力学与热学作业习题参考答案
第七章
7.1.3 某发动机飞轮在时间间隔t 内的角位移为
34at bt ct θ=+- (:rad,t :s).θ
球t 时刻的角速度和角加速度.
[解 答]
34at bt ct θ=+-
23d a 3bt 4ct dt θ
ω=
=+- 2
d 6bt 12ct dt ωβ==-
7.1.7 飞机沿水平方向飞行，螺旋桨尖端所在半径为150cm ，发动机转速2000rev/min.（1）桨尖相对于飞机的线速率等于多少？（2）若飞机以250km/h 的速率飞行，计算桨尖相对于地面速度的大小，并定性说明桨尖的轨迹.
[解 答]
取地球为基本参考系，飞机为运动参考系。 （1）研究桨头相对于运动参考系的运动： n
R 1.5314.16(m /s)
30
πνω==
?=相
（2）研究桨头相对于基本参考系的运动：
2
2
,2501000(314.16)321.7(m /s)
3600νννννν=+⊥???
∴=+= ???绝相牵相牵
绝
由于桨头同时参与两个运动：匀速直线运动和匀速圆周运
动。故桨头轨迹应是一个圆柱螺旋线。
7.2.2 在下面两种情况下求直圆锥体的总质量和质心位置.（1）圆锥体为均质；（2）密度为h 的函数:
h
(1),L
ρρρ
=-为正常数.
[解 答]
建立如图坐标O-x,由对称轴分析知质心在x 轴上。
由
c
dm dv dv dm dv dv x x x x ρρ===
?????? 得：
（1）L
2
c 2
(a /L)d 3L 14
a L 3
x x x ππ=
=
?
质量 21
m v a L 3ρπρ
==
（2）L
200c 2
00
a h ()(1)d 4L L L(h=L )
h a 5(1)()d L L x x x x x x x ππρρπ??-==--???
质量
22
000h a L
m (1)()d a L L 4x x π
ρπρπ=-?=? 7.3.5 一转动系统的转动惯量为2
I 8.0kg.m =，转速为41.9rad /s ω=，两制动闸瓦对轮的压力都为392N ，闸瓦与轮缘间的摩擦系数为
0.4μ=，轮半径为r 0.4m =，从开始制动到静止需要用多少时间？
[解 答] z
z z M
I β=∑
z
2z
z
M 15.68(rad /s )
I β∴=
=-∑
L
h
a
x
z 0z z t=41.915.68t
t=2.67(s)
ωωβ=+-
7.3.8 斜面倾角为θ，位于斜面顶端的卷扬机鼓轮半径为R ，转动惯量为I ，受到驱动力矩M ，通过绳索牵引斜面上质量为m 的物体，物体与斜面间的摩擦系数为μ，求重物上滑的加速度.绳与斜面平行，不计绳质量.
[解 答]
分析受力及坐标如图。z 轴垂直纸面向外。列标量方程组：
T mgsin mg cos ma θθμ--= （1）
I R T M β=-' （2） a R β
= （3）
T T '= （4）
解得：
2T mgsin mg cos ma
R(M mgR sin mgR cos )a=
I mR θθμθθμ--=--+
补充例题：分别求细圆棒和圆筒的转动惯量J ： 细圆棒：
T
f
y
θ
O x
N
mg
2.圆筒：
7.4.2 质量为2.97kg，长为1.0m的均质等截面细杆可绕水平光滑的轴线O转动，最初杆静止于铅直方向.一弹片质量为10kg，以水平速度200m/s射出并嵌入杆的下端，和杆一起运动，求杆的最大摆角 .
[解答]
取子弹和杆为物体系。分两个过程。
过程1：子弹嵌入前一瞬时开始到完全嵌入时为止。此过程时
间极短，可视为在原地完成。此时受力为mg ，Mg,N 为转轴对杆的支承力，对于轴，外力矩为零。有角动量守恒。规定逆时针为转轴正方向。得:
20020
m m I 1I M 3νωω?=+??=??
解得：
202
2
m 2.0(rad /s)
1M m
3
νω=
=+
过程2：由过程1末为始到物体系摆至最高点为止。此过程中一切耗散力做功为零。故物体系机械能守恒。取杆的最低点为重力势能零点。
有2222111Mg m M (1cos )mg (1cos )Mg Mg
222322ωωθθ++=-+-+
解得 22
11
(M m)23cos 10.864
M
(m)g 2
30.3
ωθθ+=-
=+∴=
7.5.3 由长为，质量各为m 的均质细杆制成正方形框架，其中一角连于光滑水平转轴O ，转轴与框架所在平面垂直.最初，对角线OP 处于水平，然后从静止开始向下摆动.求对角线OP 与水平成45时P 点的速度，并求此时框架对支点的作用力.
[解 答]
框架对O 点转动惯量
2
22
22
2
01110I 2m 2[m m()]m 31243=?+++
=
由机械能守恒：
22
41100mg m 223ω
=-+
26g 6g ,55ωω=
=
p 12
2g 5νω∴==
先求支点O 对框架作用力N ，
o op
22
M 4mg
sin 454mg 2mg 42
2===∑
由转动定理o o M I β=∑ o
2
o
M 2mg
3g 10I 5
m 3
β==
=
∑
c op 232
a g 2210τββ∴=
==
由质心运动定理： c i F ma =∑外
投影得：
c 2n c c 4mg cos
45N 4ma N 4mg sin 454m r 2r 2ττω?
?+=??-=??
?=??
解得：
n 222
N mg 5=
42
N mg 5τ=-
22n N N N 6.32mg τ∴=+=
设N 与?
i -方向夹角为θ，则n N 11
tg ,79.7N 2τθθ=
=∴
=
7.5.4 质量为m 长为的均质杆，其B 端放在桌面上，A 端用手支住，使杆成水平.突然释放A 端，在此瞬时，求： （1）杆质心的加速度， （2）杆B 端所受的力.
[解 答]
取杆为隔离体，受力分析及建立坐标如图。规定顺时针为转动正方向。依据质心运动定理有：
c N mg ma ττ-= （1）
依据转动定理：
B mg
I 2
β
= （2）
依据角量与线量关系：c a 2τβ
=
- （3）
此外，
2c n cn N ma m
/2τ
ν==
2
B 1
I m 3= （4）
由c c n 0.0,N 0τνν=∴==
联立上述四个方程求得：
mg
N
n
τ
A
c 3a g
41N mg
4ττ=-=
7.5.6 板的质量为M ，受水平力F 的作用，沿水平面运动.板与水平面间的摩擦系数为μ.在板上放一半径为R 质量为2M 的实心圆柱，此圆柱只滚动不滑动.求板的加速度.
[解 答]
设所求板对地的加速度为a ，（方向与F 相同）。以板为参照系(非惯性系)。取圆柱体为隔离体，分析受力如图，z 轴垂直纸面向里。
依质心运动定律有：022c f f M a *
-=板 （1）
依据转动定理有：
20021
f R I M R 2βθ-==
（2）
依据角量与线量关系有：c a R β=板 (3)
此外：22N M g = （4）
惯性力 22f m a *
= （5）
取板为隔离体，受力如图，并建立如图坐标系。列标量方程有：
12N N Mg=0'-- (6)
1
F f f f 0*'---= (7) 1
f Ma *= (8)
1f N μ= (9)
22N N '= (10) 00f f '= (11)
2f *
O
x 0
f 2
N 2
W O
y
W
1
f
*x
0f '
2
N '1N '
f
F
将上述十一个方程联立求解得：
22
3[F (M M )g]
a 3M M μ-+=
+
7.6.1 汽车在水平路面上匀速行驶，后面牵引旅行拖车，假设拖车仅对汽车施以水平向后的拉力F 。汽车重W ，其重心于后轴垂直距离为a ，前后轴距离为。h 表示力F 与地面的距离。问汽车前后轮所受地面支持力与无拖车时有无区别？是计算之。
[解 答]
取汽车为隔离体，设车受前后轮的支持力分别为1N ，2N ，方向水平向上。前后轮受地面摩擦力分别为1f ，2f ，方向分别先后和向前。建立坐标系，水平向右为x 轴正方向，z 轴垂直纸面向外。
汽车匀速运动，受力平衡：
i i
F 0
M 0==∑∑
当有F 时：12a 1N N W 0W Fh N 0+-=??
--=?（以后轴为轴）
解得：
a 1a 2W Fh
N W Fh
N W -=
-=
-
当无F 时：12a 1N N =W W N 0
''+??
'-=?
解得：
a
a
1
2W W N ,N W ''==-
比较 11
22N N ,N N ''与与 可知1122N
第九章
9.2.1 一刚体可绕水平轴摆动.已知刚体质量为m ，其重心C 和轴O 间的距离为h ，刚体对转动轴线的转动惯量为I.问刚体围绕平衡位置的微小摆动是否是简谐运动？如果是，求固有频率，不计一切阻力
.
9.2.2 轻弹簧与物体的连接如图所示，物体质量为m ，轻弹簧的劲度系数为1k 和2k ，支承面是理想光滑面，求系统振动的固有频率.
[解 答]
以物体m 为隔离体,水平方向受12k ,k 的弹性力12F ,F ,以平衡位置为原点建立坐标系O x -，水平向右为x 轴正方向。设m 处于O 点对两弹簧的伸长量为0，即两个弹簧都处于原长状态。m 发生一小位移x 之后，弹簧1k 的伸长量为x ，弹簧2k 被压缩长也为x 。
故物体受力为：x 1212F k x k x=(k k )x =---+ （线性恢复力） m 相当于受到刚度系数为12k=k k +的单一弹簧的作用 由牛顿第二定律：
m
1
k 2
k
21222122d x
m (k k )x dt d x
m (k k )x=0dt =-+++
212
0k k m
ω+=
9.2.6一弹簧振子，弹簧的劲度系数为k 9.8N /m =，物体质量为20g 现将弹簧自平衡位置拉长22cm 并给物体一远离平衡位置的速度，其大小为7.0m/s ，求该振子的运动学方程(SI).
[解 答]
以平衡位置为原点建立坐标系O-x,水平向右为正方向。弹簧振子的运动方程为:
0cos(),9.8(/),200x A t k N m m g ωα=+==
故
03
9.8
7(/)20010rad s ω-=
=?
0t =时，0022(),7.0(/)x x cm cm s νν====
2
2200
20
310()
A x m νω-=+=?
0t =时，00
0cos sin x A A α
νωα=??
=-?→0.34()rad α=- 弹簧振子的运动方程：
2310cos(70.34)x t -=?-
9.2.7质量为31.010g ?的物体悬挂在劲度系数为6
1.010dyn /cm ?的弹簧
下面.（1）求其振动的周期.（2）在t 0=时，物体距平衡位置的位移为0.5cm +，速度为15cm /s +，求其运动学方程.
[解 答]
以平衡位置为原点，建立坐标系O-x ，竖直向下为正方向。
（1）
220.199()m
T s k π
π
ω=
==
（2）设运动方程为：
00000cos()31.6cos 0sin x A t k
m
x A t A ωαωα
νωα=+=
=?=?
=-?时，
即 000cos 0.726sin 0.688
x A A αναω?
==???
?=-=--??
故 0.759()43.49rad α=-=
- 所以运动学方程为：
36.8910cos(31.60.759)x t -=?-
9.2.13 求第四章习题4.6.5题中铅块落入框架后的运动学方程
.
9.3.2 弹簧下面悬挂质量为50g 的物体，物体沿竖直方向的运动学方程为x 2sin10t =，平衡位置为势能零点（单位时间：s ，长度单位：cm ）.
（1）求弹簧的劲度系数，（2）求最大动能，（3）总能量.
[解 答]
（1）根据弹簧振子
20k
m ω=
2320k m 501010 5.0(N /m)ω-==??=
（2）由
2sin10t 2cos(10t )
2x π
==- 则
d 20sin(10t )dt 2x π
ν=
=--
速度最大值2
max
2010(m/s)ν-=? 故最大动能
2
3kmax max 1E m 1.0010(J)2ν-=
=?
（3）总能即等于最大动能
3
k max E E 1.0010(J)-==? 或
2
31E kA 1.0010(J)2-=
=?
第十章
10.2.4 写出振幅为A ，f ν=，波速为c ?=，沿Ox 轴正方向传播的平面简谐波方程.波源在原点O ，且当t=0时，波源的振动状态被称为零，速度沿Ox 轴正方向
.
10.2.10 图（a ）、（b ）分别表示t 0=和t 2s =时的某一平面简谐波的波形图。试写出此平面简谐波波方程。
(a)
(b)
初相位 0=?
O
/x m
y/m
2
2
-1
2
O /x m
y/m
2
2
-12
])4
1
cos[(2x t n y ππ-+=
10.4.1 在直径为14cm 管中传播的平面简谐声波.平均能流密度
29/erg s cm ?，300Hz ν=，300/v m s =.（1）求最大能量密度和平均能量
密度，（2）求相邻同相位波面间的总能量
.
10.5.2 两个声源发出横波,振动方向与纸面垂直,二波源具有相同的位相,波长0.34m .
(1)至少求出三个x 数值使得在P 点合振动最强,(2) 求出三个x 数值使得在P 点合振动最弱
.
10.5.4 入射波
41010cos[2000()]
34x y t π-=?-
在固定端反射,坐标原点与
固定端相距0.51m ,写出反射波方程.无振幅损失
.(SI)
10.5.9 同一媒质中有两个平面简谐波波源作同频率,同方向,同振幅的振动.二波相对传播,波长8m .波射线上A,B 两点相距20m .一波
在A 处为波峰时,另一波在B 处位相为2π
-
.求AB 连线上因干涉而静止
的各点的位置.
解:
要找到静止的点， 关键要看什么地方两振动的相位反相。 两振动在距离A 点为X 处的点的相位分别为
02A A x t ?λ
π
ω?+-
= 和 0)20(2B B x t ?λ
π
ω?+--
= 其中，00,B A ?? 分别为两点的初
相位
2
)10(2
)20(2200π
π
??λ
π
λ
π
???-
-=
-+--
=
-=?x x x A B A B
要静止，需要π?)12(+=?k
所以， 134+=k x ， k 可以取 -3，-2，-1，0，1 ， 对应的x 为1， 5， 9，13， 17
A B
10.6.1 火车以速率ν驶过一个在车站上的观察者,火车发出的汽笛声频率为f .求观察者听到的声音的变化.设声速是0ν
[解 答]
近似认为静止的观察者和火车轨道在同一直线上,则当火车驶向观察者时,观察者听到的声音的频率为
00f f
ννν
'=
-
当火车驶离观察者时,观察者听到的声音的频率为:
00f f
ννν
''=
+
因此,火车驶过观察者时, 观察者听到的声音频率的变化为:
00022
0002f f f f νννν
νν
νν
νν'''=-=
-
=
-+-
第十二章
12.2.2解：（1） 介子在地面的参考系中测量的寿命为662
210'14.31010.99s τγτ--?==
=?-
按照题意， 有'1
100
t
e τ-= 所以， 65
14.310ln100 6.5810t s --=??=? 19.7l ct km ==
(2) 2
2
'119.710.99 2.75l l km km β=-=-=
12.2.3解： 本题需要注意， 长度只在运动的方向发生收缩，与运动垂直的方向不受影
响。
12.3.1解：
提示： 首先采用速度合成法则，求出杆相对于'O 系的速度， 然后再利用长度收缩
201(/)l v c l =-来计算'O 系中测量的杆长。
12.3.3解：
采用速度合成法则，要注意参考系的速度方向，如设恒星际站为O 系，某一个火箭的速度为正方向，设另一火箭为'O 系，则'O 系相对于O 系的速度为负值。
12.4.1解：
提示： 采用002
1(/)
m m m v c γ==- 求解，0m 和m 分别为静止质量和运动质量
补充作业:
解: (1)设两事件分别为1,2号事件,由洛仑兹变换,
)
(')
('2x c
v
t t vt x x -=-=γγ 有 t
v x t t v x x vt x vt x x x x ?-?=---=---=-=?γγγγγγ)()()()('''1212112212
按(1)题意要求, 有0'=?x , 因此, 'S 系速度为 t
x
v ??=
(2) 时间间隔
x
c v
t x x c v t t x c v
t x c v t t t t ?-?=---=---
=-=?21221212
122212)()()()('''γγγγγγ
热 学
第一章
1.3.
K
T T T T V V tr s tr 15.373732038.016
.273=?===
1.4
（1）不同。选C
（2）在压强极低的极限情况下，气体温标只取决于气体的共同性质，而与特定气体的特定性质无关。故使0→tr P 可使三个温度计确定的温度值相同。 1.11
氢气的摩尔质量为2=μ，T=300K ，由状态方程RT M
PV μ
=
可得
RT M
PV μ
?=
?
kg kg RT V
P P RT
PV
M 52.31300
31.801.010)81.91.49(2)(521=???-?=-=
??=
??μμ
第二章
2.4 路径 △V
△p
△T
A
Q
△U
AB + 0 + + + + BC + - - + 0 - CD 0 + + 0 + + DA - + 0 - - 0
2.5
其中1到2是等压过程，2到3是等体过程，3到1是等温过程 2.11
J J T C U m V 12515.1210,=??=?=?ν
J J A U Q 84)209125(-=-=+?=?
1841
84
-?-=-=??=
K J T Q C 2.12
mol mol M
5.028
10014.03
=?==μν
11,775.2025
--??==
K mol J R C m V 323
5
1
1012.110
01.115.27331.85.0m m p RT
V -?=???=
=
ν （1）等温过程
00775.205.0,=??=?=?J T C U m V ν
由RT pV ν=得V
RT p ν=
??
-=???-=-=-=-=22786693.016.27331.85.02ln V V V V
J J RT dV V
RT
pdV A νν
第二章食品热力学基础思考及练习题 第一节热力学概述 一、概念题 1、系统（或体系）：是指被划定的研究对象。 2、环境：是指与系统（或体系）密切相关的部分。 3、状态：是指系统的所有性质（物理性质和化学性质）的综合表现。 4、状态性质：是指描述系统状态的宏观物理量。 5、广度性质（或容量性质）：是指这种性质的数值与系统中所含物质的量成正比，具有简单加和性。 6、强度性质：是指这种性质的数值与系统所含物质的量无关，不具有加和性。 7、过程：是指系统从一个状态变到另一个状态的变化。 8、途径：是指系统在变化过程中所经历的具体步骤。 9、热力学平衡（状态)：是指在一定的条件下，如果一个系统与环境之间没有任何物质和能量交换，所有的状态函数有确定值，且不随时间而改变，则称这个系统处于热力学平衡（状态)。 10、热量（或热）：是指由于温度之差而在系统与环境之间传递的能量。 11、功：是指除了热传递以外，其它各种形式传递的能量。 12、热力学能（或内能）：是指系统内部所有粒子各种运动形态的能量的总和。 13、自发过程：是指系统中无需环境施加影响就可以自动进行的过程。 14、熵增原理：是指在孤立热力系所发生的不可逆微变化过程中，熵的变化量永远大于系统从热源吸收的热量与热源的热力学温度之比。可用于度量过程存在不可逆性的程度。简言之：孤立系统中的一切实际过程都是熵的增加过程。 15、自由能：在热力学当中，自由能是指在某一个热力学过程中，系统减少的内能中可以转化为对外作功的部分。 二、填空题（不做） 1、热力学是研究（宏观）系统在（能量）相互转换过程中所应遵循规律的科学。 2、化学热力学主要解决化学变化的（方向）和（限度）问题，但不研究变化的（速率）和（机理）。 3、热力学方法的特点是考察体系变化前后——（起始状态）与（终了状态）之
§3．5 典型例题分析 例1、绷紧的肥皂薄膜有两个平行的边界，线AB 将薄膜分隔成两部分(如图3-5-1)。为了演示液体的表面张力现象，刺破左边的膜，线AB 受到表面张力作 用被拉紧，试求此时线的张力。两平行边之间的距离为d ，线AB 的长度为l (l ＞πd/2)，肥皂液的表面张力系数为σ。 解：刺破左边的膜以后，线会在右边膜的作用下形状相应发生变化(两侧都有膜时，线的形状不确定)，不难推测，在l ＞πd/2的情况下，线会形成长度为 ) 2/(21 d l x π-=的两条直线段和半径为d/2的半圆， 如图3-5-2所示。线在C 、D 两处的拉力及各处都垂直于该弧线的表面张力的共同作用下处于平衡状态，显然 ∑=i f T 2 式中为在弧线上任取一小段所受的表面张力，∑i f 指各小段所受表面张力的合力，如图3-5-2所示，在弧线上取对称的两小段，长度均为r △θ，与x 轴的夹角均为方θ，显然 θσ??==r f f 221 而这两个力的合力必定沿x 轴方向，(他们垂直x 轴方向分力的合力为零)，这样 θθσ??==cos 221r f f x x 所以 图3-5-1 图3-5-2
∑∑==?=d r r f i σσθθσ24cos 2 因此d T σ= 说明对本题要注意薄膜有上下两层表面层，都会受到表面张力的作用。 例2、在水平放置的平玻璃板上倒一些水银，由于重力和表面张力的影响，水银近似呈圆饼形状(侧面向外凸出)，过圆盘轴线的竖直截面如图3-5-3所示。为了计算方便，水银和玻璃的接触角可按180o计算，已知水银密度 33106.13m kg ?=ρ，水银的表面张力系数m N a 49.0=。当圆饼的半径很大时，试估算厚度h 的数值大约是多少(取一位有效数字)？ 分析：取圆饼侧面处宽度为△x ，高为h 的面元△S ，图3-5-3所示。由于重力而产生的水银对△S 侧压力F ，由F 作用使圆饼外凸。但是在水银与空气接触的表面层中，由于表面张力的作用使水银表面有收缩到尽可能小的趋势。上下两层表面张力的合力的水平分量必与F 反向，且大小相等。△S 两侧表面张力43,f f 可认为等值反向的。 解： x gh S p F ?= ??=2121 ρ F f f =+21cos θ x gh x a ?= +?221 )cos 1(ρθ g a h ρθ)cos 1(2+= 由于0<θ<90o,有 m h m 3 3104103--?<
热学模拟试题一 一、 填空题 1. lmol 的单原子分子理想气体，在1atm 的恒定压强下，从0℃加热到100℃， 则气体的内能改变了_____J ．(普适气体常量R=·mol -1·k -1)。 2. 右图为一理想气体几种状态变化过程的p-v 图，其中MT 为等温线，MQ 为绝热线，在AM,BM,CM 三种准静态过程中： (1) 温度升高的是___ 过程； (2) 气体吸热的是______ 过程． 3. 所谓第二类永动机是指 _______________________________________ ；它不可能制成是因为违背了___________________________________。 4. 处于平衡状态下温度为T 的理想气体， kT 2 3 的物理意义是 ___________________________.(k 为玻尔兹曼常量). 5. 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______ 分子的速率分布曲线； > 曲线(b)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。 6. 处于平衡态A 的一定量的理想气体，若经准静态等体过程变到平衡态B ，将从外界吸收热量416 J ，若经准静态等压过程变到 与平衡态B 有相同温度的平衡态C ，将从外界吸收热量582J ，所以，从平衡态A 变到平衡态C 的准静态等压过程中气体对外界所作的功为_____________________。 7. 一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J ．若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热__________J ；若为双原子分子气体，则需吸热_____________J 。 8. 一定量的理想气体，在p —T 图上经历一个如图所示的循环过程（a→b→c→d→a ），其中a→b ，c→d 两个过程是绝热过程，则该循环的效率η=_________________。 9. 某种单原子分子组成的理想气体，在等压过程中其摩尔热容量 为 ；在等容过程中其摩尔热容量为 ；在等温过程中其摩尔热容量为 ；在绝热过程中其摩尔热容量为 。 10. — 11. 理想气体由某一初态出发，分别做等压膨胀，等温膨胀和绝热膨胀三个过程。其中：等压膨胀 过程内能 ；等温膨胀过程内能 ；绝热膨胀过程内能 。 二、 选择题 1. 有一截面均匀两端封闭的圆筒，中间被一光滑的活塞分隔成两边，如果其中一边装有1克的氢气，则另一边应装入： （A ） 16 1 克的氧气才能使活塞停留在中央。 （B ） 8克的氧气才能使活塞停留在中央。 （C ） 32克的氧气才能使活塞停留在中央。 （D ） 16克的氧气才能使活塞停留在中央。 [ D ] 2. 按经典的能均分原理，每个自由度上分子的平均动能是： （A ） kT ； （B ）kT 2 3 ； （C ）kT 2 1 ； （D ）RT 。 [ C ] 3. ! 4. 有二容器，一盛氢气，一盛氧气，若此两种气体之方均根速率相等，则： P(atm) T(K) ~ a b c d —
《热力学与传热学》综合复习题 一、判断说明下列说法是否正确，并说明理由。 1、某种理想气体经过一个不可逆循环后，其熵的变化值大于零。 2、功的数值仅仅取决于工质的初态和终态，与过程无关。 3、理想气体吸热后，温度一定升高。 4、牛顿冷却公式中的△t可以改为热力学温度之差△T。 5、工质进行膨胀时必须对工质加热。 6、在温度同为T1的热源和同为T2的冷源之间工作的一切不可逆循环，其热 效率必小于可逆循环。 7、工质的熵增就意味着工质经历一个吸热过程。 8、已知湿蒸汽的压力和温度，就可以确定其状态。 9、同一温度场中两条等温线可以相交。 二、简答题 1．有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。为使稀饭凉的更快一些，你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水？为什么？ 2．对于高温圆筒壁来说，加保温层一定能降低对外散热量，对吗？为什么？ 3．在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好？为什么？ 4．同一物体内不同温度的等温线能够相交，对吗？为什么? 5、在某厂生产的测温元件说明书上，标明该元件的时间常数为1秒。从传热学角度，你认为此值可信吗？为什么？
三、计算题 1．一循环，工质从高温热源吸热3.4×106 kJ，输出功率1.1×106 kJ 。试计算该循环的热效率ηt。若循环是在温度分别为577 ℃和30 ℃的恒温热源间完成的，试计算该循环的热效率ηt与同温限下卡诺循环的热效率ηc之比。 2．可视为理想气体的空气在活塞中从1 bar、20℃经历一可逆绝热过程后，压力升为6bar。已知空气的比定压热容c p=1.0 kJ/(kg?K)，比定容热容c V=0.71 kJ/(kg?K)。试计算该过程终了时空气的温度，每千克空气所作的膨胀功。 3．有一直径为5cm初始温度为400℃的钢球，将其突然放到温度为30℃的空气中。设钢球表面与周围环境间的总换热系数为24 W/(m2?K)，试计算钢球冷却到180℃所需的时间。已知钢球的c=480 J/(kg?K)，ρ =7753 kg/m3，λ=33 W/(m?K)。 4．将氧气压送到容积为2m3的储气罐内，初始时表压力为0.3bar，终态时表压力为3bar，温度由t1=45℃升高到t2=80℃。试求压入的氧气质量。当地大气压为P b=760mmHg，氧气R g=260J/(kg?K)。 5．流体受迫地流过一根内直径为25 mm的直长管，实验测得管内壁面温度为120℃，流体平均温度为60 ℃，流体与管壁间的对流换热系数为350W/(m2?K)。试计算单位管长上流体与管壁间的换热量。 6．相距甚近而平行放置的两个面积相等的灰体表面，黑度各为0.6和0.5，温度各为700℃和350℃，试计算它们之间的辐射换热量。 7．一卡诺热机工作于500 ℃和200 ℃的两个恒温热源之间。已知该卡诺热机每秒中从高温热源吸收100 kJ，求该卡诺热机的热效率及输出功率。 8．在一根外直径为120mm的蒸汽管道外包一厚度为25mm的石棉保温层，保温层的导热系数为0.10 W/(m?K)。已知管子外表面温度为250℃，保温层外表面的温度为38℃，试求单位管长的热损失。 9．一定量的空气，经过下列四个可逆多变过程组成的循环。试求：（1）填充
2019中考物理经典易错题100例－热学部分 一、物理概念（物理量）：比热（C）、热量（Q）、燃烧值（q）、内能、温度（t）。 二、实验仪器：温度计、体温计。 三、物理规律：光在均匀介质中沿直线传播的规律，光的反射定律，平面镜成像规律，光的折射规律，凸透镜成像规律，物态变化规律，内能改变的方法，热量计算公式： Q=cmDt及燃烧值计算Q=qm，分子运动论。 第一类：相关物理量的习题： 例1：把一杯酒精倒掉一半，则剩下的酒精（） A. 比热不变，燃烧值变为原来的一半 B.比热和燃烧值均不变 C. 比热变为原来的一半，燃烧值不变 D.比热和燃烧值均变为原来的一半 [解析]：比热是物质的一种特性。它与该种物体的质量大小无关；与该种物体的温度高低无关；与该种物体吸热还是放热也无关。这种物质一旦确定，它的比热就被确定。酒精的比热是2.4×103焦/（千克?℃），一瓶酒精是如此，一桶酒精也是如此。0℃的酒精和20℃的酒精的比热也相同。燃烧值是燃料的一种性质。它是指单位质量的某种燃烧完全燃烧所放出的热量。酒精的燃烧值是3.0×107焦/千克，它并不以酒精的质量多少而改变。质量多的酒精完全燃烧放出的热量多，但酒精的燃烧值并没有改变。所以本题的准确答案应是B。 例2：甲、乙两个冰块的质量相同，温度均为0℃。甲冰块位于地面静止，乙冰块停止在10米高处，这两个冰块（）。 A. 机械能一样大 B.乙的机械能大 C.内能一样大 D. 乙的内能大 [解析]：机械能包括动能、势能，两个冰块的质量相同，能够通过它们的速度大小、位置高度，判断它们的动能和势能的大小，判断物体内能大小的依据是温度和状态。根据题意，两个冰块均处于静止状态，它们的动能都是零，两冰块质量相同，乙冰块比甲冰块的位置高，乙冰块的重力势能大。结论是乙冰块的机械能大。两个冰块均为0℃，质量相同，物态相同，温度相同，所以从它们的内能也相同。选项B、C准确。 第二类：相关温度计的习题： 例1：两支内径粗细不同下端玻璃泡内水银量相等的合格温度计同时插入同一杯热水中，水银柱上升的高度和温度示数分别是（） A. 上升高度一样，示数相等。 B. 内径细的升得高，它的示数变大。
力学与热学作业习题参考答案 第七章 7.1.3 某发动机飞轮在时间间隔t 内的角位移为 34at bt ct θ=+- (:rad,t :s).θ 球t 时刻的角速度和角加速度. [解 答] 34at bt ct θ=+- 23d a 3bt 4ct dt θ ω= =+- 2 d 6bt 12ct dt ωβ==- 7.1.7 飞机沿水平方向飞行，螺旋桨尖端所在半径为150cm ，发动机转速2000rev/min.（1）桨尖相对于飞机的线速率等于多少？（2）若飞机以250km/h 的速率飞行，计算桨尖相对于地面速度的大小，并定性说明桨尖的轨迹. [解 答] 取地球为基本参考系，飞机为运动参考系。 （1）研究桨头相对于运动参考系的运动： n R 1.5314.16(m /s) 30 πνω== ?=相 （2）研究桨头相对于基本参考系的运动： ,321.7(m /s) νννννν=+⊥∴==绝相牵相牵 绝 由于桨头同时参与两个运动：匀速直线运动和匀速圆周运
动。故桨头轨迹应是一个圆柱螺旋线。 7.2.2 在下面两种情况下求直圆锥体的总质量和质心位置.（1）圆锥体为均质；（2）密度为h 的函数: h (1),L ρρρ =-为正常数. [解 答] 建立如图坐标O-x,由对称轴分析知质心在x 轴上。 由 c dm dv dv dm dv dv x x x x ρρ=== ?????? 得： （1）L 2 c 2 (a /L)d 3L 14 a L 3 x x x ππ= = ? 质量 21 m v a L 3ρπρ == （2）L 200c 2 00 a h ()(1)d 4L L L(h=L ) h a 5(1)()d L L x x x x x x x ππρρπ??-==--??? 质量 22 000h a L m (1)()d a L L 4x x π ρπρπ=-?=? 7.3.5 一转动系统的转动惯量为2 I 8.0kg.m =，转速为41.9rad/s ω=，两制动闸瓦对轮的压力都为392N ，闸瓦与轮缘间的摩擦系数为 0.4μ=，轮半径为r 0.4m =，从开始制动到静止需要用多少时间？ [解 答] z z z M I β=∑ z 2z z M 15.68(rad /s ) I β∴= =-∑ x
过关演练 277.（2010·辽宁大连）某建筑工地用升降机提升实心砖的示意图如图9-12所示.升降机货箱的重力是300N ，g 取10N/kg.不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦.试求： （1）已知砖的密度是2×103kg/m 3，每块转的体积是1.5×10-3m 3, 则 每块砖的重力是多少？ （2）如果钢丝绳上允许施加的最大拉力是2100N ，则该升降机一次最多能匀速提升多少块砖？ （3）某次提升中，升降机在50s 内将货物匀速提升了10m ，钢丝绳 的拉力是2000N.则钢丝绳的拉力的功率是多少？ 278.（2010·江苏连云港）打桩机是利用冲击力将桩打入地层的桩工机械.图9-13甲是落锤式打桩机实物图.桩锤由卷扬机用吊钩提升，释放后自由下落而打桩.其原理如图乙所示.已知桩锤的质量M=400Kg ，桩锤底面积S 1=0.1m 2，桩的顶面积S 2=0.04m 2 ，g 取10N/Kg. （1）若桩锤自由下落打在桩上的瞬时压力为F=2.0×103N ，求此时桩锤对桩的压强. （2）若卷扬机把桩锤匀速提升1.8m ，所用时间为2s ，在此提升过程中卷扬机的效率为60％，求卷扬机的功率. 甲 乙 图 9-13 图9-12
279.（2011·湖南娄底）小聪知道今年初中毕业升学体育考试必考中长跑、跳绳和实心球等三个项目后，每天进行体育锻炼.质量为40kg的他经过一段时间的刻苦训练后.对自已进行了粗略的测试：实心球投掷超过10m，跳绳l分钟能跳l50次以上，并且能沿200m 的跑道用5m/s的速度匀速跑5圈以上(g取10N/kg). (1)小聪在进行实心球训练中感觉很累，能量消耗很大，那么他每次将实心球用力掷出的过 程中(球从静止开始到离开手)，人的化学能转化为实心球的能. 表9-1 (2)小聪双脚站立，双手将质量为2kg的实心球举起准备投掷时，对水平地面的压强是多少 (假设小聪单脚与地面的接触面积为l50cm2)? (3)若小聪跳绳过程中，每次跳起高度约5cm，那么他每跳一次需克服重力做功大约多少焦? 若他跳一次用时0.4s，则他做功的功率为多大? (4)体育老师对小聪说：“在正式考试时，只要你能保持粗测成绩，一定会获得l000m中长跑 项目的满分”，那么，请你计算并对照2011年初中华业升学体育考试评分标准(如表9-1)，判断体育老师的说法是否可信? 280.（2011·福建莆田）《西游记》中对孙悟空到龙宫借宝一段有这样的描述：“悟空撩衣上前，摸了一把，乃是一根铁柱子，两头是两个金箍，紧挨金箍有镌成的一行字.‘如意金箍棒一万三千五百斤’，约丈二长短，碗口粗细”，如图9-14所示.以国际单位制，金箍棒质量为6750kg，体积约0.2m3，问：
初三物理《热学》易错题分析 一：常规易错题 1：把一杯酒精倒掉一半，则剩下的酒精（） A. 比热不变，燃烧值变为原来的一半 B.比热和燃烧值均不变 C. 比热变为原来的一半，燃烧值不变 D.比热和燃烧值均变为原来的一半 2：甲、乙两个冰块的质量相同，温度均为0℃。甲冰块位于地面静止，乙冰块停止在10米高处，这两个冰块（）。 A. 机械能一样大 B.乙的机械能大 C.内能一样大 D. 乙的内能大 3：两支内径粗细不同下端玻璃泡内水银量相等的合格温度计同时插入同一杯热水中，水银柱上升的高度和温度示数分别是（） A. 上升高度一样，示数相等。 B. 内径细的升得高，它的示数变大。 C. 内径粗的升得低，但两支温度计的示数相同。 D. 内径粗的升得高，示数也大。 4下列说法中正确的是（） A. 某一物体温度降低的多，放出热量就多。 B.温度高的物体比温度低的物体含有热量多。 C. 温度总是从物体热的部分传递至冷的部分。 D.深秋秧苗过夜要灌满水，是因为水的温度高。 5：一个带盖的水箱里盛有一些0℃的冰和水，把它搬到大气压为1标准大气压0℃的教室里，经过一段时间后，水箱里（）。 A. 都变成冰了，连水气也没有 B.都变成水了，同时也有水气 C. 只有冰和水，不会有水气 D.冰、水和水气都存在 6：下列现象中，不可能发生的是（） A. 水的沸点低于或高于100℃ B. 湿衣服放在温度低的地方比放在温度高的地方干得快 C. －5℃的冰块放在0℃的水中会溶化 D. 物体吸收热量温度保持不变 7：质量和初温相同的两个物体（） A吸收相同热量后，比热大的物体温度较高B.放出相同的热量后比热小的物体温度较低 C. 吸收相同的热量后，比热较小的物体可以传热给比热较大的物体 D. 放出相同的热量后，比热较大的物体可以向比热较小的物体传播 8：指明下列事物中内能改变的方法：⑴一盆热水放在室内，一会儿就凉了________；⑵高温高压的气体，迅速膨胀，对外做功，温度降低________；⑶铁块在火炉中加热，一会热得发红________；⑷电烙铁通电后，温度升高________；⑸用打气筒给车胎打气，过一会儿筒壁变热。⑹两手互相摩擦取暖________。 9：甲、乙两金属球，质量相等，初温相同，先将甲球投入冷水中，待热平衡后水温升高t℃，取出甲球（设热量与水均无损失），再迅速把乙球投入水中，这杯水热平衡后水温又升高t℃，设甲、乙两球的比热分别为C甲和C乙，则有（） A. C甲=C乙 B.C甲>C乙 C.C甲 专题七 综合应用题 第一课时 力学和热学综合应用题 ,专题特征) 随着科技的迅速发展和知识的不断更新，中考综合性计算题也不断地推陈出新，特别是综合计算题，一道题会涉及到多方面的计算，形式上也体现多样性的变化，单纯的计算逐渐被计算与说理、计算与设计、计算与改进等新型计算题所取代，试题覆盖面广、容量大。综合性计算题对学生的自学能力、探究能力、思维能力、创新能力和加速反应能力进行综合考查。 ,典例剖析) 【例】在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1200N 的物体沿着长L ＝5m 、高h ＝1m 的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300N(不计空气阻力)。求： (1)将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？ (2)工人使用斜面做功的机械效率是多少？ (3)物体和斜面之间的摩擦力是多大？ 【答案】解：(1)W 总＝Fs ＝FL ＝300N×5m＝1500J ； (2)W 有＝Gh ＝1200N×1m＝1200J ； η＝W 有W 总×100%＝1200J 1500J ×100%＝80%； (3)W 额＝W 总－W 有＝1500J －1200J ＝300J ，根据W 额＝fL ，得到f ＝W 额L ＝300J 5m ＝60N 。 ,专题训练) 1.(2016香城中考)某村在新农村建设中需在河道上修建一座石桥，图甲是使用吊车向河底投放圆柱形石块的示意图，在整个投放的过程中，石块始终以0.05m/s 的速度匀速下降，图乙是吊车钢丝绳的拉力F 随时间t 的变化图像(水的阻力忽略不计)(g 取10N/kg)。请求： (1)石块的重力为__7000__N ，石块全部浸没在河水中时所受的浮力为__3000__N ； (2)投放石块处河水的深度和水对河底的压强； (3)石块的密度(保留一位小数)。 热学经典题目归纳 一、解答题 1．（2019·山东高三开学考试）如图所示，内高H=1.5、内壁光滑的导热气缸固定在水 平面上，横截面积S=0.01m2、质量可忽略的活塞封闭了一定质量的理想气体。外界温度为300K时，缸内气体压强p1=1.0×105Pa，气柱长L0=0.6m。大气压强恒为p0=1.0×105Pa。现用力缓慢向上拉动活塞。 （1）当F=500N时，气柱的长度。 （2）保持拉力F=500N不变，当外界温度为多少时，可以恰好把活塞拉出？ 【答案】（1）1.2m；（2）375K 【解析】 【详解】 （1）对活塞进行受力分析 P1S+F=P0S. 其中P1为F=500N时气缸内气体压强 P1=0.5×104Pa. 由题意可知，气体的状态参量为 初态:P0=1.0×105Pa，V a=LS，T0=300K； 末态：P1=0.5×105Pa，V a=L1S，T0=300K； 由玻意耳定律得 P1V1=P0V0 即 P1L1S=P0L0S 代入数据解得 L1=1.2m＜1.5m 其柱长1.2m （2）汽缸中气体温度升高时活塞将向外移动，气体作等压变化 由盖吕萨克定律得 10V T =2 2 V T 其中V 2=HS . 解得： T 2=375K. 2．（2019·重庆市涪陵实验中学校高三月考）底面积S ＝40 cm 2、高l 0＝15 cm 的圆柱形汽缸开口向上放置在水平地面上，开口处两侧有挡板，如图所示．缸内有一可自由移动的质量为2 kg 的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10 kg 的物体A .开始时，气体温度t 1＝7℃，活塞到缸底的距离l 1＝10 cm ，物体A 的底部离地h 1＝4 cm ，对汽缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升．已知大气压p 0＝1.0×105 Pa ，试求： (1)物体A 刚触地时，气体的温度； (2)活塞恰好到达汽缸顶部时，气体的温度． 【答案】(1)119℃ (2)278.25℃ 【解析】 【详解】 (1)初始活塞受力平衡： p 0S ＋mg ＝p 1S ＋T ，T ＝m A g 被封闭气体压强 p 1()A 0m m g p S -=+ ＝0.8×105 Pa 初状态， V 1＝l 1S ，T 1＝(273＋7) K ＝280 K A 触地时 p 1＝p 2， V 2＝(l 1＋h 1)S 气体做等压变化， 热学模拟试题一 一、 填空题 1. lmol 的单原子分子理想气体，在1atm 的恒定压强下，从0℃加热到100℃， 则气体的内能改变了_____J ．(普适气体常量R=8.31J ·mol -1·k -1)。 2. 右图为一理想气体几种状态变化过程的p-v 图，其中MT 为等温线，MQ 为绝热线，在AM,BM,CM 三种准静态过程中： (1) 温度升高的是___ 过程； (2) 气体吸热的是______ 过程． 3. 所谓第二类永动机是指 _______________________________________ ；它不可能制成是因为违背了___________________________________。 4. 处于平衡状态下温度为T 的理想气体， kT 2 3 的物理意义是 ___________________________.(k 为玻尔兹曼常量). 5. 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______ 分子的速率分布曲线； 曲线(b)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。 6. 处于平衡态A 的一定量的理想气体，若经准静态等体过程变到平衡态B ，将从外界吸收热量416 J ，若经准静态等压过程变到 与平衡态B 有相同温度的平衡态C ，将从外界吸收热量582J ，所以，从平衡态A 变到平衡态C 的准静态等压过程中气体对外界所作的功为_____________________。 7. 一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J ．若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热__________J ；若为双原子分子气体，则需吸热_____________J 。 8. 一定量的理想气体，在p —T 图上经历一个如图所示的循环过程（a→b→c→d→a），其中a→b，c→d 两个过程是绝热过程，则该循环的效率 η=_________________。 9. 某种单原子分子组成的理想气体，在等压过程中其摩尔热容量 为 ；在等容过程中其摩尔热容量为 ；在等温过程中其摩尔热容量为 ；在绝热过程中其摩尔热容量为 。 10. 理想气体由某一初态出发，分别做等压膨胀，等温膨胀和绝热膨胀三个过程。其中：等压膨胀 过程内能 ；等温膨胀过程内能 ；绝热膨胀过程内能 。 二、 选择题 1. 有一截面均匀两端封闭的圆筒，中间被一光滑的活塞分隔成两边，如果其中一边装有1克的氢气，则另一边应装入： （A ） 16 1 克的氧气才能使活塞停留在中央。 （B ） 8克的氧气才能使活塞停留在中央。 （C ） 32克的氧气才能使活塞停留在中央。 （D ） 16克的氧气才能使活塞停留在中央。 [ D ] 2. 按经典的能均分原理，每个自由度上分子的平均动能是： （A ） kT ； （B ）kT 2 3 ； （C ）kT 2 1 ； （D ）RT 。 [ C ] 3. 有二容器，一盛氢气，一盛氧气，若此两种气体之方均根速率相等，则： （A ） 它们的压强相同； P(atm) T(K) a b c d 中考《物理力学与热学综合计算题》专题 1、2005年12月起，我市开始推广使用乙醇汽油。乙醇汽油是由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的能源。乙醇汽油能有效改善油品的性能和质量。它不影响汽车的行驶性能，还减少有害气体的排放量。乙醇汽油的推广及使用，可以缓解因石油资源短缺而造成的经济压力，乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点。 东湖风景秀丽，水面开阔，乘坐快艇是许多游客积极参与体验的水上娱乐项目。为了保护环境，东湖风景区管委会改用乙醇汽油作为快艇的燃料。下表为某种快艇的部分技术参数： （ ①；②． （２）为保证安全，快艇上乘客的质量之和不得超过 kg． （３）已知该快艇使用的乙醇汽油热值约为4.6×107J/kg，密度约为0.7×103 kg /ｍ3，它在水中匀速航行时所受的阻力ｆ＝1400N,若发动机的效率为25%，则该快艇匀速行驶46 kｍ耗油多少L？ 2、汽车在行驶中，由于路况和车速的不同，发动机的实际功率也不同，通常行驶时，实际功率要小于它的最大功率。某型号轿车的有关数据如下表。 （某标号汽油的热值约为4.5×107J/kg，密度约为07×103kg/m3）求： （l）若轿车以100km/h的速度匀速行驶lh，则轿车消耗了多少千克的汽油？ （2）若轿车发动机的效率是30％，当轿车以100km/h的速度匀速行驶时，发动机的实际功率是多少瓦特？ 3、汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，促进了社会经济的发展。某型号四轮汽车质量为1.6×103Kg，每个轮子与地面的接触面积为0.02m2，当它以60Km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，受到的阻力为600N，每行驶100Km消耗汽油量为8L。完全燃烧1L汽油释放的能量为3.7×107J(取g=10N/Kg)。求： (1)汽车静止时对路面的压强。 (2)汽车以60Km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率。 (3) 汽车以60Km/h的速度匀速行驶时，汽车的效率。 (4)汽车有很多用途，但也带来很多不利影响，请列举一例，并就如何减小该不利影响提出一条合理化建议。 4、已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km，所用时间是8min，消耗燃油3L（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为63kW。若燃油的密度是0.8×103kg/m3，热值为3.15×107J/kg， 适用于 B D 武汉理工大学教务处 试题标准答案及评分标准用纸 | 课程名称———工程热力学————（2006 A 卷） |一、填空（每空1分） 1、0.5MPa 2、任何气体、任何过程 3、wt=kw 4、0 5 、 > 6、Z=pv/RgT 7 、缩放8、不变、降低 9、不变、增加 二、选择（每题1分） 10、B 11、A 12、A 13、D 14、C 15、D 16、D 17、C 三、简答 18、热力学第二定律的实质：表明了热过程的方向、条件和限度。（能量在转换时，能量品质必降低或用熵增原理说明）（3分）不一定由η=w0/q1，当w0增加q1也增加，η不一定增加。（2分） 19、h3=h4 q c=h1-h4（2分） 图3分 20、余隙容积对活塞式压气机的理论耗功无影响，（2分）但使其容积效率下降。（2分）在理论上要压缩同样数量的气体，必须使用较大汽缸的机器。（对实际耗功有影响）（1分） 21、在压缩比相同、吸热量相同时，活塞式内燃机三种理论循环的热效率以定容加热循环的为最高，（2分）因为在压缩比相同、吸热量相同时，定容加热循环的平均吸热温度最高，平均吸热温度最低。（或比较其放热量也可）（3分） 22、湿空气的含湿量大，空气不一定潮湿。（2分）空气是否潮湿与其相对湿度有关，（2分）当含湿量不变时，相对湿度仍可以变化。（1分） 四、计算 23、解：其出口压力等于背压，故其喷管按设计工况流动，出口截面流速最大（2分） （3分） 24、解：汽轮机中能量方程为q=△h+1/2△C f 2 +g△z+w i 当忽略蒸汽的摩擦损失时，其轴功w s 等于其内部功w i （3分）。当忽略蒸汽的进出口动能差、位能差时，技术功w t 等于其内部功w i （1 分） ∴w i =w s =w t =q-△h=-20-(2116-3454)=1318 kJ/kg(3分) W i =q m w i =10×103×1318=13.18×106 kJ/h P=Wi/3600=13.18×106 /3600= 3661KW(3 分 ) 25、解： 分） （分） （分）（分）（分）（分）（分） （已知：316.2915.2980978.0)33/0978.015 .52367 .80252.0367.80)23/252.015 .29815.343ln 717.05.2ln ln ln 95.1123)15.29815.343)(287.0717.0(5.2)(367.80)15.29815.343(717.05.2)(25.215.52325015.27315.3437015.27315.2982515.2730.2121121 2122 1121220 1KJ S T I K kJ T Q S S S S S kJ U Q v v K kJ T T mc v v Rg T T mc S v v kJ T T mc H kJ T T mc U kg m K Tr K T T K T g r g Q f g v v p v =?===-=- ?=+=?=?=∴==?==+=?∴==-+?=-=?=-??=-=?==+==+===+=- 热学试题集 一、选择题（在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确） 1．下列说法正确的是［］ Ａ．温度是物体内能大小的标志Ｂ．布朗运动反映分子无规则的运动 Ｃ．分子间距离减小时，分子势能一定增大Ｄ．分子势能最小时，分子间引力与斥力大小相等 2．关于分子势能，下列说法正确的是［］ Ａ．分子间表现为引力时，分子间距离越小，分子势能越大 Ｂ．分子间表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越大 Ｃ．物体在热胀冷缩时，分子势能发生变化 Ｄ．物体在做自由落体运动时，分子势能越来越小 3．关于分子力，下列说法中正确的是［］ Ａ．碎玻璃不能拼合在一起，说明分子间斥力起作用 Ｂ．将两块铅压紧以后能连成一块，说明分子间存在引力 Ｃ．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在的引力 Ｄ．固体很难拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力 4．下面关于分子间的相互作用力的说法正确的是［］ Ａ．分子间的相互作用力是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的 Ｂ．分子间的相互作用力是引力还是斥力跟分子间的距离有关，当分子间距离较大时分子间就只有相互吸引的作用，当分子间距离较小时就只有相互推斥的作用 Ｃ．分子间的引力和斥力总是同时存在的 Ｄ．温度越高，分子间的相互作用力就越大 5．用ｒ表示两个分子间的距离，Ｅｐ表示两个分子间的相互作用势能．当ｒ＝ｒ０时两分子间的斥力等于引力．设两分子距离很远时Ｅｐ＝0 ［］ Ａ．当ｒ＞ｒ０时，Ｅｐ随ｒ的增大而增加Ｂ．当ｒ＜ｒ０时，Ｅｐ随ｒ的减小而增加 Ｃ．当ｒ＞ｒ０时，Ｅｐ不随ｒ而变Ｄ．当ｒ＝ｒ０时，Ｅｐ＝0 6．一定质量的理想气体，温度从0℃升高到ｔ℃时，压强变化如图2-1所示，在这一过程中气体体积变化情况是［］ 图2-1 Ａ．不变Ｂ．增大Ｃ．减小Ｄ．无法确定 7．将一定质量的理想气体压缩，一次是等温压缩，一次是等压压缩，一次是绝热压缩，那么［］ Ａ．绝热压缩，气体的内能增加Ｂ．等压压缩，气体的内能增加 Ｃ．绝热压缩和等温压缩，气体内能均不变Ｄ．三个过程气体内能均有变化 8．如图2-2所示，0．5ｍｏｌ理想气体，从状态Ａ变化到状态Ｂ，则气体在状态Ｂ时的温度为［］ 图2-2 9 选择题(共21 分，每题 3 分) 1、理想气体从p-V图上初态a分别经历如图所示的(1) 或(2) 过程到达末态b.已 知Ta 态a' cb 到达相同的终态b, 如图所示, 则两个过程中气体从外界吸收的热量Q1,Q2的关系为[ B ] (A) Q 1<0,Q1>Q2 ; (B) Q 1>0, Q 1>Q2 ; (C) Q 1<0,Q1 中考《物理力学与热学综合计算题》专题复习学案 一、复习目标： 1、理解并熟记力学、热学中的计算公式 2、能够准确的从图表中找出计算相关问题的有用信息 3、利用题目中的已知条件选用适当的公式，准确、规范的求出所要求解的物理量 二、典型例题解析 例： 2005年12月起，我市开始推广使用乙醇汽油。乙醇汽油是由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的能源。乙醇汽油能有效改善油品的性能和质量。它不影响汽车的行驶性能，还减少有害气体的排放量。乙醇汽油的推广及使用，可以缓解因石油资源短缺而造成的经济压力，乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点。 东湖风景秀丽，水面开阔，乘坐快艇是许多游客积极参与体验的水上娱乐项目。为了保护限载6人排水量 油箱容积40L快艇自身质量1000kg （1）请写出使用乙醇汽油的两点好处 ①； ②． （２）为保证安全，快艇上乘客的质量之和不得超过 kg． （３）已知该快艇使用的乙醇汽油热值约为×107J/kg，密度约为×103 kg /ｍ3，它在水中匀速航行时所受的阻力ｆ＝1400N,若发动机的效率为25%，则该快艇匀速行驶46 kｍ耗油多少L 出现的问题反思：解题方法总结： 针对性练习: 1、汽车在行驶中，由于路况和车速的不同，发动机的实际功率也不同，通常行驶时，实际功率要小于它的最大功率。某型号轿车的有关数据如下表。 （某标号汽油的热值约为×107J/kg，密度约为07×103kg/m3） 求：（l）若轿车以100km/h的速度匀速行驶lh，则轿车消耗了多少千克的汽油 （2）若轿车发动机的效率是30％，当轿车以100km/h的速度匀速行驶时，发动机的实际功率是多少瓦特 专题七综合应用题 第一课时力学和热学综合应用题 ,专题特征) 随着科技的迅速发展和知识的不断更新，中考综合性计算题也不断地推陈出新，特别是综合计算题，一道题会涉及到多方面的计算，形式上也体现多样性的变化，单纯的计算逐渐被计算与说理、计算与设计、计算与改进等新型计算题所取代，试题覆盖面广、容量大。综合性计算题对学生的自学能力、探究能力、思维能力、创新能力和加速反应能力进行综合考查。 ,典例剖析) 【例】在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1200N的物体沿着长L＝5m、高h＝1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300N(不计空气阻力)。求： (1)将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？ (2)工人使用斜面做功的机械效率是多少？ (3)物体和斜面之间的摩擦力是多大？ 【答案】解：(1)W 总＝Fs ＝FL ＝300N×5m＝1500J ； (2)W 有＝Gh ＝1200N×1m＝1200J ； η＝W 有W 总×100%＝1200J 1500J ×100%＝80%； (3)W 额＝W 总－W 有＝1500J －1200J ＝300J ，根据W 额＝fL ，得到f ＝W 额L ＝300J 5m ＝60N 。 ,专题训练) 1.(2016香城中考)某村在新农村建设中需在河道上修建一座石桥，图甲是使用吊车向河底投放圆柱形石块的示意图，在整个投放的过程中，石块始终以0.05m/s 的速度匀速下降，图乙是吊车钢丝绳的拉力F 随时间t 的变化图像(水的阻力忽略不计)(g 取10N/kg)。请求： (1)石块的重力为__7000__N ，石块全部浸没在河水中时所受的浮力为__3000__N ； (2)投放石块处河水的深度和水对河底的压强； (3)石块的密度(保留一位小数)。中考物理大复习第二编重点题型专题突破篇专题七综合应用题时力学和热学综合应用题试题
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