大学物理A综合试题上

2004(A)综合试题(上)班级__________学号_________姓名__________一、选择题(单项选择,每题3分,共27分)(1)1.质点的质量为m,置于光滑球面的顶点A处(球面固定不动),如图所示,当它由静止开始下滑到球面上B点时,它的加速度的大小为(A)a=2g(1-cosθ)。(B)a=gsinθ

。(C)a=g。(D)。θAB12.一个容器内有1摩尔氢气和1摩尔氦气,若两种气体各自对器壁产生的压强分别为P1和P2,则两者关系是:(A)P1=P2。(B)P1<P2。(C)P1>P2。(D)不能确定。3.如图,长为L、质量为M的匀质细棒,放在光滑的水平桌面上,可绕通过中点O的光滑竖直轴转动,轴固定,开始时静止。一质量为m、速度为v0的子弹垂直击中棒的一端,撞击后从棒的一端打下质量也为m的一小段(视为质点),与子弹结合在一起以v0/8的速率沿垂直方向飞出,则此时棒的角速度为(A)。(B)。(C)。(D)。O•(2)24.如图所示,两个小球A、B的质量分别为m1和m2,用一个质量不计、劲度系数为k的弹簧连接起来。把弹簧压缩x0并用线扎住,放在光滑水平面上,A紧靠墙壁,然后烧断扎线。判断下列说法哪个正确。(A)弹簧由初始恢复为原长的过程中,以A、B、弹簧为系统,动量守恒。(B)在上述过程中,系统机械能守恒。(C)当A离开墙后,整个系统动量守恒,机械能不守恒。(D)A离开墙后,整个系统机械能为kx02/2,总动量为零。ABm1m2(3)5.一绝热容器被隔板分成一半是真空,另一半是理想气体;若把隔板抽出,气体进行自由膨胀,达到平衡后(A)温度不变,熵不变。(B)温度升高,熵增加。(C)温度不变,熵增加。(D)温度降低,熵增加。36.以平面简谐波在弹性媒质中传播,在媒质质元从平衡位置运动到最大位移的过程中:(A)它的动能转换成势能。(B)它的势能转换成动能。(C)它从相邻的质元获得能量,其能量逐渐增大。(D)它把自己的能量传给相邻质元,其能量逐渐减小。7.一列波沿x轴传播,到达坐标原点时的波形如图所示,那波传播到N点时,处于o点的质点所通过的路程和该时刻的位移是:(A)40.5cm,1cm。(B)81cm,1cm。(C)40.5cm,-1cm。(D)81cm,-1cm。x(cm)y(cm)-2u1-1-1oN40.5(4)49.一束单色光垂直入射在平面光栅上,衍射光谱中共出现了5条明纹,若光栅的缝宽度与不透明宽度相等,那么在中央明纹一侧的第二条明纹是第几级?(A)一级。(B)二级。(C)三级。(D)四级。(5)8.如图所示,波长为λ的平行单色光斜入射到缝间距为d的双缝上,入射角为θ,在图中屏幕E上任意点P处,两束相干光的相位差为:(A)。(B)。(C)。(D)。S1S2PEdλθ5二、填空题(每题3分,共33分)1.一根长为l的细绳的一端固定于光滑水平面上的O点,另一端系一质量为m的小球,开始时绳子是松弛的,小球与O点的距离为h;使小球以某个初速率沿该光滑水平面上一直线运动,该直线垂直于小球初始位置与O点的连线;当小球与O点的距离达到l时,绳子绷紧从而使小球沿一个以O点为圆心的园形轨迹运动,则小球作圆周运动时的动能Ek与初动能Ek0的比值Ek/Ek0=_________。2.转动着的飞轮的转动惯量为J,在t=0时,角速度为ω0,此后飞轮经历制动过程。阻力矩M的大小与角速度ω的平方成正比,比例系数为k(k>0的常数)。当ω=ω0/3时飞轮的角加速度β=_________。从开始制动到ω=ω0/3所经过的时间t=___________。(6)64.刚性双原子分子的理想气体在等压下膨胀所做的功为W,则传递给气体的热量为____________。3.如图,一薄圆盘(m,R)可绕通过其一直径oo'转动,转动惯量为J=mR2/4该圆盘从静止开始在恒力矩M作用下转动,t

秒后位于圆盘边缘上与oo'轴的垂直距离为R的P点的切向加速度at=_____________和法向加速度an=_________________。(7)5.某种理想气体在标准状态下的密度ρ=0.0894[kg·m-3],则该气体定压摩尔热容量Cp,mol=___________,定容摩尔热容量CV,mol=_____________________。(R=8.31[kg·mol-1K-1])Poo'77.如图,A,B为两相干波波源,A产生的横波仅沿AC方向传播,B产生的横波仅沿BC方向传播,媒质对波不吸收,波源频率为100Hz,振辐为0.1m,波源A的初相1=0,比波源B超前/3;若C点距A、B距离分别为r1=50m和r2=54m,波速u=30m/s。则(1)C点合振动的方程为________________________;

(2)在AC连线的延长线上且距C点7m处D点的振动方程为______________________________。ABCDr1r26.质量相等的氧和氦分别盛在二个容器中(V等),温度相等情况下,氧和氦的压强之比________,氧分子与氦分子平均平动动能之比________和内能之比________。

(8)89.波长为λ的单色平行光垂直照射在缝宽为a=5λ

的单缝上,对应θ=________的衍射角,单缝处的波面可划分为5个半波带,对应的屏上条纹为______纹。10.光栅方程d·sinθ=kλ,

(k=±1,±2,…)当k=2时,第一条缝与第二条缝沿θ角出射的光线的光程差为______,第一条缝与第N条缝沿θ角出射的光线的光程差为_______。11.自然光强度为I,通过两个偏振化方向相交为60º的偏振片,透射光强为__________;今在这两偏振片之间再插入另一偏振片,其偏振化方向与前两均成30º,这时透射光强为__________。8.一纵波沿x轴负向传播(平面简谐波),振幅A=3×10¯²m已知x=2cm和x=4cm处质元的相位差为π/2;设t

时刻x=2cm处的位移为-A/2,且沿x轴负向运动,则x=4cm处的t时刻位置坐标是__________运动方向为__________。(9)9三、计算题(每题10分,共40分)(10)2.1mol双原子分子理想气体作如图的可逆循环过程,其中1~2为直线,2~3为绝热线,3~1为等温线,已知:T2=2T1,V3=8V1求:(1)各过程的功,内能增量和传递的热量(用T1和已知常数表示)。(2)此循环的效率ηoPVP2P1123V3V2V11.匀质园盘(m,R),初角速度ω0

不计轴承处的摩擦,如空气对园盘表面每单位面积摩擦力正比于该处速率,即f=kv(k为常数),如图。求:

(1)t时刻园盘角速度为ω时,所受空气阻力矩?(2)园盘转几圈后停止?103.一平面简谐波沿x轴正向传播,其振幅为A,频率为ν,波速为u,设t=t0

时刻的波形曲线如图所示。求:(1)x=0处质点的振动方程。(2)该波的波函数。4.在图示的双缝干涉实验中,D=120cm,d=0.5mm,用波长为λ=5000Å的单色光垂直照射双缝。(1)求原点o(零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的坐标x。(2)如果用厚度h=1×10-2mm,折射率n=1.58的透明薄膜覆盖S1缝后面,求上述第五级明条纹的坐标x'

。(11)S1S2doxDoxyt=t011参考答案一、选择题二、填空题1.(D)2.(A)3.(B)4.(B)5.(C)6.(D)7.(D)8.(A)9.(C)1.质点的角动量守恒:ohlmh·mv0=l·mv

v/v0=h/lEk/Ek0=h2/l22.由转动定律:为正方向(12)123.由转动定理:4.由热力学第一定律:Q=A+ΔE即又因(13)135.6.(14)氢气,自由度i=5147.(1)C点合振动方程由A,B波源传到C点的相位差决定ABCDr1r2yC=0(2)yD=0.1cos(200t-380);[SI]8.因波向x轴负方向传播,故x=4cm处质元的旋转矢量超前

x=2cm处质元的旋转矢量/2则x=4cm处的t时刻位置坐标:4－2.6=1.4cm;运动方向为x轴正向所求的是x=4cm处质元的旋转矢量在x轴上的投影点P的坐标x.o2A4.π/3π/6PQ(15)159.由题意可知该衍射方向为明条纹由a·sinθ=(2k+1)λ/2题意可知:a=5λ,2k+1=5θ=30º10.当k=2时,第一条缝与第二条缝沿θ角出射的光线的光程差为2λ,第一条缝与第n条缝沿θ角出射的光线的光程差为(N-1)2λ。11.由自然光通过偏振片时光强减半和马吕斯定律

可得I/8和9I/32(16)16三、计算题(17)取圆盘上的面积元dS,该面积元dS所受的空气阻力矩:设t时刻圆盘角速度为ω1.(1)设园盘受到的空气阻力矩为M,

取向上为正方向rdrdSdθ又因该面积元dS的速度为v=rω17(2)根据转动定律:(18)182.(1)1~2任意过程:ΔE1=CV,mol(T2-T1)=CV,mol(2T1-T1)=(5/2)RT12~3绝热膨胀:Q2=03~1等温压缩过程:ΔE3=0

A3=-RT1ln(V3/V1)=-RT1ln8=-2.08RT1Q3=A3=-2.08RT1(2)η=1-|Q3|/Q1=1-2.08RT1/(3RT1)=30.7%(19)193.(1)设x=0处的质点振动方程为y=Acos(2πνt+φ)由图可知t=t0

时,oxyt=t0y=Acos(2πνt0+φ)dy/dt=