大学物理学习指导上册参考答案(欢迎加入湖南工大学习资料群166643345) 下载本文

(3)???2??(x2?x1)??

?26、解:(1)y?3?10cos4?(t?x) 20

5yB?3?10?2cos4?(t?)

20

?3?10?2cos(4?t??)

(2)B点的振动方程,以x??5代入上式得: 所求的波动方程为:yB?3?10?2x??cos?4?(t?)???

20??练习十四

1-2、B,C,3、频率相同、振动方向相同、由恒定相位差的两波源;有些点振动加强,有些点振动减弱;4、1.58?10J?s5?1?m?2,3.79?103J;

5、解:设S2的振动方程为:y2?A?cos(2?t??)

S1的振动传至P点,在P点引起的振动方程为:y1p?Acos(2?t-S2的振动传至P点,在P点引起的振动方程为: y2P2??22??A?cos(2?t-S2P??) ?s1P??)

???2?(S2P?S1P)(-?-)?2??0.4???2

-?

干涉相消的条件:

???0.4??-??(2k?1)? 2k?0时,??-0.1?故S2的振动方程为:y2?A?cos(2?t-0.1?)

6、解:如图所示,取S1点为坐标原点,S1、S2联线为X轴,取S1点的振动方程 : u???4m ?(1)在S1和S2之间任取点A,坐标为x 因为两波同频率,同振幅,同方向振动,所以相干为静止的点满足:

12???????(11?x?x)?(2k?1)?

?2?k?0,?1,?2,...

x?1,3,5,7,9,11m故得 这些点因干涉相消而静止不动 (2)若A点在S1左侧,则有

12?

??????[11?x?(?x)]??6? 2?所以,S1左侧各点因干涉加强。 (2)若A点在S2右侧,则有

12?

??????(x?11?x)?5? 2?所以,S2右侧各点因干涉静止。 练习十五

1-2、B,C,3、554.5HZ;4、0.12cos5、解:设火车的速度为vs

?2xcos20?t,1、3、5、7、9;0、2、4、6、8、10

???由多普勒效应得接收频率为:????u?0u-vsu?0 u?vs???440HZ????392HZ解得:vs?19m/s

6、解:(1)设原点处波源的振动方程为:y0?Acos(?t??) 原点处波源在t?0s,y0?A,则??0

由题知:T?0.5s,??4?,??10m,A?0.1m 故振动方程为:y0?0.1cos(4?t) 波动方程为:y?0.1cos(4?t-(2)t??5x)

T1??s?s,波形方程为:y?0.1cos(-x) 4825T1??s?s,x?处质点的位移为:y?0.1cos?04822(3)

?2???速度为:v?-4?Asin(-)?-4?Asin(-)?0.4?m/s2?22t?练习十六

2551-4、C,B,D, D,5、3.44?10,1.6,2?10vf(v)dv?J 6、?Nf(v)dv,,?f(v)dv??v0v0?v0??v0 f(v)dv,

?av/Nv0?7、f(v)??a/N?0?练习十七

(0?v?v0)(v0?v?2v0); a?(v?2v0)2N111;?N?N;v?v0 3v0396.21?101-3、D,C,B, 4、6.23?10,6、解:(1)

3?216?10, ,5、5.42?10,7?5i?kT?2E2??P??1.35?105Pa ?NiVP?kT??V?E?N(2)

??kT??23?3E????7.5?10?21J?Ni?5N E?kT?2?32???kT,T??263K23k7、解:由题得 0.8?12m5mv?R?T 2M20.8Mv2?0.062K 故有:?T?5R1mol气体 PV?RT ?P?R?T?0.512(Pa) V

练习十八

1-2、A,D, 3、等压过程 4、124J,-85J, 5、350?P0V0PVPV?128J,250?00?91.6J,100?00?36.6J,0 T0T0T06、解:(1)等体过程

由热力学第一定律得Q=ΔE

吸热 Q=ΔE=νCV(T2-T1)=ν(i/2)R(T2-T1)

Q=ΔE=5×(3/2)×8.31×(300-290)=623 J 对外作功 A=0 (2)等压过程

Q=νCp(T2-T1)=ν[(i+2)/2]R(T2-T1) 吸热 Q=5×(5/2)×8.31×(300-290)=1038.5 J ΔE=νCV(T2-T1)

内能增加 ΔE=5×(3/2)×8.31×(300-290)=623 J 对外作功 A=Q-ΔE=1038.5-623=415.5 J (3)绝热过程

由热力学第一定律得A=ΔE

做功与内能的变化均为 A=ΔE=νCV(T2-T1)=ν(i/2)R(T2-T1) A=ΔE=5×(3/2)×8.31×(300-290)=623 J

吸热 Q=0

7、解:

由图知:

PA?4PC,VC?4VAPAVA?PCVC?TC?TA p(Pa) A B

4×105 则全过程中:?E?0 A到B,等压过程:

QAB?m?CP(TB?TA)M

1×105 O C 2 3.49 8 V(m3) 5(PBVB?PAVA)2?1.5?106JB到A,绝热过程,QBC?0

Q?QAB?QBC?1.5?106J由热力学第一定律得:A?Q??E?1.5?10J6

练习十九

1-2、B,B,3、AM,AM和BM 4、(3)(1)(1)

第4小题:(1)初态体积相同,但温度不同,终态温度、体积和压强都相同(同一状态)。关键是先确定A、T、B、Q、C各态的温度高低。由理想气体状态方程PV??RT可知:在相同体积的情况下,压强越大的温度越高,因此A温度最高,C温度最低。可见只有从A M过程是降温,其它过程都是升温。

(2)由T线可知,系统内能不变,体积变小,压强增大,外界对系统做功,由热力学第一定律Q??E?W可知,Q?W?0,可见AM过程放热;BM过程升温,内能增加,系统对外界做负功,一正一负,由热力学第一定律无法判断Q是否大于零。再分析绝热过程:系统与外界没有热量交换,吸收的热量全部用来对外做功,现在是压缩过程,系统对外做负功,内

能增加即WQ?EQ?0。但对于BM过程而言此过程外界做的功要大于绝热过程做的功,

|WB|?|WQ|同时,对系统而言,WB?WQ系统对外做负功,内能的增加确要比绝热过程的

少,即:?EB??EQ,可见QB??EB?WB??EQ?WQ?0,可见BM放热;再看CM过程,此时内能的增量EC?EQ,WC?WQ,可见QC??EC?WC??EQ?WQ?0,即系统吸热。

5、解:a?b等温过程:

PV1aa?PbVb?Pb?2PaVb

Qab??Pdv??RTb1lnVVaV??RT1ln2ab?c等压过程

PbT?Pc?P?2P1cb?Pa 1T233Q77bc??CP?T?2?R(T2?T1)??6?RT1

c?d等温过程:

PcVc?PdVd?Pd?2Pc?23PaVd

Qcd??Pdv??RTV2lnd???RT2lnVcV2cd?a等压过程

PaT?Pd?P2d?Pa 1T23Q??C?T?72?R(TT7daP2?1)?6?RT1

1故:??Qab?Qbc?Qcd?Qda?3ln2Q=15.1%

ab?Qdaln2?76同时:PaPc?13P2a?PbPd (证毕)

6、解:a?b等温过程:

paT1dbT2cOVaVbVpacbOVVVab