西南大学化学反应工程期末复习要点

绪论

1. 化学反应工程是一门研究_________化学反应的工程问题_____的科学。

2. 化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学，既以___化学反应____作为研究对象，又以_____工程问题__为研究对象的学科体系。

3. ____三传一反___是化学反应工程的基础。

4. 化学反应过程按操作方法分为__分批式操作_____、__连续式操作_____、___半分批式____操作。

5. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指____传质___、__传热_____、___动量传递____。

6. 不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称____数学模型___。

7. 在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热量和动量衡算式的一般式为___累积量=输入量-输出量____。

8.“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指__（D ）_____。

A ．化学反应 B. 反应工程 C. 反应热力学 D. 反应动力学

9.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是___（A ）____。

A. 能量传递

B. 质量传递

C. 热量传递

D. 动量传递

第一章 应用化学反应动力学

1. 均相反应是指___________________________________。（参与反应的物质均处于同一相）

2. aA + bB pP + sS 对于反应，则=P r _______)(A r -。（a p ）

3.着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。（00K K K K n n n -=

χ）

4.当计量方程中计量系数的代数和等于零时，这种反应称为_______，否则称为_______。（等分子反应、非等分子反应）

5. 化学反应速率式为βαB A C A C C K r =-，用浓度表示的速率常数为C K ，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数P K ，则C K =_______P K 。（)()(βα+RT ）

6. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用逸度表示的速率常数f K ，则C K =_______f K 。（n

RT )(）

7. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用气体摩尔分率表示的速率常

数y K ，则C K =_______y K 。（n

p RT ???? ??） 8. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。（反应速率）

9. 一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用______________法来求反应级数。（初始速率法）

10.生成主产物的反应称为_______，其它的均为_______。（主反应、副反应）

11.

平行反应A

P(主)

S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。（浓度、温度）

12.

如果平行反应

A

P(主)

S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高选择性P S 应

_______。(提高温度) 13.链反应的三个阶段为_______、_______、_______。（链的引发、链的传播、链的终止）

20.下列属于均相反应的是_______。（B ）

A. 煤炭燃烧

B. 氢气燃烧

C. 离子交换

D. 加氢裂解

14.下列属于均相反应的是_______。（A ）

A. 乙酸乙酯水解

B. CuO 的还原

C. 加氢脱硫

D. 电石水解

15.下列属于均相反应的是_______。（C ）

A. 催化重整

B. 催化裂解

C. HCl 与NaOH 的中和

D. 水泥制造

16.下列属于非均相反应的是_______。（D ）

A. 乙酸乙酯水解

B. 氢气燃烧

C. HCl 与NaOH 的中和

D. 催化裂解

17.下列属于非均相反应的是_______。（B ）

A. 乙酸和乙醇的酯化

B. 加氢脱硫

C. 氢气燃烧

D. 烃类气相裂解

18.化学反应O H CH H CO 2423+?+，其中化学反应计量系数为-1的是哪种物质______。（A ）

A. CO

B. 2H

C. 4CH

D. O H 2

19.化学反应O H N H NO 222222+?+，其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质______。（D ）

A. NO

B. 2H

C. 2N

D. O H 2

20.对于一非恒容均相化学反

应αA A αB B ，反应组分A 的化学反应速率=-A r _______。（A ）

A. Vdt dn r A A -=-

B. Vdt dn r B

A -=- C.

dt dC r A A -=- D. dt dC r B A -=-

21.对于一非恒容均相化学反应αA A

αB B ，反应产物B 的化学反应速率=B r _______。（B ） A.

Vdt dn r A B = B. Vdt dn r B B = C. dt dC r A B = D. dt dC r B B =

22.对于反应aA + bB pP + sS ，则=P r _______)(A r -。（A ） A. ||a p B. a p C. p a D. p a ||

23.对于反应aA + bB pP + sS ，则=P r _______)(B r -。（C ） A. p b B. b p C. ||b p D. p b ||

24.气相反应4A + B → 3R + S 进料时无惰性气体，A 与B 以3∶1的摩尔比进料，则膨胀因子A δ=_______。（C ）

A. 1/4

B. 2/3

C. –1/4

D. –2/3

25.气相反应A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以1∶1摩尔比进料，则膨胀因子A δ=_______。（D ）

A. –2

B. –1

C. 1

D. 2

26.气相反应2A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以2∶1摩尔比进料，则膨胀因子A δ=_______。（C ）

A. –1

B. –1/2

C. 1/2

D. 1

27.气相反应2A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以3∶2摩尔比进料，则膨胀因子B δ=_______。（D ）

A. –1

B. 1/3

C. 2/3

D. 1

28.气相反应CO + 3H 2CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料，则膨胀因子CO δ=_______。（A ）

A. –2

B. -1

C. 1

D. 2

29.气相反应2NO + H 2N 2 + H 2O 2进料时无惰性气体，NO 与2H 以1∶2摩尔比进料，则膨胀因子NO δ=_______。（B ）

A. –1

B. –1/2

C. 1/2

D. 1

30.

气相反应N 2 + 3H 2

2NH 3进料时无惰性气体，2N 与2H 以2∶3摩尔比进料，则膨胀因子2

H δ=_______。（B ） A. –1 B. –2/3 C. 2/3 D. 1

31.化学反应速率式为

βαB A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数为P K ，则C K =_______P K 。（B ）

A. )()(βα+-RT

B. )()(βα+RT

C. )()(βα-RT

D. βα+-)(RT

32. 化学反应速率式为

βαB A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数为P K ，则P K =_______C K 。（D ）

A. βα+-)(RT

B. )()(βα+RT

C. )()(βα-RT

D. )()(βα+-RT

33.

反应C 4H 2C 2H 4 + H 2，10.2-=s k ，则反应级数n=_______。（B ）

A. 0

B. 1

C. 2

D. 3

34.反应A + B → C，已知115.0-=s k ，则反应级数n=_______。（B ）

A. 0

B. 1

C. 2

D. 3

35.反应3A → P，已知s l mol k ?=/15.0，则反应级数n=_______。（A ）

A. 0

B. 1

C. 2

D. 3

36.

反应CH 3COOH + CH 3CH 2OH

CH 3COOC 2H 5 + H 2O ，已知mol s l k /3.2?=，则

反应级数n=_______。（C ）

A. 0

B. 1

C. 2

D. 3

37.

反应N 2 + 3H 22NH 3，已知mol s l k /81.0?=，则反应级数n=_______。（C ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

38.反应NaOH + HCl

NaCl + H 2O ，已知mol s l k /1.0?=，则反应级数n=_______。

（C ）

A. 0

B. 1

C. 2

D. 3

39.反应A + B → C，已知s l mol k ?=/45.0，则反应级数n=_______。（A ）

A. 0

B. 1

C. 2

D. 3

40.下列属于平行反应的是_______。（C ）

A. A + B → P

B.??

?→+→+R B P P B A C.

A P(主)S(副) D.A +

B → P = R + S

41.串联反应A → P（目的）→R + S，目的产物P 的得率P X =_______。（B ） A. A A P P n n n n --00 B. 00A P P n n n - C. 00

S S P P n n n n -- D. 00R R P P n n n n --

42.串联反应A → P（目的）→R + S，目的产物P 与副产物S 的选择性P S =_______。（C ） A. A A P P n n n n --00 B. 00A P P n n n - C. 00

S S P P n n n n -- D. 00R R P P n n n n --

43.串联反应A → P（目的）→R + S，目的产物P 的总收率P φ=_______。（A ） A. A A P P n n n n --00 B. 00A P P n n n - C. 00

S S P P n n n n -- D. 00R R P P n n n n --

44.

如果平行反应

A

P(主)

S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高选择性P S 应

_______。（B ） A. 提高浓度 B. 提高温度 C. 降低浓度 D. 降低温度

45.

如果平行反应

A

P(主)

S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高收率P φ应

_______。（C ） A. 提高浓度 B. 降低浓度 C. 提高温度 D. 降低温度

46.下列反应没有涉及到链反应的是_______。（B ）

A. 石油裂解

B. 酯化反应

C. 烃类氧化

D. 聚合反应

47. 反应2NO + 2H 2 = N 2 + 2H 2O ，实验测得速率方程为：2

22H NO N C kC =γ。试设定能满足实验结果的反应机理。

解：机理（1）：

222212O H N H NO k +?→?+ （慢） ① O H H O H k 222222?→?+ （快） ②

2

2211H NO N C C k ==γγ 所以与实验结果相同

机理（2）：222O N NO ? （快速）③

22222

25O H N H O N k +?→?+ （慢速）④

O H H O H k 222226?→?+ （快） ⑤

③达拟平衡态，④为速控步骤

2

22255H O N N C C k ==γγ 由③得 23422NO O N C k C k = 24322NO O N C k k C =

代入 22222435H NO H NO N C kC C C k k k ==

γ 此机理与实验结果相同，选机理（2），因其无叁分子反应，而机理（1）是。

48. 由A 和B 进行均相二级不可逆反应αA A+αB B = αS S ，速率方程：

A γ-==-

dt dC A B A C kC 。 求： （1）当B A B A C C αα=0

时的积分式 （2）当B A AB B A C C ααλ≠=00时的积分式

解：（1）C A 与C B 之比保持恒定B A B A B A C C C C αα==00

所以 A B

A B C C αα= ?=0A A

C C B A A C C dC kt ??=?=002'2A A A A C C C C A A A A B A C dC t k C dC kt αα k k A B αα=' 积分得0'11A A C C t k -=

写成转化率时

)1(10'A A A C t k χχ-=

（2） )1(0A A A C C χ-= )1()1(10000A B A B A B A B B C C C C C χαχαα-=-

=

式中： AB A B B A A B C C λααααα==

001

积分得

??????---=

A A

B

C kt χχαα11ln )1(1

101 49.反应A → B 为n 级不可逆反应。已知在300K 时要使A 的转化率达到20%需12.6分钟，而在340K 时达到同样的转化率仅需3.20分钟，求该反应的活化能E 。

解： n A A A kC dt dC r =-

=-

??=-A A C C t n A

A t dt C dC 00 即kt C C n n A n A =??????----1011111

达20%时，08.0A A C C =

t M t C n k n n A 11)125.1()1(1110

?=?--=-- 式中M 为常数 ∴

6.121300?=M k 2.31340?=M k )34013001(314.86.12/2.3/ln ln 300340-==E M M k k

E=29.06（kJ/mol ）

50.考虑下述连串反应:C k B k A ?→??→?21，已知上述反应中每一步均为一级反应，

11min 1.0-=k ，12min 05.0-=k ，试求A 、B 和C 的浓度随间变化的函数式。 解: C B A →→

:0=t 0A C 0 0

t t = x C A -0

y x - y 对于反应物A ，应有:

A A C k dt dC 1=-

积分得 )exp(10t k C C A A -=

对于B,应有 B A B A B C k t k C k C k C k dt dC 210121)exp(--=-=

将上式两端乘以)exp(2t k 可得

dt t k k C k dt t k C k dC t k A B B ])exp[()exp()exp(1201222-=+

即 dt t k k C k t k C d A B ])exp[()exp([12012-= 将上式积分得,

}1]){exp[()exp(1201212---=

t k k C k k k t k C A B )}exp(){exp(210121t k t k C k k k C A B ----=

0A C B A C C C C =++

)(0B A A C C C C C +-=∴)]exp()exp(1[212111220t k k k k t k k k k C A --+---=

第二章 气-固催化相反应本征及宏观动力学

1.工业催化剂所必备的三个主要条件是：_______、_______、_______。（活性好、选择性高、寿命长）

2.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是靠_______结合的，而化学吸附是靠_______结合的。（范德华力、化学键力）

3.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是_______分子层的，而化学吸附是_______分子层的。（多、单）

4.气体在固体表面上发生吸附时，描述在一定温度下气体吸附量与压力的关系式称为_______。（吸附等温方程）

5. _______吸附等温方程式是假定吸附热是随着表面覆盖度的增加而随幂数关系减少的。（Freundlich ）

6._______吸附等温方程式是按吸附及脱附速率与覆盖率成指数函数的关系导出的。（Temkin ）

7.固体催化剂的比表面积的经典测定方法是基于_______方程。（BET ）

8.在气—固相催化反应中，反应速率一般是以单位催化剂的重量为基准的，如反应A→B，A 的反应速率的定义为_______。（dt dn W r A A ?-=-1）

9.对于气—固相催化反应，要测定真实的反应速率，必须首先排除_______和_______的影响。（内扩散、外扩散）

10.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由_______所致。（分子间碰撞）

11.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由分子间碰撞所致，这种扩散通常称为_______。[分子扩散（容积扩散）]

12.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约_______时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。（0.1um ）

13.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约0.1um 时，_______为扩散阻力的主要因素。（分子与孔壁的碰撞）

14.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约0.1um 时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素，这种扩散称为_______。（努森扩散）

15.等温催化剂的有效系数η为催化剂粒子的______________与催化剂内部的_______________________________之比。（实际反应速率、浓度和温度与其外表面上的相等时的反应速率）

16.气—固相催化反应的内扩散模数=S φ_______，它是表征内扩散影响的重要参数。（e m S V D C k R 1-）

17.气—固相催化反应的内扩散模数=S φe m S V D C k R 1-，它是表征内扩散影响的重要参数，数

值平方的大小反映了_______与_______之比。（表面反应速率、内扩散速率）

18.气—固相催化反应的内扩散模数S φ的大小可判别内扩散的影响程度，S φ愈大，则粒内的浓度梯度就_______，反之，S φ愈小，内外浓度愈近于_______。（愈大、均一）

19.测定气—液相反应速率的方法与均相反应时不同之点是实验时要排除气相和液相中的_______，使反应在动力学区域内进行。（扩散阻力）

20.骨架Ni 催化剂的制备是将Ni 与Al 按比例混合熔炼，制成合金，粉碎以后再用苛性钠溶液溶去合金中的Al 而形成骨架，这种制备方法是_______。（A ）

A. 溶蚀法

B. 热熔法

C. 沉淀法

D. 混合法

21.下列不属于Langmuir 型等温吸附的假定的是_______。（B ）

A. 均匀表面

B. 多分子层吸附

C. 分子间无作用

D. 吸附机理相同

22.下列属于理想吸附等温方程的是_______。（A ）

A. Langmuir 型

B. Freundlich 型

C. Temkin 型

D. BET 型

23.当催化剂颗粒的微孔的孔径小于分子的自由程_______时，分子与孔壁的碰撞成了扩散阻力的主要因素，这种扩散称为努森扩散。（B ）

A. 0.01um

B. 0.1um

C. 1um

D. 1nm

24.催化剂颗粒扩散的无因次扩散模数

e m S V S D C k R /1-=φ值的大小反映了表面反应速

率与_______之比。（C ） A. 扩散速率 B. 外扩散速率 C. 内扩散速率 D. 实际反应速率

25.气固催化反应的内扩散模数

e m S V L D C k L /1-=φ，其中L 为特征长度，若颗粒为圆柱形则L=_______。（C ）

A. 厚度/2

B. R

C. R/2

D. R/3

26.气固催化反应的内扩散模数

e m S V L D C k L /1-=φ，其中L 为特征长度，若颗粒为球形则L=_______。（D ）

A. 厚度/2

B. R

C. R/2

D. R/3

27.气固催化反应的内扩散模数

e m S V L D C k L /1-=φ，其中L 为特征长度，若颗粒为平片

形则L=_______。（A ）

A. 厚度/2

B. R

C. R/2

D. R/3

28简述Langmuir 等温吸附方程的基本特点？

答：1）均匀表面（或理想表面）：即催化剂表面各处的吸附能力是均一的，吸附热与表面已被吸附的程度如何无关；

2） 单分子层吸附；

3）被吸附的分子间互不影响，也不影响别的分子；

4）吸附的机理均相同，吸附形成的络合物均相同。

29.气—固相催化反应的动力学步骤？

答：1）反应物从气流主体向催化剂的外表面和内孔扩散；

2）反应物在催化剂表面上吸附；

3）吸附的反应物转化成反应的生成物；

4）反应生成物从催化剂表面上脱附下来；

5）脱附下来的生成物向催化剂外表面、气流主体中扩散。

30.解释努森扩散和分子扩散分别在何种情况下占优势？

答：多孔物质催化剂的粒内扩散较为复杂。当微孔孔径较大时，分子扩散阻力是由于分子间的碰撞所致，这种扩散为分子扩散。当微孔孔径小于分子的自由程0.1um 时，分子与孔壁的碰撞机会超过了分子间的相互碰撞，而成为扩散阻力的主要因素，这种扩散为努森扩散。 第三章 理想反应器

1.理想反应器是指_______、_______。[理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器]

2.具有良好搅拌装置的釜式反应器按_______反应器处理，而管径小，管子较长和流速较大

的管式反应器按_______反应器处理。（理想混合反应器、平推流）

3.分批式完全混合反应器操作的优化分析是以_______、_______为目标进行优化的。（平均生产速率R Y 最大、生产经费最低）

4.全混流反应器的空时τ是_______与_______之比。（反应器的有效容积、进料流体的容积流速）

5.全混流反应器的容积效率η为_______与_______之比。（反应时间t 、空时τ）

6.全混流反应器的放热速率G Q =______________。（p r A C v H r V ρ0)

)((?--）

7.全混流反应器的移热速率r Q =______________。（)()1(000P m P c v U A T T c v UA T ρρ+-+）

8.全混流反应器的定常态操作点的判据为_______。（r G Q Q =）

9.全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为_______、_______。（r G Q Q =、dT dQ dT dQ G r ?）

10.全混流反应器的返混_______。（最大）

11.平推流反应器的返混为_______。（零）

12.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。（平均停留时间、反应时间、空时）

13.对于恒容的_______管式反应器平均停留时间、反应时间、空时一致。（平推流）

14.如果将平推流反应器出口的产物部分的返回到入口处与原始物料混合，这类反应器为_______的平推流反应器。（循环操作）

15.对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时为_______反应器，而当β→∞时则相当于_______反应器。（平推流、全混流）

16. 对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时反应器内返混为_______，而当β→∞时则反应器内返混为_______。（零、最大）

17. 对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器类型为_______。（全混流串平推流）

18. 对于反应级数n ＜0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。（全混流）

19. 对于反应级数n ＞0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。（平推流）

20. 对于自催化反应，最合适的反应器为_______。（全混流串平推流）

21.对于可逆的放热反应，使反应速率最大的反应温度=opt T _______。（

)()1(ln )

(002'001012A A R A A C C E k C E k R E E χχ+---） 22. 对于可逆的放热反应，达到化学反应平衡时的温度=e T _______。

（

)()1(ln )

(00'00012A A R A A C C k C k R E E χχ+---） 23.分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项_______。（B ）

A. 加料时间

B. 反应时间

C. 物料冷却时间

D. 清洗釜所用时间

24.在间歇反应器中进行等温二级反应A → B ，s l mol C r A A ?=-/01

.02，当l mol C A /10=时，求反应至l mol C A /01.0=所需时间t=_______秒。（D ）

A. 8500

B. 8900

C. 9000

D. 9900

25.在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ，s l mol C r A A ?=-/01.0，当l m

o l C A /10=时，求反应至l mol C A /01.0=所需时间t=_______秒。（B ）

A. 400

B. 460

C. 500

D. 560

26.在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为_______。（A ）

A. 空时τ

B. 反应时间t

C. 停留时间t

D. 平均停留时间t

27.全混流反应器的容积效率η大于1.0时，且随着A χ的增大而增大，此时该反应的反应级数n_______。（A ）

A. ＜0

B. =0

C. ≥0

D. ＞0

28.全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着A χ的增大而减小，此时该反应的反应级数n_______。（D ）

A. ＜0

B. =0

C. ≥0

D. ＞0

29.全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n_______。（B ）

A. ＜0

B. =0

C. ≥0

D. ＞0

30.全混流釜式反应器最多可能有_______个定常态操作点。（C ）

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

31.全混流反应器中有_______个稳定的定常态操作点。（B ）

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

32.对于_______的反应器在恒容反应过程的平均停留时间、反应时间、空时是一致的。（D ）

A. 间歇式反应器

B.全混流反应器

C. 搅拌釜式反应器

D. 平推流管式反应器

33.

一级不可逆液相反应A 2R ，30/30.2m kmol C A =， 出口转化率7.0=A x ，每批操作时间h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_______3

m 。（C ）

A. 19.6

B. 20.2

C. 22.2

D. 23.4

34.对于自催化反应，最合适的反应器为_______。（D ）

A. 全混流反应器

B. 平推流反应器

C. 循环操作的平推流反应器

D. 全混流串接平推流反应器

35.对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器为_______。（D ）

A. 平推流反应器

B. 全混流反应器

C. 循环操作的平推流反应器

D. 全混流串接平推流反应器

36.对于反应级数n ＜0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用_______。（B ）

A. 平推流反应器

B. 全混流反应器

C. 循环操作的平推流反应器

D. 全混流串接平推流反应器

37.对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用_______。（A ）

A. 平推流反应器

B. 全混流反应器

C. 循环操作的平推流反应器

D. 全混流串接平推流反应器

38.对于可逆放热反应，为提高反应速率应_______。（C ）

A. 提高压力

B. 降低压力

C. 提高温度

D. 降低温度

39.对于单一反应组分的平行反应

，其瞬间收率P 随A C 增大而单调增大，则最适合的反应器为_______。（A A. 平推流反应器 B. 全混流反应器

C. 多釜串联全混流反应器

D. 全混流串接平推流反应器 40. 对于单一反应组分的平行反应，其瞬间收率y P 随C A 增大而单调下降，

则最适合的反应器为_______。（B ） A. 平推流反应器 B. 全混流反应器

C. 多釜串联全混流反应器

D. 全混流串接平推流反应器

41.简述理想反应器的种类？

答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和平推流（活塞流或挤出流）反应器。所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间。

42.简述分批式操作的完全混合反应器？

答：反应物料一次性投入反应器内，在反应过程中，不再向器内投料，也不出料，待达到反应要求的转化率后，一次性出料，每批操作所需生产时间为反应时间与非生产性时间之和，非生产性时间包括加料、排料和物料加热、冷却等用于非反应的一切辅助时间。

43.简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？

答：空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。反应时间是反应物料进入反应器A P(主)

S(副)

A P(主)

S(副)

后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速之比，所以三者相等。

44.对于可逆放热反应如何选择操作温度？

答：1）对于放热反应，要使反应速率尽可能保持最大，必须随转化率的提高，按最优温度曲线相应降低温度；

2）这是由于可逆放热反应，由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高，净反应速率出现一极大值；

3）而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。

45.

对于反应A

P(主)

S(副)，21A R C k r =，1E ；A S

C k r 2=，2E ，当1E ＞2E 时如何选择操作温度可以提高产物的收率？ 答：对于平行反应A

RT E E A RT E RT

E S R R C e k k C e k e k r r S 12212010/20/10---===，所以，当1E ＞2E 时应尽可

能提高反应温度，方可提高R 的选择性，提高R 的收率。

46.在间歇釜中一级不可逆反应，液相反应 A → 2R ，A A kC r =-kmol/m 3·h ，

k=9.52×109exp[-7448.4/T] h -1，=0A C 2.3 kmol/m 3，=R M 60，=0R C 0，若转化率=A x 0.7，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天。求50℃等温操作所需反应器的有效容积？（用于非生产性操作时间t 0=0.75 h ）

解：反应终了时R 的浓度为

)/(22.3230m kmol x C C A A R ==

A x A A x A A A x k x dx k kC dx C t A A -=-==??11ln 111000

92.0502734.7448exp 1052.99=??????+-?=k

)(31.17.011ln 92.01h t =-=

24500000=+t t M VC R R

)(2.226022.32406.2500003m V =???= 47. (CH 3CO)2 (A) + H 2O(B)2CH 3COOH(C)乙酸酐发生水解，反应温度25℃，k=0.1556

min -1，采用三个等体积的串联全混流釜进行反应，每个釜体积为1800 cm 3，求使乙酸酐的总

转化率为60%时，进料速度0v 。

解：初始浓度为0A C ，离开第一釜为1A C ，依次为2A C 、3A C 。 ∵1101)(A A A r C C --=

τ 11)(A A kC r =- ∴

11101110111111τττk x k C C kC C C A A A A A A +-=?+=?-= 对第二釜21211τk C C A A +=

对于等体积釜串联τττ==21 22202)1(11)1(1ττk x k C C A A A +-=?+=

同理 33)1(11τk x A +-

= ∴τ=2.3（min ）

min)/(6.7823.2180030cm V

v ===τ

48. 串联全混流反应器进行一级不可逆反应，假定各釜容积、温度相同，,9.0,10),(92.0301===-A x h m h k γ试计算N 为1，2，3的反应有效容积，如不考虑非生产性操作时间的条件下分批式反应器的有效容积。

解：利用 N i N A k x )1(11,τ+-

=

N(个) 1 2 3

V （3

m ） 97.8 47.0 37.6

若采用分批式 =t h k A 503.29.011ln 92.0111ln 1=-=-χ

时为其中1N ,==ττV V t

B

h 78.9108.97==

τ 3

03.258.9778.9503.2m V B =?=∴

49.应用两个按最优容积比串联的全混流釜进行不可逆的一级液相反应，假定各釜的容积和操作温度都相同，已知此时的速率常数k=0.92h -1，原料液的进料速度0v =10m 3

/h ，要求最终

转化率=A x 0.9，试求V 1、V 2和总容积V 。

解：对于一级不可逆反应应有

210101

11)1(1)1(1)1(A A A A A A A x kC x kC x x r -=??????-??=?-? 代入???????

?----=?-?+-i A i A i A i A i A i A r r x x x r ,1,1,,,,111)1( 得

??????----=-)1(1)1(11)1(1102001210A A A A A A A A x kC x kC x x x kC 整理得 022121=+-A A A x x x

∵9.02=A x ， ∴6838.01=A x ∴)(35.2)6838.01(92.06838.0)1(111h x k x A A =-=-=τ

)(5.233101m v V ==τ

)(35.2)9.01(92.06838.09.0)1(2122h x k x x A A A =--=--=τ

)(5.233202m v V ==τ

总容积)(47321m V V V =+=

50. (A) (P) (S)

66H C ?→?k 1Cl H C 56?→?k 3246Cl H C 反应速度A A C k dt dC 1=-；P A P C k C k dt dC 21-=，在恒温恒容下求(a)平推流(b)全混流,求P S ，其中)(0.111-=h k ,),(1),(5.0012h v V h k ===-τ000==S P C C ,l mol C A /10=。 解:(a)l mol k C C A A /368.0]exp[10=-=τ

2101k k C k C A P -=(ττ12k k e e ---)=5.011

-()0.15.0---e e =0.477mol/τ

)477.0368.0(1)(0+-=+-=P A A S C C C C =0.155mol/l

S P P C C S =∴=155.0477

.0=3.08

(b))(00A A C C v - =V C K A 1 τ101k C C A A +=∴=10

1K C A + (τ11k K =)

)(210P A P C k C k V C v -= ∴ττ211k C k C A P +=

=()()τττ210111k k C k A ++

A C =0.5mol/l P C =0.333mol/l S C =0.167mol/l

S P P C C S ==2.0

第四章 反应器的混合及对反应的影响

1.停留时间分布的密度函数在t ＜0时，E （t ）=_______。（0）

2.停留时间分布的密度函数在t≥0时，E （t ）_______。（＞0）

3.当t=0时，停留时间分布函数F （t ）=_______。（0）

4.当t=∞时，停留时间分布函数F （t ）=_______。（1）

5.停留时间分布的密度函数E （θ）=_______E （t ）。（t ）

6.表示停留时间分布的分散程度的量=2θσ_______2

t

σ。（21

t ） 7.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为_______、_______、_______、_______。（脉冲法、阶跃法、周期示踪法、随机输入示踪法）

8.平推流管式反应器t t =时，E （t ）=_______。（∞）

9.平推流管式反应器t t ≠时，E （t ）=_______。（0）

10.平推流管式反应器t t ≥时，F （t ）=_______。（1）

11.平推流管式反应器t ＜t 时，F （t ）=_______。（0）

12.平推流管式反应器其E （θ）曲线的方差=2θσ_______。（0）

13.平推流管式反应器其E （t ）曲线的方差=2t σ_______。（0）

14.全混流反应器t=0时E （t ）=_______。（t t

e t -1）

15.全混流反应器其E （θ）曲线的方差=2θσ_______。（1）

16.全混流反应器其E （t ）曲线的方差=2t σ_______。（2t ）

17.偏离全混流、平推流这两种理想流动的非理想流动，E （θ）曲线的方差2θσ为_______。

（0～1）

18.当流体在半径为R 的管内作层流流动时，在径向存在流速分布，轴心处的流速以0u 记，

则距轴心处距离为r 的流速=r u _______。（

])(1[20R r u -） 19.当流体在半径为R 的管内作层流流动时，管壁处的流速=R u _______。（0）

20.流体在半径为R 的管内作层流流动的停留时间分布密度函数E （t ）=_______。（32

2t t ）

21.流体在半径为R 的管内作层流流动的停留时间分布函数F （t ）=_______。（2)2(

1t t -）

22.脉冲示踪法测定停留时间分布0C C A

对应曲线为_______。（E （t ）曲线）

23.阶跃示踪法测定停留时间分布0C C A

对应曲线为_______。（F(t)曲线）

24.非理想流动不一定是由_______造成的。（返混）

25.非理想流动不一定是由返混造成的，但返混造成了_______。（停留时间分布）

26.为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果，可借助这种轴向返混与扩散过程的相似性，在_______的基础上叠加上轴向返混扩散相来加以修正，并认为的假定该轴向返混过程可以用费克定律加以定量描述，所以，该模型称为_______。（平推流轴向分散模型）

27.在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数=e P _______。（z E uL

）

28.在轴向分散模型中，模型的唯一参数彼克莱准数愈大轴向返混程度就_______。（愈小）

29.轴向分散模型的偏微分方程的初始条件和边界条件取决于采用示踪剂的_______、_______、_______的情况。（输入方式、管内的流动状态、检测位置）

30.轴向分散模型的四种边界条件为_______、_______、_______、_______。（闭—闭式边界、开—闭式边界、闭—开式边界、开—开式边界）

31.误差函数erf 的定义式为______________。（?-=

y

x dx e y erf 02

2)(π） 32.误差函数的定义式为?-=

y

x dx e y erf 022)(π，则=±∞)(erf _______，

=)0(erf _______。（1±、0）

33.轴向分散模型的数学期望值=θ_______，方差=2θσ_______。[e P 21+，

2

)1(8)1(2e e P P +]

34.流体的混合程度常用_______、_______来描述。（调匀度S 、流体的混合态）

35.流体的混合程度常用调匀度S 来衡量，如果S 值偏离_______，则表明混合不均匀。（1）

36.微观流体混合的混合态称为_______。（非凝集态）

37.若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_______。（微观流体）

38.若流体是以若干分子所组成的流体微团作为单独的运动单元来进行微团之间的混合，且在混合时微团之间并不发生物质的交换，微团内部则具有均匀的组成和相同停留时间，这种流体称为_______。（宏观流体）

39.宏观流体混合的混合态称为_______。（完全凝集态）

40.介于非凝集态与完全凝集态之间的混合态称为_______。（部分凝集态）

41.在气—液鼓泡搅拌装置中，气体以气泡方式通过装置，_______是宏观流体，而_______为微观流体。（气体、液体）

42.在气—液喷雾塔中液体以液滴形式的分散相，_______是宏观流体，而_______为微观流体。（液体、气体）

43.反应级数n=_______时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。（1）

44.对于_______反应器，微观流体与宏观流体具有相同的反应结果。（平推流）

45.当反应级数n ＞1时，宏观流体具有比微观流体_______的出口转化率。（高）

46.当反应级数n_______1时，宏观流体具有比微观流体高的出口转化率。（＞）

47.当反应级数n ＜1时，宏观流体具有比微观流体_______的出口转化率。（低）

48.当反应级数n_______1时，宏观流体具有比微观流体低的出口转化率。（＜〉

49.脉冲示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。（A ）

A. E （t ）曲线

B. F （t ）曲线

C. I （t ）曲线

D. y （t ）曲线

50.阶跃示踪法测定停留时间分布对应曲线为_______。（B ）

A. E （t ）曲线

B. F （t ）曲线

C. I （t ）曲线

D. y （t ）曲线

51.平推流流动的E （t ）曲线的方差=2θσ_______。（A ）

A. 0

B. 0～1

C. 1

D. ＞1

52.全混流流动的E （t ）曲线的方差=2θσ_______。（C ）

A. 0

B. 0～1

C. 1

D. ＞1

53.轴向分散模型的物料衡算方程在_______式边界条件下有解析解。（D ）

A. 闭—闭

B. 开—闭

C. 闭—开

D. 开—开

54.轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与_______无关。（C）

A. 示踪剂的种类

B. 示踪剂的输入方式

C. 管内的流动状态

D. 检测位置

55.反应级数n=_______时微观流体和宏观流体具有相同的反应结果。(C)

A. 0

B. 0.5

C. 1

D. 2

56.当反应级数n_______时，宏观流体具有比微观流体高的出口转化率。（C）

A. =0

B. =1

C. ＞1

D. ＜1

57.当反应级数n_______时，宏观流体具有比微观流体低的出口转化率。（D）

A. =0

B. =1

C. ＞1

D. ＜1

58.当反应级数n_______时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。（D）

A. =0

B. =1

C. ＞1

D. ＜1

59.当反应级数n_______时，微观流体具有比宏观流体低的出口转化率。（C）

A. =0

B. =1

C. ＞1

D. ＜1

60停留时间分布密度函数E（t）的含义？

答：在定常态下的连续稳定流动系统中，相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体，在反应器出口流体的质点中，在器内停留了t到t+dt之间的流体的质点所占的分率为E（t）dt（②

分）。?∞=

0.1

)(dt

t

E

。

61.停留时间分布函数F（t）的含义？

答：在定常态下的连续稳定流动系统中，相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体

，在出口流体中停留时间小于t的物料所占的分率为F（t）。

?=t dt t E

t

F

)(

)(

。

62.简述描述停留时间分布函数的特征值？

答：用两个最重要的特征值来描述——平均停留时间t和方差

2

t

σ

。

1）1）t定义式为：

?∞

=

)(dt

t

tE

t

，平均停留时间t是E（t）曲线的分布中心，是E（t）

曲线对于坐标原点的一次矩，又称E（t）的数学期望。

2）2）

2

t

σ

是表示停留时间分布的分散程度的量，在数学上它是指对于平均停留时间的二

次矩

?∞-

=

2

2

2)(t

dt

t

E

t

t

σ

。

63.简述寻求停留时间分布的实验方法及其分类？

答：通过物理示踪法来测反应器物料的停留时间的分布曲线。所谓物理示踪是指采用一种易检测的无化学反应活性的物质按一定的输入方式加入稳定的流动系统，通过观测该示踪物质在系统出口的浓度随时间的变化来确定系统物料的停留时间分布。根据示踪剂输入方式的不

西南大学2018年12月网络与继续教育[1030]《大学物理基础》答案

简答题。 1，什么是平衡态？答；一个系统的各种性质不随时间改变的状态称为平衡态。 3、热力学第一定律的内容是什么？答；不同形式的能量在传递与转换过程中守恒的定律，表达式为Q=△U+W。 4、什么是热力学第二定律？其开尔文表述是什么？答；热力学第二定律是关于自然过程方向的一条基本的普遍的定律。开尔文表述是，其唯一效果是热量全部转变为功的过程是不可能的。 6、什么是驻波？答；驻波是由振幅频率和传播速度都相同的两列相干波，在同一直线上沿相反方向传播是叠加而成的一种特殊现象。 计算题。 2、64克氧气从00C加热至500C，（1）保持体积不变；（2）保持压强不变。在这两个过程中氧气各吸收多少热量？各增加了多少内能？各对外做了多少功？ 已知；Mo2=32g/mol m=64g ΔT=50K v=2mol i=5 （1）保持体积不 变;A=0 ΔE=i/2vRT=5/2×2×8.31×50=2077.5J Q=ΔE+A=ΔE=2077.5J （2）保持压强不 变;Q=vCpΔT=2×7/2×8.31×50=2908.5J ΔE=vCvΔT=2×5/2×8.31×50=2077. 5J A=Q－ΔE=831J 3、波源的振动方程为（m），它所激起的波以2.0m/s的速度在一直线上传播，求：（1）距波源6.0m处一点的振动方程；（2）该点与波源的相位差。 解；取波源为坐标原点，波传播方向为x轴正方向。由已知条件可知简波波函数为y=6.0×10﹣2cosπ/5﹙t－x/2.0﹚m 1，当x=6.0m时，y=6.0×10﹣2cosπ/5﹙t－3.0﹚m 2,Δρ=π/5﹙t－3.0﹚－ π/5t=－3/5π

大学物理教程 (上)课后习题 答案

物理部分课后习题答案（标有红色记号的为老师让看的题） 27页 1-2 1-4 1-12 1-2 质点的运动方程为22,(1)x t y t ==-，,x y 都以米为单位，t 以秒为单位， 求： （1） 质点的运动轨迹； （2） 从1t s =到2t s =质点的位移的大小； （3） 2t s =时，质点的速度和加速度。 解：（1）由运动方程消去时间t 可得轨迹方程，将t = 代入，有 2 1) y =- 或 1= （2）将1t s =和2t s =代入，有 11r i = ， 241r i j =+ 213r r r i j =-=- 位移的大小 r = = （3） 2x dx v t dt = = 2(1)y dy v t dt = =- 22(1)v ti t j =+- 2 x x dv a dt = =， 2y y dv a dt = = 22a i j =+ 当2t s =时，速度和加速度分别为 42/v i j m s =+ 22a i j =+ m/s 2 1-4 设质点的运动方程为cos sin ()r R ti R t j SI ωω=+ ，式中的R 、ω均为常 量。求（1）质点的速度；（2）速率的变化率。

解 （1）质点的速度为 sin cos d r v R ti R t j dt ωωωω==-+ （2）质点的速率为 v R ω = = 速率的变化率为 0dv dt = 1-12 质点沿半径为R 的圆周运动，其运动规律为232()t SI θ=+。求质点在t 时刻的法向加速度n a 的大小和角加速度β的大小。 解 由于 4d t d t θω= = 质点在t 时刻的法向加速度n a 的大小为 2 2 16n a R R t ω == 角加速度β的大小为 2 4/d ra d s d t ωβ== 77 页2-15, 2-30， 2-34， 2-15 设作用于质量1m kg =的物体上的力63()F t SI =+，如果物体在这一力作用 下，由静止开始沿直线运动，求在0到2.0s 的时间内力F 对物体的冲量。 解 由冲量的定义，有 2.0 2.0 2.02 (63)(33) 18I Fdt t dt t t N s = =+=+=? ? 2-21 飞机着陆后在跑道上滑行，若撤除牵引力后，飞机受到与速度成正比的阻力 （空气阻力和摩擦力）f kv =-（k 为常数）作用。设撤除牵引力时为0t =，初速度为0v ，求（1）滑行中速度v 与时间t 的关系；（2）0到t 时间内飞机所滑行的路程；（3）飞机停止前所滑行的路程。 解 （１）飞机在运动过程中只受到阻力作用，根据牛顿第二定律，有 dv f m kv dt ==- 即 d v k dt v m =- 两边积分，速度v 与时间t 的关系为 2-31 一质量为m 的人造地球卫星沿一圆形轨道运动，离开地面的高度等于地球

2003级《大学物理》(上)期末统考试题(A卷)

2003级《大学物理》（上）期末统考试题（A 卷） （2004年7月5日） 说明 1考试答案必须写在答卷纸上，否则无效； 一、 选择题（33分，每题3 分） 1．温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系： (A) ε和w 都相等 (B) ε相等，而w 不相等 (C) w 相等，而不相 (D) 和w 都不相等 ［ ］ 2．一定量的理想气体经历acb 过程时吸热500 J ．则经历acbda 过程时，吸热为 (A) –1200 J (B) –700 J (C) –400 J (D) 700 J ． ［ ］ 3．气缸中有一定量的氮气（视为刚性分子理想气体），经过绝热压缩，使其压强变 为原来的2倍。问气体分子的平均速率变为原来的几倍？ (A) 21/5 (B) 22/5 (C) 21/7 (D) 22/7 ［ ］ 4．正方形的四个顶点分别放置四个电荷，其电量如图所示，若Q 所受合力为零，则Q 与q 的大小关系为： (A) q Q 22-= (B) q Q 2-= (C) q Q -= (D) q Q 2-= [ ] 5．半径为R 的“无限长”均匀带电圆柱面的静电场中各点的电场强度的大小E 与距 轴线的距离r 的 关系曲线为： ［ ］ 6．一电量为-q 的点电荷位于圆心O 处， A 、B 、C 、D 为同一圆周上的四点，如图所示。现将 一试验电荷从A 点分别移到B 、C 、D 各点，则 [ ] (A) 从A 到B ，电场力作功最大 (B) 从A 到C ，电场力作功最大 (C) 从A 到D ，电场力作功最大 (D) 从A 到各点，电场力作功相等 7．两个半径相同的金属球，一为空心，一为实心。把两者各自孤立时的电容值加以比较，则 (A) 空心球电容值大 (B) 实心球电容值大 E O r (A) E ∝1/r p (×105 Pa) -3 m 3)

大学物理学期末考试复习题精华版

运动学 1．选择题 某质点作直线运动的运动学方程为x ＝3t -5t 3 + 6 (SI)，则该质点作 （ ） (A) 匀加速直线运动，加速度沿x 轴正方向． (B) 匀加速直线运动，加速度沿x 轴负方向． (C) 变加速直线运动，加速度沿x 轴正方向． (D) 变加速直线运动，加速度沿x 轴负方向． 答：（D ） ．以下五种运动形式中，a 保持不变的运动是 （ ） (A) 单摆的运动． (B) 匀速率圆周运动． (C) 行星的椭圆轨道运动． (D) 抛体运动． 答：（D ） 对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的： （ ） (A) 切向加速度必不为零． (B) 法向加速度必不为零（拐点处除外）． (C) 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零． (D) 若物体作匀速率运动，其总加速度必为零． 答：（B ） 质点作半径为R 的变速圆周运动时的加速度大小为(v 表示任一时刻质点的速率) （ ） (A) t d d v ． (B) R 2v ． (C) R t 2 d d v v ． (D) 2 /1242d d R t v v ． 答：（D ） 质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，每T 秒转一圈．在2T 时间间隔中，其平均速度大小与平均速率大小分别为 （ ） (A) 2R /T , 2R/T ． (B) 0 , 2R /T (C) 0 , 0． (D) 2R /T , 0. 答：（B ） 一质点作直线运动，某时刻的瞬时速度 v 2 m/s ，瞬时加速度2 /2s m a ，则一秒钟后质点的速度 （ ） (A) 等于零． (B) 等于 2 m/s ． (C) 等于2 m/s ． (D) 不能确定． 答：（D ）

大学物理 简明教程 第二版 课后习题 答案 赵进芳

大学物理 简明教程 习题 解答 答案 习题一 1-1 ｜r ?｜与r ?有无不同?t d d r 和t d d r 有无不同? t d d v 和t d d v 有无不同?其不同在哪里?试举例说明． 解：（1）r ?是位移的模，?r 是位矢的模的增量，即r ?12r r -=，12r r r -=?； （2）t d d r 是速度的模，即t d d r ==v t s d d . t r d d 只是速度在径向上的分量. ∵有r r ?r =（式中r ?叫做单位矢），则 t ?r ?t r t d d d d d d r r r += 式中t r d d 就是速度径向上的分量， ∴t r t d d d d 与 r 不同如题1-1图所示 . 题1-1图 (3)t d d v 表示加速度的模，即 t v a d d = ，t v d d 是加速度a 在切向上的分量. ∵有ττ (v =v 表轨道节线方向单位矢），所以 t v t v t v d d d d d d ττ += 式中dt dv 就是加速度的切向分量. (t t r d ?d d ?d τ 与 的运算较复杂，超出教材规定，故不予讨论) 1-2 设质点的运动方程为x =x (t )，y =y (t )，在计算质点的速度和加速度时， 有人先求出r ＝22y x +，然后根据v =t r d d ，及a ＝22d d t r 而求得结果；又有人先 计算速度和加速度的分量，再合成求得结果，即 v =2 2 d d d d ??? ??+??? ??t y t x 及a = 2 22222d d d d ? ??? ??+???? ??t y t x 你认为两种方法哪一种正确？为什么？两者差别何在？ 解：后一种方法正确.因为速度与加速度都是矢量，在平面直角坐标系中，有

大学物理大一期末复习

一、选择题 2、(本题3分) (0343) 图所示，用一斜向上的力F (与水平成30o 角)，将一重为G 的木块压靠在竖直壁面上，如果不论用怎么大的力F ，都不能使木块向上滑动，则说明木块与壁面间的静摩擦力系数μ的大小为 (A) μ≥ 12 (B) μ (C) μ (D) μ≥ [ B ] 3、(本题3分) (0366) 质量为m 的平板A ，用竖直的弹簧支持而处在水平位置，如图。从平台上投掷一个质量也是m 的球B ，球的初速为v ，沿水平方向。球由于重力作用下落，与平板发生完全弹性碰撞。假定平板是光滑的，则与平板碰撞后球的运动方向应为： (A) A 0方向 (B) A 1方向 (C) A 2方向 (D) A 3方向 [ C ] 5、(本题3分) (4091) 如图所示，一定量理想气体从体积V 1，膨胀到体积V 2分别经历的过程是：A →B 等压过程，A →C 等温过程，A →D 绝热过程，其中吸热量最多的过程 (A) 是A →B . (B) 是A →C . (C) 是A →D . (D) 既是A →B 也是A →C ，两过程吸热一样多。 [ A ] 9、(本题3分) (0128) 如图所示，一个小物体，位于光滑的水平桌面上，与一绳的一端相连结，绳的另一端穿过桌面中心的小孔O 。该物体原以角速度ω在半径为R 的圆周上绕O 旋转，今将绳从小孔缓慢往下拉。则物体 (A) 动能不变，动量改变。 (B) 动量不变，动能改变。 (C) 角动量不变，动量不变。 (D) 角动量改变，动量改变。 (E) 角动量不变，动能、动量都改变。 [ E ] 2

15、(本题3分) 1492 如图所示，两个同心的均匀带电球面。内球面带电量Q 1，外球面带电量Q 2，则在两球面之间、距离球心为r 处的P 点的场强大小E 为： (A) 12 04Q r πε. (B) 12 204Q Q r πε+ (C) 22 04Q r πε (D) 21 2 04Q Q r πε- [ A ] 17、(本题3分) 1611 有三个直径相同的金属小球。小球1和2带等量同号电荷，两者的距离远大于小球直径，相互作用力为F 。小球3不带电，装有绝缘手柄。用小球3先和小球1碰一下，接着又和小球2碰一下，然后移去。则此时小球1和2之间的相互作用力为 (A) F / 2 (B) F / 4 (C) 3F / 4 (D) 3F / 8 [ D ] 18、(本题3分) 1581 图中所示为一球对称性静电场的电势分布曲线，r 表示离对称中心的距离。请指出该电场是由下列哪一中带电体产生的。 (A) 半径为R 的均匀带正电球面； (B) 半径为R 的均匀带正电球体； (C) 正点电荷； (D) 负点电荷。 [ C ] 21、 (本题3分) 1192 两块面积均为S 的金属平板A 和B 彼此平行放置，板间距离为d (d 远小于板的线度)，设A 板带电量q 1，B 板带电量q 2，则A 、B 两板间的电势差为 (A) 1202q q d S ε+. (B) 1204q q d S ε+ (C) 1202q q d S ε- (D) 1204q q d S ε- S q

2017年秋季西南大学《大学物理基础》答案

单项选择题 1、 波长λ=5000?的单色光垂直照射到宽度a=0.25mm的单缝上，单缝后面放置一凸透镜，在凸透镜的焦平面上放置一屏幕，用以观测衍射条纹。今测的屏幕上中央条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离为d=12mm，则凸透镜的焦距f为 1.2m 2. 1m 3.0.5m 4.0.2m 2、 根据惠更斯—菲涅耳原理，若已知光在某时刻的阵面为S，则S的前方某点P的光强度决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到P点的 1.振动振幅之和 2.光强之和 3.振动振幅之和的平方 4.振动的相干叠加 3、

在玻璃（折射率n3 =1.60）表面镀一层MgF2 (折射率n2=1.38)薄膜作为增透膜，为了使波长为5000?的光从空气(n1=1.00)正入射时尽可能少反射，MgF2薄膜的最少厚度应是（） 1.1250? 2.1810? 3.2500? 4.906? 4、 在双缝干涉实验中，入涉光的波长为λ，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5λ，则屏上原来的明纹处（） 1.仍为明条纹 2.变为暗条纹 3.既非明纹也非暗纹 4.无法确定是明纹，还是暗纹 5、 以下不是几何光学的基本实验定律的是（） 1.光在均匀介质中的直线传播定律 2.光通过两种介质分界面的反射定律和折射定律 3.发射的光的强弱满足基尔霍夫定律

4.光的独立传播定律 6、 对于温度，有以下几种说法 ①温度的高低反映了物质内部分子运动剧烈程度的不同 ②气体的温度是分子平均平动动能的量度 ③气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义 ④从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度 上述说法正确的是 1.①、②、④ 2.①、②、③ 3.②、③、④ 4.①、③、④ 7、 有两个容器，一个盛氢气，另一个盛氧气。如果这两种气体分子的方 均根速率相等，则表明（）Array 1.氧气的温度比氢气高 2.氢气的温度比氧气高 3.两种气体的温度相同 4.两种气体的压强相同 8、

大学物理简明教程(吕金钟)第四章习题答案

第四章电磁学基础 静电学部分 4.2解：平衡状态下受力分析 +q受到的力为： 处于平衡状态： （1） 同理，4q 受到的力为： （2） 通过（1）和（2）联立，可得：， 4.3解：根据点电荷的电场公式： 点电荷到场点的距离为： 两个正电荷在P点产生的电场强度关于中垂线对称： 所以： 当与点电荷电场分布相似，在很远处，两个正电荷q组成的电荷系的电场分布，与带电量为2q的点电荷的电场分布一样。 4.4解：取一线元，在圆心处 产生场强： 分解，垂直x方向的分量抵消，沿x方向 的分量叠加： 方向：沿x正方向 4.5解：（1 （2）两电荷异号，电场强度为零的点在外侧。 4.7解：线密度为λ，分析半圆部分： 点电荷电场公式： + +

在本题中： 电场分布关于x 轴对称：， 进行积分处理，上限为，下限为： 方向沿x轴向右，正方向 分析两个半无限长： ，，， 两个半无限长，关于x轴对称，在y方向的分量为0，在x方向的分量： 在本题中，r为场点O到半无限长线的垂直距离。电场强度的方向沿x轴负方向，向左。那么大O点的电场强度为： 4.8解：E的方向与半球面的轴平行，那么 通过以R为半径圆周边线的任意曲面的 电通量相等。所以 通过S1和S2的电通量等效于通过以R为半 径圆面的电通量，即： 4.9解：均匀带电球面的场强分布： 球面 R 1 、R2的场强分布为： 根据叠加原理，整个空间分为三部分： 根据高斯定理，取高斯面求场强： 图4-94 习题4.8用图 S1 S2 R O

场强分布： 方向：沿径向向外 4.10解：（1）、这是个球对称的问题 当时，高斯面对包围电荷为Q 当，高斯面内包围电荷为q 方向沿径向 （2）、证明：设电荷体密度为 这是一个电荷非足够对称分布的带电体，不能直接用高斯定理求解。但可以把这一带电体看成半径为R、电荷体密度为ρ的均匀带电球体和半径为R`、电荷体密度为-ρ的均匀带电体球相叠加，相当于在原空腔同时补上电荷体密度为ρ和-ρ的球体。由电场 叠加原理，空腔内任一点P的电场强度为： 在电荷体密度为ρ球体内部某点电场为： 在电荷体密度为-ρ球体内部某点电场为： 所以 4.11解：利用高斯定理，把空间分成三部分

大学物理期末考试题(上册)10套附答案

n 3 上海电机学院 200_5_–200_6_学年第_二_学期 《大学物理 》课程期末考试试卷 1 开课学院： ，专业： 考试形式：闭卷，所需时间 90 分钟 考生姓名： 学号： 班级 任课教师 一、填充題（共30分，每空格2分） 1.一质点沿x 轴作直线运动，其运动方程为32 62x t t m ，则质点在运动开始后4s 内 位移的大小为___________，在该时间内所通过的路程为_____________。 2.如图所示，一根细绳的一端固定， 另一端系一小球，绳长0.9L m =，现将小球拉到水平位置OA 后自由释放，小球沿圆弧落至C 点时，30OC OA θ=与成，则 小球在C 点时的速率为____________， 切向加速度大小为__________， 法向加速度大小为____________。(210g m s =)。 3.一个质点同时参与两个在同一直线上的简谐振动，其振动的表达式分别为： 2155.010cos(5t )6x m 、211 3.010cos(5t )6 x m 。则其合振动的频率 为_____________，振幅为 ，初相为 。 4、如图所示，用白光垂直照射厚度400d nm 的薄膜，若薄膜的折射率为 2 1.40n , 且1 2n n n 3，则反射光中 nm ， 波长的可见光得到加强，透射光中 nm 和___________ nm 可见光得到加强。 5.频率为100Hz ，传播速度为s m 300的平面波，波 长为___________，波线上两点振动的相差为3π ，则此两点相距 ___m 。 6. 一束自然光从空气中入射到折射率为1.4的液体上，反射光是全偏振光，则此光束射角

《大学物理》期末考试复习资料

各科期末考试复习资料 整理... 一、考试命题计划表 二、各章考点分布及典型题解分析

补充典型题 1、 容器中装有质量为M 的氮气（视为刚性双原子分子理想气体，分子量为28），在高速v 运动 的过程中突然停下.设气体定向运动的动能全部转化为气体的内能，试求：气体的温度上升多少 2、一质点沿x 轴作简谐振动，其角频率ω = 10 rad/s ．试分别写出以下两种初始状态下的振动方程： (1) 其初始位移x 0 = 7.5 cm ，初始速度v 0 = 75.0 cm/s ； (2) 其初始位移x 0 =7.5 cm ，初始速度v 0 =-75.0 cm/s ． 3、有两个相同的容器，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（看作刚性分子），它们的压强和温度都相等。现将5J 的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，求应向氦气传递多少的热量。 4、刚性双原子分子的理想气体在一等压膨胀过程中所做的功为A ，试求：（1）此过程中气体内能的增量；（2）此过程中气体吸收的热量。 5、有一平面简谐波沿Ox 轴负方向传播，已知振幅A=1.0m ，周期T=4.0 s, 波长λ=5.0m ，在t=0时坐标原点处的质点位于y=0.5m 处且沿Oy 轴负方向运动。求该平面简谐波的波动方程。 一、 选择题（每个小题只有一个正确答案，3×10=30分） （力）1、一质点运动方程j t i t r )318(2-+=，则它的运动为 。 A 、匀速直线运动 B 、匀速率曲线运动 C 、匀加速直线运动 D 、匀加速曲线运动 （力）2、一质点在光滑平面上，在外力作用下沿某一曲线运动，若突然将外力撤消，则该质点将作 。 A 、匀速率曲线运动 B 、匀速直线运动 C 、停止运动 D 、减速运动 （力）3、质点作变速直线运动时，速度、加速度的关系为 。 A 、速度为零，加速度一定也为零 B 、速度不为零，加速度一定也不为零 C 、加速度很大，速度一定也很大 D 、加速度减小，速度的变化率一定也减小 （力）4、关于势能，正确说法是 。 A 、重力势能总是正的 B 、弹性势能总是负的 C 、万有引力势能总是负的 D 、势能的正负只是相对于势能零点而言

大学物理上册期末考试重点例题

大学物理上册期末考试 重点例题 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

第一章 质点运动学习题 1-4一质点在xOy 平面上运动，运动方程为 x =3t +5, y = 2 1t 2 +3t -4.（SI ） (式中t 以 s 计，x ,y 以m 计．) (1)以时间t 为变量，写出质点位置矢量的表示式； (2)求出t =1 s 时刻和t ＝2s 时刻的位置矢量，并计算这1秒内质点的位移； (3)计算t ＝0 s 时刻到t ＝4s 时刻内的平均速度； (4)求出质点速度矢量表示式，并计算t ＝4 s 时质点的速度； (5)计算t ＝0s 到t ＝4s 内质点的平均加速度； (6)求出质点加速度矢量的表示式，并计算t ＝4s 时质点的加速度。 (请把位置矢量、位移、平均速度、瞬时速度、平均加速度、瞬时加速度都表示成直角坐标系中的矢量式)． 解：（1）质点位置矢量 21 (35)(34)2r xi yj t i t t j =+=+++-m (2)将1=t ,2=t 代入上式即有 211 [(315)(1314)](80.5)2t s r i j m i j m ==?++?+?-=- 221 [(325)(2324)](114)2 t s r i j m i j ==?++?+?-=+m 21(114)(80.5)(3 4.5)t s t s r r r i j m i j m i j m ==?=-=+--=+ (3) ∵ 20241 [(305)(0304)](54)2 1 [(345)(4344)](1716)2 t s t s r i j m i j m r i j m i j m ===?++?+?-=-=?++?+?-=+ ∴ 1140(1716)(54)(35)m s 404 t s t s r r r i j i j v m s i j t --==-?+--= ==?=+??-

大学物理知识点期末复习版

A r r y r ? 第一章 运动学 一. 描述运动的物理量 1. 位矢、位移和路程 由坐标原点到质点所在位置的矢量r 称为位矢 位矢r xi yj =+,大小 2r r x y ==+运动方程 ()r r t = 运动方程的分量形式() ()x x t y y t =???=?? 位移是描述质点的位置变化的物理量 △t 时间内由起点指向终点的矢量B A r r r xi yj =-=?+?△，2r x =?+△路程是△t 时间内质点运动轨迹长度s ?是标量。 明确r ?、r ?、s ?的含义(?≠?≠?r r s ) 2. 速度（描述物体运动快慢和方向的物理量） 平均速度 x y r x y i j i j t t t u u u D D = =+=+D D r r r r r V V r 瞬时速度(速度) t 0r dr v lim t dt ?→?== ?(速度方向是曲线切线方向) 瞬时速度：j v i v j dt dy i dt dx dt r d v y x +=+==，瞬时速率：2222y x v v dt dy dt dx dt r d v +=?? ? ??+??? ??== ds dr dt dt = 速度的大小称速率。 3. 加速度(是描述速度变化快慢的物理量） 平均加速度v a t ?=? 瞬时加速度(加速度) 220lim t d d r a t dt dt υυ→?===?△ a 方向指向曲线凹向j dt y d i dt x d j dt dv i dt dv dt v d a y x 2222+=+== 2 2222222 2 2???? ??+???? ??=? ?? ? ??+??? ??=+=dt y d dt x d dt dv dt dv a a a y x y x

2014西南大学普通物理选讲一5次作业练习

一次 [判断题]静电场中，若在电场区域内电场线是平行的，则该区域内电场强度和电势都相等参考答案：错误 [判断题]已知某点的电场强度，就可以确定该点的电势参考答案：错误 [判断题]在任意电场中，沿电场线方向，场强一定越来越小参考答案：错误 [判断题]两人在光滑的冰面上，初始时刻两人静止，突然其中一人推动另一人，后两人向相反的方向做匀速直线运动运动。假设人作为质点，则在运动过程中，由两人组成的质点系的质心的位置将不断变化参考答案：错误 [判断题]在经典物理中，动量和冲量与坐标系的选取无关参考答案：错误 [判断题]维持质点作圆周运动的力即向心力参考答案：错误 [判断题]作曲线运动的物体必有法向加速度参考答案：正确 [判断题]物体的速率在减小，其加速度必在减小参考答案：错误 [单选题]1.一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表达式为 r = a t2 i+ b t2 j(其中a、b为常量), 则该质点作 A：匀速直线运动. B：变速直线运动C：抛物线运动D：一般曲线运动.参考答案：B [单选题]速度为v的子弹,打穿一块木板后速度为零,设木板对子弹的阻力是恒定的.那末,当子弹射入木板的深度等于其厚度的一半时,子弹的速度是 A：v/2B：v/4C：v/3D：v/（根号2）参考答案：D [单选题]以下说法错误的是 A：电荷电量大,受的电场力可能小B：(B)电荷电量小,受的电场力可能大 C：(C) 电场为零的点,任何点电荷在此受的电场力为零D：(D) 电荷在某点受的电场力与该点电场方向一致参考答案：D [单选题]关于电场强度定义式E = F/q0，下列说法中哪个是正确的？A：场强E的大小与试探电荷q0的大小成反比B：对场中某点，试探电荷受力F与q0的比值不因q0而变；C：试探电荷受力F的方向就是场强E 的方向；D：若场中某点不放试探电荷q0，则F = 0，从而E = 0参考答案：B 第二次 [判断题]在等势面上，电场强度的值不一定相等参考答案：正确[判断题]一带电体可作为点电荷处理的条件是：电荷必须呈球对称分布参考答案：错误 [判断题]质点系的一对内力不能改变质心的运动状态参考答案：正确 [判断题]一小车在方向不变的恒力F 的作用下，沿直线匀速前进了t 秒，根据动量定理，由于小车的速度不变，因此力F 在t时间内对小车的冲量为零参考答案：错误 [判断题]物体只有作匀速直线运动和静止时才有惯性参考答案：错误

大学物理下期末知识点重点总结(考试专用)

1.相对论 1、力学相对性原理和伽利略坐标变换。（1）牛顿力学的一切规律在伽利略变换下其形式保持不变，亦即力学规律对于一切惯性参考系都是等价的。（2）伽利略坐标换算。 2、狭义相对论的基本原理与时空的相对性。（1）在所有的惯性系中物理定律的表达形式都相同。（2）在所有的惯性系中真空中的光速都具有相同的量值。（3）同时性与所选择的参考系有关。（4）时间膨胀。在某一惯性参考系中同一地点先后发生的两个事件的时间间隔。（5）长度收缩。在不同的惯性系中测量出的同一物体的长度差。 3、当速度足够快时，使用洛伦兹坐标变换和相对论速度变换。但是当运动速度远小于光速时，均使用伽利略变换。 4、光的多普勒效应。 当光源相对于观察者运动时，观察者接受到的频率不等于光源实际发出的频率。 5、狭义相对论揭示出电现象和磁现象并不是互相独立的，即表现为统一的电磁场。 2.气体动理论 一.理想气体状态方程： 112212 PV PV PV C =→=； m PV R T M ' = ； P nkT = 8.31J R k mol = ；231.3810J k k -=?； 2316.02210A N mol -=?；A R N k = 二. 理想气体压强公式 2 3kt p n ε= 分子平均平动动能 1 2kt m ε= 三. 理想气体温度公式 1322kt m kT ε== 四.能均分原理 自由度：确定一个物体在空间位置所需要的独立坐标数目。 气体分子的自由度 单原子分子 (如氦、氖分子)3i =；刚性双原子分子5i =；刚性多原子分子6i = 3. 能均分原理：在温度为T 的平衡状态下，气体分子每一自由度上具有的平均动都相等， 其值为1kT 4.一个分子的平均动能为：k i kT ε= 五. 理想气体的内能（所有分子热运动动能 之和） 1.1m ol 理想气体i E R T = 一定量理想气体 ()2i m E R T M ν ν' == 3.热力学 一.准静态过程（平衡过程） 系统从一个平衡态到另一个平衡态，中间经历的每一状态都可以近似看成平衡态过程。 二.热力学第一定律 Q E W =?+；dQ dE dW =+ 1.气体2 1 V V W Pdv = ? 2.,,Q E W ?符号规定 3. 2121()V m V m m m dE C dT E E C T T M M ''= -=- 或 V m i C R = 三.热力学第一定律在理想气体的等值过程和绝热过程中的应用 1. 等体过程 210()V m W Q E C T T ν=?? ? =?=-?? 2. 等压过程 212121()()()p m W p V V R T T Q E W C T T νν=-=-?? ? =?+=-?? C 2 ,1 2C p m p m V m V m i C C R R γ+=+=> 热容比＝ 3.等温过程 212211 0T T E E m V m p Q W R T ln R T ln M V M p -=? ? ''? ===?? 绝热过程 210()V m Q W E C T T ν=?? ? =-?=--?? 绝热方程1P V C γ =， -1 2V T C γ= ， 13P T C γγ--= 。 四.循环过程 特点：系统经历一个循环后，0E ?= 系 统 经 历 一 个 循 环 后 Q W =（代数和）（代数和） 正循环（顺时针）-----热机 逆循环（逆时针）-----致冷机 热机效率： 122111 1Q Q Q W Q Q Q η-= ==- 式中：1Q ------在一个循环中，系统从高温热源吸收的热量和； 2Q ------在一个循环中，系统向低温热源放 出的热量和； 12W Q Q ＝－------在一个循环中，系统对外 做的功（代数和）。 卡诺热机效率: 2 1 1c T η=- 式中： 1T ------高温热源温度；2T ------低温热源温度； 4. 制冷机的制冷系数： 22 12 Q = Q -Q = 定义：Q e W 卡诺制冷机的制冷系数：22 1212 Q T e Q Q T T == -- 五. 热力学第二定律 开尔文表述：从单一热源吸取热量使它完全变为有用功的循环过程是不存在的（热机效 率为100%是不可能的）。 克劳修斯表述：热量不能自动地从低温物体传到高温物体。 两种表述是等价的. 4.机械振动 一. 简谐运动 振动：描述物质运动状态的物理量在某一数值附近作周期性变化。 机械振动：物体在某一位置附近作周期性的往复运动。 简谐运动动力学特征：F kx =- 简谐运动运动学特征：2 a x ω=- 简谐运动方程： cos()x A t w j =+ 简谐 振动物体 的速度 ： () sin dx v A t w w j ==-+ 加速度() 2 2cos d x a A t w w j ==-+ 速度的最大值m v A w =， 加速度的最大值2m a A w = 二. 振幅A ： A 取决于振动系统的能量。 角(圆)频率 w ：22T p w pn ==，取决于振动 系统的性质 对于弹簧振子 w 、对于单摆 ω相位——t w j +，它决定了振动系统的运动 状态（,x v ） 0t =的相位—初相 arc v tg x j w -= 四.简谐振动的能量 以弹簧振子为例： 222221111 k p E E E mv kx m A kA ω=+= +== 五.同方向同频率的谐振动的合成 设 ()111cos x A t ω?=+ ()222cos x A t ω?=+ 12cos()x x x A t ω?=+=+ 合成振动振幅与两分振动振幅关系为： A A 1 122 1122cos cos tg A A ???=+ 合振动的振幅与两个分振动的振幅以及它们之间的相位差有关。 () 20 12k k ?π?==±± 12A A A + )12 ??± 12A A A - 一21可以取任意值 1212 A A A A A -<<+ 5.机械波 一.波动的基本概念 1.机械波：机械振动在弹性介质中的传播。 2. 波线——沿波传播方向的有向线段。 波面——振动相位相同的点所构成的曲面 3.波的周期T ：与质点的振动周期相同。 波长λ：振动的相位在一个周期内传播的距离。 波速u:振动相位传播的速度。波速与介质的性质有关 二. 简谐波 沿ox 轴正方向传播的平面简谐波的波动方 程 质点的振动速度 ] )(sin[?ωω+--=??=u x t A t y v 质点的振动加速度 2cos[()]v x a A t t u ωω??= =--+? 这是沿ox 轴负方向传播的平面简谐波的波 动 方 程 。 c o s [ ()]c o s [2()] x t x y A t A u T ω?π ? = -+=-+ cos 2()t x y A T π?λ?? =++???? 三.波的干涉 两列波 频率相同，振动方向相同，相位相同或相位差恒定，相遇区域内出现有的地方振动始终加强，有的地方振动始终减弱叫做波的干涉现象。 两列相干波加强和减弱的条件： （1） ()π π ???k r r 221 212±=---=?) ,2,1,0(???=k 时， 2 1A A A += （振幅最大，即振动加强） ()()π λ π???1221212+±=---=?k r r ) ,2,1,0(???=k 时， 2 1A A A -= （振幅最小，即振动减弱） （2）若12??=（波源初相相同）时，取 21r r δ=-称为波程差。 212r r k δλ =-=±) ,2,1,0(???=k 时， 2 1A A A +=（振动加强） () 1212λ δ+±=-=k r r ) ,2,1,0(???=k 时， 2 1A A A -=（振动减弱）； 其他情况合振幅的数值在最大值12 A A +和最小值 12A A -之间。 6.光学 杨氏双缝干涉(分波阵面法干涉) 1、 x d d d r ===-=θθδtan sin r 12波程差 2、明纹位置： λ k D x d ± =),2,1,0k ( = 3、暗纹位置： 2 ) 12(λd D k x +±=),2,1,0( =k 4、相邻明（暗）纹间距 λd D x = ? 4、若用白光照射，则除了中央明纹（k=0级）是白色之外，其余明纹为彩色。 二、分振幅法干涉 1、薄膜干涉（若两束反射光中有一束发生半波损失，则光程差δ在原来的基础上再加上 2 λ ；若两束光都有半波损失或都没有，则无 需加上λ ）以下结果发生在入射光垂直入射时 ?? ???=+==+ -=)(),2,1,0(12) (),2,1(2 sin 222122暗纹）（明纹 k k k k i n n d λλλ δ 2、劈尖干涉（出现的是平行直条纹） 1）明、暗条纹的条件： ?? ? ??=+==+=) (),2,1,0(2)12() (),2,1(2 2暗纹明纹 k k k k nd λλλδ 2）相邻明纹对应劈尖膜的厚度差为n 2e 1λ=-=??+k k k d d d ）（图中为 3）相邻明（暗）纹间距为θλθ λn n L 2sin 2≈ = 3、牛顿环（同心环形条纹，明暗环条件同劈尖干涉） 1）明环和暗环的半径： ) () ,2,1,0()(),2,1(2)12(暗环明环 == =-=k n kR r k n R k r λ λ ③相邻明环、暗环所对应的膜厚度差为 n 21λ= -=?+k k k d d d 。 三、迈克尔逊干涉仪 1）可移动反射镜移动距离d 与通过某一参考点条纹数目N 的关系为 2 λ N d = 2）在某一光路中插入一折射率n,厚d 的透明介质薄片时，移动条纹数N 与n 、d 的关系为 21n λN d =-）（ 五、夫琅禾费衍射 1、明纹条件：????? =+±==),2,1(2)12(sin 0 k k a λ??（中央明纹） 2、暗纹条件： ),2,1(sin =±=k k a λ? 3、中央明纹宽度（为1±级暗纹间距离）： a 2sin 2tan 20f f f l λ??≈ == 其它暗纹宽度： 2 sin sin tan tan 111o k k k k k k l a f f f f f x x l == -=-=-=+++????? 4、半波带数： 明纹（又叫极大）为(2k+1);暗纹（又叫极小）为（2k ）。 六、衍射光栅 1、光栅常数d=a(透光宽度)+b （不透光宽度）=单位长度内刻痕（夹缝）数的倒数 2、光栅方程 ) ,2,1,0(sin ) =±=+k k b a λ?（ 明纹（满足光栅方程的明纹称为主极大明纹） k=0、1、2、3 称为0级、1级、2级、 3级 明纹 3、缺级 条 件 ??? ????±±±==+±±±==+±±±==++=????±=±=+主极大消失 、、如果、、如果、、如果（ 1284449633364222k sin sin )k k a b a k k a b a k k a b a k b a k a k b a λ?λ?七、光的偏振 1、马吕斯定律α2 cos I =I （ α为入射偏振 光的振动方向与偏振片的偏振化方向间的夹角） 2、布儒斯特定律1 20an n n i t = ， 0i 称为布儒斯特 角或起偏角。 当入射角为布儒斯特角时，反射光为垂直于入射面的线偏振光，并且该线偏振光与折射光线垂直。 7.量子力学 光电效应 光电效应方程W m h m += 2 1 νγ（式中γ表示光子 的频率，W 表示逸出功） 02 U 1e m m =ν（0U 表示遏止电压） h γ=W （ 0γ表示入射光最低频率/红限频率） 说明了光具有粒子性。 光的波粒二象性 能量： γεh = 动量：22c h m mc γ ε= = 光子动量： λγh c h mc p == = 二、康普顿效应 1、散射公式 2sin 22sin 22200θλθλλλc c m h == -=? 2、说明了光具有粒子性。 四、实物粒子的波粒二象性 1、德布罗意波 h = λ 测不准关系 2 ≥ ???x P x （一定的数值） 2、波函数 1）归一化波函数 x n a x n π ψsin 2)(= （ a x <<0） 概率密度为2 )(x n ψ? =a n dx x 0 2 1 )(ψ 粒子能 量 ) 321(2 2 、、== n h n E n 2）标准化条件 单值性，有限性，连续性

2017年6月西南大学[1030]〈大学物理基础〉答案.docx

西南大学网络与继续教育学院课程考试试题 卷 类别：网教专业：电力系统自动化技术2017 年6月课程名称【编号】：大学物理基础【1030】 A卷大作业满分：100 分 一、简答题：（每题8分，选择其中5个题目作答，共40分） 1、什么是平衡态？ 答：在无外界影响的条件下，气体的状态不随时间而变化的状态叫做平衡状态。只有当工质的状态是平衡状态时，才能用确定的状态参数值去描述。只有当工质内部及工质与外界间，达到热的平衡（无温差存在）及力的平衡（无压差存在）时，才能出现平衡状态 2、温度的微观本质是什么？ 答：温度是表示物体的冷热程度的物理量,从分子动理论的观点看,温度标志着物体内部大量分子无规则运动的剧烈程度,分子热运动越剧烈,其温度就越高,反之,温度越低.所以说温度是大量分子的平均动能的标志. 3、能量均分定理的内容是什么？ 答：能量均分定理是一种联系系统温度及其平均能量的基本公式。能量均分定理又被称作能量均分定律、能量均分原理、能量均分，或仅称均分。能量均分的初始概念是热平衡时能量被等量分到各种形式的运动中；例如，一个分子在平移运动时的平均动能应等于其做旋转运动时的平均动能。 能量均分定理能够作出定量预测。类似于均功定理，对于一个给定温度的系统，利用均分定理，可以计算出系统的总平均动能及势能，从而得出系统的热容。均分定理还能分别给出能量各个组分的平均值，如某特定粒子的动能又或是一个弹簧的势能。例如，它预测出在热平衡时理想气体中的每个粒子平均动能皆为(3/2)kBT，其中kB为玻尔兹曼常数而T为温度。更普遍地，无论多复杂也好，它都能被应用于任何处于热平衡的经典系统中。能量均分定理可用于推导经典理想气体定律，以及固体比热的杜隆-珀蒂定律。它亦能够应用于预测恒星的性质，因为即使考虑相对论效应的影响，该定理依然成立。 4、什么是热力学第二定律？其克劳修斯表述是什么？ 答：1：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响 2：克劳修斯在卡诺的基础上统一了能量守恒和转化定律与卡诺原理,指出：一个自动运作的机器,不可能把热从低温物体移到高温物体而不发生任何变化,这就是热力学第二定律 在提出第二定律的同时,克劳修斯还提出了熵的概念S=Q/T,并将热力学第二定律表述为：在孤立系统中,实际发生的过程总是使整个系统的熵增加.但在这之后,克劳修斯错误地把孤立体系中的熵增定律扩展到了整个宇宙中,认为在整个宇宙中热量不断地从高温转向低温,直至一个时刻不再有温差,宇宙总熵值达到极大.这时将不再会有任何力量能够使热量发生转移,此即“热寂论 5、什么是准静态过程？ 答：准静态过程是指系统从一个平衡状态向另一个平衡状态变化时经历的全部状态的总合。过程是系统平衡被破坏的结果。若系统从一个平衡状态连续经过无数个中间的平衡状态过渡到另一个平衡状态，即过程中系统偏离平衡状态无限小并且随时恢复平衡状态，过程均匀缓慢且无任何突变，这样的过程称为准平衡过程或准静态过程 6、什么是简谐振动？描述简谐振动的三个特征量是什么？ 答：一个作往复运动的物体，如果其偏离平衡位置的位移X（或角位移θ）随时间t按余弦（或正弦）规律变化，即x=Acos(wt+Φ0)