2005[1].6大学物理试卷答案(2)

四、（本题9分） 解：（1）以棒与地为系统，在棒下落时，仅有保守内力作功，故系统机械能守

恒．

选地面为势能零点，则有

1

mgl＝J 2 mgl

22

1

考虑到J ml2

33g

解得 3分

l

（2）以棒与物块为系统，在二者碰撞过程中， 系统对O轴的角动量守恒．

J J m l2

13g

3分

4l

解得

（3）以棒和物块及地为系统，在棒和物块上升过程中机械能守恒．选地面

为势能，则有

111

mgl J 2 m( l)2 mgh mg(2h l) 222 解得 h

13

l 3分 24

五、（本题10分）

解：单原子分子的自由度i=3．从图可知，ab是等压过程， Va/Ta= Vb /Tb，Ta=Tc=600 K

Tb = (Vb /Va)Ta=300 K 2分

i

(1) Qab Cp(Tb Tc) ( 1)R(Tb Tc) =－6.23×103 J (放热)

2i

Qbc CV(Tc Tb) R(Tc Tb) =3.74×103 J (吸热)

2

Qca =RTcln(Va /Vc) =3.46×103 J (吸热) 4分

(2) W =( Qbc +Qca )－|Qab |=0.97×103 J 2分 (3) Q1=Qbc+Qca， η=W / Q1=13.4% 2分 六、（本题10分）

解： (1) 原点O处质元的振动方程为

11

y 2 10 2cos( t ) (SI) 2分

2211

波的表达式为 y 2 10 2cos (t x/5) ) (SI) 2分

22

(2) x = 25 m处质元的振动方程为

1

y 2 10 2cos( t 3 ) (SI)

2

2

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