矿大09-10传热试卷

中国矿业大学2009～2010学年第2学期《建筑传热学》试卷（A 卷）考试时间：100分钟 考试方式：闭卷学院 班级 姓名 学号一、填空题（本题共10小空，每小空1分，共计10分）1、松木与混凝土的表面温度相同，且低于人体温度时，手握松木感觉比混凝土暖是因为 。

2、在三层平壁的稳态导热系统中，已测得t 1、t 2、t 3及t 4依次为600℃、500℃、200℃及100℃，试问各层的热阻在总热阻中所占的比例各为 、 、 。

3、半无限大物体周期性变化边界条件下的温度波具有 和 的特点。

4、气体的辐射和吸收具有 和 的特点。

5、格拉晓夫准则的大小反映了流体的 与 的相对大小。

二、名词解释（本题共5小题，每小题3分，共计15分）1、集总参数法2、温度梯度3、热阻4、辐射强度5、普朗特准则三、分析与推导题（本题共5小题，共计36分）1、厚度为δ，导热系数为λ，初始温度均匀并为0t 的无限大平板，两侧突然暴露在温度为∞t （∞t <0t ），表面传热系数为h 的流体中。

试定性地画出当∞→=λδh Bi 和0→Bi 时平壁内部和流体层中温度随时间的变化？（6分）2、常物性、无内热源、二维稳态导热的对流绝热边界节点的网格配置如下图1所示，试建立节点0的方程式（设y x ∆=∆）。

（6分）图13、分析下列三种关联式描述的是哪种对流换热？（6分）（1）),(r r u G P f N = （2）),(r e u P R f N = （3）),,(r r e u G P R f N = 4、推导热平衡条件下基尔霍夫定律的基本表达式。

（10分）5、试分析顺流与逆流流动形式、管束的顺排与叉排排列方式的特点，并说明在具体换热器设计时如何选择流动形式与管束的排列方式。

（8分）四、计算题（本题共3小题，共计39分）1、空气预热器的铸铁管外带有环形肋，肋基直径d 1=77mm ，肋端直径d 2=140mm ，肋片厚δ=4mm ，相邻两肋的间距为25mm 。

传热学试题库一、填空题1、根据导热机理，水的气、液和固三态中 状态下的导热系数最小。

2、导热系数的主要影响因素是 和 。

3、二维、常物性、无内热源、直角坐标系中稳态导热微分方程式为 。

4、傅里叶定律的数学表达式是 ，式中负号表示 。

5、如果测得通过一块厚为mm 50的大木板的热流密度为2/40m W ，木板两侧的表面温度分别为40℃和20℃，则该木板的导热系数为 _____________ ；若将加热热流密度提高到2/80m W ，该木板的一侧表面温度为25℃，则另一侧的表面温度应为_____________。

6、一无内热源的无限大平板中的温度分布可表示成3221c x c x c t ++=的形式，其中c 1、c 2和c 3 为已知的常数，导热系数为λ。

此时可在10=x 的表面处的热流密度为 。

7、通过单圆筒壁导热的热阻表达式为8、一个含有内热源的大平板，其导热系数为50 )/(K m W ⋅，测得在稳定情况下，其内部温度分布为：2250050x t -=，则平板内的内热源生成率为 。

9、一个肋片，测的其肋基处温度为80℃，周围气体温度为30℃，表面传热系数取20)/(K m W ⋅。

肋片表面积为0.2㎡,测得该类片的效率为0.6，则该肋片的实际散热量为 W 。

10、凡平均温度不高于350℃是导热系数不大于 )/(K m W ⋅的材料称为保温材料。

11、第一类边界条件是 。

12、第二类边界条件是 。

13、毕渥数Bi 的表达式为_________，傅里叶数Fo 的表达式为__________。

14、肋的实际换热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量之比称为 。

15、集总参数法的适用条件是 。

16、管槽内对流换热的入口效应是指 。

17、蒸汽在温度低于其饱和温度的壁面上有两种凝结形式，即珠状凝结和 ；通常其中 的表面传热系数大些。

18、研究对流换热的一种方法是比拟法，它是指通过研究 传递和 传递之间的共性，以建立表面传热系数与阻力系数相互关系的方法。

第四章一、填空题1.传热的基本方式有 、 和 三种。

2. 导热系数的物理意义是 ，它的单位是 。

3. 各种物体的导热系数大小顺序为 。

4. 在湍流传热时，热阻主要集中在 ，因此，减薄该层的厚度是强化 的重要途径。

5. 对流传热速率方程的表达式为 ，其中温度差代表 。

6. 在间壁式换热器中，间壁两边流体都变温时，两流体的流动方向有 、 、 和 四种。

7. 对流传热系数的主要影响因素有（1） （2） （3）（4） （5） 。

8. 无相变时流体在圆形直管中作强制湍流传热，在α=0.023λ/diRe 0.8Pr n公式中，n 是为校正 的影响。

当流体被加热时，n 取 ，被冷却时n取 。

9. 某化工厂，用河水在一间壁式换热器内冷凝有机蒸汽，经过一段时间运行后，发现换热器的传热效果明显下降，分析主要原因是。

10. 当管壁及污垢热阻可忽略时，薄管壁求K 公式可简化为：10111αα+=K 此时若10αα<<，则有 。

11. 努塞尔特准数Nu 表示 的准数，其表达式为 ，普兰特准数Pr 表示 的准数，其表达式为 。

12. 蒸汽冷凝有 和 两种方式。

13. 总传热系数的倒数K1代表 ，提高K 值的关键是 。

14. 在卧式管壳式换热器中，用饱和水蒸气加热原油，则原油宜走 程，而总传热系数K接近于 的对流传热系数。

15. 在管壳式换热器中，当两流体的温差超过 时就应该采取热补偿措施。

其基本形式有 、 和 。

16. 写出四种间壁式换热器的名称 、 、 及 。

二、选择题1. 两流体可作严格逆流的换热器是( )A 板翅式换热器B U 型管式列管换热器C 浮头式列管换热器D 套管式换热器2.管壁及污垢热阻可略,对薄管壁来说,当两流体对流体热系数相差悬殊时(如0αα>>i ),为有效提高K 值，关键在于（ ）A 提高i αB 提高0αC 减小垢层热阻D 提高管内流体流量3. 双层平壁定态热传导，两层壁厚面积均相等，各层的导热系数分别为1λ和2λ，其对应的温度差为1t ∆和2t ∆，若1t ∆>2t ∆，则1λ和2λ的关系为（ ）A1λ<2λ B 1λ>2λ C 1λ=2λ D 无法确定4. 空气、水、铁的导热系数分别是λ1、λ2和λ3，其大小顺序是（ ）A λ1>λ2>λ3B λ1<λ2<λ3C λ2>λ3>λ1D λ2<λ3<λ 15. 对流体热速率=系数×推动力，其中推动力是（ ）A 两流体的温度差B 流体与壁面（或反之）间的温度差C 同一流体的温度差D 流体的速度差6. 计算液体无相变时在圆直管内对流传热系数，若可采用公式nr p Nu 8.0Re 023.0=,式中指数n 为（ ）A 0.4B 0.3C 被加热时为0.4，被冷却时为0.3D 被加热时为0.3，被冷却时0.47. 水在无相变时在原址观众强制湍流，对流传热系数i α为1000W/（m 2.℃）若将水的流量增加1倍，而其他条件不变，则i α为（ ）A 2000B 1741C 不变D 5008. 对间壁两侧流体一侧恒温,另一侧变温的传热过程,逆流和并流时m t ∆大小为( )A 逆m t ∆>并m t ∆B 逆m t ∆<并m t ∆C 逆m t ∆=并m t ∆D 无法确定三、判断1. 保温材料应采用导热系数小的材料制作( )2. 管壳式换热器的传热面积既是管子截面积,可按照24i d nS π=来计算( ) 3. 在对流传热时，热阻主要集中在缓冲层（ ）4. 努塞尔特准数的表达式为λαμ=Nu （ ）， 普兰特准数的表达式为 λμp r C P = （ ） 5. 导热系数λ，对流传热系数α及总传热系数K 都是表征物质性能的参数（）6. 对于符合121)11(-+≈ααK 情况来说,若21αα<<时,要提高K 值时则主要用提高1α的值（ ）7. 换热器应采用导热系数大的材料来制造（ ）8. 管壳式换热器设计时，腐蚀性的流体宜走管程（ ），而饱和水蒸气冷凝时宜走壳程（ ）四、简答1. 何谓热对流？它又可分为哪两类？何谓对流传热？2. 管壳式换热器主要由那些部件所构成？它的传热面积如何计算？3. 何谓定态传热？有什么特点？4. 傅立叶定律的表达式如何？简述式中各项含义及单位。

南京工业大学2009—2010学年度第一学期（期末）考试标准答案《传热学》试卷（闭卷）（B卷）出卷人：李维（考试时间：120分钟，供环设07使用）一、简答题（每小题2分,共10分）1、热流密度------单位时间单位面积上所传递的热量1.饱和沸腾------加热面温度和流体温度均大于该流体相应压力下的饱和温度的沸腾。

2.热边界层：------流体流过物体表面时，由于主流与壁面间存在温差，在贴壁处所形成的有显著温度变化的流体薄层。

2、物理现象相似------在同一类物理现象中，凡相似的现象，在对应时刻，各对应空间位置点的各同名物理量分别对应成一定的比例。

3、发射率------实际物体的辐射力与同温度下黑体的辐射力之比。

二、填空题（每空1分,共15分）1.热力学第一定律能量方程2.导热系数相差不大3.振幅衰减度热扩散系数温度波的波动周期传递深度4.相关联的速度场温度场5.0（零）不再随x改变保持不变三、选择题（每小题2 分，共10分）1.AD 2、BD 3、C 4、BC 5、A四、简答题（每小题5分，共15分）1、答：边界层理论的基本论点主要有：⑴.边界层为一薄层，其厚度远小于定型尺寸；⑵.在边界层内存在较大的速度和温度变化；⑶.边界层流态分为层流和紊流，紊流边界层内贴壁处附近仍为层流（层流底层）；⑷.速度场和温度场可划分为主流区和边界层区。

（5分）。

2、答：时间常数越小，热电偶越能迅速反映流体温度的变化。

时间常数取决于几何参数V/A、物理性质ρc和换热条件h。

（2分）热电偶的自身热容ρcV越大，温度变化越慢；表面换热条件越好（hA越大），单位时间内传递的热量越多，热电偶的温度越能迅速接近被测流体的温度。

（3分）3、答：由于该采暖房间地板表面1的温度为t1，仅有的一面外墙内壁面2的温度为t2，其余墙的内壁面温度为t，且这三个温度各不相同，故可视该采暖房间其余墙的内壁面为一个表面3，3其辐射换热为三个表面间的辐射换热问题，其辐射换热网络图如下图所示（3分）。

《传热学》试题库第一章概论一、名词解释1．热流量：单位时间内所传递的热量2．热流密度：单位传热面上的热流量3．导热：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发生相对位移的情况下，物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。

4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合用的热量传递过程，称为表面对流传热，简称对流传热。

5．辐射传热：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。

同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。

这样，物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递，称为表面辐射传热，简称辐射传热。

6．总传热过程：热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。

7．对流传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。

对流传热系数表示对流传热能力的大小。

8．辐射传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。

辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。

9．复合传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。

复合传热系数表示复合传热能力的大小。

10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。

数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量。

二、填空题1．热量传递的三种基本方式为、、。

（热传导、热对流、热辐射）2．热流量是指，单位是。

热流密度是指，单位是。

（单位时间内所传递的热量，W，单位传热面上的热流量，W/m2）3．总传热过程是指，它的强烈程度用来衡量。

(热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，总传热系数)4．总传热系数是指，单位是。

（传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量，W／(m2·K)）5．导热系数的单位是；对流传热系数的单位是；传热系数的单位是。

中国矿业⼤学2010传热学试卷A中国矿业⼤学2010～2011学年第2学期《建筑传热学》试卷（A卷）考试时间：100分钟考试⽅式：闭卷学院班级姓名学号⼀、填空题（本题共10⼩空，每⼩空1分，共计10分）1、温度梯度的正向是朝着温度的⽅向。

2、通常把的材料称为保温材料。

3、按照导热机理，⽔的⽓、液、固三种状态中___________状态下的导热系数最⼩。

4、各向同性材料指。

5、在条件下，热边界层厚度与流动边界层厚度是相等的。

6、Nu表征对流换热中壁⾯的⼤⼩，⽽此⼤⼩反映了对流换热的强弱。

7、格拉晓夫准则的⼤⼩反映了流体的与的相对⼤⼩。

8、某肋壁⽆肋侧光壁⾯积为A1，肋壁侧⾯积为A2，肋⽚⾯积为A3，肋间⾯积为A4，肋⽚效率等于ηf，则肋化系数等于，肋壁总效率等于。

⼆、单项选择题（本题共10⼩题，每⼩题2分，共计20分）1、当外径为d的管道采取保温措施时，应当选⽤临界热绝缘直径dc（）的材料最好。

A、⼤于dB、没有要求C、⼩于dD、等于d2、常物性流体在管内流动进⾏对流换热，当进⼊热充分发展段时，表⾯传热系数将沿程（）。

A、不变B、增⼤C、减⼩D、先增⼤后减⼩3、下列参数中属于物性参数的是( )A、换热系数B、⾓系数C、传热系数D、导热系数4、夏季，有⼀锅热稀饭，为使稀饭凉的更快⼀些，( )⽅法更好。

A、搅动锅中的稀饭B、把锅放⼊凉⽔中C、把锅放⼊凉⽔中，搅动锅中的稀饭D、把锅放⼊凉⽔中，搅动凉⽔5、常物性流体管内受迫流动，沿管长流体的平均温度，在常热流边界条件和常壁温边界条件下分别呈现（）规律变化。

A、线性，线性B、对数曲线，线性C、对数曲线，对数曲线D、线性，对数曲线6、对于漫射表⾯，以下式⼦不正确的是( )。

A、ε=αB、ελ=αλC、E=πIθD、Iθ=I n7、等边三⾓形⽆限长柱孔，任意两相邻表⾯之间的⾓系数为（）。

A、1/3B、1/4C、1/8D、1/28、两表⾯发射率均为ε的⽆限⼤平⾏平板，若在其间加⼊两个表⾯发射率也为ε的遮热板，则换热量减少为原来的（）。

中国矿业大学2009～2010学年第 二 学期《大学物理A1》试卷（B 卷）考试时间：120分钟考试方式：闭卷 适用：09级统考学院： 班级:_________ 学号: 姓名:________一、选择题（共30分）1.（本题3分）某物体的运动规律为d v /dt =－k v 2t ，式中的k 为大于零的常量．当t =0时，初速为v 0，则速度v 与时间t 的函数关系是(A) 0221v v +=kt (B) 0221v v +-=kt (C)02121v v +=kt (D) 02121v v +-=kt [ ] 2. （本题3分）如图所示,假使物体沿着铅直面上圆弧轨道下滑,轨道是光滑的,在从A 至C 的下滑过程中,下面哪种说法是正确的？(A) 它的加速度方向永远指向圆心. (B) 它的速率均匀增加.(C) 它的合外力大小变化, 方向永远指向圆心. (D) 它的合外力大小不变.(E) 轨道支持力大小不断增加. [ ]3.（本题3分）一人造地球卫星到地球中心O 的最大距离和最小距离分别是R A 和R B ．如图所示，设卫星对应的角动量分别是L A 、L B ，动能分别是E KA 、E KB ，则应有(A) L B > L A ，E KA > E KB ． (B) L B > L A ，E KA = E KB ． (C) L B = L A ，E KA = E KB ． (D) L B < L A ，E KA = E KB ． (E) L B = L A ，E KA < E KB ．［］4.（本题3分）对于不同的理想气体，只要它们的温度相同、摩尔数相同，则它们的。

（A ）分子平均平动动能必定相等；(B ) 分子平均动能必定相等； (C)气体内能必定相等；(D)分子数密度必定相等。

［］5.（本题3分）若气体分子的速率分布曲线如图所示，图中A ，B 两部分面积相等，则图中正确的判断为．(A) 最概然速率p 0v v =； (B) 平均速率0v v =；(C) 方均根速率0v =；(D) 速率大于和小于0v 的分子各占一半。

2009－2010年安徽工业大学第一学期期末考试《传热学》试卷（A）一、名词解释(每题3分，共15分)传热过程：接触热阻：正规状况阶段：同类现象：灰体：二、判断正误（每题2分，共14分）1、通过圆筒壁的稳态导热过程中，不同半径处的热流量和热流密度都是相等的，与半径无关。

（）2、重辐射表面与换热表面之间无净辐射热量交换，故它对其他换热表面间的辐射传热无影响。

（）3、灰体的定向辐射强度与方向无关。

（）4、溶解于液体中的不凝结气体会使沸腾传热得到强化。

（）5、对于一侧隔热良好的高温物体，将其放入常温室内，其热面朝上或朝下对其表面的换热情况没有影响。

（）6、两个物理现象的同名准则数相等，则这两个现象相似。

（）7、热电偶的时间常数在其出厂时就可以确定。

（）三、填空（每题5分，共20分）1、为了说明冬天空气的温度以及风速对人体冷暖感觉的影响，欧美国家的天气预报中普遍采用风冷温度的概念。

风冷温度是一个当量的环境温度，当人处于静止空气的风冷温度下时其散热量与人处于实际气温、实际风速下的散热量相同。

从散热计算的角度可以将人体简化为表面积为1.42m 2，表面温度为30℃的圆柱体，设其在静止空气中表面传热系数为15W/(m 2K)，如果在一个有风的日子，表面传系数为50W/(m 2K)，此时风冷温度是2、医学知识告诉我们：人体组织的温度等于、高于48℃的时间不能超过10s ，否则该组织内的细胞就会死亡。

假设人体组织可看做是各向同性材料，物性可取为37℃水的数值s m a /1018.1528-⨯=。

某人不慎接触到60℃热表面，假定一接触到热表面，人体表面温度就上升到了热表面的温度。

1min 后，此人的烧伤深度为 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=Θτa x e r f 23、将图1中几何体进行网格化后，可得到44个节点，列出节点1的差分方程 ，与该点边界条件相同的点还有节961422334h o ,t oh o ,t o绝热点 。

4、两块平行放置的平板的表面发射率均为0．8，温度分别为t1＝527℃及t2=27℃，板间距远小于板的宽度与高度。

中国矿业大学2009～2010学年第 二 学期《大学物理B 》试卷（B 卷）考试时间：120 分钟 考试方式：闭卷 适用：09级统考（80学时）学院： 班级:_________ 学号: 姓名:________一、选择题（共30分）1.（本题3分）选无穷远处为电势零点，半径为R 的导体球带电后，其电势为U 0，则球外离球心距离为r 处的电场强度的大小为 (A)302rU R ． (B)RU 0． (C)2rRU ．(D)rU 0． ［ ］2. （本题3分）已知一螺绕环的自感系数为L ．若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管，则两个半环螺线管的自感系数 (A) 都等于L21． (B) 有一个大于L21，另一个小于L 21．(C) 都大于L21． (D) 都小于L21．［ ］3.（本题3分）一简谐振动曲线如图所示．则振动周期是 (A) 2.62 s ． (B) 2.40 s ． (C) 2.20 s ． (D) 2.00 s ． ［ ］4.（本题3分）一弹簧振子作简谐振动，当位移为振幅的一半时，其动能为总能量的(A) 1/4. (B) 1/2. (C) 2/1. (D) 3/4. (E)2/3.［ ］5.（本题3分）一单色平行光束垂直照射在宽度为1.0 mm 的单缝上，在缝后放一焦距为2.0 m 的会聚透镜．已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.0 mm ，则入射光波长约为 (1nm=10−9m) (A) 100 nm (B) 400 nm(C) 500 nm (D) 600 nm ［ ］ 6. （本题3分）一束光强为I 0的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成45°角，则穿过两个偏振片后的光强I 为 (A) 4/0I 2 ． (B) I 0 / 4．(C) I 0 / 2． (D)2I 0 / 2． ［ ］7. （本题3分）若α粒子(电荷为2e )在磁感应强度为B 均匀磁场中沿半径为R 的圆形轨道运动，则α粒子的德布罗意波长是 (A) )2/(eRB h ． (B) )/(eRB h ．(C) )2/(1eRBh ． (D) )/(1eRBh ． ［ ］ 8. （本题3分）根据玻尔的理论，氢原子在n =5轨道上的动量矩与在第一激发态的轨道动量矩之比为(A) 5/4． (B) 5/3． (C) 5/2． (D) 5． ［ ］ 9. （本题3分）宇宙飞船相对于地面以速度v 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过∆t (飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为 (c 表示真空中光速) (A) c ²∆t (B) v ²∆t (C)2)/(1c t c v -⋅∆ (D) 2)/(1c t c v -⋅⋅∆ ［ ］10. （本题3分）根据相对论力学，动能为0.25 MeV 的电子，其运动速度约等于 (A) 0.1c (B) 0.5 c(C) 0.75 c (D) 0.85 c ［ ］ 二、填空题（共20分）11. （本题4分）点电荷q 1、q 2、q 3和q 4在真空中的分布如图所示．图中S 为闭合曲面，则通过该闭合曲面的电场强度通量d SE S ⋅⎰⎰＝____________，式中的E是点电荷________在闭合曲面上任一点产生的场强的矢量和．12. （本题3分）一长直载流导线，沿空间直角坐标Oy 轴放置，电流沿y 正向．在原点O 处取一电流元l Id ，则该电流元在(a ，0，0)点处的磁感强度的大小为________________，方向为__________________．13. （本题3分）如图，半圆形线圈(半径为R )通有电流I ．线圈处在与线圈平面平行向右的均匀磁场B中．线圈所受磁力矩的大小为__________，方向为____________．把线圈绕OO ＇轴转过角度____________时，磁力矩恰为零．14. （本题4分）一质点沿x 轴作简谐振动，振动范围的中心点为x 轴的原点．已知周期为T ，振幅为A ．(1) 若t = 0时质点过x = 0处且朝x 轴正方向运动，则振动方程为x =_____________________________．(2) 若t = 0时质点处于A x 21=处且向x 轴负方向运动，则振动方程为x =_____________________________．15. （本题3分）用波长为λ的单色光垂直照射折射率为n 2的劈形膜(如图)图中各部分折射率的关系是n 1＜n 2＜n 3．观察反射光的干涉条纹，从劈形膜顶开始向右数第5条暗条纹中心所对应的厚度e ＝____________________．q 1q 3OO ′R I Bn 1n 2n 316. （本题3分）当波长为3000 Å的光照射在某金属表面时，光电子的能量范围从0到 4.0³10-19J．在作上述光电效应实验时遏止电压为|U a| =____________V；此金属的红限频率 0 =__________________Hz．(普朗克常量h =6.63³10-34 J²s；基本电荷e =1.60³10-19 C)三、计算题（共50分）17、（本题10分）一环形薄片由细绳悬吊着，环的外半径为R，内半径为R/2，并有电荷Q均匀分布在环面上．细绳长3R，也有电荷Q均匀分布在绳上，如图所示,试求圆环中心O处的电场强度(圆环中心在细绳延长线上)．18、（本题10分）图示为一个均匀带电的球层，其电荷体密度为ρ，球层内表面半径为R1，外表面半径为R2．设无穷远处为电势零点，求空腔内任一点的电势．19、（本题10分）载有电流的I长直导线附近，放一导体半圆环MeN与长直导线共面，且端点MN的连线与长直导线垂直．半圆环的半径为b，环心O与导线相距a．设半圆环以速度v 平行导线平移，求半圆环内感应电动势的大小和方向以及MN两端的电压U M-U N．20、（本题10分）设入射波的表达式为 )(2cos 1Tt xA y +π=λ，在x = 0处发生反射，反射点为一固定端．设反射时无能量损失，求： (1) 反射波的表达式； (2) 合成的驻波的表达式；(3) 波腹和波节的位置．21、（本题10分）一双缝，缝距d =0.40 mm ，两缝宽度都是a =0.080 mm ，用波长为λ=480 nm (1 nm = 10-9 m) 的平行光垂直照射双缝，在双缝后放一焦距f =2.0 m 的透镜求： (1) 在透镜焦平面处的屏上，双缝干涉条纹的间距l ； (2) 在单缝衍射中央亮纹范围内的双缝干涉亮纹数目N 和相应的级数．中国矿业大学2009～2010学年第 二 学期《大学物理B 》试卷（B 卷）解答一、选择题（共30分）C ，D ，B ，D ，C ，B ，A ，C ，A ，C ， 二、填空题（共20分）11、()042ε/q q + 2分q 1、q 2、q 3、q 4 2分12、20d 4alI πμ 2分平行z 轴负向 1分 13、IB R 2π211分在图面中向上 1分π+π21n (n = 1，2，……) 1分14、)212cos(π-πT t A 2分 )312c o s (π+πT tA2分15、249n λ 3分16、2.5 2分4.0³1014 1分 三、计算题（共50分）17、解：先计算细绳上的电荷在O 点产生的场强．选细绳顶端作坐标原点O ，x轴向下为正．在x 处取一电荷元 d q = λd x = Q d x /(3R ) 2分 它在环心处的场强为 ()20144d d x R q E -π=ε()20412d x R R x Q -π=ε 2分整个细绳上的电荷在环心处的场强()203020116412RQ x R dxRQ E Rεεπ=-π=⎰ 2分圆环上的电荷分布对环心对称，它在环心处的场强E 2=0 2分 由此，合场强 i RQ i E E20116επ==2分方向竖直向下．18、解：由高斯定理可知空腔内E ＝0，故带电球层的空腔是等势区，各点电势均 为U . 2分 在球层内取半径为r →r ＋d r 的薄球层．其电荷为d q = ρ 4πr 2d r 2分该薄层电荷在球心处产生的电势为()00/d 4/d d ερεr r r q U =π= 2分 整个带电球层在球心处产生的电势为 ()2122002d d 21R Rr r U U R R -===⎰⎰ερερ 2分因为空腔内为等势区所以空腔内任一点的电势U 为()212202R RU U -==ερ2分19、解：动生电动势 ⎰⋅⨯=MNv l B MeNd )(☜为计算简单，可引入一条辅助线MN ，构成闭合回路MeNM , 闭合回路总电动势 0=+=NM MeN ☜☜☜总MN NM MeN ☜☜☜=-=2分 x xIl B ba ba MNd 2d )(0⎰⎰⋅+-π-=⨯=μvv MN☜ba b a I -+π-=ln20vμ负号表示MN ☜的方向与x 轴相反． 3分ba b a I M e N -+π-=ln 20vμ☜ 方向N →M 2分ba b a I U U MN N M -+π=-=-ln 20vμ☜ 3分20、解：(1) 反射点是固定端，所以反射有相位突变π，且反射波振幅为A ，因此反射波的表达式为 ])//(2c o s [2π+-π=T t x A y λ 3分 (2) 驻波的表达式是 21y y y +=)21/2c o s ()21/2c o s (2π-ππ+π=T t x A λ 3分(3) 波腹位置： π=π+πn x 21/2λ, 2分λ)21(21-=n x , n = 1, 2, 3, 4,…波节位置： π+π=π+π2121/2n x λ 2分λn x 21= , n = 1, 2, 3, 4,…21、解：双缝干涉条纹：(1) 第k 级亮纹条件： d sin θ =k λ第k 级亮条纹位置：x k = f tg θ ≈f sin θ ≈kf λ / d相邻两亮纹的间距：∆x = x k +1－x k =(k ＋1)f λ / d －kf λ / d =f λ / d=2.4³10-3 m=2.4 mm 5分 (2) 单缝衍射第一暗纹： a sin θ1 = λ单缝衍射中央亮纹半宽度： ∆x 0 = f tg θ1≈f sin θ1 ≈f λ / a ＝12 mm ∆x 0 / ∆x =5 ∴ 双缝干涉第±5极主级大缺级． 3分 ∴ 在单缝衍射中央亮纹范围内，双缝干涉亮纹数目N = 9 1分 分别为 k = 0，±1，±2，±3，±4级亮纹 1分。

1一、填空题1、在某一时刻，物体内部的不同温度下的等温线能否相交？ 。

2、传热模型一般包括传热方程和边界条件，其中第三类边界条件是已知任意时刻物体边界面上的 。

3、在分析肋片传热性能时，一般用实际散热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量之比，该比值称为 。

4、对非稳态导热问题，一般当Fo ≥0.2后，物体内过余温度的对数随时间呈线性变化，即进入瞬态传热的 。

5、数值法计算导热问题时，离散方程的建立方法一般有两种：泰勒级数展开法和 。

6、管内受迫对流进口段的h x 一般 (>或<)充分发展段的局部换热系数。

7、随着温度的升高，最大单色辐射力所对应的峰值波长逐渐向 方向移动。

8、单色辐射力E λ与辐射力E 间关系为： 。

9、表面积分别为A 1、A 2、A 3三个非凹表面组成的封闭空腔，表面1对表面3的平均角系数1,3X =_____ _____。

10、在一台顺流式的换热器中，已知热流体的进出口温度分别为180℃和100℃，冷流体的进出口温度分别为40℃和80℃，则对数平均温差为___________。

二、选择题1、一般来说，金属m λ、液体l λ、气体g λ的导热系数满足（ ）。

（A ）m l g λλλ>> （B ）m g l λλλ>> （C ）l m g λλλ>> （D ）g m l λλλ>>2、用绝热材料对管道进行保温，以下正确的（ ）。

2（A ）如果管道外径大于临界直径，只要管外覆盖保温材料就有保温效果 （B ）不论管道外径多大，只要管外覆盖保温材料就有保温效果（C ）只有管道外径小于临界直径，只要管外覆盖保温材料就有保温效果 （D ）以上说法都不正确3、由3层材料组成的平壁，123λλλ>>，各层内的温度梯度满足（ ）。

（A ）123t t t x x x ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ （B ）123t t t x x x ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭（C ）123t t t x x x ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫>< ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ （D ）123t t t x x x ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫<> ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭4、一维、无内热源非稳态导热，求解内节点查分方程的稳定性条件（ ）。