《大学基础物理学课后答案 主编习岗 .doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学基础物理学课后答案 主编习岗 .doc（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章思考题： 解：在上液面下取A点，设该点压强为，在下液面内取B点，设该点压强为。对上液面应用拉普拉斯公式，得 对下液面使用拉普拉斯公式，得 又因为 将三式联立求解可得 答：根据对毛细现象的物理分析可知，由于水的表面张力系数与温度有关，毛细水上升的高度会随着温度的变化而变化，温度越低，毛细水上升的高度越高。在白天，由于日照的原因，土壤表面的温度较高，土壤表面的水分一方面蒸发加快，另一方面土壤颗粒之间的毛细水会因温度升高而下降，这两方面的原因使土壤表层变得干燥。相反，在夜间，土壤表面的温度较低，而土壤深层的温度变化不大，使得土壤颗粒间的毛细水上升；另一方面，空气中的水汽也会因为温度下降而凝结，
2、从而使得清晨时土壤表层变得较为湿润。 答：连续性原理是根据质量守恒原理推出的，连续性原理要求流体的流动是定常流动，并且不可压缩。伯努利方程是根据功能原理推出的，它的使用条件是不考虑流体的黏滞性和可压缩性，同时，还要求流动是定常流动。如果流体具有黏滞性，伯努利方程不能使用，需要加以修正。 答：泊肃叶公式适用于圆形管道中的定常流动，并且流体具有黏滞性。斯托克斯公式适用于球形物体在黏滞流体中运动速度不太大的情况。练习题： 解：设以水坝底部作为高度起点，水坝任一点至底部的距离为h。在h基础上取微元dh，与之对应的水坝侧面面积元dS（图中阴影面积）应为坡长dm与坝长l的乘积。练习题1-6用图ldhdFh
3、q高线dhdm由图可知 水坝侧面的面积元dS为 该面积元上所受的水压力为 水坝所受的总压力为 （注：若以水坝的上顶点作为高度起点亦可，则新定义的高度,高度微元取法不变，即，将与带入水坝压力积分公式，同样可解出水坝所受压力大小。） 解：（1）设A为水库中水面上一点，对A点和C点使用伯努利方程可写出取C点为基准，由于水库水面下降很小，（为大气压），上式即可简化为由此解得 （2）对B点和C点使用伯努利方程，可写出取C点为基准，上式化为 即 解：（1）设水池表面压强为、流速为、高度为，小孔处压强为、流速为、高度为，由伯努利方程可写出根据题中条件可知、，于是，由上式可得 又由运动学方程 可解出 则水平射
4、程为 带入数据解得 （2）根据极值条件，在时，R出现最大值，即 R出现最大值。由此解出h=5m时，R出现最大值，此时R=10m。 解：由泊肃叶流量公式可知 又由 由上两式可得 带入已知数据，可解出 解：用沉降法测黏滞系数时 带入已知数据，解得 第二章思考题： 答：不相同，在冬天打入轮胎内的空气质量要大一些。因为夏天气温高，空气分子的平均平动能较大；冬天气温低，空气分子的平均平动能较小。根据理想气体的压强公式 ,可知，当压强相同时，在冬天打入轮胎内的空气密度（即质量）要大一些。 答：这种看法是错误的。因为理想气体的温度公式只适用于理想气体，而在273时，已经不存在理想气体了，温度公式也就不成立了
5、，如此的推论自然也就是错误的。事实上，即使达到273，分子也还在作微小的振动，运动仍不会停止。 答：(1)表示速率分布在区间内的气体分子数占总分子数的比率(2)表示速率分布在区间内的气体分子数(3)表示速率分布在区间内的气体分子数占总分子数的比率(4) 表示速率分布在区间内的气体分子数答：平均速率可以了解气体分子平均的运动快慢；方均根速率是分子平均平动动能的标志；最概然速率讨论气体分子的统计分布。此三个速率大小关系 答：（1），温度和压强相同时，单位体积内的分子数相同 （2），由于分子的种类不同，所以单位体积内的气体质量不同 （3），由于温度和单位体积内的分子数相同，所以单位体积内的气体分子总
6、平动动能相同 （4），由于温度相同，而自由度数不确定，因此大为体积内气体的内能无法比较 答：根据，由于温度不变，气体分子平均动能不变。但由于分子数密度减少了，容器中的气体质量减小，根据 ，可知气体的内能减少。练习题： 解：由题意得：、（1）（2） 氧气分子的密度：（3） 平均平动动能： 解：已知、，由得 当，由得：当，由得： 解:（1）由温度的微观公式：得 （2）粒子遵守麦克斯韦速率分布，得 OVf(v)CVo图2-1 解: （1）速率分布曲线如图2-1所示（2） 由归一化条件 ，得则（3） 粒子平均速率为 解:由题意知： 联立式得： 解：（1）依题意得： 联立可得： （2）因 联立得： 第三
7、章思考题 答：内能是状态量，是温度的单值函数。热量是过程量，如系统经历的热力学过程相关。（1）说法是错误的，因为热量是过程量。（2）说法是正确的，对于相同的物体，内能是温度的单值函数。 答：根据题意有，系统吸收热量1.045108J，系统对外做功为301033600=1.08108J，系统对外放热3.135107J，即释放的能量共为1.3935108J。可见不符合热力学第一定律，因此这种机器不可能。 答：该一定量的理想气体由状态1变化到状态2，系统内能的改变量是一样的，因此根据热力学第一定律，在过程A和过程B中吸收的热量可通过在这两个过程中系统对外所做的功做比较。根据功的几何意义，由图可见，过
8、程A中系统对外所做的功比较大，因此，该过程吸收的热量也相应的比较大。 答： （1）不能；（2）不能；（3）不能；（4）能；（5）能；（6）能。 答：（1）正确，因为经过一个正循环以后系统回到原来状态。（2）错误。系统经一个正循环后，外界在温度较高处输送热量给系统，又在温度较低处从系统获得热量，两者之差恰正等于它从系统得到的功。虽然外界净减少热量的数值等于系统对外界做的功，但功和热量是不等价的，所以该循环过程已经对外界产生影响了。（3）错误。因为只有在正向循环和逆向循环的轨迹线完全一致，并且它们都是可逆循环的情况下，先后经过这样的一个正循环与逆循环后，系统与外界才可能都没有发生变化。本题中仅指出
9、其逆循环是逆卡诺循环，没有明确其正循环是否是正向可逆卡诺循环。 答：不能。如图所示，等温线与和两绝热线相交，构成一个循环。这个循环只有一个单一热源，它把吸收的热量全变成功，即，并使周围环境没有变化，这是违背热力学第二定律的，所以不可能构成这样一个循环。 答：（1）不正确。卡诺循环中，从高温热源吸热对外做功的等温过程，就将热全部转化成了功，只是由于系统从外界吸热，引起了外界的变化。正确的理解应为：在不引起其它变化或不产生其它影响的条件下，热不能完全变为功。（2）不正确。致冷机就能将热量从低温物体传向高温物体，只是它需要消耗外界能量。正确的理解应为：在不引起其它变化或不产生其它影响的条件下，不可能
10、把热量从低温物体传到高温物体。练习题： 解：根据功的几何意义，可得此过程中气体所做的功在数值上等于梯形ABCD的面积，因此有 解：系统由经历ACB过程，根据热力学第一定律有由于从P-V图中可见，所以有，因此。对于整个循环ABCDA，由于，BD为等体过程，DA为等压过程，因此有 解：根据热力学第一定律有，。根据题意有，因此 解：对于绝热过程，有 由理想气体状态方程，可将上式化为 解：由已知可得 氧气为双原子分子，则。（1） a-b过程为等温过程，此过程系统从外界吸热，全部用来向外做功。（2） b-c过程为等体过程，W0此过程系统向外放热，系统内能减少。（3） c-d过程为等温过程，0此过程外界对
11、系统做功，系统向外放热（4） d-a过程为等体过程，W0此过程系统从外界吸热，使内能增加。热机效率为 解：设高温热源温度为T1，低温热源温度为T2T127+273300K，T20+273273K（1）设此致冷机从低温热源吸热为Q2，则设此致冷机致冷系数为，则由，可得放到环境中的热量为（2）设最少必须供给致冷机的能量为W，则第四章思考题： 答：公式是关于电场强度的定义式，适合求任何情况下的电场。而公式是由库仑定理代入定义式推导而来，只适于求点电荷的电场强度。 答：（1）场强是由场源电荷和场点决定的，与检验电荷无关，因此当没有检验电荷时，仍然有场强。而当电荷在电场中受到的电场力则与场强和电荷的电量
12、都有关系，因此当当电荷在电场中受到的电场力很大时，并不代表该点的场强一定很大。 （2）点电荷的电场强度的公式是有库伦定律推导得到的，因此仅适用于点电荷模型。当场点和点电荷的距离趋于0时，电荷本身的尺度已经不可以忽略，那这时不可以用点电荷的电场强度的公式来讨论，因此没有物理意义。 答：取球面高斯面，由可知（1）内部无电荷，而面积不为零，所以E内= 0。（2）E外=与气球吹大无关。（3）E表=随气球吹大而变小。 答：（1）错。因为依高斯定理，E = 0 只说明高斯面内净电荷数（所有电荷的代数和）为零。（2）错。高斯面内净电荷数为零，只说明整个高斯面的的累积为零。并不一定电场强度处处为零。（3）错。穿过高斯面的电通量为零时，只说明整个高斯面的的累积为零。并不一定电场强度处处为零。（4）对。E = 0，则整个高斯面的的累积为零。所以电通量=0。 答：点电荷位于立方体中心时，通过该立方体各面的电通量都相等，并且等于总通量的1/6。由高斯定理可知总通量为 于是，通过各面的电通量为 答：（1）是。由可知，当电势处处相等时，El=0。实际例子：静电平衡的导体内。（2）否。电势为零处电势梯度不一定为零，所以El也不一定为零。实际例子：电偶极子连线中点
