大学物理下册试卷A及答案

1、S 1S 2S S O大学物理(下册注意事项:1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。2. 请仔细阅读各种题目的回答要求,在规定的位置填写答案。3. 不要在试卷上乱写乱画,不要在装订线内填写无关的内容。4. 满分100分,考试时间为120分钟。 题 号 一二三四五六七总 分统分人得 分 一、选择题(共30分,每小题3分1、 一物体作简谐运动,振动方程为1cos(2x A t =+ .则该物体在0t = 时刻的动能与/8t T = (T 为振动周期时刻的动能之比为 D 。A.1:4B.1:2C.4:1D.2:1 知识点:简谐振动能量 类型:A2、一横波以速度u 沿x 轴负方向传

2、播,t 时刻波形图如图(a 所示,则该时刻。 A 提示:先确定各质点的运动状态,标出运动方向;再由旋转矢量图作判断。(AA 点相位为; (BB 点静止不动; (C C 点相位为23; (D D 点向上运动; 知识点:波动 类型:B3. 在双缝干涉实验中,若单色光源S 到两缝S1、S2距离相等,则观察屏上中央明条纹位于图中O 处,现将光源S 向下移动到示意图中的S ´位置,则 B 。 (A 中央明纹向上移动,且条纹间距增大;(B 中央明纹向上移动,且条纹间距不变; (C 中央明纹向下移动,且条纹间距增大; (D 中央明纹向下移动,且条纹间距不变; 知识点:双缝干涉 类型:B4. 在单缝

3、夫琅禾费衍射实验中,若增大缝宽,其他条件不变,则中央明条纹 A 。 .(A 宽度变小; (B 宽度变大;得 分 评分人(C 宽度不变,且中心强度也不变; (D 宽度不变,但中心强度增大 知识点:单缝衍射 类型:A5. 波长550nm =的单色光垂直入射于光栅常数41.010d cm -= 的光栅上,可能观察到的光谱线的最大级次为 D 。.(A 4 (B 3 (C 2 (D 1 知识点:光栅衍射 类型:A6. 一束光强为0I 的自然光,相继通过三个偏振片1P 、2P 、3P 后,1P 和3P 偏振化方向相互垂直。出射光的光强为80I I =.若以入射光线为轴,旋转P2,要使出射光的光强为零,P2

4、要转过的角度是 B 。(A 30° (B 45° (C 60° (D 90° 知识点:偏振 类型:A7、在狭义相对论中,下列几种说法: (1 所有惯性系对物理基本规律都是等价的;(2 在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关;(3 在任何惯性系中,光在真空中沿任何方向的传播速率都相同。正确的答案是 D 。 A. 只有(1、(2是正确的; B. 只有(1、(3是正确的; C. 只有(2、(3是正确的; D. 三种说法都是正确的 ; 知识点:相对论 类型:B8、.如图,一定量的理想气体,由平衡状态A 变到平衡状态 B(B A p p = ,则无论经过

5、的是什么过程,系统必然 B 。 (A 对外作正功; (B 内能增加;(C 从外界吸热; (D 向外界放热; 知识点:热力学第一定律 类型:A9、根据热力学第二定律,以下哪种说法正确 A 。(A 自然界中一切自发过程都是不可逆的;(B 不可逆过程就是不能向反方向进行的过程;(C 热量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的过程; (D 任何过程总是沿着熵增加的方向进行。 知识点:热力学第二定律 类型:Ap VABO10、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,观察者听到声音的频率是(设空气中声速为340m/s 。 B (A 810 Hz ; . (

6、B 699 Hz ; .(C 805 Hz ; . (D 695 Hz ; 知识点:多普勒效应 类型:B二、简答题(共15分,每小题3分1、何谓简谐振动;答:当质点离开平衡位置的位移x随时间t变化的规律,遵从余弦函数或正弦函数(+=t A x cos 时,该质点的运动便是简谐振动。 或:位移x 与加速度a 的关系为正比反向关系。知识点:简谐振动 类型:A2、简述惠更斯-费涅耳原理;答:光波在介质中,波阵面上的每一点都可以看作相干的子波的波源,它们发出的子波在空间相遇时,各子波相互叠加而产生干涉。 知识点:惠根斯原理 类型:A3、简述何谓半波损失;答:光在被反射过程中,从光疏媒质入射到光密媒质时

7、,反射光的相位有的突变,相当于光程增加或减少2。知识点:半波损失 类型:A4、简述能均分定理;答:处于平衡态的理想气体,分子的每一个自由度都具有相同的平均能量2kT 知识点:能均分定律 类型:A5、简述热力学第一定律与热力学第二定律的关系;答:任何热力学过程都必须遵循热力学第一定律,但是循热力学第一定律的热力学过程不一定自发发生,自发发生的热力学过程还必须遵循热力学第二定律。 知识点:热力学 类型:B三、填空题(共24分,每小题3分得 分 评分人得 分 评分人1. 如图所示为一平面简谐波在t =0 时刻的波形图,则该波 的波动方程是:- -=208.052cos 04.0x t x .知识点:

8、波动方程 类型:A2、在波长为的驻波中,两个相邻波腹之间的距离为_2_; 知识点:驻波 类型:A3、一简谐振动的表达式为3cos(+=t A x ,已知 t = 0时的初位移为0.04 m ,初速度为0.09 m/s ,则振幅A =_ A=0.05 _ ,初相 =_43tan -=_ . 知识点:简谐振动 类型:A4. 两束光相干的条件是 频率和振动方向相同,相位差恒定; 。 获得相干光的两种方法分别是 分波阵面和分振幅 。 知识点:相干条件 类型:A5、在迈克耳逊干涉仪中的可调反射镜平移了0.064mm 的过程中,观测到200个条纹的移动,则使用的单色光的波长是 2104.6 nm 。 知识

9、点:迈克尔孙干涉仪 类型:A6、已知f(v为麦克斯韦速率分布函数,p v 为分子的最概然速率.则(p f v v v 0d 表示_ _分布在p v 0之间的分子数占总分子数的比率_;速率p v v >的分子的平均速率表达式为_ppv v dv v f vdvv f (_.知识点:麦克斯韦分布函数 类型:C7、压强、体积和温度都相同的氢气和氦气(均视为刚性分子的理想气体,它们的质量之比为12:=m m _1:2_,它们的内能之比为12:E E =_1:1 _, (各量下角标1表示氢气,2表示氦气知识点:气动理论、理想气体内能 类型:A8、一可逆卡诺热机,低温热源为027C ,热机效率为40

10、%,其高温热源温度为 500K ;若在相同的高低温热源下进行卡诺逆循环,则该卡诺机的致冷系数为 1.5 。 知识点:卡诺循环 类型:C四、计算题(共31分 1. 如图(a 所示,两个轻弹簧的劲度系数分别为12,k k .当物体在光滑斜面上振动时.(1 证明其运动仍是简谐运动;(2 求系统的振动频率. (8分 知识点:简谐振动特征 类型:B解:(1设平衡时,两弹簧的伸长量分别为:21,x x 平衡时(2分物体位移为x 时,两弹簧的伸长量分别为:21,x x '',则物理受力: (111222sin sin x x k mg x x k mg F '+-='+-=.

11、 .(2 (2分 由(1和(2得:2211,k Fx k F x -='-=' 又因为:x x x ='+'21,所以kx x k k k k F =+-=2121 (3分 (2振动频率:(mk k k k m k 212121212+= (1分2. 在双缝干涉实验中,波长550nm = 的单色平行光垂直入射到缝间距4210m a -= 的双缝上,屏到双缝的距离2m D = 。求: 1 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距;2 用一厚度为66.610m e -= 、折射率为 1.58n = 的玻璃片覆盖一缝后,零级明纹将移到原来的第几级明纹处? 9(1nm

12、10m-= (8分 知识点:双缝干涉 类型:A得 分 评分人(1211x k x k mg =sin解：（1 x = 20 D / a 0.11 m 2 分 (2 覆盖云玻璃后，零级明纹应满足 (n 1e + r1 = r2 （2 分） （2 分） 设不盖玻璃片时，此点为第 K 级明纹，则应有 r2 r1 = k ( n 1e = k k = ( n 1e / = 6.96 7 （2 分） 所以 零级明纹移到原第 7 级明纹处 （2 分） 3、 波源作简谐运动， 其运动方程为 y = 4 . 0 × 10 3 cos240 t (m ， 它所形成的波形以 30·-1 的 速

13、度沿一直线传播求： （1） 求波的周期及波长； （2） 写出波动方程 分） （7 知识点：波动方程、周期、 类型：A 知识点：波动方程、周期、波长 类型： 分析： 先将运动方程与其一般形式 y = A cos ( t + 进行比较， 进行比较， 角频率及初相 分析： 求出振幅 A、 角频率及初相0 ， 而这三个物理量与波动方程的一般形式 y = Acos (t x / u + 0 中相应的三个物理量是相同 及公式 即可求解 的再利用题中已知的波速 u 及公式22T 和 u T 即可求解 由已知的运动方程可知， 根据分析中所述， 解:（1） 由已知的运动方程可知，质点振动的角频率 = 240 s

14、 根据分析中所述，波的周期就 是振动的周期， 是振动的周期，故有 1 T = 2 / = 8.33 × 103 s （2 分） （ 波长为: 波长为: （ uT 0.25 （2 分） 10（ ） 将 已 知 的 波 源 运 动 方 程 与 简 谐 运 动 方 程 的 一 般 形 式 比 较 后 可 得 A 4.0 × 10-3m ， = 240 s 1 ，0 0,故以波源为原点，以 u=30·-1 的速度沿 x 轴正向传播的波的波动方 0,故以波源为原点， u=30 故以波源为原点 程为： 程为： = 4.0 × 103 cos(240t 8x y =

15、Acos (t x / u + 0 . 2分） （ (m . 1分） （ 4、一压强为 1.0 × 10 5 Pa，体积为 1.0 × 10 m 的氧气自 0 c 加热到 100 c ，问： 3 0 0 3 (1当压强不变时，需要多少热量？当体积不变时，需要多少热量？ (2在等压和等体过程中各作了多少功？ （8 分） 知识点： 类型： 知识点：热力学第一定律 类型：A（8 分） 解：由理想气体方程： pV = RT 由理想气体方程： ，可得： = 4.41 × 10 2 mol 可得： （ 2 分） （1）压强不变时： QP = C pm (T2 T1 = 129

16、.8 J 压强不变时： （2）体积不变时： Qv = C vm (T2 T1 = 93.1J ）体积不变时： （3）压强不变时，由热力学第一定律： ）压强不变时，由热力学第一定律： W = Q P E = Q P QV = 36.7 J （2 分） （ 2 分） （2 分） 考题难易程度和比例如下： 考题难易程度和比例如下： 光学(A9 (A9分 第一大题：振动、波动（ 第一大题：振动、波动（A）3分，（B）6分； 光学(A9分（B）3分； 气动热学(A6 (A6分 相对论（ 气动热学(A6分； 相对论（B）3分； 第二大题：振动、波动：（ ：（A 光学(A3 (A3分 气动热学(A3 (A3分 (B3分 第二