華南理工大學(xué)期末考試

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華南理工大學(xué)期末考試

《2023級大學(xué)物理（I）期末試卷A卷》試卷

一、選擇題（共30分）

1．（此題3分）

如下圖，湖中有一小船，有人用繩繞過岸上一定高度處的定滑輪拉湖中的船向岸邊運(yùn)動．設(shè)該人以勻速率v0收繩，繩不伸長、湖水

?v0靜止，則小船的運(yùn)動是

(A)變加速運(yùn)動．(B)變減速運(yùn)動．

(C)勻加速運(yùn)動．(D)勻減速運(yùn)動．

(E)勻速直線運(yùn)動．［］2．（此題3分）

2某物體的運(yùn)動規(guī)律為dv/dt??kvt，式中的k為大于零的常量．當(dāng)t?0時，初速為v0，則速度v與時間t的函數(shù)關(guān)系是

121kt21(A)v?kt?v0,(B)??

2v2v0121kt21(C)v??kt?v0,(D)［］???2v2v0

3．（此題3分）

水平地面上放一物體A，它與地面間的滑動摩擦系數(shù)為??．現(xiàn)加一恒力F如下圖．欲使物體A有最大加速度，則恒

F?力F與水平方向夾角??應(yīng)滿足

??A(A)sin??＝?．(B)cos??＝?．(C)tg??＝?．(D)ctg??＝?．［］

4．（此題3分）

已知氫氣與氧氣的溫度一致，請判斷以下說法哪個正確？

(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．［］5．（此題3分）

在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，若氧氣(視為剛性雙原子分子的理想氣體)和氦氣的體積比V1/V2=1/3，則其內(nèi)能之比U1/U2為:(A)3/10．(B)1/3．

(C)5/6．(D)5/9．［］6．（此題3分）

一質(zhì)點作簡諧振動，周期為T．當(dāng)它由平衡位置向x軸正方向運(yùn)動時，從二分之一最大位移處到最大位移處這段路程所需要的最短時間為(A)T/12．(B)T/8．

(C)T/6．(D)T/4．［］7．（此題3分）

一彈簧振子作簡諧振動，當(dāng)其偏離平衡位置的位移的大小為振幅的1/2時，其動能為振動總能量的

(A)1/2.(B)3/4.

(C)11/16.(D)15/16［］8．（此題3分）

如下圖，波長為?的平行單色光垂直入射在折射率為n2的薄n1??膜上，經(jīng)上下兩個表面反射的兩束光發(fā)生干擾．若薄膜厚度為e，而且n1＞n2＞n3，則兩束反射光在相遇點的相位差為

en2(A)4?n2e/?．(B)2?n2e/?．

(C)(4?n2e/?????．(D)(2?n2e/?????．［］n3

9．（此題3分）

如下圖，平板玻璃和凸透鏡構(gòu)成牛頓環(huán)裝置，全部浸入n＝??1.60的液體中，凸透鏡可沿OO?移動，用波長?＝500nm(1nm=10?9m)的單色光垂直入射．從上向下觀測，看到中心是一個暗斑，此時凸

O透鏡頂點距平板玻璃的距離最少是

n=1.68(A)156.3nm(B)148.8nm

n=1.60(C)78.1nm(D)74.4nm

n=1.58(E)0［］

O?

10．（此題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i0斯特角i0，則在界面2的反射光1(A)是自然光．

2(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［］

二、填空題（共30分）

11．（此題3分）

兩塊并排的木塊Ａ和Ｂ，質(zhì)量分別為2m和m，靜止地放置在光滑

AB的水平面上，一子彈水平地穿過兩木塊，設(shè)子彈穿過兩木塊所用的時間均為?t,木塊對子彈的阻力為恒力F，則子彈穿出木塊B后，木塊B的速度大小為______________________．12．（此題3分）

??某質(zhì)點在力F＝(4＋5x)i(SI)的作用下沿x軸作直線運(yùn)動，在從x＝0移動到x＝10m

?的過程中，力F所做的功為__________J．

13．（此題3分）

一桿長l＝0.5m，可繞通過其上端的水平光滑固定軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，相對于O軸的轉(zhuǎn)動慣量J＝5kg·m2．原來桿靜止并自然下垂．若在桿的下端水平射入質(zhì)量m＝0.01kg、速率為v＝400m/s的子彈并嵌入桿內(nèi)，則桿的初始角速度?＝________________rad·s?1．

f(v)14．（此題3分）

圖示的兩條f(v)~v曲線分別表示氫氣和氧氣在同一溫

度下的麥克斯韋速率分布曲線．由此可得

氧氣分子的最概然速率為________________m/s．

v（m./s）O2000

15．（此題3分）

某氣體在溫度為T=273K時，壓強(qiáng)為p=1.0×10?2atm，密度?=1.24×10?2kg/m3，則該氣體分子的方均根速率為___________m/s．(1atm=1.013×105Pa)16．（此題3分）

右圖為一理想氣體幾種狀態(tài)變化過程的p－V圖，p其中MT為等溫線，MQ為絕熱線，在AM、BM、CM三

M種準(zhǔn)靜態(tài)過程中：

(1)溫度降低的是__________過程；AT

BQ(2)氣體吸熱的是__________過程．

COV

17．（此題3分）

一質(zhì)點同時參與了三個簡諧振動，它們的振動方程分別為

(t?x1?Acos?15?),x2?Acos(?t??),x3?Acos(?t??)33其合成運(yùn)動的運(yùn)動方程為x=______________．

18．（此題3分）

在固定端x=0處反射的反射波表達(dá)式是y2?Acos(?t?2πx/?).設(shè)反射波無能量損失，那么入射波的表達(dá)式是y1=________________________。19．（此題3分）

如下圖，在雙縫干擾試驗中SS1＝SS2，用波長為?的光照S1P射雙縫S1和S2，通過空氣后在屏幕E上形成干擾條紋．已知P點處為第三級明條紋．若將整個裝置放于某種透明液體中，PS點為第四級明條紋，則該液體的折射率n＝____________．

S2

E20．（此題3分）在單縫夫瑯禾費衍射試驗中，設(shè)第一級暗紋的衍射角很

-小，若用波長?1=500nm光，其中央明紋寬度為5.0mm，則用?2=400nm(1nm=109m)的光，其中央明紋寬度為__________mm．

三、計算題（共40分）

21．（此題10分）

質(zhì)量分別為m和2m、半徑分別為r和2r的兩個均勻圓盤，同軸地粘在一起，可以繞通過盤心且垂直盤面的水平光滑固定軸轉(zhuǎn)動，對轉(zhuǎn)軸的

2

轉(zhuǎn)動慣量為9mr/2，大小圓盤邊緣都繞有繩子，繩子與圓盤邊緣無相對滑動，繩子下端都掛一質(zhì)量為m的重物，如下圖．求盤的角加速度的大小．22．（此題10分）

氣缸內(nèi)貯有36克水蒸汽(視為剛性分子理想氣p(atm)體，其摩爾質(zhì)量為18?10?3kg/mol)，經(jīng)abcda循6環(huán)過程如下圖．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：

2(1)d－a過程中水蒸氣作的功Ada

2rrm2mmm

bca25d50(2)a－b過程中水蒸氣內(nèi)能的增量?Uab(3)b－c過程中水蒸氣吸收的熱量Qbc(4)整個循環(huán)過程中的凈功

OV(L)-33(注：1atm=1.013×105Pa，1L=10m，普適氣體常量R?8.31J/(mol?K)，

ln2?0.693)

23．（此題10分）

如圖為一平面簡諧波在t=0時刻的波形圖，此時O點恰好y(m)處在平衡位置點，已知波速u=20m/s．試求出0.20u（1）P處質(zhì)點的振動方程．PQO2040x(m)（2）該波的波動方程。

24．（此題10分）

用鈉光(?=589.3nm)垂直照射到某光柵上，測得第三級光譜的衍射角為60°．(1)若換用另一光源測得其其次級光譜的衍射角為30°，求后一光源發(fā)光的波長．

(2)若以白光(400nm－760nm)照射在該光柵上，求其其次級光譜的張角．

-(1nm=109m)

答案及評分標(biāo)準(zhǔn)

一、選擇題(每題3分)

A，B，C，D，D；C，B，A，C，B

二、填空題(每題3分)

11.4F?t3m或1.33F?tm12.290

13.0.4或0.399814.500

15.495或245080

16.（1）AM1分；（2）CM2分17.?

18.y1?Acos(?t?2πx/???)或y1?Acos(?t?2πx/???)19.1.3320.4

三、計算題(每題10分)

21．解：受力分析如圖．

以垂直紙面指向外為轉(zhuǎn)軸正方向T1?mg?ma12分mg?T2?ma22分

9mr2T2(2r)?T1r?2?3分a1?r?1分a2?2r?1分解上述5個聯(lián)立方程，得：??2g19r1分

22．解：水蒸汽的質(zhì)量m0＝36×10-3kg水蒸汽的摩爾質(zhì)量M＝18×10-3kg，i=6(1)Ada=pa(Va－Vd)1分

=－5.065×103J1分(2)?Um0iab?M2R(Tb?Ta)2分?i2Va(pb?pa)=3.039×104J1分(3)TpbVab?(m?914K0/M)RQm0Vbc?Abc?MRTblncV2分

b

??T2T1a2a1P?2P?1

=1.05×104J1分

(4)凈功A=Abc+Ada=5.47×10J2分

?2???1分23．解：(1)??40m，u=20m/s，則T??2s，??uT原點O處質(zhì)點，t=0時恰好處于平衡位置，

?則根據(jù)旋轉(zhuǎn)矢量法知O點的初相位為2分

3

2

O處振動方程為