石油大学大学物理期末试题

1、本大题满分30分本 大 题 得 分一、选择题(共10小题，每小题3分，共30分)1、(本题3分)质量为mn= 0.5 kg的质点，在Oxy坐标平面内运动，其运动方程为 2x = 5t , y=0.5t (SI),从t=2 s至ijt=4 s这段时间内，外力对质点作的 功为(A) 1.5 J .(B) 3 J .(C) 4.5 J .(D)-1.5 J .2、(本题3分)速率分布函数f(v)的物理意义为：(A) 具有速率v的分子占总分子数的百分比.(B) 速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比.(C) 具有速率v的分子数.(D) 速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数.3、

2、(本题3分)一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体.若把隔板抽出，气体 将进行自由膨胀，达到平衡后(A) 温度不变，嫡增加.(B)温度升高，嫡增加.(C)温度降低，嫡增加.(D)温度不变，嫡不变.4、(本题3分)根据热力学第二定律可知：(A) 功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功.(B) 热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体.(C)不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程.(D) 一切宏观的自发过程都是不可逆的.5、(本题3分)一平面余弦波在t = 0时刻的波形曲线如图所示，则 。点的振动初相位：为：(A) 0.(B)1n.(C) ? .(D)2n(或p

3、).16、(本题3分)一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某一瞬时，媒质中某质元正处于平衡位置，此时 它的能量是(A)动能为零，势能最大.(B)动能为零，势能为零.(C)动能最大，势能最大.(D)动能最大，势能为零.7、(本题3分)一机车汽笛频率为750 Hz,机车以时速90公里远离静止的观察者.观察者听到的声音 的频率是(设空气中声速为 340 m/s )(A) 810 Hz.(B) 699 Hz.(C) 805 Hz.(D) 695 Hz.8、(本题3分)在双缝干涉实验中，入射光的波长为：，用玻璃片遮住双缝中的一个缝，若玻璃片中光 程比相同厚度的空气的光程大 2.5 ?,则屏上原来的明纹处(A

4、)仍为明条纹.(B)变为暗条纹.(C)既非明纹也非暗纹.(D)无法确定是明纹，还是暗纹.9、(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 "，则在界面2 的反射光(A) 是自然光.(B) 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面.(C) 是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面.(D) 是部分偏振光.10、(本题3分)一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片.若以此入射光束为轴 旋转偏振片，测得透射光弓S度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为(A) 1 / 2.(B) 1 / 3本大题满分30 分本 大 题 得

5、 分(C) 1 / 4.(D)1 / 5.二、简单计算与问答题(共6小题，每小题5分，共30分)1、(本题5分)人造地球卫星绕地球中心做椭圆轨道运动，若不计空气阻力和其它 星球的作用，在卫星运行过程中，卫星的动量和它对地心的角动量都守 包吗？为什么？2、(本题5分)一长为L,密度分布不均匀的细棒，其质量线密度九二及x/L . %为常量，x从轻端算起, 求其质心的位置.3、(本题5分)理想气体微观结构模型的主要内容是什么?4、(本题5分)两波在一很长的弦线上传播，其表达式分别为：一 一21 一、 一、y1 =4.00 102cos-二(24t-4x) (SI)321y2 =4.00 10 cos

6、-二(24t 4x) (SI)3求：(1)两波的频率、波长、波速；(2) 两波叠加后的节点位置.5、(本题5分)在单缝衍射图样中，离中心明条纹越远的明条纹亮度越小，试用半波带法说明.6、(本题5分)波长为K的单色光垂直照射到折射率为 窕的劈形膜上，如图所示，图中 n1<n2<n3,观 察反射光形成的干涉条纹.(1) 从劈形膜顶部。开始向右数起，第五条暗纹中心所对应的薄膜厚度 e是多少？(2) 相邻的两明纹所对应的薄膜厚度之差是多少?三.计算题（共4小题，每小题10分，共40分）1、（本题10分）一根放在水平光滑桌面上的匀质棒，可绕通过其一端的竖直固定光 滑轴O转动.棒的质量为 m=

7、 1.5 kg ,长度为l = 1.0 m ,对轴的转动 惯量为J = 1ml2 .初始时棒静止.今有一水平运动的子弹垂直地射入棒3本小题满分10 分本 小 题 得 分的另一端，并留在棒中，如图所示.子弹的质量为m?= 0.020 kg,速率为v= 400 m- s-1.求:（1）棒开始和子弹一起转动时角速度 g有多大？若棒转动时受到大小为 M = 4.0 Nm的恒定阻力矩作用，棒能转过多大的角度6 ?2、（本题10分）本小题满分10 分本 小 题 得 分一定量的理想气体经历如图所示的循环过程， 2B和C- D是等压过 程,B-C和 AA是绝热过程.已知：Tc= 300 K , Tb= 400

8、 K .求：此 循环的效率.本小题满分10分本小题得分xdmXc 二M3、(本题10分)周期T = 4 s ,已知x =一简谐波沿Ox轴正方向传播，波长？ = 4 m, 0处质点的振动曲线如图所示.(1) 写出x = 0处质点的振动方程;(2) 写出波的表达式；(3) 画出t = 1 s时刻的波形曲线.4、(本题10分)设光栅平面和透镜都与屏幕平行，在 平面透射光栅上每厘米有5000条刻线，用 它来观察钠黄光(=589 nm)的光谱线.(1)当光线垂直入射到光栅上时，能看 到的光谱线的最高级次km是多少？(2)当光线以30°的入射角(入射线与光栅平面的法线的夹角)斜入 射到光栅上时，

9、能看到白光谱线的最高级次 km是多少？ (1nm=109m) 一、选择题(共10小题，每小题3分，共30分)1、B 2 、B 3、A 4、D 5、D 6、C 7、B 8、B 9、B 10、A、简单计算与问答题(共6小题，每小题5分，共30分)1、答：人造卫星的动量不守恒，因为它总是受到外力地球引力的作用.2分人造卫星对地心的角动量守恒，因为它所受的地球引力通过地心，而此力对地心的力矩为零.3分2、解:0x dm = dx =dxLl 0x1,M = Jdm =j-jdx =- %L 1L 20x dxo) I2=_ LM33、答：(1)气体分子的线度与气体分子间的平均距离相比可忽略不计.2 分

10、(2) 分子之间的碰撞以及分子与器壁之间的碰撞都是完全弹性碰撞.1 分(3) 气体分子之间的平均距离相当大，所以除碰撞的瞬间外，分子间的相互作用力略去不计.2分4、解：(1)与波动的标准表达式y = Acos2n(vt_x/九) 对比可得：=4 Hz ,? = 1.50 m ,1分波速u = ? = 6.00 m/s 1分1(2) 下点位置4nx/3 = ±(nn +元)31x=±(n+ - ) m , n = 0 , 1, 2, 3,3 分425、答：除中央明纹(零级)外，其他明纹的衍射方向对应着奇数个半波带 (一级对应三个, 二级对应五个，),级数越大，则单缝处的波阵面

11、可以分成的半波带数目越多.其中偶数个半波带的作用两两相消之后，剩下的光振动未相消的一个半波带的面积就越小，由它 决 定 的 该 明 条 纹的 亮 度 也 就 越小.56、解：<m<n2<n3,二反射光之间没有附加相位差？，光程差为:=2 n2 e第五条暗纹中心对应的薄膜厚度为 e5,2n2 e = (2 k - 1)二/ 2e=(2M51)九/ 4n2 =9九/ 4n23 分(或 2n2 e= (2 k +1)二/ 2k = 4e=(2M4+1)九/ 4n2 =9儿/ 4n2 )明纹的条件是2n2 ek= k：相邻二明纹所对应的膜厚度之差e = ek+1ek= : / (2三

12、、计算题(共4小题，每小题10分，共40分)n2) 2 分1、(本题10分)解：(1)角动量守恒：, A 2.,2、一八m vl = -ml +m 1 丹2分【3)m =mv一二 =15.4 rad - s-121m m l31c. c(2) M=( - ml +ml )2320岁=2?2"+屋 2m +m l 08=卫二15.4 rad 22Mr分分分分2、(本题10分)解:q2二1 二2QiQ = ? Cp(Tb-Ta),Q2 TC -TDQ1 F -TaQ = : Cp(Tc-Td)Tc(1-Td/Tc)Tb(1-Ta/Tb)-PcJTc"根据绝热过程方程得到：11Pa Ta= Pd Td ， PbFbPa = Pb ,Pc = Pd ,Ta / T b = Td / Tc=1 _Q2 =1 -TC =25%QiTb3、(本题10分)解：111 、y0 = 2 10 cos(-二t 一 二)(SI) 23(SI)9111 .y = .2 10 cos2 二(一tx) 443(3) t = 1 s 时，波形表达式：y =期；2父102 cos(1 nx-卫兀)(SI)26故有如图的曲线.3 分4、(本题10分)解：光栅常数d=2X 10-6 m1分(1)垂直入射时，设能看到的光谱线的最高级次为,则据