大学物理2试卷二

1、大学物理2试卷二一、填空题（共21分）1.（本题3分）两种不同的理想气体，若它们的最概然速率相等，则它们的 (A) 平均速率相等，方均根速率相等 (B) 平均速率相等，方均根速率不相等 (C) 平均速率不相等，方均根速率相等 (D) 平均速率不相等，方均根速率不相等 2.（本题3分） 一定量的理想气体，在温度不变的条件下，当体积增大时，分子的平均碰撞频率和平均自由程的变化情况是： (A) 减小而不变 (B)减小而增大 (C) 增大而减小 (D)不变而增大 3.（本题3分）一辆汽车以25 m/s的速度远离一辆静止的正在鸣笛的机车机车汽笛的频率为600 Hz，汽车中的乘客听到机车鸣笛声音的频率是（

2、已知空气中的声速为330 m/s） (A) 550 Hz (B) 645 Hz (C) 555 Hz (D) 649 Hz 4（本题3分）如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹 (A) 向右平移 (B) 向中心收缩 (C) 向外扩张 (D) 静止不动 (E) 向左平移 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i0，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 B 解：因是

3、布儒斯特角，所以 。而界面2的入射角为，有，由布儒斯特定律知： 是布儒斯特角，所以在界面2的反射光是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面.6.（本题3分）用频率为n 的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为EK；若改用频率为2n 的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能为： (A) 2 EK . (B) 2hn - EK (C) hn - EK (D) hn + EK 7（本题3分） 不确定关系式表示在x方向上 (A) 粒子位置不能准确确定 (B) 粒子动量不能准确确定 (C) 粒子位置和动量都不能准确确定 (D) 粒子位置和动量不能同时准确确定 二、填空题（共19分）8.（本题

4、3分）1 mol氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧气瓶中，温度为27，这瓶氧气的内能为_J；分子的平均平动动能为_；分子的平均总动能为_ (摩尔气体常量 R= 8.31 Jmol-1K-1 玻尔兹曼常量 k= 1.3810-23K-1） 9.（本题4分） 现有两条气体分子速率分布曲线(1)和(2)，如图所示 若两条曲线分别表示同一种气体处于不同的温度下的速率分布，则曲线_表示气体的温度较高 若两条曲线分别表示同一温度下的氢气和氧气的速率分布，则曲线_表示的是氧气的速率分布解：由可知，对同一种气体，大的曲线（2）表示的温度高；对同一温度，小的曲线（1）表示分子质量大的氧气的速率分布。1

5、0（本题3分）一个质点同时参与两个在同一直线上的简谐振动，其表达式分别为 , (SI) 则其合成振动的振幅为_，初相位为_ 解：合振幅 ， 初相位 11（本题3分）在真空中沿着z轴的正方向传播的平面电磁波，O点处电场强度为xyzOExHyu，则O点处磁场强度为_ （真空介电常量 e 0 = 8.8510-12 F/m，真空磁导率 m 0 =4p10-7 H/m）解： 由得磁场强度波的表达式 12（本题3分）一束光垂直入射在偏振片P上，以入射光线为轴转动P，观察通过P的光强的变化过程若入射光是_光，则将看到光强不变；若入射光是_，则将看到明暗交替变化，有时出现全暗；若入射光是_，则将看到明暗交替

6、变化，但不出现全暗 解： 自然光、 线偏振光、 部分偏振光 13（本题3分）根据氢原子理论，若大量氢原子处于主量子数n = 5的激发态，则跃迁辐射的谱线可以有_条，其中属于巴耳末系的谱线有_条解：画图求解三、计算题（共60分）14（本题10分）0.32kg的氧气作如图所示的ABCDA循环，设，求循环效率。氧气的定体摩尔热容的实验值为解 因AB、CD为等温过程，循环过程中系统作的净功为由于吸热过程仅在等温膨胀（对应于AB段）和等体升压（对应于DA段）中发生，而等温过程中，则 等体升压过程中，则 所以循环过程中系统吸热的总量为 由此得到该循环的效率为 15（本题10分） 某质点作简谐振动，周期为2

7、 s，振幅为0.06 m，t = 0 时刻，质点恰好处在负向最大位移处，求 (1) 该质点的振动方程； (2) 此振动以波速u = 2 m/s沿x轴正方向传播时，形成的一维简谐波的波动表达式，（以该质点的平衡位置为坐标原点）； (3) 该波的波长 16（本题10分）t=0.25s0.45x/my/mOt=00.2P一列沿x正方向传播的简谐波，已知 和 ( T ) 时的波形如图所示，试求 （1）此波的波动方程；（2）P点的简谐振动方程。解：（1）由波形图可知,则 xfo用矢量图示法可得原点的初相位为 故原点O的简谐运动表达式为 则此波的波动表达式为 m 17（本题10分） 在图示的双缝干涉实验中

8、，若用薄玻璃片(折射率n11.4)覆盖缝S1，用同样厚度的玻璃片(但折射率n21.7)覆盖缝S2，将使原来未放玻璃时屏上的中央明条纹处O变为第五级明纹设单色光波长l480 nm(1nm=109m)，求玻璃片的厚度d(可认为光线垂直穿过玻璃片)18（本题10分）用波长为500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形膜上在观察反射光的干涉现象中，距劈形膜棱边l = 1.56 cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心 (1) 求此空气劈形膜的劈尖角q； (2) 改用600 nm的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹，A处是明条纹还是暗条纹？ (3)

9、 在第(2)问的情形从棱边到A处的范围内共有几条明纹？几条暗纹？解：(1) 棱边处是第一条暗纹中心，在膜厚度为d2l处是第二条暗纹中心，依此可知第四条暗纹中心处，即A处膜厚度 d4 = 4.810-5 rad (2) 由上问可知A处膜厚为 d43500 / 2 nm750 nm 对于l600 nm的光，连同附加光程差，在A处两反射光的光程差为，它与波长之比为所以A处是明纹 (3) 棱边处仍是暗纹，A处是第三条明纹，所以共有三条明纹，三条暗纹19（本题10分）(1) 在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长，l1=400 nm，l2=760 nm (1 nm=10-9 m)已知单缝宽度a

10、 =1.010-2 cm，透镜焦距f=50 cm求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离 (2) 若用光栅常数a+b=1.010-3 cm的光栅替换单缝，其它条件和上一问相同，求两种光第一级主极大之间的距离 20（本题10分） 假定在康普顿散射实验中，入射光的波长l0 = 0.0030 nm，反冲电子的速度 v = 0.6 c，求散射光的波长l ( 电子的静止质量me = 9.1110-31 kg ，普朗克常量h = 6.6310-34 Js，1 nm = 10-9 m，c表示真空中的光速 ) 解：根据能量守恒，有 这里 则 解得： = 0.00434 nm 大学物理2试卷二答案一、选择题（共21

11、分）1（本题3分）A2（本题3分）B3（本题3分）C4（本题3分）B5（本题3分）B6（本题3分）D7（本题3分）D二、填空题（共19分）8（本题3分）6.2310 3 6.2110 - 21 1.03510 - 21 9（本题4分） (2) (1)10（本题3分） 110-2 m p/6 11（本题3分） A/m 12（本题3分）自然光或(和)圆偏振光、 线偏振光(完全偏振光)、 部分偏振光或椭圆偏振光 13（本题3分）10 3三、计算题（共60分）14（本题10分）解 因AB、CD为等温过程，循环过程中系统作的净功为由于吸热过程仅在等温膨胀（对应于AB段）和等体升压（对应于DA段）中发生，

12、而等温过程中，则 等体升压过程中，则 所以循环过程中系统吸热的总量为 由此得到该循环的效率为 15（本题10分） 解：(1) 振动方程 (SI) (2) 波动表达式 (SI) (3) 波长 m 16（本题10分）解：（1）由波形图可知,则 xfo用矢量图示法可得原点的初相位为 故原点O的简谐运动表达式为 则此波的波动表达式为 m 17（本题10分） 解：原来， d = r2r1= 0 覆盖玻璃后， d ( r2 + n2d d)(r1 + n1dd)5l (n2n1)d5l = 8.010-6 m 18（本题10分） 解：(1) 棱边处是第一条暗纹中心，在膜厚度为d2l处是第二条暗纹中心，依此可知第四条暗纹中心处，即A处膜厚度 d4 = 4.810-5 rad (2) 由上问可知A处膜厚为 d43500 / 2 nm750 nm 对于l600 nm的光，连同附加光程差，在A处两反射