《大學(xué)物理》下冊(cè)試卷及答案解析

第第-#-頁(yè)共6頁(yè)2dtr方向由23.解：3分2分由①式：由③式：由②式：d分九二h/(mv) ①e

分v2—v2=2ad ②0eE=ma ③ev=h/(m九)=7.28X106m/sea=eE/m=8.78X1013m/s2e(v2—v2)/(2a)=0.0968m=9.68cm03分2010-2011大學(xué)物理(下冊(cè))考試試卷一、選擇題(共30分,每小題3分)一物體作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)方程為％=ACOS(31+1n).則該物體在t=0時(shí)刻的動(dòng)能與t=T/8(為振動(dòng)周期)時(shí)刻的動(dòng)能之比為［D］。A.1:4B.1:2C.4:1D.2:12、一橫波以速度u沿x軸負(fù)方向傳播，t時(shí)刻波形圖如圖(a)所示，則該時(shí)刻。［ A］提示：先確定各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，標(biāo)出運(yùn)動(dòng)方向；再由旋轉(zhuǎn)矢量圖作判斷。(A)A點(diǎn)相位為兀； (B)B點(diǎn)靜止不動(dòng)；3n(C)C點(diǎn)相位為7; (D)D點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)；在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若單色光源S到兩縫S1、S2距離相等，則觀察屏上中央明條紋位于圖中O處，現(xiàn)將光源置，則［B］。(A)中央明紋向上移動(dòng)，且條紋間距增大；(B)中央明紋向上移動(dòng)，且條紋間距不變；(C)中央明紋向下移動(dòng)，且條紋間距增大；(D)中央明紋向下移動(dòng)，且條紋間距不變;在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，若增大縫寬，其他條件不變，則中央明條紋［A］。 .(A)寬度變??； (B)寬度變大；(C)寬度不變，且中心強(qiáng)度也不變; (D)寬度不變，但中心強(qiáng)度增大.波長(zhǎng)九二550nm的單色光垂直入射于光柵常數(shù)d=L0義10-4cm的光柵上，可能觀察到的光譜線的最大級(jí)次為［D］。.(A)4 (B)3 (C)2 (D)1.一束光強(qiáng)為I的自然光，相繼通過三個(gè)偏振片尸、尸、P后，P和P偏振化方向相0 12 3 13互垂直。出射光的光強(qiáng)為I=I。/8.若以入射光線為軸，旋轉(zhuǎn)P2,要使出射光的光強(qiáng)為零，P2要轉(zhuǎn)過的角度是［B］。(A)30° (B)45° (C)60° (D)90°

7、在狹義相對(duì)論中，下列幾種說法：所有慣性系對(duì)物理基本規(guī)律都是等價(jià)的；在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)；在任何慣性系中，光在真空中沿任何方向的傳播速率都相同。正確的答案是［D］。A.只有(1)、(2)是正確的； B.只有(1)、(3)是正確的；C.只有(2)、(3)是正確的； D.三種說法都是正確的；.如圖，一定量的理想氣體，由平衡狀態(tài)A變到平衡狀態(tài)B］。(p=p),則無論經(jīng)過的是什么過程，系統(tǒng)必然［AB］。對(duì)外作正功； (B)內(nèi)能增加；(C)從外界吸熱； (D)向外界放熱；9、根據(jù)熱力學(xué)第二定律，以下哪種說法正確［A(A)自然界中一切自發(fā)過程都是不可逆的；不可逆過程就是不能向反方向進(jìn)行的過程；(C)熱量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的過程；(D)任何過程總是沿著熵增加的方向進(jìn)行。10、一機(jī)車汽笛頻率為750Hz,機(jī)車以時(shí)速90公里遠(yuǎn)離靜止的觀察者，觀察者聽到聲音的頻率是(設(shè)空氣中聲速為340m/s)。［: B］（A）810Hz；（B）699Hz； .（C）805Hz；. （D（A）810Hz；得分評(píng)分人得分評(píng)分人二、簡(jiǎn)答題(共15分,每小題3分)1、何謂簡(jiǎn)諧振動(dòng)；答：當(dāng)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移'X'隨時(shí)間't'變化的規(guī)律，遵從余弦函數(shù)或正弦函數(shù)x=AcosGt+中)時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)便是簡(jiǎn)諧振動(dòng)?；颍何灰芚與加速度a的關(guān)系為正比反向關(guān)系。2、簡(jiǎn)述惠更斯-費(fèi)涅耳原理；答：光波在介質(zhì)中，波陣面上的每一點(diǎn)都可以看作相干的子波的波源，它們發(fā)出的子波在空間相遇時(shí)，各子波相互疊加而產(chǎn)生干涉。3、簡(jiǎn)述何謂半波損失；答：光在被反射過程中，從光疏媒質(zhì)入射到光密媒質(zhì)時(shí)，反射光的相位有兀的突變，相當(dāng)于光程增加或減少M(fèi)2、簡(jiǎn)述能均分定理；

答：處于平衡態(tài)的理想氣體，分子的每一個(gè)自由度都具有相同的平均能量kT：25、簡(jiǎn)述熱力學(xué)第一定律與熱力學(xué)第二定律的關(guān)系；答：任何熱力學(xué)過程都必須遵循熱力學(xué)第一定律，但是循熱力學(xué)第一定律的熱力學(xué)過程不一定自發(fā)發(fā)生，自發(fā)發(fā)生的熱力學(xué)過程還必須遵循熱力學(xué)第二定律。得分評(píng)分人三、填空題(共24分,每小題3得分評(píng)分人三、填空題(共24分,每小題3分)如圖所示為一平面簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)刻的波形圖，則該波的波動(dòng)方程是：%=0.04cos0"-1 2、在波長(zhǎng)為九的駐波中，兩個(gè)相鄰波腹之間的距離為N23、一簡(jiǎn)諧振動(dòng)的表達(dá)式為％=Acos(3t+。)，已知t=0時(shí)的初位移為0.04m,初速度為0.09m/s,則振幅A=—A=0.05，初相=tan①二一-__?兩束光相干的條件是頻率和振動(dòng)方向相同，相位差恒定；獲得相干光的兩種方法分別是 分波陣面和分振幅— 。5、在邁克耳遜干涉儀中的可調(diào)反射鏡平移了0.064mm的過程中,觀測(cè)到200個(gè)條紋的移動(dòng)，則使用的單色光的波長(zhǎng)是—6.4義102。6、6、已知f(v)為麥克斯韋速率分布函數(shù)，v為分子的最概然速率.則Jvpfv)dv表示_p 0 一―分布在0-v之間的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率；速率v>v的分子的pp平均速率表達(dá)式為J"f(v)vdv；J*f(v)dv,v ■■vp p7、壓強(qiáng)、體積和溫度都相同的氫氣和氦氣(均視為剛性分子的理想氣體),它們的質(zhì)量之

比為m:m= ,它們的內(nèi)能之比為E:E1:1 ,各量下角12 12標(biāo)1表示氫氣,2表示氦氣）8、一可逆卡諾熱機(jī)，低溫?zé)嵩礊?70C,熱機(jī)效率為，其高溫?zé)嵩礈囟葹?00K；若在相同的高低溫?zé)嵩聪逻M(jìn)行卡諾逆循環(huán)，則該卡諾機(jī)的致冷系數(shù)為得分評(píng)分人四、計(jì)算題（共得分評(píng)分人四、計(jì)算題（共31分）如圖（）所示，兩個(gè)輕彈簧的勁度系數(shù)分別為k,k.當(dāng)物體12在光滑斜面上振動(dòng)時(shí)．證明其運(yùn)動(dòng)仍是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；TOC\o"1-5"\h\z求系統(tǒng)的振動(dòng)頻率． （8分）解：（1）設(shè)平衡時(shí)，兩彈簧的伸長(zhǎng)量分別為：x,x平衡時(shí)12mgsin=kx=kx 1）（2分）\o"CurrentDocument"11 2物體位移為X時(shí)，兩彈簧的伸長(zhǎng)量分別為：x',x',則物理受力:12F=mgsin0一k(x2\o"CurrentDocument")=mgsin0—k(x+x') ( F=mgsin0一k(x211 1由(1)和(2)得：x，=-F,x，=-E1k2k12又因?yàn)椋簒'又因?yàn)椋簒'+x'=x12（2）振動(dòng)頻率：kk所以F=x=kx

k+k12(3分)3 1 .T 1 :一林一(1分)y=—=——=—(1—i(1分)2兀 2兀mm 2k(\k+km1 1 2在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)入=550nm的單色平行光垂直入射到縫間距a=2x10-4m的雙縫上，屏到雙縫的距離D=2m。求：1）中央明紋兩側(cè)的兩條第10級(jí)明紋中心的間距；2）用一厚度為e=6.6x10-6m、折射率為n=1.58的玻璃片覆蓋一縫后，零級(jí)明

紋將移到原來的第幾級(jí)明紋處？(1nm=紋將移到原來的第幾級(jí)明紋處？(1nm=10-9m)（8分）解：（ Ax=20D九/a=TOC\o"1-5"\h\z分 （分）（2覆）蓋云玻璃后，零級(jí)明紋應(yīng)滿足（n-1）e+r=r （分）12設(shè)不蓋玻璃片時(shí)，此點(diǎn)為第 級(jí)明紋，則應(yīng)有r-r=k九 （分）21所以 （n-1）e=k九k=（n-1）e/X=6.96~7零級(jí)明紋移到原第7級(jí)明紋處 （2分）3、 波源作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方程為y=4.0x10-3cos240nt（m）,它所形成的波形以m?S 的速度沿一直線傳播.求：（）求波的周期及波長(zhǎng)；（）寫出波動(dòng)方程.（分）分析：先將運(yùn)動(dòng)方程與其一般形式＞=Acost+P）進(jìn)行比較，求出振幅、角頻率3及初相9，而這三個(gè)物理量與波動(dòng)方程的一般形式》=Acos"-x/u）+q］中相應(yīng)的三個(gè)物理量是相同的.再利用題中已知的波速及公式3=nv=n/和入=即可求解．解（）由已知的運(yùn)動(dòng)方程可知，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的角頻率①=240ns-1.根據(jù)分析中所述，波的周期就是振動(dòng)的周期，故有T=T=2n//=8.33x10-3s(2分)波長(zhǎng)為 入= =m （分）（2）將已知的波源運(yùn)動(dòng)方程與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程的一般形式比較后可得=X-①=240ns-1,9=故以波源為原點(diǎn)，以 m?s 的速度沿軸正向傳播的波的波動(dòng)方程為：y=A的波動(dòng)方程為：y=Acos心V-x

=4.0x10-3cos(2/u)+①1 40n/-8nx)(m)(2分)(1分)4一壓強(qiáng)為1.0義105 p體積為1.0義10-3m3的氧氣自0叱加熱到1000c，問：（1當(dāng)）壓強(qiáng)不變時(shí)，需要多少熱量？當(dāng)體積不變時(shí)，需要多少熱量？TOC\o"1-5"\h\z（2在）等壓和等體過程中各作了多少功？ （8分）解：由理想氣體方程：pV=、RT，可得：丫=4.41x10-2mol （分）（）壓強(qiáng)不變時(shí)：Q=yC（T-T）=129.8J （分）P pm21（2）體積不變時(shí)：Q=yC（T-T）=93.1J （2分）v vm2 1（