2-=??==ωr a s
t , 22s m 8.4d d -=?==t
r
a s
t t
ω
(2)要使t a a =n ,则有 t r t r 24)12(2
2?=
所以 t = 0.55 s
2-15 一汽车发动机曲轴的转速,在12 s 内由20 r/s 均匀地增加到45 r/s 。试求: (1)发动机曲轴转动的角加速度; (2)在这段时间内,曲轴转过的圈数。
解 (1)由于角速度n πω2=(n 为单位时间内的转数),根据角加速度的定义
t
d d ω
β=
,在匀速转动中角加速度为 200s r a d 1.13)(2-?=-=-=t n n t πωωβ
(2)发动机曲轴转过的角度为 t n n t t t )(2
210020+=+=+=πωωβωθ 在12 s 内曲轴转过的圈数为 3902
20
=+==
t n n N πθ 圈 2-16 某种电机启动后转速随时间变化的关系为
)1(2
0t
e -
-=ωω,式中
10s rad 0.9-?=ω。求:(1) t = 6 s 时的转速;(2) 角加速度随时间变化的规律;(3) 启动后6
s 内转过的圈数。
解 (1)根据题意,将t = 6 s 代入,即得
102
0s 6.895.0)e 1(--
==-=ωωωt
(2)角加速度随时间变化的规律为
2
22
0s e 5.4e 2
d d ---===t
t
t ωωβ (3)t = 6 s 时转过的角度为
r a d
9.36d )e 1(d 2
60
060
=-==-
??t t t
ωωθ 则t = 6 s 时电动机转过的圈数 87.52==πθN 圈
2-17 半径为r = 0.50m 的飞轮在启动时的短时间内,其角速度与时间的平方成正比,在t = 2 s 时,测得轮缘上一点的速度值为1
s m 0.4-?。求:(1)该轮在t ′ = 0.5s 的角速度,轮缘上一点的切向加速度和总加速度;(2)该点在2s 内所转过的角度。
解 由题意 2
kt =ω,因ωR = v ,可得比例系数 222
==
=rt
v
t k ω
所以 2
2)(t t ==ωω
(1) 则t ′= 0.5s 时,角速度为 1
2
s rad 5.02-?='=t ω 角加速度 2s rad 24d d -?='==
t t
ω
β 切向加速度 2
s m 1-?==βr a t
总加速度 n 2
n e e a a a ωβr r t t +=+=
2222s m 01.1)()(-?=+=
ωβr r a
(2) 在2 s 内该点所转过的角度 rad 33.53
2d 2d 322
2
0====
-??
t t t t ωθθ
2-18 一质点在水平面内以顺时针方向沿半径为2 m 的圆形轨道运动。已知质点的角速度与时间的平方成正比,即2
k t =ω(SI 制)。式中k 为常数。已知质点在第2 s 末的速度为32 m /s 。试求t = 0.5 s 时质点的速度和加速度。
解 首先确定常数k 。已知t = 2 s 时,v = 32 m/s , 则有 3
2
2
s 4-==
=Rt
v t k ω
故
24t =ω ,24Rt R v ==ω,Rt t
v
a t 8d d ==
当t = 0.5 s 1
2
s .m 24-==Rt v , 2
s .m 88-==Rt a t , 22
s .m 2-==R
v a n 22
2s .m 25.8-=+=
n t a a a ,o 1
0.14tan ==-t
n
a a θ 2-19 由山顶上以初速度v 0水平抛出一小球,若取山顶为坐标原点,沿v 0方向为x 轴正方向,竖直向下为 y 轴正方向,从小球抛出瞬间开始计时。试求:(1)小球的轨迹方程;(2)在t 时刻,小球的切向加速度和法向加速度。
解 (1)小球在x 轴作匀速直线运动 t v x 0=, y 轴上作自由落体 22
1gt y = 上述两方程联立消t ,可得小球的轨迹方程 2
2
2x v g y =
(2)0v v x = ,
gt v y =
t 时刻,小球的速率 222022t g v v v v y x +=+=
t 时刻,小球的切向加速度 2
220
2d d t
g v t g t
v
a t +==
因为 22n t a a g a +=
=,所以,法向加速度 2
22
02
2t
g v g v a g a t n +=
-=
2-20 已知声音在空气中传播的速率为344 m/s 。当正西方向的风速为30 m/s 时,声音相对于地面向东、向西和向北传播的速率各是多大?
解 m /s 301=v ,
m /s 3442=v
向东传播的声音的速率 m /s 3743443021E =+=+=v v v
向西传播的声音的速率 m /s 3143034412=-=-=v v v W 向北传播的声音的速率 m /s
34330344222
12
2=-=-=
v v v N 2-21 一架飞机从A 处向东飞到B 处,然后又向西飞回到A 处。 已知A 、B 间的距
离为l ,空气相对地面的速率为u ,飞机相对空气的速率v ’ 保持不变。试证:
(1)假定空气是静止的(即u =0),飞机往返飞行时间为v l t '=21; (2)假定空气的速度方向向东,飞机往返飞行时间为2
222u
v v l t -''
=; (3)假定空气的速度方向向北,飞机往返飞行的时间为2
2
32u
v l t -'=。
试证:由速度关系 v = u + v ' (1)u =0时,飞机往返飞行时间为 v l
v l v l t '
='+'=
21 (2)空气相对地面的速度为u 向东,从A → B 所需时间为u
v l
+' 从B → A 所需时间为
u
v l
-' 所以,飞机往返飞行时间为 2
2
22u v v l u v l u v l t -''
=-'++'=
(3)空气相对地面的速度为u 向北,如图2-21所示,
从A → B ,飞机相对地面的速度为22u v v -'=;从B → A 飞机相对地面的速度的大小
与从A → B 等值,但方向相反。所以,飞机往返飞行的时间为
2
2
322u
v l v
l t -'==
v v '
( a )
A
v v '
u
( b )
B
习题 2-21
第3章 牛顿定律及其内在随机性
3-1 一木块能在与水平面成θ 角的斜面上匀速下滑。若使它以速率v 0沿此斜面向上滑动,试证明它能沿该斜面向上滑动的距离为 v 02/(4g sin θ)。
解 选定木块为研究对象,取沿斜面向上为x 轴正向,
下滑 0sin f =-F mg α (1) 上滑 ma F mg =--f sin α (2) 由式(2)知,加速度为一常量,有
as v v 22
02+= (3)
解上述方程组,可得木块能上滑的距离 α
sin 4220
20g v a v s =
-= 3-2 在一水平直路上,一辆车速1
h km 90-?=v 的汽车的刹车距离为s = 35 m 。如果路面相同,只是有1:10的下降斜度,这辆汽车的刹车距离将变为多少?
解: 在水平路上k μ为定值,则 ma mg k =-μ ,而 s
v a 22
-=
所以 gs
v k 22
=μ
设斜面夹角为α,刹车距离为s ',加速度为a ',则 a m mg mg k '=-αμαcos sin
所以 )
cos sin (222
2αμαk g v a v s --=
'-=' 代入已知数值,注意sin α = 0.1 ,可得 m 5.39='s
3-3 如图所示,质量m = 0.50kg 的小球挂在倾角o
30=θ的光滑斜面上。 (1)当斜面以加速度a = 2.0m/s 2水平向右运动时,绳中的张力及小球对斜面的正压力各是多大?(2)当斜面的加速度至少为多大时,小球将脱离斜面?
解:(1)对小球 x 向: ma N T =-θθsin cos y 向: 0cos sin =-+mg N T θθ
mg
N
T
上滑
f
mg N 下滑
f m
g N
可得
N 32.3)30sin 8.930cos 2(5.0)sin cos (o
o =+??=+=ααg a m T N 75.3)30sin 230cos 8.9(5.0)sin cos (o
o =+??=+=ααa g m N 小球对斜面的压力 N 75.3=='N N
(2)小球刚要脱离斜面时N = 0,则 ma T =θcos , mg T =θsin 由此二式可解得 2
o s m /0.1730tan /8.9tan /===θg a
3-4 在水平面上一辆汽车以速率v 行驶,当汽车与前面一堵墙相距为d 时,司机才发现自己必须制动或拐弯。设车辆与地面之间的静摩擦系数为μs .问若司机制动停车(不拐弯),他需要的最小距离d 1为多大?若他不制动而作90o 拐弯(作圆弧形行驶),他需要的最小距离d 2又有多大?哪种办法最安全?
解:汽车制动时,受到摩擦力作用,作匀减速直线运动,在拐弯情况下,汽车作圆周运动,摩擦力提供向心力。通过求出两种情况下汽车制动的距离,比较可以知道第一种方法更安全。
设汽车质量为m 加速度为a ,则在制动时有 ma mg s =-μ ,12
2ad v =-
所以 g v d s μ2/2
1=
若不制动而拐弯,则有 22
d v m mg s =?μ
所以 g
v d s μ2
2=
由于d 1< d 2 可知制动安全。 3-5 月球的质量是地球的
811,月球的半径为地球半径的11
3
。不计自转的影响,试计算地球上体重600N 的人在月球上时体重多大?
解: 因为地球上人体重为 N 6002==e
e
e r M mG
mg 所以月球上体重为 22113811??
?
??==e e
m m m r M mG r M mG mg N 6.99729121729
1212
=?=?=e e e mg r m mG
3-6 一枚质量为3.03×103kg 的火箭,放在与地面成58.0°倾角的发射架上,点火后发
动机以恒力61.2 kN 作用于火箭,火箭轨迹始终与地面成 58.0°的夹角。飞行48.0s 后关闭
发动机,计算此时火箭的高度及距发射点的距离(忽略燃料质量和空气阻力)。
解 t
v m ma F x
x d d cos ==θ
?
?=v
t
x t F v m 0
d c o s d θ
?
?
=x
t t F x m 0
48
d cos d θ m 1023.12cos 2142
2?===t m
F t a x x θ
同理 t
v m
ma mg F y y d d sin ==-θ
?
?-=v
t
y t mg F v m 0
d )sin (d θ
t mg F mv y )sin (-= ?
?-=y
t t mg F y 0
48
d )sin (d θ
m 1044.82sin 2132
2?=-==
t m
mg F t a y y θ 火箭距发射点O 的距离为 m 1049.1422?=+=
y x s
3-7 在光滑水平面上固定了一个半径为R 的圆环,一个质量为m 的物体A 以初速度为
v 0靠圆环内壁作圆周运动,物体与环壁的摩擦系数为μ,试求物体A 任意时刻的速率v ?
解:选取自然坐标, 切向 f t
v
m
-=d d 法向N R v m =2
,而 N f μ= ,所以 t
v R v d d 2=-μ
由上式得
t R v v t v
v d d 002??-=μ
则 t
R
v v v 00
1μ+=
3-8 光滑的水平桌面上放置一半径为R 的固定圆环,物体紧贴环的内侧作圆周运动,其摩擦因数为μ 。开始时物体的速率为v 0 ,求:(1)t 时刻物体的速率;(2)当物体速率从v 0减少到
02
1
v 时,物体所经历的时间及经过的路程。 解: (1)取自然坐标,有 R mv ma F n N 2==, t v
m ma F t f d d -==
摩擦力的大小N F F μ=f ,由上述各式可得 t
v
R v d d 2-=μ 取初始条件t = 0时v = v 0 , 并对上式积分
??
-
=v
v t
v v
R
t 02
d d μ
所以 t
v R Rv v μ00
+=
f
m
(2)当物体的速率从v 0减少到
021
v 时,由上式可得 0
v R t μ=' 物体在这段时间内所经过的路程 t t
v R Rv t v s t t d d 00
μ+==
?
?
'
'
2ln μ
R
s =
3-9 一质量为10kg 的质点在力40120+=t F (F 的单位为N ,t 的单位为s )的作用下,
沿x 轴作直线运动。在t = 0时,质点位于x = 5.0m 处,其速度1
0s m 0.6-?=v 。求质点在
任意时刻的速度和位置。
解:由题意 t
v m
t d d 40120=+ 依据初始条件,t 0 = 0时1
0s m 0.6-?=v ,积分
[]t t v v
v t
d 412d 0
?
?+=
所以 2
646t t v ++=
又因v = d x /d t ,并由初始条件:t 0 = 0时x 0=5.0m ,积分 []
t t t x x
x t
d 646d 0
2?
?++=
所以 3
2
2265t t t x +++=
3-10 质量为m 的质点在外力F 的作用下沿x 轴运动,已知t = 0时质点应位于原点,且初始速度为零,力F 随距离线性地减小,x = 0时,F = F 0 ; x = L , F = 0.试求质点在;x = L 处的速率。
解: 由题意,力F 与x 的关系为 x L
F F F 0
0-= 由牛顿第二定律 F t v m =d d ,而 x
v
v
t x x v t v d d d d d d d d == 则 x x L F F x F v mv d d d 00??
?
?
?-
== 积分
x x L F F v v m L
v
d d 0000?
?
? ??
-=?? 所以 m
L
F v 0=
3-11 轻型飞机连同驾驶员总质量为1.0×103kg 。飞机以1
s m 0.55-?的速率在水平跑道上着陆后,驾驶员开始制动,若阻力与时间成正比,比例系数1
2
s N 100.5-??=α ,求:(1)10s 后飞机的速率;(2)飞机着陆后10s 内滑行的距离 。
解: 以地面飞机滑行方向为坐标正方向,有 t t
v
m α-=d d
t m
t
v t
v
v d d 0
??
-
=α
得 202t m
v v α
-=
t =10s 时, 1
s m 0.30-?=v 又
t t m
v x t
x
x d )2(d 0
200
??
-
=α
故飞机着陆后10s 内所滑行的距离 m 4676300=-
=-=t m
t v x x s α
3-12 一物体自地球表面以速率v 0竖直上抛。假定空气对物体阻力的值为f =km v 2,其中 m 为物体的质量,k 为常量。试求:(1)该物体能上升的高度;(2)物体返回地面时速度的值(设重力加速度为常量)。
解 以地面为原点,y 轴竖直向上
(1)上抛 t
v
m k m v mg d d 2
=--; y v v t v d d d d = 积分
?
?
+-=h
v kv g v
v y 0
2
d d ; 故有 ???
?
??+==g kv g k y h 2
0max
In 21 (2)下落 t
v
m
k m v mg d d 2
=+- 积分
??
--=00
2
d d h
v
kv g v
v y 则 2
/12
001-???
? ??+=g kv v v
3-13如图所示,电梯相对地面以加速度a 竖直向上运动,电梯中有一滑轮固定在电梯
顶部,滑轮两侧用轻绳悬挂着质量分别为m 1和m 2的物体A 和B ,且m l >m 2。设滑轮的质量和滑轮与绳索间的摩擦均略去不计,如以电梯为参考系,求物体相对地面的加速度和绳的张力。
解 取坐标 y 向下,设r a 为物体相对电梯的加速度,
有 r a m T a m g m 1111=-+ r a m T a m g m 2222=-+ 21T T = ,由上述各式可得 )(2
12
1a g m m m m a r ++-=
绳的张力 )(22
12
121a g m m m m T T ++=
= 物体A 对地面的加速度 2
122112)(m m a
m g m m a a a r +--=
-=
习题3-12图
上抛
mg
f mg
f
下落
B 对地面的加速度为 2
12112)(2)(m m g
m m a m a a a r +-+-=+-=
第4章 动量守恒与能量守恒
4-1 一粒子弹在枪膛中所受的合力为 t F 5103
4
400?-
=;
式中F 和t 的单位分别为m 和s ,假设子弹出枪口时所示合力为零,此时子弹的速度为m/s 300=v 。试求:(1)
子弹在枪膛中经历的时间;(2)子弹在枪膛中所受的冲量;(3)子弹的质量。
解 (1)由题意 0103
4
4005=?-
t ;所以 s 1033-?=t (2)子弹在枪膛中所受的冲量 s .N 6.0d )1034
400(510303=?-=?-?t t I
(3)由动量定理,可得子弹的质量 kg 1023
-?==v
I m
4-2 一个质量为m = 0.14 kg 的垒球沿水平方向以m /s 501=v 的速率投来,经棒打击后,沿与水平方向成o
45=α的方向向回飞出,速率变为m /s 802=v 。(1)求棒给球的冲量的大小与方向。(2)如果球与棒接触的时间为s 02.0=t ?,求棒对球的平均冲力的大小。它是垒球本身重量的几倍?
解 (1)如图所示,设垒球飞来方向为x 轴方向,棒对球的冲量大小为
12v v m m I -=αcos 2212221
v v v v m ++=s N 9.16?= 与垒球投来方向的夹角θ 为 αα
θc o s
s i n a r c t a n
180212o
mv mv mv +-=2152o '=
(2)棒对球的平均冲力 N 84502
.09
.16==
=
t
I
F ? 此力为垒球本身重量的 )8.914.0/(845)/(?=mg F = 616倍
4-3 自动步枪连发时每分钟射出120发子弹,每发子弹的质量为m =7.9×10-
3 kg ,子弹出枪口的速率为735 m / s 。子弹射出时,枪托每分钟对肩部的平均压力为多少?
解 以分钟计,枪对子弹的平均推力为 N 6.1160
735
0079.0120=??==
t Nmv F 由牛顿第三定律可知,枪托对肩的压力等于11.6 N 。
4-4 高空作业时系安全带是非常必要的。假如一个质量为50 kg 的杂技演员,在走
1
习题4-2用图
钢丝练习时不慎从高空竖直跌落下来,由于安全带的保护,最终使他被悬挂起来。已知安全带的长度为5 m ,安全带弹性缓冲作用时间约为0.5 s 。若取重力加速度2
s .m 10-=g ,则
安全带对杂技演员的平均作用力为多少?
解 以杂技演员为研究对象,人跌至5 m 处时的速率为 gh v 21=
在缓冲过程中,根据动量定理,有12)(mv mv t mg F -=+? 可得 N 15002)
(=+=+
=t
gh m mg t mv mg F ??? 4-5 以炮弹以速率v 0沿倾角θ 的方向发射出去后,在轨道的最高点爆炸为相等的两块,一块沿o
45仰角上飞,一块沿o
45的俯角下冲,求刚爆炸后这两块碎片的速率各为多少?
解 如题图所示,炮弹炸裂前速率为θcos 0v ,沿水平方向,炸裂后两块分别以v 1和v 2飞行。忽略爆炸过程
中重力的作用,炮弹及碎块的动量守恒。于是有
水平方向: o 2o 1045cos 2
45cos 2cos v m
v m mv +=θ 竖直方向: o
2o 145sin 2
45sin 20v m v m -=
联立解此二式,可得 θc o s 2021v v v =
=
4-6 一作斜抛运动的物体,在最高点炸裂为质量相等的两块,最高点距离地面为19.6
m 。爆炸1.00 s 后,第一块落到爆炸点正下方的地面
上,此处距抛出点的水平距离为m 2
1000.1?。问第二块落在距抛出点多远的地面上。(设空气的阻力不
计)
解 取如图示坐标,爆炸前,物体在最高点A 的速度的水平分量 h
g x t x
v x
21
010== 物体爆炸后,第一块碎片竖直落下 2
112
1gt t v h y -
-= 碎片落地时,有y 1 = 0 , t = t 1 ,则由上式得 1
21121t gt h v -
= 根据动量守恒定律,在最高点处有 x x mv mv 202
1=
,y mv mv 2121
210+-=,
可解得爆炸后第二块碎片抛出时的速度分量分别为
习题4-6 用图
O
x
习题4-5 用图
2
v 0cos θ
11
02s m 100222-?===h
g
x v v x x ,11
2112s m 7.1421-?=-
==t gt h v v y 爆炸后,第二块碎片作斜抛运动,其运动方程为2212t v x x x +=, 2
22222
1gt t v h y y -+= 落地时,y 2 = 0 ,可解得第二块碎片落地点的水平位置 m 5002=x
4-7 一载人小船静止于湖面上,小船质量为100kg ,船头到船尾共长3.6 m ,人的质量为50 kg ,试问当人从船尾走到船头时,船将移动多少距离?假定水的阻力不计。
解 假定船的质量为M ,速度为v ,人的质量为m ,相对于船的速度为u ,其方向与v 的方向相反。选x 轴沿v 的方向,由该方向动量守恒有 +-=()0Mv m v u 上式各项乘时间t 得 +-=()0Mvt m v u t 。
设t 时间内船走的路程为S ,人相对于船走过的路程为S ',则有0)(='-+S S m MS ,故 m 2.150
1006
.350=+?=+'=
m M S m S
4-8 A 、B 两球在光滑水平面上运动,已知A 球的质量为kg 21=m 、速度为
11s .m 2.0-=i v ,B 球的质量为kg 32=m 、速度为12s .m )5.02.0(-+=j i v 。两球碰撞
后合为一体,求碰撞后的速度。
解 以v 表示碰撞后的速度。由动量守恒定律 v v v )(212211m m m m +=+
所以 1
s .m )3.02.0(-+=j i v
4-9 质量为M 的人手里拿着一个质量为m 的物体,此人用与水平面成α 角的速率v 0向前跳去 .当他达到最高点时,他将物体以相对于
人为u 的水平速率向后抛出 .问:由于人抛出物体,他跳跃的距离增加了多少?(假设人可视为质点)
解 取如图所示坐标.把人与物视为一系统,当人
跳跃到最高点处,在向左抛物的过程中,满足动量守
恒,有 )(cos )(0u v m Mv v M m -+=+α
式中v 为人抛物后相对地面的水平速率,v -u 为抛出
物对地面的水平速率。得 u m
M m
v v ++=α
c o s 0
人的水平速率的增量为 u m M m
v v v +=
-=α?cos 0 而人从最高点到地面的运动时间为 g
v t α
sin 0=
习题4-9 用图
所以,人跳跃后增加的距离 u g
m M mv vt x )(sin 0+=
=α
??
4-10 一人从10 m 深的井中提水,起始时,桶及桶中水的总质量为10 kg ,由于水桶漏水,每升高1 m 要漏去0.20 kg 的水 .水桶被匀速地从井中提到井口,求人所做的功。
解 水桶在匀速上提过程中,a = 0,拉力与水桶重力平衡,有 mg F = 取坐标y 竖直向上,水桶位于y 处时,拉力 gy g m F 2.00-= 人对水桶的拉力的功为 J 882d )2.0(10
0=-=
?
y gy g m A
4-11 长度为2 m 的细绳的一端系在天花板上,另一端系一质量为0.20 kg 的小球。现把小球移至使细绳与竖直方向成o
30角的位置,然后从静止释放。试求:(1)在绳索从o
30
转到0
0角的过程中,重力和张力所做的功;(2)物体在最低位置时的动能和速率;(3)在最低位置时绳的张力。
解 如图所示,重力的功 J 53.0)cos 1(=-=θmgl A G
张力的功 0d T =?=?
s T A
(2)在最低位置时的动能为 J 53.0k ==G A E 小球在最低位置的速率为 1k
s m 30.222-?===
m
A m E v G
(3)当小球在最低位置时,由牛顿定律可得
l
mv P T 2
=-; N 49.22=+=l mv mg T 4-12 最初处于静止的质点受到外力的作用,该力的冲量为s N 4?,在同一时间间隔
内,该力所做的功为2 J, 问该质点的质量为多少?
解 由题意, 00=p , 00k =E ,根据动量定理,有40==-=mv p p I 由动能定理,有 22
1
20k k k ==
-==mv E E E A ? 所以 kg 4222
k 2===A
I E p m
4-13 一质量为m 的质点,系在细绳的一端,绳的另一端固定在平面上。此质点在粗糙水平面上作半径为r 的圆周运动。设质点的最初速率是v 0。当它运动一周时,其速率为v 0/2。求:(1)摩擦力做的功;(2)动摩擦因数;(3)在静止以前质点运动了多少圈?
解(1)摩擦力做功为 2
2020k k 8
32121mv mv mv E E A -=-=
-= 习题4-11 用图
m g
(2)由于mg f μ=,故有 mg r s f A μπ2180cos o
-==
可得动摩擦因数为 rg
v πμ16320
=
(3)一周中损失的动能为2
08
3mv ,则在静止前可运行的圈数为 3
4
0k ==
A E n 圈 4-14 用铁锤把钉子敲入墙面木板。设木版对钉子的阻力与钉子进入木版的深度成正比。若第一次敲击,能把钉子钉入木板m 10
12
-? 。第二
次敲击时,保持第一次敲击钉子的速度不变,那么第二次能
把钉子钉入多深?
解 F = kx (k 为常数),由动能定理 ?
-=
1
1d x k x kx E ? , ?-=2
1
d 2x x k x kx E ?
按题意, 21k k E E ?=?,即
??
-=-2
1
1
d d 0
x x x x kx x kx
可得 m 10
41.02
12-?=-=x x x ?
4-15 质量为 3 kg 的质点在力F 作用下沿直线运动,已知质点的运动方程为
3243t t t x +-=;x 和t 的单位分别为m 和s 。试求:(1)在最初4 s 内作用力F 所做的
功;(2) t = 1s 时,力F 对质点所做功的瞬时功率。
解 (1)由 2383d d t t t
x
v +-==
得 0=t 时,10s .m 3-=v ,4=t 时,1
s .m 19-=v
由动能定理 J 103.521212202?=-=
mv mv A (2)由 t t
v
a 68d d +-==
得 1=t 时,2
s .m 2--=a ,则 N 6==ma F
1=t 时,1s .m 2--=v ,所以 W 12=?=v F P
4-16 质量为1kg 的物体,以初速度1
s .m 14-从高度240 m 处自由落下,并陷入沙坑中,陷入的深度为 0.2 m ,不计空气阻力,求沙对物体的平均阻力。
解 物体下落h 距离
22
02
121mv mgh mv =+ 陷入沙坑深度S fs mv mgs -=--2
2
1
习题4-14 用图
所以 2021)1(mv s h mg f s
++
= 代入数值得 f = 1.2×104 N
4-17 劲度系数为k 的轻弹簧竖直悬挂,弹簧下端挂一物体,平衡时弹簧已有一伸长。若以物体的平衡位置为竖直y 轴的原点,取物体的平衡位置作为弹性势能和重力势能的零点。试证:当物体的位置坐标为y 时,弹性势能和重力势能之和为
2
2
1ky 。 证 设在平衡时弹簧已被拉长0y ,则 0ky mg = 当物体再下降距离y 时,弹性势能为 y ky ky ky y y k E 0220201p 2
121)(21+=-+=
以平衡位置为重力势能零点,则此时重力势能为 y ky mgy E 02p -== 此时弹性势能和重力势能的和为
2022p 1p p 2
1
21ky y ky ky E E E =+=
+= 4-18 有一种说法认为地球上的一次灾难性物种(如恐龙)绝灭是由于6500万年前一
颗大的小行星撞入地球引起的。设小行星的半径是10km ,密度为6.0×103 kg/ m 3(和地球的一样)它撞入地球将释放多少引力势能?这能量是唐山地震估计能量的多少倍?(1976年,,唐山地震释放的能量约为1018J 。)
解 小行星落到地面上所释放的引力势能为
????
?
?---
=E A E A A E R m GM r m GM E p ? 由于小行星运行轨道半径A r 比地球半径E R 大的多,所以有
E A E p R m GM E =
?ρπ3
3
4A E E r R GM ?=
J 106.124?=p E ?
此能量约是唐山地震释放能量(约1018J )的106倍。
4-19 两颗中子星质量都是1030 kg 、半径都是m 1024
?,相距1010 m 。如果它们最初都是静止的。
(1)当它们的距离减小到一半时,它们的速度各是多大? (2)当它们就要碰到时,它们的速度又将各是多大?
解 (1)对两中子星的距离r 减小到一半的过程,由机械能守恒,有
2
12
122/mv r Gmm r Gmm ?+=- 由此得 m/s 102.831?==
r
Gm
v (2)同理,要碰上的过程,有 2
2
2
122mv R Gmm r Gmm ?+-=-
古代汉语试题(1) 一、名词解释:(10分)引申义、笺、读为、脱文、传 二、说明下列字的结构,并指出形声字的形符和声符。(10分) 本、裁、从、象、徒、泪、刃、堵、鼠、莫 三、单项选择题:(10分,每小题1分。请将所选择的答案填入括号内。) 1.许慎的“六书”解释中“比类合谊,以见指挥。”是对()所作的解说。 A.象形 B.指事 C.会意 D.形声 2.下列句子中,“及”用作本义的是()。 A.楚人为食,吴人及之。 B.君美甚,徐公何能及君也。 C.敌众我寡,及其未既济也,请击之。 D.及前王之踵武。 3.下列句子中宾语前置用“之”复指的是()。 A.我有老父,身死莫之养也。 B.之子于归,宜其室家。 C.语曰:“唇亡而齿寒”,其斯之谓与? D.使尽之,而为之箪食与肉。 4.《说文解字》分析字形的主要依据是()。 A.甲骨文 B.金文 C.小篆 D.隶书 5.先秦汉语中宾语前置规则最严格的是()。 A.否定句中代词做宾语前置 B.疑问句中疑问代词做宾语前置 C.宾语前置用“之”、“是”复指 D.介词“以”的宾语前置 6.下列句子中为形容词意动用法的是()。 A.春风又绿江南岸。 B.君子之学以美其身。 C.登东山而小鲁,登泰山而小天下。 D.天下乖戾,无君君之心。 7.下列句子中为名词做状语表示比喻的是()。 A.不如吾闻而药之也。 B.童子隅坐而执烛。 C.各鸟兽散,犹有得脱归报天子者。 D.君为我呼入,吾得兄事之。 8.近体诗一般在()使用对仗。 A首联、颈联B.颈联、颔联C.颔联、尾联D.首联、尾联 9.《孟子滕文公上》:“树艺五谷。”赵岐注:“五谷____稻黍稷麦菽也。”赵岐所使用的术语是()。A.曰B.为C.谓D.谓之 10.下列句子中“间”用作本义的是()。 A.肉食者谋之,又何间焉。 B.晏子为齐相,出,其御之妻从门间而窥其夫。 C.愿足下假臣奇兵三千,从间路绝其辎重。 D.至曰:“楚有六间,不可失也。” 四、说明下列句子中加点的词的意义,并说明它古今词义的变化是属于词义的扩大、缩小、转移还是感情色彩不同。(10分) 1、楚国方城以为城,汉水以为池。 2、数以王命,取赂而还。 3、小人有母,皆尝小人之食也,未尝君之羹。 4、饮于河渭。 5、古者人之始生,未有宫室之时,因陵丘掘穴而处焉。 五、说明下列句子中加点词的意义,并说明是本义还是引申义。(10分) 1、振长策而御宇内。 2、惟草木之零落兮。 3、君子引而不发。 4、臣伏读圣旨。
磁化率的测定 1.本实验在测定XM做了哪些近似处理 答:(1)忽略了X反(2)X0=0(样品周围介质的体积磁化率)(3)H0=0(样品顶端磁场强度为0。近似认为样品顶端就是试管顶端) 2.为什么可以用莫尔盐来标定磁场强度 答:莫尔盐的XM仅与T有关,物质,物质稳定,组成固定,对磁场反应良好。 3.样品的填充高度和密度以及在磁场中的位置有何要求若样品的填充高度不够,对测量结果有何影响 答:样品管与磁极中心线平齐,不与磁极接触,样品要紧密均匀填实。若样品的填充高度不够,则样品最上端处磁场强度不为零。(样品的填充高度距样品管口处,样品要紧密均匀填实。将样品悬挂在天平上,样品底部处于磁场强度最大区域【H】管顶则位于场强最弱甚至为0的区域,若样品的填充高度不够,对样品处于磁场中的受力产生影响) 三组分体系等温相图 1. 实验为什么根据体系由清变浑的现象即可测定相界 答:各组分彼此互溶时,体系为均相,一旦体系恰好不相容,则分相达到相界。 2.如连接线不通过物系点,其原因可能是什么 答:(1)苯水分层不彻底(2)苯、醋酸乙酸挥发(3)酚酞变色范围为碱性,通过NaOH 滴定醋酸量偏高。 3. 实验根据什么原理求出苯-乙酸-水体系连接线 答:在苯和水含量确定的前提下,互溶曲线上的点与醋酸量一一对应。 电极的制备与原电池电动势的测定 1. 电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用如何保护及正确使用 答:(1)电位差计是按照对消法测量原理设计的一种平衡式电学测量装置,能直接给出
待测电池的电动势值,测定时电位差计按钮按下的时间应尽量短,以防止电流通过而改变电极表面的平衡状态。(2)标准电池是用来校准工作电流以标定补偿电阻上的电位降。(3)检流计用来检验电动势是否对消,在测量过程中,若发现检流计受到冲击,应迅速按下短路按钮,以保护检流计。检流计在搬动过程中,将分流器旋钮置于“短路”。(4)工作电池(稳压电源)电压调至与电位差计对电源的要求始终相一致。 2. 参比电极应具备什么条件它有什么功用 答(1)装置简单、可逆性高、制作方便、电势稳定。 (2)以标准氢电极(其电极电势规定为零)作为标准,与待测电极组成一电池,所测电池电动势就是待测电极的电极电势。由于氢电极使用不便,常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极,如:甘汞电极。 3. 盐桥有什么作用选用作盐桥的物质应有什么原则 答:(1)盐桥用来减小液体接界电势。(2)作盐桥的物质正负离子的迁移数应接近;在使用温度范围内浓度要大;不能与两端电池溶液发生反应。 4. UJ34A型电位差计测定电动势过程中,有时检流计向一个方向偏转,分析原因。 答:随着反应的进行,导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代,致使溶液的电导逐渐减小。电极管中有气泡;电极的正负极接反;线路接触不良;工作电源电压与电位差计对电源的要求数据不一致等。在测量金属电极的电极电势时,金属电极要加以处理,以除去氧化膜。 6. 如何使E测定准确 答:(1)电极管不能漏液。(2)准电池和待测电池极化,“标准/未知选择”旋钮在“标准”或“未知”位置的时间应尽可能的短。对“待测溶液”应将读数盘预置到理论值后再将“标准/未知选择”旋钮旋到,“未知”。(3)甘汞电极不用时浸泡在饱和氯化钾溶液中。(4对新制锌汞齐电极和新镀铜电极应及时测量,避免再度被氧化。
物理化学习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
物理化学期末复习 一、单项选择题 1. 涉及焓的下列说法中正确的是() (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 2. 下列三种胶体分散系统中,热力不稳定的系统是:() A.大分子溶胶 B.胶体电解质 C.溶胶 3. 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于() (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 4. 第一类永动机不能制造成功的原因是() (A) 能量不能创造也不能消灭 (B) 实际过程中功的损失无法避免 (C) 能量传递的形式只有热和功 (D) 热不能全部转换成功 5. 如图,在绝热盛水容器中,浸入电阻丝,通电一段时间,通电后水及电阻丝的温度均略有升高,今以电阻丝为体系有() (A) W =0,Q <0,U <0 (B). W>0,Q <0,U >0 (C) W <0,Q <0,U >0
(D). W <0,Q =0,U >0 6. 对于化学平衡, 以下说法中不正确的是() (A) 化学平衡态就是化学反应的限度 (B) 化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化 (C) 化学平衡时各物质的化学势相等 (D) 任何化学反应都有化学平衡态 7. 封闭系统内的状态变化:() A 如果系统的?S >0,则该变化过程自发 sys B 变化过程只要对环境放热,则该变化过程自发 ,变化过程是否自发无法判断 C 仅从系统的?S sys 8. 固态的NH HS放入一抽空的容器中,并达到化学平衡,其组分数、独立组分 4 数、相数及自由度分别是() A. 1,1,1,2 B. 1,1,3,0 C. 3,1,2,1 D. 3,2,2,2 9. 在定压下,NaCl晶体,蔗糖晶体,与它们的饱和混合水溶液平衡共存时,独立组分数C和条件自由度f':() A C=3,f'=1 B C=3,f'=2 C C=4,f'=2 D C=4,f'=3 10. 正常沸点时,液体蒸发为气体的过程中() (A) ΔS=0 (B) ΔG=0
一 填空题(共32分) 1.(本题3分)(0043) 沿水平方向的外力F 将物体A 压在竖直墙上,由于物体与墙之间 有摩擦力,此时物体保持静止,并设其所受静摩擦力为f 0,若外力增 至2F ,则此时物体所受静摩擦力为_______. 2.(本题3分)(0127) 质量为的小块物体,置于一光 滑水平桌面上.有一绳一端连接此物,另一 端穿过桌面中心的小孔(如图所示).该物… 体原以3rad /s 的角速度在距孔的圆周 上转动.今将绳从小孔缓慢往下拉,使该物 体之转动半径减为.则物体的角速度ω =______ 3。(本题3分)(5058) · 处于平衡状态下温度为T 的理想气体,23 kT 的物理意义是____ ___________________________.(k 为玻尔兹曼常量). 4. (本题4分)(4032) 图示曲线为处于同一温度T 时氦(原子量 4)、氖(原子量20)和氩(原子量40)三种气 体分子的速率分布曲线。其中 曲线(a),是________气分子的速率分布 曲线; 曲线(c)是_________气分子的速率分布 曲线; 5.(本题35分)(4147) 同一种理想气体的定压摩尔热容C p 大于定体摩尔热容C v ,其原因是 __________________________。 6.(本题35分)(4128) 可逆卡诺热机可以逆向运转.逆向循环时,从低温热源吸热,向高温热源放热, 而且吸的热量和放出的热量等于它正循环时向低温热源放出的热量和从高温热源 吸的热量.设高温热源的温度为T l =450K ;低温热源的温度为T 2=300K ,卡诺热 机逆向循环时从低温热源吸热Q 2=400J ,则该卡诺热机逆向循环一次外界必须 作功W=_____________________________. 7.(本题3分)(1105) . 半径为R 1和R 2的两个同轴金属圆筒,其间充满着相对介电常量为εr 的均匀 介质。设两筒上单位长度带有的电荷分别为+λ脚-λ,则介质中离轴线的距离为r 处的电位移矢量的大小D=_____,电场强度的大小E=_________. 8.(本题3分)(25lO) 如图所示,一段长度为l 的直导线MN ,水平放置在 载电流为I 的竖直长导线旁与竖直导线共面,并从静止 图示位置自由下落,则t 秒末导线两端的电势差
第四单元 一、单项选择 1、古注的下列常用术语中,用于注音,表示被注的字按它通常的读音来读的术语是() A 读如 B 如字 C 读曰 D 之为言 4、《毛诗笺》的作者是()。 A 毛亨 B 许慎 C 郑玄 D 孔颖达 5、古注中的“读为”、“读曰”,一般是用来()的。 A 指明同义词 B 说明文字的通假 C 指明言外之意 D 改正古书中的误字 6、古书注解有若干不同的种类和体例,“注诗宗毛为主,毛义若有隐略,则更表明;如有不同,则下己意,使可识别。”这属以下()体例和种类。 A 传 B 笺 C 疏 D 注 7、《经籍纂诂》的编者是() A 段玉裁 B 阮元 C 张玉书 D 王引之 8、下列各组古注中,注者都属同一朝代的一组是() A 高诱《淮南子注》、郑玄《周礼注》、赵岐《孟子章句》 B 裴骃《史记集解》、郦道元《水经注》、杨倞《荀子注》 C 刘宝楠《论语正义》、李善《文选注》、王弼《老子注》 D 颜师古《汉书注》、王先谦《庄子集解》、何晏《论语集解》 9、用“声训”解释词义的专书是() A 刘熙《释名》 B 张揖《广雅》 C 扬雄《方言》 D 刘熙《尔雅》 10、我国第一部有系统的解释词义的专书是() A《说文解字》 B《尔雅》 C《释名》 D《方言》 11、《释诂》、《释言》、《释训》是()中的三篇 A 扬雄《方言》 B 刘熙《释名》 C 周公《尔雅》 D 张揖《广雅》 12、汉代语言学家扬雄的《方言》全称是() A《轩辕使者绝代语词万国方言》 B《轩辕使者绝代语释别国方言》 C《輶轩使者绝代语词万国方言》 D《輶轩使者绝代语释别国方言》 二、多项选择题(在每小题的五个备选答案中选出二至五个正确的答案,并将其序号分别写在题干后面的括号内,答案没有选全或有选错的,该题无分) 1、在古注的下列术语中,一般为两个以上连用并举、用于辨析意义相同相类的词语之间细微差别的术语是()A 曰 B 为 C 谓 D 言 E 谓之 2、在古注的下列术语中,一般用作声训,即用与被解释的词的声音相同或相近的词来进行解释的是()A 读若 B 之言 C 读如 D 之为言 E 当作 3、在古注的下列术语中,必定是用来说明文字通假的术语是() A 读为 B 读若 C 如字 D 读曰 E.读如 4、在古注的下列术语中,主要用于改正古书中的误字的是() A 如字 B 衍 C 当为 D 读为 E 当作 5、在古注的下列术语中,主要或是仅仅用于注音的术语是() A 如字 B 读为 C 读若 D 读如 E 读曰 6、在后世通行的《十三经注疏》本中,《诗经》注疏包括的注解有() A 西汉毛亨《毛诗故训传》 B 东汉郑玄《毛诗笺》 C 唐孔颖达《毛诗正义》(又叫“疏”) D 唐陆德明《毛诗音义》(又叫“释文”)
一.恒温槽装配和性能测试 1.恒温槽主要由哪几个部分组成,各部分作用是什么? 答:①浴槽:盛装介质②加热器:加热槽內物质③搅拌器:迅速传递热量,使槽内各部分温度均匀④温度计:观察槽内物质温度⑤感温元件:感应温度,指示加热器工作⑥温度控制器:温度降低时,指示加热器工作,温度升高时,只是加热器停止工作。 2.为什么开动恒温槽之前,要将接触温度计的标铁上端面所指的温度调节到低于所需温度处,如果高了会产生什么后果? 答:由于这种温度控制装置属于“通”“断”类型,当加热器接通后传热质温度上升并传递给接触温度计,使它的水银柱上升。因为传质、传热都有一个速度,因此,出现温度传递的滞后。即当接触温度计的水银触及钨丝时,实际上电热器附近的水温已超过了指定温度。因此,恒温槽温度必高于指定温度。同理,降温时也会出现滞后状太。 3.对于提高恒温槽的灵敏度,可以哪些方面改进? 答:①恒温槽的热容要大些,传热质的热容越大越好。②尽可能加快电热器与接触温度计间传热的速度,为此要使感温元件的热容尽量小,感温元件与电热器间距离要近一些,搅拌器效率要高。③做调节温度的加热器功率要小。 4.如果所需恒定的温度低于室温如何装备恒温槽? 答:通过辅助装臵引入低温,如使用冰水混合物冰水浴,或者溶解吸热的盐类盐水浴冷却(硝铵,镁盐等) 二.络合物组成和不稳定常数的测定—等摩尔系列法(老师发的卷子,题目不知道了) 1. 答:计算溶剂体积→取溶质→溶解→转移→定容 [M+]+[A+]不变,取相同浓度[M]和[A]配成一系列C M /(C M +C A )不同的溶液。 2. 答:[M+A]不变,改变[M],[A]当MA n 浓度最大时,n=C A /C n ,通过测定某一络 合物含量发生相应变化的物量光密度D=ad,D-C M /(C M +C A )求极大值点n. 3. 答:分别配制只有金属离子以及只有配体,且PH与络合物相同的标准溶液,测两者吸光度,在坐标系两点上作直线,求出该直线方程,取测得络合物的吸光度,再减去直线再此浓度的直线对应吸光度,则为真实络合物的吸光度。 4. 答:因为当一个反应只有按原子个数比进行时,生成MA n 的浓度最大。 三.中和焓的测定 1.本实验是用电热法标定热量计的热容C,能否改用其他方法?请设计出一个实验方案来。 答:实验前十分钟,用较小的功率搅拌蒸馏水后,再用远大于之前的功率搅拌蒸馏水,待温度升高0.8℃左右,再转为较小功率,作图得出△T,根据K=PT/△T 求出K值。
物理化学试题之一 一、选择题(每题2分,共50分,将唯一的答案填进括号内) 1. 下列公式中只适用于理想气体的是1. B A. ΔU=Q V B. W=nRTln(p 2/p 1)(用到了pv=nRT) C. ΔU=dT C m ,V T T 2 1? D. ΔH=ΔU+p ΔV 2. ΔH 是体系的什么 2. C A. 反应热 B. 吸收的热量 C. 焓的变化 D. 生成热 3. 2000K 时反应CO(g)+1/2O 2(g)=CO 2(g)的K p 为 6.443,则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g)的K p 应为3. C A. 1/6.443 B. (6.443)1/2 C. (1/6.443)2 D. 1/(6.443)1/2 4. 固态的NH 4HS 放入一抽空的容器中,并达到化学平衡,其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是 A. 1,1,1,2 B. 1,1,3,0 C. 3,1,2,1 D. 3,2,2,2 5. 下列各量称做化学势的是 A. i j n ,V ,S i )n ( ≠?μ? B. i j n ,V ,T i )n p (≠?? C. i j n ,p ,T i )n (≠?μ? D. i j n ,V ,S i )n U (≠?? 6. A 和B 能形成理想溶液。已知在100℃时纯液体A 的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B 的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为0.5时,与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是 A. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.5 7. 理想气体的真空自由膨胀,哪个函数不变? A. ΔS=0 B. V=0 C. ΔG=0 D. ΔH=0 7. D ( ) 8. A 、B 两组分的气液平衡T-x 图上,有一最低恒沸点,恒沸物组成为x A =0.7。现有一组成为x A =0.5的AB 液体混合物,将其精馏可得到 A. 纯A 和恒沸混合物 B. 纯B 和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得纯A 和纯B 8. B
第2章刚体得转动 一、选择题 1、如图所示,A、B为两个相同得绕着轻绳得定滑轮.A滑轮挂一质量为M得物体,B滑轮受拉力F,而且F=Mg.设A、B两滑轮得角加速度分别为βA与βB,不计滑轮轴得摩擦,则有 (A) βA=βB。(B)βA>βB. (C)βA<βB.(D)开始时βA=βB,以后βA<βB。 [] 2、有两个半径相同,质量相等得细圆环A与B。A环得质量分布均匀,B环得质量分布不均匀。它们对通过环心并与环面垂直得轴得转动惯量分别为JA与J B,则 (A)JA>J B.(B) JA 物理化学实验思考题答案(精心整理) 实验1 1.不能,因为溶液随着温度的上升溶剂会减少,溶液浓度下降,蒸气压随之改变。 2.温度越高,液体蒸发越快,蒸气压变化大,导致误差愈大。 实验3 实验5 T----X图 1蒸馏器中收集气相冷凝液的袋状部的大小对结果有何影响 答:若冷凝管下方的凹形贮槽体积过大,则会贮存过多的气相冷凝液,其贮量超过了热相平衡原理所对应的气相量,其组成不再对应平衡的气相组成,因此必然对相图的绘制产生影响。 2若蒸馏时仪器保温条件欠佳,在气相到达平衡气体收集小槽之前,沸点较高的组分会发生部分冷凝,则T—x图将怎么变化 答:若有冷凝,则气相部分中沸点较高的组分含量偏低,相对来说沸点较低的组分含量偏高了,则T不变,x的组成向左或向右移(视具体情况而定) 3在双液系的气-液平衡相图实验中,所用的蒸馏器尚有那些缺点如何改进 答:蒸馏器收集气相、液相的球大小没有设计好,应根据实验所用溶液量来设计球的规格;温度计与电热丝靠的太近,可以把装液相的球设计小一点,使温度计稍微短一点也能浸到液体中,增大与电热丝的距离;橡胶管与环境交换热量太快,可以在橡胶管外面包一圈泡沫,减少热量的散发。 4本实验的误差主要来源有哪些 答:组成测量:(1)工作曲线;(2)过热现象、分馏效应;(3)取样量。 温度测量:(1)加热速度;(2)温度计校正。 5.试推导沸点校正公式: 实验12蔗糖水解速率常数的测定 1蔗糖的转化速率常数k 与哪些因素有关 答:温度、催化剂浓度。 2在测量蔗糖转化速率常数的,选用长的旋光管好还是短的旋光管好 答:选用较长的旋光管好。根据公式〔α〕=α×1000/Lc ,在其它条件不变情况下,L 越长,α越大,则α的相对测量误差越小。 3如何根据蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度计算α0和α∞ 答:α0=〔α蔗糖〕D t ℃L[蔗糖]0/100 α∞=〔α葡萄糖〕D t ℃L[葡萄糖]∞/100+〔α果糖〕D t ℃L[果糖]∞/100 式中:[α蔗糖]D t ℃,[α葡萄糖]D t ℃,[α果糖]D t ℃ 分别表示用钠黄光作光源在t ℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度,L(用dm 表示)为旋光管的长度,[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度,[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。 设t =20℃ L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则: α0=×2×10/100=° α∞=×2×10/100×()=-° 4、试分析本实验误差来源怎样减少实验误差 答:温度、光源波长须恒定、蔗糖溶液要现用现配。 1、实验中,为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点在蔗糖转化反应过程中,所测的旋光度αt 是否需要零 点校正为什么 答:(1)因水是溶剂且为非旋光性物质。 (2)不需,因作lg(αt-α∞)~t 图,不作零点校正,对计算反应速度常数无影响。 2、蔗糖溶液为什么可粗略配制 答:因该反应为(准)一级反应,而一级反应的速率常数、半衰期与起始浓度无关,只需测得dC/dt 即可。 实验17电导的测定及应用 1、本实验为何要测水的电导率 () ℃果糖℃葡萄糖〕α〕〔α蔗糖t D t D 0[100]L[21+= 东 北 大 学 秦 皇 岛 分 校 课程名称:大学物理 试卷: (A) 答案 考试形式:闭卷 试卷:共 3页 授课专业:计工、自动化、材料、环境系各专业考试日期:2008年5月31日 一、填空题(每题3分,共36分) 1.一质点沿x 轴作直线运动,其v -t 曲线如图所示, 如t =0时,质点位于坐标原点,则t =4.5 s 时,质点 在x 轴上的位置为 (A) 5m . (B) 2m . (C) 0. (D) -2 m . (E) -5 m. [ B ] 2. 质量分别为m 和M 的滑块A 和 B ,叠放在光滑 水平面上,如图.A 、B 间的静摩擦系数为μ 0,滑动摩擦系数为μk ,系统原先处于静止状态.今将水 平力F 作用于B 上,要使A 、B 间不发生相对滑动,应有 (A) F ≤μs mg . (B) F ≤μs (1+m /M ) mg . (C) F ≤ μ s ( m+M ) g .(D) F ≤M m M mg k + μ. [ C ] 3. 两个质量相等的小球由一轻弹簧相连接,再用一细绳悬挂于天花板上,处于静止状态,如图所示.将绳子剪断的瞬间,球1和球2的加速度分别为 (A) a 1=g,a 2=g. (B) a 1=0,a 2=g. (C) a 1=g,a 2=0. (D) a 1=2g,a 2=0.[ D ] 4. 一质点在力F = 5m (5 - 2t ) (SI)的作用下,t =0时从静止开始作直 线运动,式中m 为质点的质量,t 为时间,则当t = 5 s 时,质点的 速率为 (A) 50 m ·s -1. . (B) 25 m ·s -1. (C) 0. (D) -50 m ·s -1. [ C ] 5. 如图示.一质量为m 的小球.由高H处沿光滑轨道由静止开始滑入环形轨道.若H 足够高,则小球在环最低点时环对它的作用力与 小球在环最高点时环对它的作用力之差,恰为小球重量的 (A) 2倍. (B) 4倍. (C) 6倍. (D) 8倍. [ C ] 6. 如图所示,一个小物体,位于光滑的水平桌面上,与一绳的一端相 连结,绳的另一端穿过桌面中心的小孔O . 该物体原以角速度ω 在半 径为R 的圆周上绕O 旋转,今将绳从小孔缓慢往下拉.则物体 (A) 动能不变,动量改变. (B) 动量不变,动能改变. (C) 角动量不变,动量不变. (D) 角动量改变,动量改变. (E) 角动量不变,动能、动量都改变. [ E ] 7. 一个质点作简谐振动,振幅为A ,在起始时刻质点的位移为A 2 1 ,且向x 轴的正方向运动,代表此简谐 振动的旋转矢量图为 [ B ] 8. 机械波的表达式为y = 0.03cos6π(t + 0.01x ) (SI) , 则 (A) 其振幅为3 m . (B) 其周期为s 3 1. (C) 其波速为10 m/s . (D) 波沿x 轴正向传播. [ B ] 9. 一平面简谐波在弹性媒质中传播,在媒质质元从最大位移处回到平衡位置的过程中 (A) 它的势能转换成动能. (B) 它的动能转换成势能. (C) 它从相邻的一段媒质质元获得能量,其能量逐渐增加. (D) 它把自己的能量传给相邻的一段媒质质元,其能量逐渐减小. [ C ] 10. 如图所示,波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的 薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉.若薄膜厚度为e ,而且n 1>n 2>n 3,则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 4πn 2 e / λ. (B) 2πn 2 e / λ. (C) (4πn 2 e / λ) +π. (D) (2πn 2 e / λ) -π. [ A ] -12 n 1 3λ 装 订 线 装 订 线 内 不 要 答 题 学 号 姓 名 班 级 物理化学实验 实验一燃烧热的的测定 1. 说明恒容燃烧热()和恒压燃烧热()的差别和相互联系。 区别:恒容燃烧热在数值上等于燃烧过程中系统内能的变化值,恒压燃烧热在数值上等于燃烧过程中系统地焓变 联系:对于理想气体 2. 在这个实验中,那些是体系,那些是环境?实验过程中有无热损耗?这些热损耗实验结果有何影响? 答:内筒和氧弹作为体系,而外筒作为环境。实验过程中有热损耗。有少量热量从内筒传到外筒,使得内筒水温比理论值低,而使得燃烧焓偏低。 4. 实验中,那些因素容易造成误差?如果要提高实验的准确度,应从哪几方面考虑? 答:内外筒开始反应前的温度差造成误差,我们应提高软件质量,使软件调试出的温度如(3)所述,有利于减小误差。又如点燃火丝的燃烧带来的一定的热量,造成误差,应寻求一种让反应自发进行的方法,或寻求一种更好的点火材料。 实验二Pb-Sn体系相图的绘制 1.是否可用加热曲线来做相图?为什么? 答:不能。加热过程中温度难以控制,不能保持准静态过程。 2.为什么要缓慢冷却合金做步冷曲线? 答:使温度变化均匀,接近平衡态。 3.为什么坩埚中严防混入杂质? 答:如果混入杂质,体系就变成了另一多元体系,使绘制的相图产生偏差。 实验三化学平衡常数及分配系数的测定 1. 配1、2、3各溶液进行实验的目的何在?根据实验的结果能否判断反应已达到平衡? 答:实验1是为了计算I2在CCl4和H2O中的分配系数。实验2、3是为了计算和比较平衡常数K,当时,可判断反应已达到平衡。 2. 测定四氯化碳中I2的浓度时,应注意什么? 答:应加入5~10ml水和少量KI溶液,还要先加入淀粉,充分振荡,滴定后要回收。实验四液体饱和蒸气压的测定--静态压 1. 本实验方法能否用于测定溶液的蒸气压,为什么? 答:不能。因为克-克方程只适用于单组分液体,而溶液是多组分,因此不合适。 2. 温度愈高,测出的蒸气压误差愈大,为什么? 答:首先,因为本实验是假定?Hm(平均摩尔汽化热)在一定范围内不变,但是当温度升得较高时,?Hm得真值与假设值之间存在较大偏差,所以会使得实验结果产生误差。 其次,(假定气体为理想气体),PV=nRT。V是定值,随着T升高,n会变大,即使n 不变,p也将变大,即分子运动加快,难以平衡。 实验五蔗糖水解 1. 旋光度与哪些因素有关?实验中入如何控制? 答:旋光度与溶液中蔗糖、葡萄糖、果糖等的浓度有关。实验中计时必须准确,操作必 一选择题:(共12小题,每小题2分,共24分) 1.用铁锤把质量很小的钉子敲入木板,设木板对钉子的阻力与钉 子进入木板的深度成正比。在铁锤敲打第一次时,能把钉子敲入。如果铁锤第二次敲打的速度与第一次完全相同,那么第二次敲入多深为() (A);(B);(C);(D)。 2.一个平面简谐波沿x 轴正方向传播,波速为u=160m/s ,t=0时刻的波形图如图所示,则该波的表式为() (A ))2440cos(3πππ-+=x t y m ; (B ))2 4 40cos(3π π π+ +=x t y m ; (C ))2440cos(3π π π--=x t y m ; (D ))2 440cos(3π ππ+ - =x t y m 。 3.关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是() (A)如果高斯面上E 处处为零,则该面内必无电荷; (B)如果高斯面内无电荷,则高斯面上E 处处为零; (C)如果高斯面上E 处处不为零,则该面内必无电荷; (D)如果高斯面内有净电荷,则通过该面的电通量必不为零。 4.容器中储有一定量的处于平衡状态的理想气体,温度为T ,分子质量为m ,则分子速 度在x 方向的分量平均值为(根据理想气体分子模型和统计假设讨论) (A )x V =0;(B )x V = m kT π38;() (C )x V = m kT 23;(D )x V =m kT π831; 学院:专业班级:姓名:学号: 装订线 ) - 5.一轻绳绕在具有水平转轴的定滑轮上,绳下用大小等于mg ,方向向下的力拉绳子, 此时滑轮的角加速度为β。若将外力卸掉,而用大小等于m 的物体挂在绳下,则滑轮的角加速度将:() (A ).变大;(B).不变;(C ).变小;(D ).无法确定 6.用细导线均匀密绕成长为l 、半径为a (l >>a )、总匝数为N 的螺线管,通以稳恒电流I ,当管内充满相对磁导率为r μ的均匀介质,管中任意一点() (A )磁感应强度大小为NI r μμ0;(B )磁感应强度大小为l NI r /μ; (C )磁场强度大小为 l NI /0μ;(D )磁场强度大小为l NI /。 7.一根质量为m 、长度为L 的匀质细直棒,平放在水平桌面上。若它与桌面间的滑动摩擦系数为μ,在t =0时,使该棒绕过其一端的竖直轴在水平桌面上旋转,其初始角速度为0ω,则棒停止转动所需时间为() (A)μωg L 3/20;(B)μωg L 3/0;(C)μωg L 3/40;(D)μωg L 6/0。 8.两相干平面简谐波沿不同方向传播,如图所示,波速均为s m u /40.0=,其中一列波在A 点引起的振动方程为)2 2cos(11π π- =t A y ,另一列波在B 点引起的振动方程为 )2 2cos(22π π+ =t A y ,它们在P 点相遇,m AP 80.0=,m BP 20.1=,则两波在P 点 的相位差为:() (A )0;(B )π/2;(C )π;(D )3π/2。 9.一个空气平行板电容器,充电后把电源断开,这时电容器中储存的能量为W 0,然后在两极板间充满相对介电常数为εr 的各向同性均匀电介质,则该电容器中储存的能量为() (A)?r W 0;(B)W 0/?r ;(C)(1+?r )W 0;(D)W 0。 10.已知某带电体的静电场r U -的关系曲线如图所示。则该带电体是() (A)半径为R 的均匀带电球面; (B)半径为R 的均匀带电球体; (C)半径为R 的均匀带电柱面; (D)半径为R 的均匀带电柱体。 P A B 考研古代汉语题库 一、单项选择题 1、下列句中,“之”用作指示代词的一句是() A曰:否,以票易之。B大天而思之,孰与物畜而制之C仆诚以着此书,藏之名山,传之其人。D此车一人殿之,可以成事。 2、下列句中,“其”作人称代词的一句是() A子曰:“不在其位,不谋其政。”B若之何其以病败君之大事也 C吾令人望其气,皆为龙虎,成五采,此天子气也。D其巫,老女子也,已年七十。 3、下列句中,“所”字结构表示动作对象的一句是() A夙兴夜寐,无忝尔所生。B彼兵者,所以禁暴除害也。C诺,恣君之所使之。D其人—一为具言所闻。 4、下列句中,“见”表示对他人行为的接受,有指代宾语作用的一句是() A止子路宿,杀鸡为黍而食之,见其二子焉。B家叔以余贫苦,遂见用于小邑。C吾长见笑于大方之家。D厚者为戮,薄者见疑。5、下列句中,“相”表示一方发出动作、另一方接受动作的偏指关系的一句是() A子敬,孤持鞍下马相迎,足以显卿未B鹬蚌相争,渔翁得利。C不及黄泉,无相见也。D 巫医乐师百工之人,不耻相师。 6、下列句中,“其”表示祈使语气的一句是() A若阙地及泉,隧而相见,其谁曰不然B吾子其无废先君之功!C余登箕山,其上盖有许由冢云。D一之为甚,其可再乎 7、下列句中,“以”用作连词,表示后一项动作是前一项动作的目的或结果的一句是()A命子封帅车二百乘以伐京。B木欣欣以向荣,泉涓涓而始流。 C卫鞅伏甲士而袭虏魏公子卬,因攻其车,尽破之以归秦。D信喜,谓漂母曰:“吾必有以重报母。” 8、下列句中,“为”作介词,引进动作行为的服务对象的一句是() A天不为人之恶寒也辍冬,地不为人之恶辽远也辍广。B天下熙熙,皆为利来;天下攘攘,皆为利往。 C旦日飨士卒,为击破沛公军。D寡君使群臣为鲁、卫请,且无令舆师陷入君地。 9、下列句中,“然”作连词,表示转折的一句是() A自始合,苟有险,余必下推车。子岂识之然子病矣。B七十者衣帛食肉,黎民不饥不寒,然而不王者,未之有也。 C鞅复见孝公,益愈,然而未中旨。D是进亦忧,退亦忧,然则何时而乐耶 10、下列句中,“则”作连词,表示后项的行为、情况是前项动作施事者未曾料到、一般译为“原来已经”的一句是() A东道之不通,则是康公绝我好也。B于是至则围王离。C欲速则不达。D使子路反见之,至则行矣。 11、下列句中,“而”作连词,用于主语和谓语之间,表示转折意味的一句是() A管氏而知礼,孰不知礼B相鼠有皮,人而无仪。人而无仪,不死何为 C子而思报父母之仇,臣而思报君之雠,其有敢不尽力者乎D子产而死,谁其嗣之 12、在“滕君,则诚贤君()”和“王无罪岁,斯天下之民至()”句中,括号里使用的句末语气词应该依次是() A也,焉B矣,焉C矣,也D耳,矣 13、在“晋国,天下莫强()”和“孟尝君问:‘冯公有亲()’”句中,括号里使用的句 试验四饱和蒸汽压的测定1) 为什么 AB 弯管中的空气要干净?怎样操作?怎样防止空气倒灌? 答: AB 弯管空间内的压力包括两部分:一是待测液的蒸气压;另一部分是空气的压力。测定时, 必须将其中的空气排除后,才能保证 B 管液面上的压力为液体的蒸气压;将水浴温度升高 到 85° C 沸腾 3 分钟即可;检漏之后要关闭阀1,防止外界空气进入缓冲气体罐内。 (2) 本实验方法能否用于测定溶液的饱和蒸气压?为什么? 答:溶液不是纯净物,其沸点不稳定,实验操作过程中很难判断是否已达到其沸点。 (3)为什么实验完毕以后必须使系统和真空泵与大气相通才能关闭 真空泵? 答:如果不与大气相通,球管内的液体可能会被吸入到缓冲储气罐。 (4)如果用升温法测定乙醇的饱和蒸汽压,用该实验装置是否可行? 若行,如何操作? 答:升温法可行。先打开阀2,关闭阀1,使储气管内压强达-50kPa 左右,关闭阀2,温度每升高3-5° C,打开阀1,增大压强使球形管内液面相平。 (5)将所测摩尔汽化热与文献值相比较,结果如何? 答:由于当地大气压及实验误差,结果将偏小。 (6)产生误差的原因有哪些? 答:当地大气压、判断液面是否相平的标准、液面相平时数据的采集都会对实验结果造成影 响。 1.如果等压计的A,B 管内空气未被驱除干净,对实验结果有何影响? 答:把等压计中的空气驱除干净是为了使AB 上方充满异丙醇,若有空气存在则所测的饱和 蒸气压不是所求压力。当观察到冷凝管壁上有液体回流时则证明空气已排净。当体系的气体部分含有空气等惰性气体时,饱和蒸气压有以下公式: 公式中pg* 为没有惰性气体存在时液体的饱和蒸气压,pg 为有惰性气体存在且总压为pe 时液体的饱和蒸气压。 2.本实验的方法能否用于测定溶液的蒸气压?为什么? 答:分情况,测定过程中若溶液的浓度发生变化,则不能测;但是对于难溶物的饱和溶液或 者恒沸物等可以使用本方法测定。 3.U 型管 B 中封闭液体所起到的作用是什么? 答:有以下三点作用:①起到一个液体活塞(或液封)的作用,用于分隔体系与环境;同时通过该液体活塞,可将体系中的空气排除到环境中去)②起到检测压力的作用。(当A,B 管中的液面等高时,说明体系的压力等于环境的压力,可以通过测量环境的压力来代表 体系的压力)③当 A,B 管中的液面等高时既可测定温度和压力的数据,也可保持多次测量数 1.测定液测量体饱和蒸气压的方法有哪些?我院物理化学实验室采用的是什 么方法? 答: (1) 静态法:在某一温度下直接饱和蒸汽压。 (2)动态法:在不同外界压力下测定沸点。 热力学第一定律练习题 一、判断题:1.当系统的状态一定时,所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时,所有的状态函数的数值也随之发生变化。4.一定量的理想气体,当热力学能与温度确定之后,则所有的状态函数也完全确定。5.系统温度升高则一定从环境吸热,系统温度不变就不与环境换热。7.因Q P= ΔH,Q V= ΔU,所以Q P与Q V都是状态函数。8.封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。10.在101.325kPa下,1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体,那么由于过程等温,所以该过程ΔU = 0。12.1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃,其ΔH= ∑C P,m d T。13.因焓是温度、压力的函数,即H= f(T,p),所以在恒温、恒压下发生相变时,由于d T = 0,d p = 0,故可得ΔH = 0。16.一个系统经历了一个无限小的过程,则此过程是可逆过程。18.若一个过程是可逆过程,则该过程中的每一步都是可逆的。20.气体经绝热自由膨胀后,因Q = 0,W = 0,所以ΔU = 0,气体温度不变。28.对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程,W R= ΔU= n C V,mΔT,W Ir= ΔU= n C V,mΔT,所以W R= W Ir。 1.第一句话对,第二句话错,如理想气体的等温过程ΔU = 0,ΔH= 0。4.错,理想气体的U = f(T),U与T不是独立变量。5.错,绝热压缩温度升高;理想气体恒温可逆膨胀,吸热。7.错,Q V、Q p是状态变化的量、不是由状态决定的量。8.错,(1)未说明该过程的W'是否为零;(2)若W' = 0,该过程的热也只等于系统的焓变。10.错,这不是理想气体的单纯pVT 变化。12.错,在升温过程中有相变化。13.错,H = f(T,p)只对组成不变的均相封闭系统成立。16.错,无限小过程不是可逆过程的充分条件。18.对。 20.错,一般的非理想气体的热力学能不仅只是温度的函数。28.错,两个过程的ΔT不同。 二、单选题:2.体系的下列各组物理量中都是状态函数的是:(A) T,p,V,Q ; (B) m,V m,C p,?V;(C) T,p,V,n; (D) T,p,U,W。 8.下述说法中,哪一种不正确: (A)焓是体系能与环境进行交换的能量;(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量;(C) 焓是体系状态函数;(D) 焓只有在某些特定条件下,才与体系吸热相等。 12.下述说法中,哪一种正确:(A)热容C不是状态函数; (B)热容C与途径无关; (C)恒压热容C p不是状态函数; (D) 恒容热容C V不是状态函数。 18.1 mol H2(为理气)由始态298K、p被绝热可逆地压缩5dm3,那么终态温度T2 与内能变化?U分别是:(A)562K,0 kJ ; (B)275K,-5.49 kJ ;(C)275K,5.49kJ ;(D) 562K,5.49 kJ 。 21.理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发分别经恒温可逆压缩(T)、绝热可逆压缩(i)到终态体积为V2时,环境对体系所做功的绝对值比较:(A) W T > W i;(B)W T < W i;(C) W T = W i; (D) 无确定关系。 热力学第二定律练习题 一、判断题:1.自然界发生的过程一定是不可逆过程。4.绝热可逆过程的?S = 0,绝热不可逆膨胀过程的?S > 0。5.为计算绝热不可逆过程的熵变,可在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。6.由于系统经循环过程后回到始态,?S = 0,所以一定是一个可逆循环过程。8.在任意一可逆过程中?S = 0,不可逆过程中?S > 0。15.自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。16.吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。24.指出下列各过程中,物系的?U、?H、?S、?A、?G中何者为零?⑴理想气体自由膨胀过程;⑵实际气体节流膨胀过程;⑶理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态;⑷ H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl;⑸ 0℃、p 时,水结成冰的相变过程;⑹理想气体卡诺循环。1.对。 4 正确。5.错,系统由同一始态出发,经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。6 错,环境的熵变应加在一起考虑。 8.错。14.错。未计算环境的熵变;15.错,条件 16.错,必须在等温等压,W’= 0的条件下才有此结论。24.(1) ΔU = ΔH = 0;(2) ΔH = 0; (3) ΔS = 0; (4) ΔU = 0;(5) ΔG = 0;6) ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都为 0。 二、单选题: 2.可逆热机的效率最高,因此由可逆热机带动的火车: (A) 跑的最快;(B)跑的最慢; (C) 夏天跑的快; (D) 冬天跑的快。 12.2mol理想气体B,在300K时等温膨胀,W = 0时体积增加一倍,则其?S(J·K-1)为: (A) -5.76 ; (B) 331 ; (C) 5.76 ; (D) 11.52 。 13.如图,可表示理想气体卡诺循环的示意图是: (A) 图⑴; (B) 图⑵;(C)图⑶; (D) 图⑷。物理化学实验思考题答案(精心整理)
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