大学物理2作业答案

11、一开口容器截面积为S1，底部开一截面积为S2的孔。解：由于液体为理想流体且作定常流动，根据连续性原理，有根据伯努利方程14、一圆筒中的水深为H=0.70m，底面积S1=0.06m2，解：根据连续性原理和伯努利方程，有222111222121vvghSvSvQ（1）其中S2是小孔面积，v1是桶内水面下降的速度，v2是水从小孔流出的速度。从上可得即有代入数值既得：T=227s。17、设水管的内径d=2.54cm，临界雷诺数Re=20004、为了测定液体的表面张力系数318解：123mN100.7107.014.3318105dnmg5、一个半径为1.0×10-2m的球形泡在压强为1.016×105pa的大气中吹成解：开始时气泡内压强：1014RPP后来情况气泡内压强：2'024RPP气泡等温变化：32231122113434RPRPVPVP21221212121vSSvgh)(ghSSSdtdhvghvvSS222221212121221)(THdtgSSShdhdtgSSShdh02221202221222)(gHSSST2222212211vSvS2202102121vPghvP)/(22212122SSgSv1sm....2233109710542100110012000dRve-1-联合三式可得后来的大气压为：)(10269.14'0PaP6、在深为h=2.0m的水池底部产生的直径为d=5.0×10-5m的气泡，解：水底时气泡内压强2201dghPP升到水面时气泡内压强：2402DPP等温变化有：3231DPdP解上方程，可得D=5.19×10-5m。7、某灯芯能把水引到80mm的高度，为酒精在这灯芯中可以上升多高？解：：水grh水水水2酒精grh酒酒酒2代入数值得：酒h=30.9mm=3.09×10-2m12、如果水的表面张力系数α=（70-0.15t)×10-3N·m-1，式中t为摄氏解：温度20℃时，水的表面张力系数α1=（70-0.15×20)×10-3=67×10-3N·m-1温度70℃时，水的表面张力系数为α2=（70-0.15×70)×10-3=59.5×10-3N·m-1根据毛细现象，知20℃时两毛细管中液面高度差为知20℃时两毛细管中液面高度差为水面高度差h变化为21、求温度为127℃的氢分子和氧分子的平均速率、方均根速率和最概然速率。解：氢气摩尔质量molkgmolgH/1022312，氧气molkgO/103232，RTv8，RTv32，RTvp2其中11.31.8molKJR，M为气体摩尔质量。对于H2：对于O2：grhcos2m179.01015.010100.10cos106721005.010100.10cos10672cos2cos233333321111grgrhm159.01015.010100.10cos105.5921005.010100.10cos105.592cos2cos233333322122grgrhm...0201590179021hhhm/s205710240031.8883RTvm/s223310240031.83332RTvm/s182310240031.8223RTvpm/s514103240031.8883RTv-2-22、飞机起飞前，舱中的压强计指示为1.0atm.0.8atm解：已知P1=1atm，T1=300K，P2=0.8atm，T2=300K，因为RTghkTmghePePP00所以m19598.01ln8.91097.2830031.8lnln300PPgRTPPgRTh23、在容积为0.01m3的容器中，装有0.01kg气体，解：根据方均根速率，有24、电子管的真空度为1.33×10-3pa，设空气分子的有效直径为3.0×10-解：P=pa31033.1，T=300k，M=131097.28molkg，单位体积内的分子数（分子数密度）平均碰撞频率为平均自由程14、如图所示，一定量的空气，开始时在状态A，其压强为2.0×105Pa，体积为2×10-3m3解：在p-V图上，理想气体热力学过程所作的功数值上等于过程曲线与横坐标所围图形的面积，即m/s558103240031.83332RTvm/s456103240031.8223RTvpRTv32pa1033.101.0320001.03)(31312132324222222VvMvVMvVNmvmnnpk117321022s2.601021.31097.2830031.88)100.3(2822RTndnvdZ3m...N17233102133001038110331kTPRTpNVnAm..).(7871021310032121172102ndJ)()..())((1501023100102212135122121VVppSpdVAVV-3-p12316、有2.0mol的氦气，起始温度为300K，（1）在p-V图上画出该过程；（2）在这过程中共吸热多少？（3）氦的内能共改变多少？（4）氦所做的总功是多少？（5）最后的体积是多大？解：（1）（2）由于过程2-3是绝热过程，总吸热仅在1-2等压过程)(12TTvCQPm（1）RRCCVmPm25,vRTPV又由，122VV,可得122TTJ1025.130031.8252)(4112TvCTTvCQPmPm（3）由于末态3的温度与初态1的温度相同，因此，末态的内能与初态的内能相同，即0E（4）氦所做的总功是J.410251EQA（5）对氦，35//VpCC，2-3是绝热过程，有28、一理想气体卡诺循环，当热源温度为373K、冷却器温度为273K时做净功800J。解：（1）以A=800J代入上式，可得高热源温度至T1/时，净功A/=1.60×103J，则热源温度为V133122VTVT3223111121111221132311301022222m./VVVVTTVTTV37310012121TTTAQAQAJ21848001002732Q3784J./32110612184AQQK//473273218437842211TQQT-4-（2）效率为28、如图所示，AB=2R，CDE是以B为中心，R为半径的圆，A点放置。（1）把单位正电荷从C点沿CDE移到D点，电场力对它做了多少功？解：（1）把单位正电荷从C点沿CDE移到D点，q对它不做功，q对它做正功RqRqRqW0004515544（2）RqRqRqW0006)412(29、求均匀带电球体的电场分布。已知球半径为R，所带总电量为q。解：以铀核球心为球心选取高斯面，则02924eRE121104.2mVE23、两根长直导线沿半径方向引到铁环上A和B两点解：由题知环中心O点处的磁感应强度为大半圆中电流I2产生的磁场与小半圆中电流I1产生的磁场的叠加。对I1在O点产生的磁感应强度，由毕—萨定律有22101RIB，方向垂直纸面向外对I2在O点产生的磁感应强度，由毕—萨定律有2)2(2202RIB，方向垂直纸面向里又由欧姆定律有：SRISRI)2(21可知B1=B2，由于它们的方向相反，故O点磁感应强度为：021BBB29、一无限长载流直圆管，内半径为a，外半径为b，解：利用安培环路定理NiiLIuldB)(内10当ar时，0B题6-23图q-qEBDCA题5-28图%..3423784106131QA-5-当bra时，IabarurB)()(222220BrIuabar202222当br时，IurB02rIuB2031、一无限长直导线载有电流I1=2.0A，旁边有一解：1I产生的磁场的磁感应强度rIuB202I受到的作用力NdrrIIudrBIFlddldd721021032.82方向竖直向上。37、有一个正电子的动能为2.0103eV，在B=0.1T的均匀磁场中运动。解：根据221mvEk，BqmvBqmvR060sin，BqmvT，TvTvh0//60cos，并查表得，kgm301031.9，Cq1910602.1。计算sT101057.3，mR31031.1，mh31073.422、AB和CD两段导线，其长均为10c解：VvllBBlvBCABAC30100.7)30cos(23、如图所示，金属杆AB以v=2m﹒s-1解：磁感应强度rIuB20感应电动势VdrrIvuBvdrAB51.11.001.11.01084.3228、有一螺线管，每米长度上有800匝线圈解：螺线管内的磁感应强度nIuB0题6-31图30°vBCBA××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××题7-22图IvBA1.0m0.1m题7-23图-6-小回路的感生电动势VtrInuNtBSNtN32010744.30、一平面简谐波在t=0时的波形曲线如图所示。解：（1）由图知mAmsmu04.0,4.0,/08.0有522,5TsuT波动方程为：])08.0(52cos[04.0])(cos[xtuxtAy又由于0,0,0yxt时原点向负方向运动，有2（2）mtux0016.002.0*08.0，st02.0时的波形图为原图形向右平移0.0016m时的波形图19、在杨氏双缝干涉实验装置中，入射光的波长为550nm解:设云母片厚度为e，有按题意012rr（未放云母片前）9][12enerr（放云母片）∴58.111053.85509193en24、白光垂直照射到空气中一厚度为395nm的肥皂膜上，设肥皂膜折射率为1.33。解:由反射干涉相长公式有kne22),2,1(k得124.21011239533.14124kkkne在可见范围内，k=2时，nm700(红色)，k=3时，nm420(紫色)，所以肥皂膜正面呈现紫红色。由透射干涉相长公式kne2),2,1(k所以127.10502kkne当2k时，=525nm(绿色)，故背面呈现绿色。在恒定电流的磁场中，B沿任何闭合路径的线积分等于与路径所包围的电流强度代数和的倍u=0.08m/s-0.20.60.40.200.04y/mx/m题8-30图