大學(xué)物理A綜合試題上

2004(A)綜合試題(上)班級__________學(xué)號_________姓名__________一、選擇題(單項選擇,每題3分,共27分)(1)1.質(zhì)點的質(zhì)量為m,置于光滑球面的頂點A處(球面固定不動),如圖所示,當(dāng)它由靜止開始下滑到球面上B點時,它的加速度的大小為(A)a=2g(1-cosθ)。(B)a=gsinθ

。(C)a=g。(D)。θAB12.一個容器內(nèi)有1摩爾氫氣和1摩爾氦氣,若兩種氣體各自對器壁產(chǎn)生的壓強分別為P1和P2,則兩者關(guān)系是:(A)P1=P2。(B)P1<P2。(C)P1>P2。(D)不能確定。3.如圖,長為L、質(zhì)量為M的勻質(zhì)細(xì)棒,放在光滑的水平桌面上,可繞通過中點O的光滑豎直軸轉(zhuǎn)動,軸固定,開始時靜止。一質(zhì)量為m、速度為v0的子彈垂直擊中棒的一端,撞擊后從棒的一端打下質(zhì)量也為m的一小段(視為質(zhì)點),與子彈結(jié)合在一起以v0/8的速率沿垂直方向飛出,則此時棒的角速度為(A)。(B)。(C)。(D)。O?(2)24.如圖所示,兩個小球A、B的質(zhì)量分別為m1和m2,用一個質(zhì)量不計、勁度系數(shù)為k的彈簧連接起來。把彈簧壓縮x0并用線扎住,放在光滑水平面上,A緊靠墻壁,然后燒斷扎線。判斷下列說法哪個正確。(A)彈簧由初始恢復(fù)為原長的過程中,以A、B、彈簧為系統(tǒng),動量守恒。(B)在上述過程中,系統(tǒng)機械能守恒。(C)當(dāng)A離開墻后,整個系統(tǒng)動量守恒,機械能不守恒。(D)A離開墻后,整個系統(tǒng)機械能為kx02/2,總動量為零。ABm1m2(3)5.一絕熱容器被隔板分成一半是真空,另一半是理想氣體;若把隔板抽出,氣體進行自由膨脹,達到平衡后(A)溫度不變,熵不變。(B)溫度升高,熵增加。(C)溫度不變,熵增加。(D)溫度降低,熵增加。36.以平面簡諧波在彈性媒質(zhì)中傳播,在媒質(zhì)質(zhì)元從平衡位置運動到最大位移的過程中:(A)它的動能轉(zhuǎn)換成勢能。(B)它的勢能轉(zhuǎn)換成動能。(C)它從相鄰的質(zhì)元獲得能量,其能量逐漸增大。(D)它把自己的能量傳給相鄰質(zhì)元,其能量逐漸減小。7.一列波沿x軸傳播,到達坐標(biāo)原點時的波形如圖所示,那波傳播到N點時,處于o點的質(zhì)點所通過的路程和該時刻的位移是:(A)40.5cm,1cm。(B)81cm,1cm。(C)40.5cm,-1cm。(D)81cm,-1cm。x(cm)y(cm)-2u1-1-1oN40.5(4)49.一束單色光垂直入射在平面光柵上,衍射光譜中共出現(xiàn)了5條明紋,若光柵的縫寬度與不透明寬度相等,那么在中央明紋一側(cè)的第二條明紋是第幾級?(A)一級。(B)二級。(C)三級。(D)四級。(5)8.如圖所示,波長為λ的平行單色光斜入射到縫間距為d的雙縫上,入射角為θ,在圖中屏幕E上任意點P處,兩束相干光的相位差為:(A)。(B)。(C)。(D)。S1S2PEdλθ5二、填空題(每題3分,共33分)1.一根長為l的細(xì)繩的一端固定于光滑水平面上的O點,另一端系一質(zhì)量為m的小球,開始時繩子是松弛的,小球與O點的距離為h;使小球以某個初速率沿該光滑水平面上一直線運動,該直線垂直于小球初始位置與O點的連線;當(dāng)小球與O點的距離達到l時,繩子繃緊從而使小球沿一個以O(shè)點為圓心的園形軌跡運動,則小球作圓周運動時的動能Ek與初動能Ek0的比值Ek/Ek0=_________。2.轉(zhuǎn)動著的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為J,在t=0時,角速度為ω0,此后飛輪經(jīng)歷制動過程。阻力矩M的大小與角速度ω的平方成正比,比例系數(shù)為k(k>0的常數(shù))。當(dāng)ω=ω0/3時飛輪的角加速度β=_________。從開始制動到ω=ω0/3所經(jīng)過的時間t=___________。(6)64.剛性雙原子分子的理想氣體在等壓下膨脹所做的功為W,則傳遞給氣體的熱量為____________。3.如圖,一薄圓盤(m,R)可繞通過其一直徑oo'轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動慣量為J=mR2/4該圓盤從靜止開始在恒力矩M作用下轉(zhuǎn)動,t

秒后位于圓盤邊緣上與oo'軸的垂直距離為R的P點的切向加速度at=_____________和法向加速度an=_________________。(7)5.某種理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度ρ=0.0894[kg·m-3],則該氣體定壓摩爾熱容量Cp,mol=___________,定容摩爾熱容量CV,mol=_____________________。(R=8.31[kg·mol-1K-1])Poo'77.如圖,A,B為兩相干波波源,A產(chǎn)生的橫波僅沿AC方向傳播,B產(chǎn)生的橫波僅沿BC方向傳播,媒質(zhì)對波不吸收,波源頻率為100Hz,振輻為0.1m,波源A的初相1=0,比波源B超前/3;若C點距A、B距離分別為r1=50m和r2=54m,波速u=30m/s。則(1)C點合振動的方程為________________________;

(2)在AC連線的延長線上且距C點7m處D點的振動方程為______________________________。ABCDr1r26.質(zhì)量相等的氧和氦分別盛在二個容器中(V等),溫度相等情況下,氧和氦的壓強之比________,氧分子與氦分子平均平動動能之比________和內(nèi)能之比________。

(8)89.波長為λ的單色平行光垂直照射在縫寬為a=5λ

的單縫上,對應(yīng)θ=________的衍射角,單縫處的波面可劃分為5個半波帶,對應(yīng)的屏上條紋為______紋。10.光柵方程d·sinθ=kλ,

(k=±1,±2,…)當(dāng)k=2時,第一條縫與第二條縫沿θ角出射的光線的光程差為______,第一條縫與第N條縫沿θ角出射的光線的光程差為_______。11.自然光強度為I,通過兩個偏振化方向相交為60o的偏振片,透射光強為__________;今在這兩偏振片之間再插入另一偏振片,其偏振化方向與前兩均成30o,這時透射光強為__________。8.一縱波沿x軸負(fù)向傳播(平面簡諧波),振幅A=3×10ˉ2m已知x=2cm和x=4cm處質(zhì)元的相位差為π/2;設(shè)t

時刻x=2cm處的位移為-A/2,且沿x軸負(fù)向運動,則x=4cm處的t時刻位置坐標(biāo)是__________運動方向為__________。(9)9三、計算題(每題10分,共40分)(10)2.1mol雙原子分子理想氣體作如圖的可逆循環(huán)過程,其中1~2為直線,2~3為絕熱線,3~1為等溫線,已知:T2=2T1,V3=8V1求:(1)各過程的功,內(nèi)能增量和傳遞的熱量(用T1和已知常數(shù)表示)。(2)此循環(huán)的效率ηoPVP2P1123V3V2V11.勻質(zhì)園盤(m,R),初角速度ω0

不計軸承處的摩擦,如空氣對園盤表面每單位面積摩擦力正比于該處速率,即f=kv(k為常數(shù)),如圖。求:

(1)t時刻園盤角速度為ω時,所受空氣阻力矩?(2)園盤轉(zhuǎn)幾圈后停止?103.一平面簡諧波沿x軸正向傳播,其振幅為A,頻率為ν,波速為u,設(shè)t=t0

時刻的波形曲線如圖所示。求:(1)x=0處質(zhì)點的振動方程。(2)該波的波函數(shù)。4.在圖示的雙縫干涉實驗中,D=120cm,d=0.5mm,用波長為λ=5000?的單色光垂直照射雙縫。(1)求原點o(零級明條紋所在處)上方的第五級明條紋的坐標(biāo)x。(2)如果用厚度h=1×10-2mm,折射率n=1.58的透明薄膜覆蓋S1縫后面,求上述第五級明條紋的坐標(biāo)x'

。(11)S1S2doxDoxyt=t011參考答案一、選擇題二、填空題1.(D)2.(A)3.(B)4.(B)5.(C)6.(D)7.(D)8.(A)9.(C)1.質(zhì)點的角動量守恒:ohlmh·mv0=l·mv

v/v0=h/lEk/Ek0=h2/l22.由轉(zhuǎn)動定律:為正方向(12)123.由轉(zhuǎn)動定理:4.由熱力學(xué)第一定律:Q=A+ΔE即又因(13)135.6.(14)氫氣,自由度i=5147.(1)C點合振動方程由A,B波源傳到C點的相位差決定ABCDr1r2yC=0(2)yD=0.1cos(200t-380);[SI]8.因波向x軸負(fù)方向傳播,故x=4cm處質(zhì)元的旋轉(zhuǎn)矢量超前

x=2cm處質(zhì)元的旋轉(zhuǎn)矢量/2則x=4cm處的t時刻位置坐標(biāo):4－2.6=1.4cm;運動方向為x軸正向所求的是x=4cm處質(zhì)元的旋轉(zhuǎn)矢量在x軸上的投影點P的坐標(biāo)x.o2A4.π/3π/6PQ(15)159.由題意可知該衍射方向為明條紋由a·sinθ=(2k+1)λ/2題意可知:a=5λ,2k+1=5θ=30o10.當(dāng)k=2時,第一條縫與第二條縫沿θ角出射的光線的光程差為2λ,第一條縫與第n條縫沿θ角出射的光線的光程差為(N-1)2λ。11.由自然光通過偏振片時光強減半和馬呂斯定律

可得I/8和9I/32(16)16三、計算題(17)取圓盤上的面積元dS,該面積元dS所受的空氣阻力矩:設(shè)t時刻圓盤角速度為ω1.(1)設(shè)園盤受到的空氣阻力矩為M,

取向上為正方向rdrdSdθ又因該面積元dS的速度為v=rω17(2)根據(jù)轉(zhuǎn)動定律:(18)182.(1)1~2任意過程:ΔE1=CV,mol(T2-T1)=CV,mol(2T1-T1)=(5/2)RT12~3絕熱膨脹:Q2=03~1等溫壓縮過程:ΔE3=0

A3=-RT1ln(V3/V1)=-RT1ln8=-2.08RT1Q3=A3=-2.08RT1(2)η=1-|Q3|/Q1=1-2.08RT1/(3RT1)=30.7%(19)193.(1)設(shè)x=0處的質(zhì)點振動方程為y=Acos(2πνt+φ)由圖可知t=t0

時,oxyt=t0y=Acos(2πνt0+φ)dy/dt=