石油大學(xué)大學(xué)物理期末試題

1、本大題滿分30分本 大 題 得 分一、選擇題(共10小題，每小題3分，共30分)1、(本題3分)質(zhì)量為mn= 0.5 kg的質(zhì)點(diǎn)，在Oxy坐標(biāo)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方程為 2x = 5t , y=0.5t (SI),從t=2 s至ijt=4 s這段時(shí)間內(nèi)，外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)作的 功為(A) 1.5 J .(B) 3 J .(C) 4.5 J .(D)-1.5 J .2、(本題3分)速率分布函數(shù)f(v)的物理意義為：(A) 具有速率v的分子占總分子數(shù)的百分比.(B) 速率分布在v附近的單位速率間隔中的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.(C) 具有速率v的分子數(shù).(D) 速率分布在v附近的單位速率間隔中的分子數(shù).3、

2、(本題3分)一絕熱容器被隔板分成兩半，一半是真空，另一半是理想氣體.若把隔板抽出，氣體 將進(jìn)行自由膨脹，達(dá)到平衡后(A) 溫度不變，嫡增加.(B)溫度升高，嫡增加.(C)溫度降低，嫡增加.(D)溫度不變，嫡不變.4、(本題3分)根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知：(A) 功可以全部轉(zhuǎn)換為熱，但熱不能全部轉(zhuǎn)換為功.(B) 熱可以從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體.(C)不可逆過(guò)程就是不能向相反方向進(jìn)行的過(guò)程.(D) 一切宏觀的自發(fā)過(guò)程都是不可逆的.5、(本題3分)一平面余弦波在t = 0時(shí)刻的波形曲線如圖所示，則 。點(diǎn)的振動(dòng)初相位：為：(A) 0.(B)1n.(C) ? .(D)2n(或p

3、).16、(本題3分)一平面簡(jiǎn)諧波在彈性媒質(zhì)中傳播，在某一瞬時(shí)，媒質(zhì)中某質(zhì)元正處于平衡位置，此時(shí) 它的能量是(A)動(dòng)能為零，勢(shì)能最大.(B)動(dòng)能為零，勢(shì)能為零.(C)動(dòng)能最大，勢(shì)能最大.(D)動(dòng)能最大，勢(shì)能為零.7、(本題3分)一機(jī)車汽笛頻率為750 Hz,機(jī)車以時(shí)速90公里遠(yuǎn)離靜止的觀察者.觀察者聽到的聲音 的頻率是(設(shè)空氣中聲速為 340 m/s )(A) 810 Hz.(B) 699 Hz.(C) 805 Hz.(D) 695 Hz.8、(本題3分)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，入射光的波長(zhǎng)為：，用玻璃片遮住雙縫中的一個(gè)縫，若玻璃片中光 程比相同厚度的空氣的光程大 2.5 ?,則屏上原來(lái)的明紋處(A

4、)仍為明條紋.(B)變?yōu)榘禇l紋.(C)既非明紋也非暗紋.(D)無(wú)法確定是明紋，還是暗紋.9、(本題3分)一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃(如圖)，設(shè)入射角等于布儒斯特角 "，則在界面2 的反射光(A) 是自然光.(B) 是線偏振光且光矢量的振動(dòng)方向垂直于入射面.(C) 是線偏振光且光矢量的振動(dòng)方向平行于入射面.(D) 是部分偏振光.10、(本題3分)一束光是自然光和線偏振光的混合光，讓它垂直通過(guò)一偏振片.若以此入射光束為軸 旋轉(zhuǎn)偏振片，測(cè)得透射光弓S度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光與線偏振光的光強(qiáng)比值為(A) 1 / 2.(B) 1 / 3本大題滿分30 分本 大 題 得

5、 分(C) 1 / 4.(D)1 / 5.二、簡(jiǎn)單計(jì)算與問(wèn)答題(共6小題，每小題5分，共30分)1、(本題5分)人造地球衛(wèi)星繞地球中心做橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，若不計(jì)空氣阻力和其它 星球的作用，在衛(wèi)星運(yùn)行過(guò)程中，衛(wèi)星的動(dòng)量和它對(duì)地心的角動(dòng)量都守 包嗎？為什么？2、(本題5分)一長(zhǎng)為L(zhǎng),密度分布不均勻的細(xì)棒，其質(zhì)量線密度九二及x/L . %為常量，x從輕端算起, 求其質(zhì)心的位置.3、(本題5分)理想氣體微觀結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容是什么?4、(本題5分)兩波在一很長(zhǎng)的弦線上傳播，其表達(dá)式分別為：一 一21 一、 一、y1 =4.00 102cos-二(24t-4x) (SI)321y2 =4.00 10 cos

6、-二(24t 4x) (SI)3求：(1)兩波的頻率、波長(zhǎng)、波速；(2) 兩波疊加后的節(jié)點(diǎn)位置.5、(本題5分)在單縫衍射圖樣中，離中心明條紋越遠(yuǎn)的明條紋亮度越小，試用半波帶法說(shuō)明.6、(本題5分)波長(zhǎng)為K的單色光垂直照射到折射率為 窕的劈形膜上，如圖所示，圖中 n1<n2<n3,觀 察反射光形成的干涉條紋.(1) 從劈形膜頂部。開始向右數(shù)起，第五條暗紋中心所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度 e是多少？(2) 相鄰的兩明紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度之差是多少?三.計(jì)算題（共4小題，每小題10分，共40分）1、（本題10分）一根放在水平光滑桌面上的勻質(zhì)棒，可繞通過(guò)其一端的豎直固定光 滑軸O轉(zhuǎn)動(dòng).棒的質(zhì)量為 m=

7、 1.5 kg ,長(zhǎng)度為l = 1.0 m ,對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng) 慣量為J = 1ml2 .初始時(shí)棒靜止.今有一水平運(yùn)動(dòng)的子彈垂直地射入棒3本小題滿分10 分本 小 題 得 分的另一端，并留在棒中，如圖所示.子彈的質(zhì)量為m?= 0.020 kg,速率為v= 400 m- s-1.求:（1）棒開始和子彈一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)角速度 g有多大？若棒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受到大小為 M = 4.0 Nm的恒定阻力矩作用，棒能轉(zhuǎn)過(guò)多大的角度6 ?2、（本題10分）本小題滿分10 分本 小 題 得 分一定量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過(guò)程， 2B和C- D是等壓過(guò) 程,B-C和 AA是絕熱過(guò)程.已知：Tc= 300 K , Tb= 400

8、 K .求：此 循環(huán)的效率.本小題滿分10分本小題得分xdmXc 二M3、(本題10分)周期T = 4 s ,已知x =一簡(jiǎn)諧波沿Ox軸正方向傳播，波長(zhǎng)？ = 4 m, 0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線如圖所示.(1) 寫出x = 0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程;(2) 寫出波的表達(dá)式；(3) 畫出t = 1 s時(shí)刻的波形曲線.4、(本題10分)設(shè)光柵平面和透鏡都與屏幕平行，在 平面透射光柵上每厘米有5000條刻線，用 它來(lái)觀察鈉黃光(=589 nm)的光譜線.(1)當(dāng)光線垂直入射到光柵上時(shí)，能看 到的光譜線的最高級(jí)次km是多少？(2)當(dāng)光線以30°的入射角(入射線與光柵平面的法線的夾角)斜入 射到光柵上時(shí)，

9、能看到白光譜線的最高級(jí)次 km是多少？ (1nm=109m) 一、選擇題(共10小題，每小題3分，共30分)1、B 2 、B 3、A 4、D 5、D 6、C 7、B 8、B 9、B 10、A、簡(jiǎn)單計(jì)算與問(wèn)答題(共6小題，每小題5分，共30分)1、答：人造衛(wèi)星的動(dòng)量不守恒，因?yàn)樗偸鞘艿酵饬Φ厍蛞Φ淖饔?2分人造衛(wèi)星對(duì)地心的角動(dòng)量守恒，因?yàn)樗艿牡厍蛞νㄟ^(guò)地心，而此力對(duì)地心的力矩為零.3分2、解:0x dm = dx =dxLl 0x1,M = Jdm =j-jdx =- %L 1L 20x dxo) I2=_ LM33、答：(1)氣體分子的線度與氣體分子間的平均距離相比可忽略不計(jì).2 分

10、(2) 分子之間的碰撞以及分子與器壁之間的碰撞都是完全彈性碰撞.1 分(3) 氣體分子之間的平均距離相當(dāng)大，所以除碰撞的瞬間外，分子間的相互作用力略去不計(jì).2分4、解：(1)與波動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式y(tǒng) = Acos2n(vt_x/九) 對(duì)比可得：=4 Hz ,? = 1.50 m ,1分波速u = ? = 6.00 m/s 1分1(2) 下點(diǎn)位置4nx/3 = ±(nn +元)31x=±(n+ - ) m , n = 0 , 1, 2, 3,3 分425、答：除中央明紋(零級(jí))外，其他明紋的衍射方向?qū)?yīng)著奇數(shù)個(gè)半波帶 (一級(jí)對(duì)應(yīng)三個(gè), 二級(jí)對(duì)應(yīng)五個(gè)，),級(jí)數(shù)越大，則單縫處的波陣面

11、可以分成的半波帶數(shù)目越多.其中偶數(shù)個(gè)半波帶的作用兩兩相消之后，剩下的光振動(dòng)未相消的一個(gè)半波帶的面積就越小，由它 決 定 的 該 明 條 紋的 亮 度 也 就 越小.56、解：<m<n2<n3,二反射光之間沒有附加相位差？，光程差為:=2 n2 e第五條暗紋中心對(duì)應(yīng)的薄膜厚度為 e5,2n2 e = (2 k - 1)二/ 2e=(2M51)九/ 4n2 =9九/ 4n23 分(或 2n2 e= (2 k +1)二/ 2k = 4e=(2M4+1)九/ 4n2 =9兒/ 4n2 )明紋的條件是2n2 ek= k：相鄰二明紋所對(duì)應(yīng)的膜厚度之差e = ek+1ek= : / (2三

12、、計(jì)算題(共4小題，每小題10分，共40分)n2) 2 分1、(本題10分)解：(1)角動(dòng)量守恒：, A 2.,2、一八m vl = -ml +m 1 丹2分【3)m =mv一二 =15.4 rad - s-121m m l31c. c(2) M=( - ml +ml )2320歲=2?2"+屋 2m +m l 08=衛(wèi)二15.4 rad 22Mr分分分分2、(本題10分)解:q2二1 二2QiQ = ? Cp(Tb-Ta),Q2 TC -TDQ1 F -TaQ = : Cp(Tc-Td)Tc(1-Td/Tc)Tb(1-Ta/Tb)-PcJTc"根據(jù)絕熱過(guò)程方程得到：11Pa Ta= Pd Td ， PbFbPa = Pb ,Pc = Pd ,Ta / T b = Td / Tc=1 _Q2 =1 -TC =25%QiTb3、(本題10分)解：111 、y0 = 2 10 cos(-二t 一 二)(SI) 23(SI)9111 .y = .2 10 cos2 二(一tx) 443(3) t = 1 s 時(shí)，波形表達(dá)式：y =期；2父102 cos(1 nx-衛(wèi)兀)(SI)26故有如圖的曲線.3 分4、(本題10分)解：光柵常數(shù)d=2X 10-6 m1分(1)垂直入射時(shí)，設(shè)能看到的光譜線的最高級(jí)次為,則據(jù)