中國(guó)石油大學(xué)大學(xué)物理期末試卷

1、本大題總分值30分本大題得分(A)(C)1C、R(N-3mg).1-R(N-mg).(B)(D)1-R(3mg-N).1-R(N-2mg).一、選擇題共10小題,每題3分,共30分,將答案填入題前方括號(hào)內(nèi)1、此題3分質(zhì)量分別為mi和m2的兩滑塊A和B通過(guò)一輕彈簧水平連結(jié)后置于水平桌面上,滑塊與桌面間的摩擦系數(shù)均為氏系統(tǒng)在水平拉力F作用下勻速運(yùn)動(dòng),如下圖.如忽然撤消拉力,那么剛撤消后瞬間,二者的加速度aA和3b分別為F-Baaaaa/vITX(A)aA=0,aB=0.(B)aA>0,aB<0.(C)aA<0,aB>0.(D)aA<0,aB=0.2、此題3分一質(zhì)量為m

2、的質(zhì)點(diǎn),在半彳至為R的半球形容器中,由靜止開(kāi)始自邊緣上的A點(diǎn)滑下,到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí),它對(duì)容器的正壓力為N.那么質(zhì)點(diǎn)自A滑到B的過(guò)程中,摩擦力對(duì)其作的功為3、此題3分一質(zhì)量為M的彈簧振子,水平放置且靜止在平衡位置,如圖所示.一質(zhì)量為m的子彈以水平速度V射入振子中,并隨之一起運(yùn)動(dòng).如果水平面光滑,此后彈簧的最大勢(shì)能為12(A)mv2(C)(Mm)2m22V2M22mv(B)2(Mm)2m2(D)-v.2M4、此題3分氫氣與氧氣的溫度相同,請(qǐng)判斷以下說(shuō)法哪個(gè)正確？(A)氧分子的質(zhì)量比氫分子大,所以氧氣的壓強(qiáng)一定大于氫氣的壓強(qiáng)(B)氧分子的質(zhì)量比氫分子大,所以氧氣的密度一定大于氫氣的密度.(C)氧分子的

3、質(zhì)量比氫分子大,所以氫分子的速率一定比氧分子的速率大.(D)氧分子的質(zhì)量比氫分子大,所以氫分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大.15、(此題3分)關(guān)于熱功轉(zhuǎn)換和熱量傳遞過(guò)程,有下面一些表達(dá)(1)功可以完全變?yōu)闊崃?而熱量不能完全變?yōu)楣?2)一切熱機(jī)的效率都只能夠小于1;(3)熱量不能從低溫物體向高溫物體傳遞；(4)熱量從高溫物體向低溫物體傳遞是不可逆的以上這些表達(dá)(A)只有(2)、(4)正確.(B)只有(2)、(3)、(4)正確.(C)只有(1)、(3)、(4)正確.(D)全部正確.6、(此題3分)某簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)曲線如下圖間單位為秒.那么此簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)方程為(A) x=2cos(2同

4、+彳兀).33(B) x=2cos(2二t一4二).33(C) x=2cos(4二t2二).33(D) x=2cos©二t-2二).33(E) x=2cosg.t、二).,位移的單位為厘米,時(shí)7、此題3分如下圖,兩列波長(zhǎng)為的相干波在P點(diǎn)相遇.波在Si點(diǎn)振動(dòng)的初相是1,Si到P點(diǎn)的距離是1；波在S2點(diǎn)的初相是2,S2到P點(diǎn)的距離是以以k代表零或正、負(fù)整數(shù),那么P點(diǎn)是干預(yù)極大的條件為：(A) r2-r1=k九.(B) 2-1二2k二.(C) 2一12二(r21)/?；,=2k二.(D) 2一；2二(-r2)/：.=2k二.8、此題3分在駐波中,兩個(gè)相鄰波節(jié)間各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)A振幅相同,相位相

5、同.B振幅不同,相位相同.C振幅相同,相位不同.D振幅不同,相位不同9、此題3分在雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中,假設(shè)單色光源S到兩縫&、S2距離相等,那么觀察屏上中央明條紋位于圖中O處.現(xiàn)將光源S向下移動(dòng)到示意圖中的S'位置,那么(A)(B)(C)(D)中央明條紋向下移動(dòng)中央明條紋向上移動(dòng)中央明條紋向下移動(dòng)中央明條紋向上移動(dòng),且條紋間距不變.,且條紋間距不變.,且條紋間距增大.,且條紋間距增大.10、此題3分.當(dāng)其中一偏振片慢兩偏振片堆疊在一起,一束自然光垂直入射其上時(shí)沒(méi)有光線通過(guò)慢轉(zhuǎn)動(dòng)180.時(shí),透射光強(qiáng)度發(fā)生的變化為A光強(qiáng)單調(diào)增加.B光強(qiáng)先增加,后又減小至零C光強(qiáng)先增加,后減小,再增加.

6、D光強(qiáng)先增加,然后減小,再增加,再減小至零二、簡(jiǎn)單計(jì)算與問(wèn)做題共6小題,每題5分,共30分1、此題5分一人用恒力F推地上的木箱,經(jīng)歷時(shí)間At未能推動(dòng)木箱,此推力的沖量等于多少？木箱既然受了力F的沖量,為什么它的動(dòng)量沒(méi)有改變？本大題總分值30分本大題得分2、此題5分一均勻木桿,質(zhì)量為mi=1kg,長(zhǎng)l=0.4m,可繞通過(guò)它的中點(diǎn)且與桿身垂直的光滑水平固定軸,在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng).設(shè)桿靜止于豎直位置時(shí),一質(zhì)量為m2=10g的子彈在距桿中點(diǎn)L處穿透木桿穿透所用時(shí)間不計(jì),子彈初速度的大小vo=200m/s,方向與桿和軸4均垂直.穿出后子彈速度大小減為v=50m/s,但方向未變,求子彈剛穿出的瞬時(shí),桿的12

7、角速度的大小.木桿繞通過(guò)中點(diǎn)的垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣重J=一m1l123、(此題5分)f(v)為麥克斯韋速率分布函數(shù)表示什么物理意義？f(v)dv；(2) "f(v)dv；vpOCI(3) fNf(v)dv.Vp,N為總分子數(shù),vp為分子的最概然速率p卜列各式4、(此題5分)一質(zhì)量為0.20kg的質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧振動(dòng),其振動(dòng)方程為1、x=0.6cos(5t.2二)(SI).求：(1)質(zhì)點(diǎn)在初始時(shí)刻的速度；2質(zhì)點(diǎn)在正向最大位移一半處所受的力5、此題5分在Si的平外表上氧化了一層厚度均勻的SiO2薄膜.為了測(cè)量薄膜厚度,將它的一局部磨成劈形示意圖中的AB段.現(xiàn)用波長(zhǎng)為600nm的平行光垂直照射,觀察反

8、射光形成IbSSiO2膜ASi的等厚干預(yù)條紋.在圖中AB段共有8條暗紋,且B處恰好是條暗紋,求薄膜的厚度.Si折射率為3.42,SiO2折射率為1.506、此題5分圖為單縫衍射裝置示意圖,對(duì)于會(huì)聚到P點(diǎn)的衍射光線,單縫寬度a的波陣面恰好可以分成三個(gè)半波帶,圖中光線1和2,光線3和4在P點(diǎn)引起的光振動(dòng)都是反相的,一對(duì)光線的作用恰好抵消.那么,為什么在P點(diǎn)光強(qiáng)是極大而不是零呢？三.計(jì)算題共4小題,每題10分,共40分1、此題10分如下圖的阿特伍德機(jī)裝置中,滑輪和繩子間沒(méi)有滑動(dòng)且繩子不可以伸長(zhǎng),軸與輪間有阻力矩,求滑輪兩邊繩子中的張力.m=20kg,m2=10kg.滑輪質(zhì)量為m3=5kg.滑輪半徑為

9、r=0.2m.滑輪可視為均勻圓盤(pán),阻力矩Mf=6.6Nm,圓盤(pán)對(duì)過(guò)其中央且與盤(pán)面垂直的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為2、此題10分一定量的某種理想氣體進(jìn)行如下圖的循環(huán)過(guò)程溫度為T(mén)a=300K,求：1氣體在狀態(tài)B、C的溫度；2各過(guò)程中氣體對(duì)外所作的功；3經(jīng)過(guò)整個(gè)循環(huán)過(guò)程,氣體從外界吸收的總熱量氣體在狀態(tài)A的本小題總分值10分本小各過(guò)程吸熱的代數(shù)題得分和.P(Pa)3、(此題10分)圖示為一平面簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)刻的波形圖,求(1)該波的波動(dòng)表達(dá)式(2)P處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程本小題總分值10分本小題得分4、(此題10分)本小題總分值10分本小題得分用鈉光(=589.3nm)垂直照射到某光柵上,測(cè)得第三級(jí)光譜的衍射角為6

10、0°.(1)假設(shè)換用另一光源測(cè)得其第二級(jí)光譜的衍射角為30.,求后一光源發(fā)光的波長(zhǎng).(2)假設(shè)以白光(400nm-760nm)照射在該光柵上,求其第二級(jí)光譜的張角.(1nm=10-9m)一、選擇題(共10小題,每題3分,共30分)1、D2、A3、B4、D5、A6、C7、D8、B9、B10、B二、簡(jiǎn)單計(jì)算與問(wèn)做題(共6小題,每題5分,共30分)1、答：推力的沖量為Fa.2分動(dòng)量定理中的沖量為合外力的沖量,此時(shí)木箱除受力F外還受地面的靜摩擦力等其它外力,木箱未動(dòng)說(shuō)明此時(shí)木箱的合外力為零,故合外力的沖量也為零,根據(jù)動(dòng)量定理木箱動(dòng)量不發(fā)生變化.3分2、解：在子彈通過(guò)桿的過(guò)程中,子彈與桿系統(tǒng)因

11、外力矩為零,故角動(dòng)量守恒那么有m2V0l/4=m2vl/4+Jm2lv0v3m2V0-v0=11.3rad/s4Jm1l3、答：1表示分子的平均速率；2分2表示分子速率在Vp-8區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比；2分3表示分子速率在Vp-8區(qū)間的分子數(shù).1分dx一二4、解：1v=-3.0sin5t-SIdt2t0=0,vo=3.0m/s.2分2（2） F=ma=-m.x1 .x=A時(shí),F=-1.5N,無(wú)負(fù)號(hào)扣1分3分25、解：上下外表反射都有相位突變?nèi)?jì)算光程差時(shí)不必考慮附加的半波長(zhǎng).設(shè)膜厚為eB處為暗紋,c1,C/、,C/C、2ne=-(2k+1),(k=0,1,2,)2A處為明紋,B處第8個(gè)

12、暗紋對(duì)應(yīng)上式k=7e=2k+1R=1.5X10-3mm4n6、答：會(huì)聚在P點(diǎn)的光線不只是1,2,3,4四條光線,而是從1至IJ4之間的無(wú)數(shù)條衍射的光線,它們的相干疊加結(jié)果才決定P點(diǎn)的光強(qiáng).現(xiàn)用半波帶法分析P點(diǎn)的光強(qiáng).由于縫被分成三個(gè)半波帶,其中相鄰兩個(gè)半波帶上對(duì)應(yīng)點(diǎn)發(fā)的光線的光程差為/2,在P點(diǎn)均發(fā)生相消干預(yù),對(duì)總光強(qiáng)無(wú)奉獻(xiàn),但剩下的一個(gè)半波帶上各點(diǎn)發(fā)出的衍射光線聚于P點(diǎn),疊加后結(jié)果是光矢量合振幅差不多為極大值與P點(diǎn)附近的點(diǎn)相比,使P點(diǎn)光強(qiáng)為極大.5分三、計(jì)算題共4小題,每題10分,共40分1、此題10分解：對(duì)兩物體分別應(yīng)用牛頓第二定律(見(jiàn)圖),那么有migTi=miaT2-m2g=m2a對(duì)滑

13、輪應(yīng)用轉(zhuǎn)動(dòng)定律,那么有1T1r-T2r-Mf=JB=m3r平2對(duì)輪緣上任一點(diǎn),有a=rmigm2g又：T/=Ti,T2H=T2那么聯(lián)立上面五個(gè)式子可以解出mgr-m2gr-Mf2八a=2m/s22分1mirm2r-m3r2Ti=mig-mia=156NT2=m2gm2a=118N3分2、(此題10分)解：由圖,pA=300Pa,pB=pC=100Pa;VA=VC=1m3,VB=3m3(1)C-A為等體過(guò)程,據(jù)方程Pa/Ta=pc/Tc得Tc=Tapc/Pa=100K.B-C為等壓過(guò)程,據(jù)方程Vb/Tb=Vc/Tc得Tb=TcVb/Vc=300K.(2)各過(guò)程中氣體所作的功分別為1 ,A-B:A

14、i=(Pa+Pb)(VbVc)=400J.2Bfc：A=pB(VcVB)=200J.c-A:A3=0(3)整個(gè)循環(huán)過(guò)程中氣體所作總功為A=Ai+A2+A3=200J.由于循環(huán)過(guò)程氣體內(nèi)能增量為正=0,因此該循環(huán)中氣體總吸熱Q=A+AE=200J.3、(此題10分)解：(1)O處質(zhì)點(diǎn),t=0時(shí)y0=Acos4=0,v0=-A缶sin6A01所以,二-1二2又T=,Ju=(0.40/0.08)s=5s2分tX二一故波動(dòng)表達(dá)式為y=0.04cos2n(每一a)-萬(wàn)(SI)4分(2)P處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為_(kāi)t0,2,二一一一一3二.yP=0.04cos2n(一)一一=0.04cos(0.4nt)(SI)2分50,4224、(此題10分)