中国石油大学大学物理期末试卷

1、本大题总分值30分本大题得分(A)(C)1C、R(N-3mg).1-R(N-mg).(B)(D)1-R(3mg-N).1-R(N-2mg).一、选择题共10小题,每题3分,共30分,将答案填入题前方括号内1、此题3分质量分别为mi和m2的两滑块A和B通过一轻弹簧水平连结后置于水平桌面上,滑块与桌面间的摩擦系数均为氏系统在水平拉力F作用下匀速运动,如下图.如忽然撤消拉力,那么刚撤消后瞬间,二者的加速度aA和3b分别为F-Baaaaa/vITX(A)aA=0,aB=0.(B)aA>0,aB<0.(C)aA<0,aB>0.(D)aA<0,aB=0.2、此题3分一质量为m

2、的质点,在半彳至为R的半球形容器中,由静止开始自边缘上的A点滑下,到达最低点B时,它对容器的正压力为N.那么质点自A滑到B的过程中,摩擦力对其作的功为3、此题3分一质量为M的弹簧振子,水平放置且静止在平衡位置,如图所示.一质量为m的子弹以水平速度V射入振子中,并随之一起运动.如果水平面光滑,此后弹簧的最大势能为12(A)mv2(C)(Mm)2m22V2M22mv(B)2(Mm)2m2(D)-v.2M4、此题3分氢气与氧气的温度相同,请判断以下说法哪个正确？(A)氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的压强一定大于氢气的压强(B)氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的密度一定大于氢气的密度.(C)氧分子的

3、质量比氢分子大,所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大.(D)氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大.15、(此题3分)关于热功转换和热量传递过程,有下面一些表达(1)功可以完全变为热量,而热量不能完全变为功(2)一切热机的效率都只能够小于1;(3)热量不能从低温物体向高温物体传递；(4)热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的以上这些表达(A)只有(2)、(4)正确.(B)只有(2)、(3)、(4)正确.(C)只有(1)、(3)、(4)正确.(D)全部正确.6、(此题3分)某简谐振动的振动曲线如下图间单位为秒.那么此简谐振动的振动方程为(A) x=2cos(2同

4、+彳兀).33(B) x=2cos(2二t一4二).33(C) x=2cos(4二t2二).33(D) x=2cos©二t-2二).33(E) x=2cosg.t、二).,位移的单位为厘米,时7、此题3分如下图,两列波长为的相干波在P点相遇.波在Si点振动的初相是1,Si到P点的距离是1；波在S2点的初相是2,S2到P点的距离是以以k代表零或正、负整数,那么P点是干预极大的条件为：(A) r2-r1=k九.(B) 2-1二2k二.(C) 2一12二(r21)/?；,=2k二.(D) 2一；2二(-r2)/：.=2k二.8、此题3分在驻波中,两个相邻波节间各质点的振动A振幅相同,相位相

5、同.B振幅不同,相位相同.C振幅相同,相位不同.D振幅不同,相位不同9、此题3分在双缝干预实验中,假设单色光源S到两缝&、S2距离相等,那么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,那么(A)(B)(C)(D)中央明条纹向下移动中央明条纹向上移动中央明条纹向下移动中央明条纹向上移动,且条纹间距不变.,且条纹间距不变.,且条纹间距增大.,且条纹间距增大.10、此题3分.当其中一偏振片慢两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光线通过慢转动180.时,透射光强度发生的变化为A光强单调增加.B光强先增加,后又减小至零C光强先增加,后减小,再增加.

6、D光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零二、简单计算与问做题共6小题,每题5分,共30分1、此题5分一人用恒力F推地上的木箱,经历时间At未能推动木箱,此推力的冲量等于多少？木箱既然受了力F的冲量,为什么它的动量没有改变？本大题总分值30分本大题得分2、此题5分一均匀木杆,质量为mi=1kg,长l=0.4m,可绕通过它的中点且与杆身垂直的光滑水平固定轴,在竖直平面内转动.设杆静止于竖直位置时,一质量为m2=10g的子弹在距杆中点L处穿透木杆穿透所用时间不计,子弹初速度的大小vo=200m/s,方向与杆和轴4均垂直.穿出后子弹速度大小减为v=50m/s,但方向未变,求子弹刚穿出的瞬时,杆的12

7、角速度的大小.木杆绕通过中点的垂直轴的转动惯重J=一m1l123、(此题5分)f(v)为麦克斯韦速率分布函数表示什么物理意义？f(v)dv；(2) "f(v)dv；vpOCI(3) fNf(v)dv.Vp,N为总分子数,vp为分子的最概然速率p卜列各式4、(此题5分)一质量为0.20kg的质点作简谐振动,其振动方程为1、x=0.6cos(5t.2二)(SI).求：(1)质点在初始时刻的速度；2质点在正向最大位移一半处所受的力5、此题5分在Si的平外表上氧化了一层厚度均匀的SiO2薄膜.为了测量薄膜厚度,将它的一局部磨成劈形示意图中的AB段.现用波长为600nm的平行光垂直照射,观察反

8、射光形成IbSSiO2膜ASi的等厚干预条纹.在图中AB段共有8条暗纹,且B处恰好是条暗纹,求薄膜的厚度.Si折射率为3.42,SiO2折射率为1.506、此题5分图为单缝衍射装置示意图,对于会聚到P点的衍射光线,单缝宽度a的波阵面恰好可以分成三个半波带,图中光线1和2,光线3和4在P点引起的光振动都是反相的,一对光线的作用恰好抵消.那么,为什么在P点光强是极大而不是零呢？三.计算题共4小题,每题10分,共40分1、此题10分如下图的阿特伍德机装置中,滑轮和绳子间没有滑动且绳子不可以伸长,轴与轮间有阻力矩,求滑轮两边绳子中的张力.m=20kg,m2=10kg.滑轮质量为m3=5kg.滑轮半径为

9、r=0.2m.滑轮可视为均匀圆盘,阻力矩Mf=6.6Nm,圆盘对过其中央且与盘面垂直的轴的转动惯量为2、此题10分一定量的某种理想气体进行如下图的循环过程温度为Ta=300K,求：1气体在状态B、C的温度；2各过程中气体对外所作的功；3经过整个循环过程,气体从外界吸收的总热量气体在状态A的本小题总分值10分本小各过程吸热的代数题得分和.P(Pa)3、(此题10分)图示为一平面简谐波在t=0时刻的波形图,求(1)该波的波动表达式(2)P处质点的振动方程本小题总分值10分本小题得分4、(此题10分)本小题总分值10分本小题得分用钠光(=589.3nm)垂直照射到某光栅上,测得第三级光谱的衍射角为6

10、0°.(1)假设换用另一光源测得其第二级光谱的衍射角为30.,求后一光源发光的波长.(2)假设以白光(400nm-760nm)照射在该光栅上,求其第二级光谱的张角.(1nm=10-9m)一、选择题(共10小题,每题3分,共30分)1、D2、A3、B4、D5、A6、C7、D8、B9、B10、B二、简单计算与问做题(共6小题,每题5分,共30分)1、答：推力的冲量为Fa.2分动量定理中的冲量为合外力的冲量,此时木箱除受力F外还受地面的静摩擦力等其它外力,木箱未动说明此时木箱的合外力为零,故合外力的冲量也为零,根据动量定理木箱动量不发生变化.3分2、解：在子弹通过杆的过程中,子弹与杆系统因

11、外力矩为零,故角动量守恒那么有m2V0l/4=m2vl/4+Jm2lv0v3m2V0-v0=11.3rad/s4Jm1l3、答：1表示分子的平均速率；2分2表示分子速率在Vp-8区间的分子数占总分子数的百分比；2分3表示分子速率在Vp-8区间的分子数.1分dx一二4、解：1v=-3.0sin5t-SIdt2t0=0,vo=3.0m/s.2分2（2） F=ma=-m.x1 .x=A时,F=-1.5N,无负号扣1分3分25、解：上下外表反射都有相位突变三计算光程差时不必考虑附加的半波长.设膜厚为eB处为暗纹,c1,C/、,C/C、2ne=-(2k+1),(k=0,1,2,)2A处为明纹,B处第8个

12、暗纹对应上式k=7e=2k+1R=1.5X10-3mm4n6、答：会聚在P点的光线不只是1,2,3,4四条光线,而是从1至IJ4之间的无数条衍射的光线,它们的相干叠加结果才决定P点的光强.现用半波带法分析P点的光强.由于缝被分成三个半波带,其中相邻两个半波带上对应点发的光线的光程差为/2,在P点均发生相消干预,对总光强无奉献,但剩下的一个半波带上各点发出的衍射光线聚于P点,叠加后结果是光矢量合振幅差不多为极大值与P点附近的点相比,使P点光强为极大.5分三、计算题共4小题,每题10分,共40分1、此题10分解：对两物体分别应用牛顿第二定律(见图),那么有migTi=miaT2-m2g=m2a对滑

13、轮应用转动定律,那么有1T1r-T2r-Mf=JB=m3r平2对轮缘上任一点,有a=rmigm2g又：T/=Ti,T2H=T2那么联立上面五个式子可以解出mgr-m2gr-Mf2八a=2m/s22分1mirm2r-m3r2Ti=mig-mia=156NT2=m2gm2a=118N3分2、(此题10分)解：由图,pA=300Pa,pB=pC=100Pa;VA=VC=1m3,VB=3m3(1)C-A为等体过程,据方程Pa/Ta=pc/Tc得Tc=Tapc/Pa=100K.B-C为等压过程,据方程Vb/Tb=Vc/Tc得Tb=TcVb/Vc=300K.(2)各过程中气体所作的功分别为1 ,A-B:A

14、i=(Pa+Pb)(VbVc)=400J.2Bfc：A=pB(VcVB)=200J.c-A:A3=0(3)整个循环过程中气体所作总功为A=Ai+A2+A3=200J.由于循环过程气体内能增量为正=0,因此该循环中气体总吸热Q=A+AE=200J.3、(此题10分)解：(1)O处质点,t=0时y0=Acos4=0,v0=-A缶sin6A01所以,二-1二2又T=,Ju=(0.40/0.08)s=5s2分tX二一故波动表达式为y=0.04cos2n(每一a)-万(SI)4分(2)P处质点的振动方程为_t0,2,二一一一一3二.yP=0.04cos2n(一)一一=0.04cos(0.4nt)(SI)2分50,4224、(此题10分)