大学物理下A.pptx

,2009级大学物理(下)A卷及参考答案,级大学物理(下)A卷期终考试题 及参考答案,一、选择题(,每小题,3,分，,共30分,),B ,(本题3分),假定氧气热力学温度提升一倍，氧分子全部离解为氧原子，则这些氧原子平均速率是原来氧分子平均速率,(A)4倍 (B)2倍,(C)倍 (D)倍,1/23,C,O,l,2.（本题3分）一长为,l,均匀细棒悬于经过其一端光滑水平固定轴上(如图所表示)，作成一复摆。已知细棒绕经过其一端轴转动惯量,J,=,ml,2,/3，此摆作微小振动周期为,(A),(B),(C)(D),2/23,3.(本题3分)如图所表示，两列波长为,相干波在,P,点相遇，波在,S,1,点振动初相是,1,，,S,1,到,P,点距离是,r,1,；波在,S,2,点初相是,2,，,S,2,到,P,点距离是,r,2,，以,k,代表零或正、负整数，则,P,点是干涉极大条件为：,(A),r,2,-,r,1,=,k,(B),2,-,1,=2,k,(C),2,-,1,+2,(,r,2,-,r,1,)/,=2,k,(D),2,-,1,+2,(,r,1,-,r,2,)/,=2,k,D,S,1,S,2,P,r,1,r,2,3/23,4.(本题3分)三个偏振片,P,1,，,P,2,与,P,3,堆叠在一起，,P,1,与,P,3,偏振化方向相互垂直，,P,2,与,P,1,偏振化方向间夹角为30，强度为,I,0,自然光垂直入射于偏振片,P,1,，并依次透过偏振片,P,1,、,P,2,与,P,3,，则经过三个偏振片后光强为,(A),I,0,/4 (B)3,I,0,/8,(C)3,I,0,/32 (D),I,0,/16,C,4/23,B,5.(本题3分)一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角,i,0,，则在界面2反射光,(A)是自然光,(B)是线偏振光且光矢量振动方向垂直于入射面.,(C)是线偏振光且光矢量振动方向平行于入射面,(D)是部分偏振光,6.(本题3分)已知电子静能为0.51,MeV,，若电子动能为0.25,MeV,，则它所增加质量,m,与静止质量,m,0,比值近似为,(A)0.1,(B)0.2,(C)0.5,(D)0.9,C,5/23,B,7.(本题3分)理想气体绝热地向真空自由膨胀，体积增大为原来两倍，则始、末两态温度,T,1,与,T,2,和始、末两态气体分子平均自由程 与 关系为,(A),T,1,=,T,2,，(B),T,1,=,T,2,，,(C),T,1,=2,T,2,，(D),T,1,=2,T,2,，,C,8.(本题3分),静止质量不为零微观粒子作高速运动，这时粒子物质波波长,与速度,v,有以下关系：,(A),v,(B),1/,v,(C),(D),6/23,9.（本题3分）,在弦线上有一简谐波，其表示式为,为了在此弦线上形成驻波，而且在,x,=0处为一波腹，此弦线上还应有一简谐波，其表示式为：,(A),(B),(C),(D),D,7/23,B,10.(本题3分),波长,=500,nm,(1,nm,=10,-9,m,)单色光垂直照射在宽度为,a,=0.25,mm,单缝上，单缝后面放置一凸透镜,，在凸透镜焦平面上放置一屏幕，用以观察衍射条纹。今测得屏幕上中央明条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间距离为,d,=12,mm,，则凸透镜焦距,f,为,(A)2,m,(B)1,m,.,(C)0.5,m,(D)0.2,m,.(E)0.1,m,.,8/23,二、填空题,(本题,共,30,分,),11.(本题5分),容器中储有1,mol,氮气，压强为1.33,Pa,，温度为7C，则：,(1)1,m,3,中氮气分子数为,；,(2)容器中氮气密度为,；,(3)1,m,3,中氮分子总平动动能为,。,(玻尔兹曼常量:,k,=1.3810,-23,J,K,-1,N,2,气摩尔质量：,M,mol,=2.810,-2,kg,mol,-1,普适气体常量:,R,=8.31,J,mol,-1,K,-1,),3.4410,20,1.610,-5,kg,m,-3,2.0,J,9/23,12.(本题4分)在平衡状态下，已知理想气体分子麦克斯韦速率分布函数为,f,(,v,)、分子质量为,m,、最概然速率为,v,p,，试说明以下各式物理意义：,表示,；,(2)表示,。,速率分布在,v,p,区间,分子数占总分子数百分比,分子平动动能平均值,13.(本题3分)一定质量理想气体，先经过等体过程使其热力学温度升高一倍，再经过等温过程使其体积膨胀为原来两倍，则分子平均自由程变为原来,倍。,2,10/23,14.(本题3分)如图所表示，已知图中画不一样斜线两部分面积分别为,S,1,和,S,2,，那么,(1)假如气体膨胀过程为,a,-1-,b,，则气体对外做功,W,=_；,(2)假如气体进行,a,-2-,b,-1-,a,循环过程，则它对外做功：,W,=_,O,V,p,a,b,1,2,S,1,S,2,S,1,+,S,2,-S,1,15.(本题3分)一单摆悬线长,l,=1.5,m,，在顶端固定点竖直下方0.45,m,处有一小钉，如图示，设摆动很小，则单摆左右两方振幅之比,A,1,/,A,2,近似值为,。,0.45,m,小钉,l,0.84,若是角幅比，则,1,/,2,=1/0.84=1.2,l,1,/,l,2,2,=A,1,/A,2,=0.84,11/23,0,16.(本题3分)一质点同时参加了三个简谐振动，它们振动方程分别为 ，,和 。其合成运动运动方程为,x,=_,12/23,2,k,+,/2,k,=0,1,2,17.(本题4分),S,1,、,S,2,为振动频率、振动方向均相同两个点波源，振动方向垂直纸面，二者相距3,/2，(,为波长),如图。已知,S,1,初相为,/2。,S,1,S,2,C,M,N,(1)若使射线,S,2,C,上各点由两波列引发振动均干涉相消，则,S,2,初相位应为,。,(2)若使,S,1,S,2,连线中垂线,MN,上各点由两波列引发振动均干涉相消，则,S,2,初位对应为,。,2,k,+3,/2,k,=0,1,2,13/23,18.(本题5分)容积为10L(升)盒子以速率,v,=200m/s匀速运动，容器中充有质量为50,g,，温度为18C氢气，设盒子突然停顿，气体全部定向运动动能都变为气体分子热运动动能，容器与外界没有热量交换，则到达热平衡后氢气温度将增加,K,；氢气压强将增加,Pa,。(氢气分子可视为刚性分子。),1.93,40000,14/23,三、计算题(每小题10分，共40分),19.(本题10分)某理想气体在,p,-,V,图上等温线与绝热线相交于,A,点，如图。已知,A,点压强,p,1,=210,5,Pa,体积,V,1,=0.510,-3,m,3,，而且,A,点处等温线斜率与绝热线斜率之比为0.714。现使气体从,A,点绝热膨胀至,B,点，其体积为,V,2,=1.010,-3,m,3,，求：,(1),B,点处压强；,(2)在此过程中气体对外作功。,V,V,1,V,2,O,p,1,p,A,B,解：,(1)由等温线,pV,=,C,得,15/23,由绝热线,得,由题意知,所以得,由绝热方程,可得,16/23,(2)作功为,20.(本题10分)已知波长为,平面简谐波沿,x,轴负方向传输，,x,=,/4处质点振动方程为,(SI),(1)写出该平面简谐波表示式。,(2)画出,t,=,T,时刻波形图。,解：,(1)如图A，取波线上任一点,P,，其坐标设为,x,，由波传输特征，,P,点振动落后,/4处质点振动。,17/23,该波表示式为(SI),(2),t,=,T,时波形和,t,=0时波形一样，,t,=0时,按上述方程画波形图见图B。,18/23,21.(本题10分)双缝干涉试验装置如图所表示，双缝与屏之间距离,D,=120,cm,，两缝之间距离,d,=0.5,mm,，用波长,=500,nm,(1,nm,10,-9,m,)单色光,垂直照射双缝。,求：,d,S,2,S,1,D,x,O,(1)求原点,O,(零级明条纹所在处)上方第五级明条纹坐标,x,；,(2)假如用厚度,l,=1.010,-2,mm,，折射率,n,=1.58透明薄膜覆盖在图中,S,1,缝后面，求上述第五级明条纹坐标,x,。,解：,(1)因为,，所以，第五级明条纹坐标,19/23,(2)从几何关系，近似有,d,S,2,S,1,D,x,O,x,l,n,r,2,r,1,有透明薄膜时，两相干光线光程差,第,k,级明条纹条件是,=,k,则，第五级明条纹满足,20/23,解：,由光栅衍射主极大公式得,(,a,+,b,)sin60=3,22.(本题10分)用钠光(,=589.3,nm,)垂直照射到某光栅上，测得第三级光谱衍射角为60,(1)若换用另一光源测得其第二级光谱衍射角为30，求后一光源发光波长。,(2)若以白光(400,nm,760,nm,)照射在该光栅上，求其第二级光谱张角。(1,nm,=10,-9,m,),光栅常数为,21/23,(2)(,a,+,b,)sin,1,=2,1,=800,nm,(1)(,a,+,b,),sin,30=2,(,a,+,b,)sin,2,=2,2,=1520,nm,22/23,所以，白光第二级光谱张角为,谢谢关注！,23/23,