大學(xué)物理2試卷二

1、大學(xué)物理2試卷二一、填空題（共21分）1.（本題3分）兩種不同的理想氣體，若它們的最概然速率相等，則它們的 (A) 平均速率相等，方均根速率相等 (B) 平均速率相等，方均根速率不相等 (C) 平均速率不相等，方均根速率相等 (D) 平均速率不相等，方均根速率不相等 2.（本題3分） 一定量的理想氣體，在溫度不變的條件下，當(dāng)體積增大時(shí)，分子的平均碰撞頻率和平均自由程的變化情況是： (A) 減小而不變 (B)減小而增大 (C) 增大而減小 (D)不變而增大 3.（本題3分）一輛汽車以25 m/s的速度遠(yuǎn)離一輛靜止的正在鳴笛的機(jī)車機(jī)車汽笛的頻率為600 Hz，汽車中的乘客聽到機(jī)車鳴笛聲音的頻率是（

2、已知空氣中的聲速為330 m/s） (A) 550 Hz (B) 645 Hz (C) 555 Hz (D) 649 Hz 4（本題3分）如圖，用單色光垂直照射在觀察牛頓環(huán)的裝置上當(dāng)平凸透鏡垂直向上緩慢平移而遠(yuǎn)離平面玻璃時(shí)，可以觀察到這些環(huán)狀干涉條紋 (A) 向右平移 (B) 向中心收縮 (C) 向外擴(kuò)張 (D) 靜止不動 (E) 向左平移 5（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i0，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方向垂直于入射面 (C) 是線偏振光且光矢量的振動方向平行于入射面 (D) 是部分偏振光 B 解：因是

3、布儒斯特角，所以 。而界面2的入射角為，有，由布儒斯特定律知： 是布儒斯特角，所以在界面2的反射光是線偏振光且光矢量的振動方向垂直于入射面.6.（本題3分）用頻率為n 的單色光照射某種金屬時(shí)，逸出光電子的最大動能為EK；若改用頻率為2n 的單色光照射此種金屬時(shí)，則逸出光電子的最大動能為： (A) 2 EK . (B) 2hn - EK (C) hn - EK (D) hn + EK 7（本題3分） 不確定關(guān)系式表示在x方向上 (A) 粒子位置不能準(zhǔn)確確定 (B) 粒子動量不能準(zhǔn)確確定 (C) 粒子位置和動量都不能準(zhǔn)確確定 (D) 粒子位置和動量不能同時(shí)準(zhǔn)確確定 二、填空題（共19分）8.（本題

4、3分）1 mol氧氣(視為剛性雙原子分子的理想氣體)貯于一氧氣瓶中，溫度為27，這瓶氧氣的內(nèi)能為_J；分子的平均平動動能為_；分子的平均總動能為_ (摩爾氣體常量 R= 8.31 Jmol-1K-1 玻爾茲曼常量 k= 1.3810-23K-1） 9.（本題4分） 現(xiàn)有兩條氣體分子速率分布曲線(1)和(2)，如圖所示 若兩條曲線分別表示同一種氣體處于不同的溫度下的速率分布，則曲線_表示氣體的溫度較高 若兩條曲線分別表示同一溫度下的氫氣和氧氣的速率分布，則曲線_表示的是氧氣的速率分布解：由可知，對同一種氣體，大的曲線（2）表示的溫度高；對同一溫度，小的曲線（1）表示分子質(zhì)量大的氧氣的速率分布。1

5、0（本題3分）一個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與兩個(gè)在同一直線上的簡諧振動，其表達(dá)式分別為 , (SI) 則其合成振動的振幅為_，初相位為_ 解：合振幅 ， 初相位 11（本題3分）在真空中沿著z軸的正方向傳播的平面電磁波，O點(diǎn)處電場強(qiáng)度為xyzOExHyu，則O點(diǎn)處磁場強(qiáng)度為_ （真空介電常量 e 0 = 8.8510-12 F/m，真空磁導(dǎo)率 m 0 =4p10-7 H/m）解： 由得磁場強(qiáng)度波的表達(dá)式 12（本題3分）一束光垂直入射在偏振片P上，以入射光線為軸轉(zhuǎn)動P，觀察通過P的光強(qiáng)的變化過程若入射光是_光，則將看到光強(qiáng)不變；若入射光是_，則將看到明暗交替變化，有時(shí)出現(xiàn)全暗；若入射光是_，則將看到明暗交替

6、變化，但不出現(xiàn)全暗 解： 自然光、 線偏振光、 部分偏振光 13（本題3分）根據(jù)氫原子理論，若大量氫原子處于主量子數(shù)n = 5的激發(fā)態(tài)，則躍遷輻射的譜線可以有_條，其中屬于巴耳末系的譜線有_條解：畫圖求解三、計(jì)算題（共60分）14（本題10分）0.32kg的氧氣作如圖所示的ABCDA循環(huán)，設(shè)，求循環(huán)效率。氧氣的定體摩爾熱容的實(shí)驗(yàn)值為解 因AB、CD為等溫過程，循環(huán)過程中系統(tǒng)作的凈功為由于吸熱過程僅在等溫膨脹（對應(yīng)于AB段）和等體升壓（對應(yīng)于DA段）中發(fā)生，而等溫過程中，則 等體升壓過程中，則 所以循環(huán)過程中系統(tǒng)吸熱的總量為 由此得到該循環(huán)的效率為 15（本題10分） 某質(zhì)點(diǎn)作簡諧振動，周期為2

7、 s，振幅為0.06 m，t = 0 時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)恰好處在負(fù)向最大位移處，求 (1) 該質(zhì)點(diǎn)的振動方程； (2) 此振動以波速u = 2 m/s沿x軸正方向傳播時(shí)，形成的一維簡諧波的波動表達(dá)式，（以該質(zhì)點(diǎn)的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)）； (3) 該波的波長 16（本題10分）t=0.25s0.45x/my/mOt=00.2P一列沿x正方向傳播的簡諧波，已知 和 ( T ) 時(shí)的波形如圖所示，試求 （1）此波的波動方程；（2）P點(diǎn)的簡諧振動方程。解：（1）由波形圖可知,則 xfo用矢量圖示法可得原點(diǎn)的初相位為 故原點(diǎn)O的簡諧運(yùn)動表達(dá)式為 則此波的波動表達(dá)式為 m 17（本題10分） 在圖示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中

8、，若用薄玻璃片(折射率n11.4)覆蓋縫S1，用同樣厚度的玻璃片(但折射率n21.7)覆蓋縫S2，將使原來未放玻璃時(shí)屏上的中央明條紋處O變?yōu)榈谖寮壝骷y設(shè)單色光波長l480 nm(1nm=109m)，求玻璃片的厚度d(可認(rèn)為光線垂直穿過玻璃片)18（本題10分）用波長為500 nm (1 nm=10-9 m)的單色光垂直照射到由兩塊光學(xué)平玻璃構(gòu)成的空氣劈形膜上在觀察反射光的干涉現(xiàn)象中，距劈形膜棱邊l = 1.56 cm的A處是從棱邊算起的第四條暗條紋中心 (1) 求此空氣劈形膜的劈尖角q； (2) 改用600 nm的單色光垂直照射到此劈尖上仍觀察反射光的干涉條紋，A處是明條紋還是暗條紋？ (3)

9、 在第(2)問的情形從棱邊到A處的范圍內(nèi)共有幾條明紋？幾條暗紋？解：(1) 棱邊處是第一條暗紋中心，在膜厚度為d2l處是第二條暗紋中心，依此可知第四條暗紋中心處，即A處膜厚度 d4 = 4.810-5 rad (2) 由上問可知A處膜厚為 d43500 / 2 nm750 nm 對于l600 nm的光，連同附加光程差，在A處兩反射光的光程差為，它與波長之比為所以A處是明紋 (3) 棱邊處仍是暗紋，A處是第三條明紋，所以共有三條明紋，三條暗紋19（本題10分）(1) 在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，垂直入射的光有兩種波長，l1=400 nm，l2=760 nm (1 nm=10-9 m)已知單縫寬度a

10、 =1.010-2 cm，透鏡焦距f=50 cm求兩種光第一級衍射明紋中心之間的距離 (2) 若用光柵常數(shù)a+b=1.010-3 cm的光柵替換單縫，其它條件和上一問相同，求兩種光第一級主極大之間的距離 20（本題10分） 假定在康普頓散射實(shí)驗(yàn)中，入射光的波長l0 = 0.0030 nm，反沖電子的速度 v = 0.6 c，求散射光的波長l ( 電子的靜止質(zhì)量me = 9.1110-31 kg ，普朗克常量h = 6.6310-34 Js，1 nm = 10-9 m，c表示真空中的光速 ) 解：根據(jù)能量守恒，有 這里 則 解得： = 0.00434 nm 大學(xué)物理2試卷二答案一、選擇題（共21

11、分）1（本題3分）A2（本題3分）B3（本題3分）C4（本題3分）B5（本題3分）B6（本題3分）D7（本題3分）D二、填空題（共19分）8（本題3分）6.2310 3 6.2110 - 21 1.03510 - 21 9（本題4分） (2) (1)10（本題3分） 110-2 m p/6 11（本題3分） A/m 12（本題3分）自然光或(和)圓偏振光、 線偏振光(完全偏振光)、 部分偏振光或橢圓偏振光 13（本題3分）10 3三、計(jì)算題（共60分）14（本題10分）解 因AB、CD為等溫過程，循環(huán)過程中系統(tǒng)作的凈功為由于吸熱過程僅在等溫膨脹（對應(yīng)于AB段）和等體升壓（對應(yīng)于DA段）中發(fā)生，

12、而等溫過程中，則 等體升壓過程中，則 所以循環(huán)過程中系統(tǒng)吸熱的總量為 由此得到該循環(huán)的效率為 15（本題10分） 解：(1) 振動方程 (SI) (2) 波動表達(dá)式 (SI) (3) 波長 m 16（本題10分）解：（1）由波形圖可知,則 xfo用矢量圖示法可得原點(diǎn)的初相位為 故原點(diǎn)O的簡諧運(yùn)動表達(dá)式為 則此波的波動表達(dá)式為 m 17（本題10分） 解：原來， d = r2r1= 0 覆蓋玻璃后， d ( r2 + n2d d)(r1 + n1dd)5l (n2n1)d5l = 8.010-6 m 18（本題10分） 解：(1) 棱邊處是第一條暗紋中心，在膜厚度為d2l處是第二條暗紋中心，依此可知第四條暗紋中心處，即A處膜厚度 d4 = 4.810-5 rad (2) 由上問可知A處膜厚為 d43500 / 2 nm750 nm 對于l600 nm的光，連同附加光程差，在A處兩反射