2003華工大物試題全解

1、2003級(jí)大學(xué)物理(I)期末試卷院系：班級(jí):姓名:學(xué)號(hào)：日期：2004年 7 月 2 日選擇題(共30 分)1.(本題3分)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，以不變速率v沿圖中正三角形ABC的水平光滑軌道運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)越過A角時(shí)，軌道作用于質(zhì)點(diǎn)的沖量的大小為(A) mv.(C) 3 mv .(B) . m.(D) 2mv.AC92.(本題3分)對(duì)功的概念有以下幾種說法:(1) 保守力作正功時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)相應(yīng)的勢(shì)能增加.(2) 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)一閉合路徑，保守力對(duì)質(zhì)點(diǎn)作的功為零.(3) 作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以兩者所作功的代數(shù) 和必為零.在上述說法中：(A) (1)、(2)是正確的.(B) (2)、(3)是正確的

2、.(C)只有(2)是正確的.(D)只有(3)是正確的.3.(本題3分)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m，置于光滑球面的頂點(diǎn) A處(球面固定不動(dòng))，如圖所示.當(dāng)它由靜止開始下滑到球面上 B點(diǎn)時(shí)，它的加速度的大小為(A) a = 2g (1 _cos).(B) a = g sin r .(C) a 二 g .(D) a = .4g2(1-cost)2 g2sin2 .4.(本題3分)一瓶氦氣和一瓶氮?dú)饷芏认嗤?，分子平均平?dòng)動(dòng)能相同，而且它們都處于平 衡狀態(tài)，則它們(A) 溫度相同、壓強(qiáng)相同.(B) 溫度、壓強(qiáng)都不相同.(C) 溫度相同，但氦氣的壓強(qiáng)大于氮?dú)獾膲簭?qiáng).(D) 溫度相同，但氦氣的壓強(qiáng)小于氮?dú)獾膲簭?qiáng). 5.

3、(本題3分)設(shè)圖示的兩條曲線分別表示在相同溫度下氧f(v)Vp Jvp h2 二 1/4Vp o2/Vp h2 =4.氣和氫氣分子的速率分布曲線；令Vp O和Vp H 分別表示氧氣和氫氣的最概然速率，則(A) 圖中a表示氧氣分子的速率分布曲線；vp JVp h2=4(B) 圖中a表示氧氣分子的速率分布曲線；vp JVp h2 二 1/4(C) 圖中b表示氧氣分子的速率分布曲線;(C)圖中b表示氧氣分子的速率分布曲線;6.(本題3分)在一個(gè)體積不變的容器中，儲(chǔ)有一定量的理想氣體，溫度為To時(shí)，氣體 分子的平均速率為Vo，分子平均碰撞次數(shù)為Zo，平均自由程為0.當(dāng)氣體溫度升高為4To時(shí)，氣體分子的

4、平均速率V，平均碰撞頻率Z和平均自由程分別為:(A)V二 4V。，Z = 4Z，=4 0 .(B)V=2Vo，Z 二 2Zo，=o .(C)V=2Vo，Z 2 Zo，=4 o .(D)V=4vo，Z 二 2Zo，.=o .7.(本題3分)一列機(jī)械橫波在t時(shí)刻的波形曲線如圖所示，則該時(shí)刻能量為最大值的媒質(zhì)質(zhì)元的位置是：(A)o,b,d, f.(B)a,c, e,g.(C)oz,d.(D)b,f.& (本題3分)ni如圖所示，平行單色光垂直照射到薄膜上，經(jīng)上下兩 表面反射的兩束光發(fā)生干涉，若薄膜的厚度為e,并且n2naniv n2n3, 1為入射光在折射率為ni的媒質(zhì)中的波長(zhǎng)， 則兩束反射光在相遇

5、點(diǎn)的相位差為(A) 2 二n2e / ( ni i).(B)4 二 nie / ( n2 i) + 二.(C) 4 二n2e / ( ni i) + 二.(D) 4 n2e / ( ni i).9.(本題3分)某種透明媒質(zhì)對(duì)于空氣的臨界角(指全反射)等于45，光從空氣射向此媒質(zhì) 時(shí)的布儒斯特角是(B) 40.9(D) 54.7(A) 35.3.(C) 45.(E) 57.3.10.(本題3分)DCABCD為一塊方解石的一個(gè)截面，AB為垂直于紙面的晶體 平面與紙面的交線.光軸方向在紙面內(nèi)且與 AB成一銳角二如 圖所示.一束平行的單色自然光垂直于 AB端面入射.在方解 石內(nèi)折射光分解為o光和e光，

6、o光和e光的(A)傳播方向相同，電場(chǎng)強(qiáng)度的振動(dòng)方向互相垂直.(B) 傳播方向相同，電場(chǎng)強(qiáng)度的振動(dòng)方向不互相垂直.(C) 傳播方向不同，電場(chǎng)強(qiáng)度的振動(dòng)方向互相垂直.(D) 傳播方向不同，電場(chǎng)強(qiáng)度的振動(dòng)方向不互相垂直.填空題（共30 分）質(zhì)量為0.05 kg的小塊物體，置于一光滑_水平桌面上有一繩一端連接此物，另一端 =r?穿過桌面中心的小孔（如圖所示）該物體原 以3 rad/s的角速度在距孔0.2 m的圓周上轉(zhuǎn)動(dòng)今將繩從小孔緩慢往下拉，使該物體之轉(zhuǎn)動(dòng)半徑減為0.1 m則物體的角速度12.（本題3分）如圖所示，輕彈簧的一端固定在傾角為的光滑斜面的 底端E,另一端與質(zhì)量為m的物體C相連，O點(diǎn)為彈簧原

7、 長(zhǎng)處，A點(diǎn)為物體C的平衡位置，X0為彈簧被壓縮的長(zhǎng) 度如果在一外力作用下，物體由 A點(diǎn)沿斜面向上緩慢移 動(dòng)了 2x0距離而到達(dá)B點(diǎn)，則該外力所作功為L(zhǎng)13.（本題3分）質(zhì)量為0.25 kg的質(zhì)點(diǎn)，受力F -t i （SI）的作用，式中t為時(shí)間.t = 0時(shí)該質(zhì)點(diǎn)以v =2j （SI）的速度通過坐標(biāo)原點(diǎn)，則該質(zhì)點(diǎn)任意時(shí)刻的位置矢量是14. （本題5分）湖面上有一小船靜止不動(dòng)，船上有一打漁人質(zhì)量為60 kg .如果他在船上向船頭走了 4.0米，但相對(duì)于湖底只移動(dòng)了 3.0米，（水對(duì)船的阻力略去不計(jì)），則小船的質(zhì)量為.15. （本題4分）儲(chǔ)有某種剛性雙原子分子理想氣體的容器以速度v二100 m/s

8、運(yùn)動(dòng)，假設(shè)該容器突然停止，氣體的全部定向運(yùn)動(dòng)動(dòng)能都變?yōu)闅怏w分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，此時(shí)容器中氣體的溫度上升6.74K,由此可知容器中氣體的摩爾質(zhì)量Mmi =.普適氣體常量 R= 8.31 J- moL KJ) 16.（本題3分）pWi 水的定壓比熱為4.2 J/g K .有1 kg的水放在有電熱絲的開口桶內(nèi)，如圖所示.已知在通電使水從30 C升高到80 C 的過程中，電流作功為 4.2X105 J,那么過程中系統(tǒng)從外界吸收的熱量Q =.17.（本題3分）簡(jiǎn)諧振動(dòng)的最大速率之比為.18.（本題3分）已知兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)曲線如圖所示.兩設(shè)入射波的表達(dá)式為= Acos2二（譏-）.波在x = 0處發(fā)生反

9、射，反射點(diǎn)九為固定端，則形成的駐波表達(dá)式為.19.（本題3分）若一雙縫裝置的兩個(gè)縫分別被折射率為 m和n2的兩塊厚度均為e的透明介 質(zhì)所遮蓋，此時(shí)由雙縫分別到屏上原中央極大所在處的兩束光的光程差20.（本題3分）一個(gè)平凸透鏡的頂點(diǎn)和一平板玻璃接觸， 用單色光垂直照射，觀察反射光形 成的牛頓環(huán)，測(cè)得中央暗斑外第k個(gè)暗環(huán)半徑為現(xiàn)將透鏡和玻璃板之間的空 氣換成某種液體（其折射率小于玻璃的折射率），第k個(gè)暗環(huán)的半徑變?yōu)閞2，由此可知該液體的折射率為.計(jì)算題(共40 分)21.(本題10分)如圖所示，設(shè)兩重物的質(zhì)量分別為 mi和m2,且mim2,定 滑輪的半徑為r，對(duì)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J,輕繩與滑輪間無滑

10、動(dòng)， 滑輪軸上摩擦不計(jì).設(shè)開始時(shí)系統(tǒng)靜止，試求t時(shí)刻滑輪的角速度.22.(本題10分)氣缸內(nèi)貯有36 g水蒸汽(視為剛性分子理想氣體)，經(jīng)abcda循V (L)環(huán)過程如圖所示.其中a b、c d為等體過程, b-c為等溫過程，d a為等壓過程.試求：(1) d a過程中水蒸氣作的功 Wda(2) a b過程中水蒸氣內(nèi)能的增量.-：!-ab(3) 循環(huán)過程水蒸汽作的凈功W(4) 循環(huán)效率(注：循環(huán)效率 =W/Qi，W為循環(huán)過程水 蒸汽對(duì)外作的凈功，Qi為循環(huán)過程水蒸汽吸收的熱量，1 atm= 1.013X 105 Pa) 23.(本題5分)一物體放在水平木板上，這木板以v = 2 Hz的頻率沿水

11、平直線作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，物體和水平木板之間的靜摩擦系數(shù) = 0.50,求物體在木板上不滑動(dòng)時(shí)的最大振 幅 Amax.24.(本題5分)質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為 yP =Acos(，t，求P O x如圖所示，一平面簡(jiǎn)諧波沿 Ox軸的負(fù)方向傳播，波速大小為u,若P處介(1) O處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程；(2) 該波的波動(dòng)表達(dá)式；(3) 與P處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)狀態(tài)相同的那些點(diǎn)的位置.25.(本題10分) 一束平行光垂直入射到某個(gè)光柵上， 該光束有兩種波長(zhǎng)的光，1=440 nm, 2=660 nm (1 nm = 109 m).實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，兩種波長(zhǎng)的譜線(不計(jì)中央明紋)第二次重合于衍 射角=60的方向上.求此光柵的光柵常數(shù) d.2

12、003級(jí)大學(xué)物理（I）試卷解答2004-7-2考選擇題(共30分)1.(C) ; 2.(C) ; 3.(D) ; 4.(C) ; 5.(B) ; 6.(B) ; 7.(B) ; 8.(C) ; 9.(D) ; 1O.(C).填空題（共30 分）11. （本題3分）12 rad/s12. （本題3分）2 mgx0 sin :13. （本題3分）ft3i 2t j （SI）14. （本題3分）180 kg15. （本題3分）28 X 10” kg / mol16. （本題3分） 2.1 X 105 J參考解：如果加熱使水經(jīng)歷同樣的等壓升溫過程，應(yīng)有Q = E+W = mc （T2 T1）可知 E

13、= mc （T2 T1） W現(xiàn)在通電使水經(jīng)歷等壓升溫過程，則應(yīng)有Q=A E+W W 電Q= mc （T2 T1） 一 W電=2.1 X 1。5 j17. （本題3分）1 : 118. （本題3分）11y 二 2Acos2 二-cos(2t)22x 1二）y=2Acos2兀 + ircos2t扎 2X 1或 y =2Acos2讓一+ n co s2nvt). 九 219. (本題3分)(ni- n2)e 或(n2- n 1)e 均可20. (本題3分)r1 / r2三計(jì)算題（共40分）21. （本題10分）解：作示力圖兩重物加速度大小 a相同，方向如圖mug T1 = m1aT2 m2g= m2

14、a設(shè)滑輪的角加速度為一貝U （T1 T2）r = Ji且有a= r:由以上四式消去T1, T2得：p _ 麗-m gr （mb| +m2 r2 +J開始時(shí)系統(tǒng)靜止，故t時(shí)刻滑輪的角速度.0 - m grtm1m2 r2 J22. （本題10分）解：水蒸汽的質(zhì)量M = 36X10-3 kg3水蒸汽的摩爾質(zhì)量 Mmo戶18X10 kg, i = 6(1) Wda= pa(Va Vd)= 5.065 X03 J(2) Eab=(M/Mmol )(i/2)R(Tb Ta)=(i/2)Va(pb pa)4=3.039 X 104 JPbVa(M /Mmol)R= 914 KWdc= (M /Mmol)RTbl n( Vc /Vb) =1.05 104 J 凈功 W=Wbc+Wda=5.47X 103 J4(4) Ql = Qab+Qbc= A Eab+Wbc =4.09 10 Jn =W/ Qi=13%23. (本題5分)解：設(shè)物體在水平木板上不滑動(dòng).豎直方向：N _mg =0水平方向：fx = -ma且fx 訂 sN又有a = -0 2A c o st + )由得amax - dmg/m -sg再由此式和得Arnax二sg/2 =sg/(4汽2) = 0.031 m24. (本題5分)解: (1) O處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為y0二Acos(tux * I