【MOOC期末】《大学物理 II》（热学、振动和波、光学、量子）北京交通大学期末慕课答案

【MOOC期末】《大学物理II》（热学、振动和波、光学、量子）北京交通大学期末慕课答案

有些题目顺序不一致，下载后按键盘ctrl+F进行搜索完整考试I~V（热学、振动和波、光学、量子）北京交通大学期末测试考试I考试I--热学1.单选题：在固定的密闭容器中，若把理想气体的温度T0提高到原来的两倍，即T=2T0，则:

选项：

A、分子的平均平动动能和气体压强都提高为原来的2倍

B、分子的平动动能提高到原来的2倍，压强提高到原来的4倍

C、分子的平均动能提高到原来的4倍，压强提高到原来的2倍

D、分子的平均动能和气体压强都不变

答案：【分子的平均平动动能和气体压强都提高为原来的2倍】2.单选题：一瓶氦气和一瓶氢气（均视为理想气体）都处于平衡态，若这两瓶气体的密度（即单位体积内气体质量）相同，分子的平均平动动能相同，则它们温度和压强是否相同？

选项：

A、温度相同，压强相同

B、温度不相同，压强不相同

C、温度相同，但氦气的压强大于氢气的压强

D、温度相同，但氦气的压强小于氢气的压强

答案：【温度相同，但氦气的压强小于氢气的压强】3.单选题：两瓶理想气体：一瓶氧气，一瓶氦气，若它们的温度相同，压强相同，但体积不同。则这两瓶气体单位体积内的气体分子数和单位体积内的气体质量是否相同：

选项：

A、单位体积内的气体分子数相同、单位体积内的气体质量相同

B、单位体积内的气体分子数相同、单位体积内的气体质量不同

C、单位体积内的气体分子数不同、单位体积内的气体质量相同

D、单位体积内的气体分子数不同、单位体积内的气体质量不同

答案：【单位体积内的气体分子数相同、单位体积内的气体质量不同】4.单选题：关于某一过程熵的改变，下列说法正确的是:

选项：

A、一杯开水放在空气中，水的熵减少了，这违背熵增加原理

B、计算不可逆过程的熵变DS，可以用可逆过程代替

C、任一绝热过程，熵变DS=0

D、任一可逆过程，熵变DS=0

答案：【计算不可逆过程的熵变DS，可以用可逆过程代替】5.单选题：设有以下一些过程，这些过程中，系统的熵没有增加的是：

选项：

A、两种不同气体在等温下互相混合

B、液体在等温下汽化

C、理想气体绝热自由膨胀

D、理想气体在等温下压缩

答案：【理想气体在等温下压缩】6.单选题：有人设计一台卡诺热机。每循环一次可从400K的高温热源吸热1800J，向300K的低温热源放热800J，同时对外做功1000J。这样的设计是

选项：

A、可以的，符合热力学第一定律

B、可以的，符合热力学第二定律

C、不行的，卡诺循环对外做功不能大于向低温热源放出的热量

D、不行的，这个热机的效率超过理论值

答案：【不行的，这个热机的效率超过理论值】7.单选题：设有一热机，从高温热源（400K）吸取热量Q1，对外做功A，并向低温热源（200K）放出热量Q2，以下哪种情形是可能发生的？

选项：

A、Q1=500J，A=400J，Q2=100J

B、Q1=500J，A=500J，Q2=0

C、Q1=500J，A=300J，Q2=200J

D、Q1=500J，A=100J，Q2=400J

答案：【Q1=500J，A=100J，Q2=400J】8.单选题：关于热力学第二定律，下列说法正确的是：

选项：

A、热量不能从低温物体向高温物体传递

B、功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功

C、热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的

D、不可能从单一热源吸热使之全部变为有用的功

答案：【热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的】9.单选题：一定质量的气体，在容积不变的条件下，当压强增大时：

选项：

A、平均碰撞频率和分子平均自由程都不变

B、平均碰撞频率变大和分子平均自由程不变

C、平均碰撞频率变大和分子平均自由程变小

D、平均碰撞频率和分子平均自由程都变大

答案：【平均碰撞频率变大和分子平均自由程不变】10.单选题：图示的曲线分别表示了氢气和氦气在同一温度下的麦克斯韦速率分布情况。由图可知：

选项：

A、氦气分子的最概然速率为1000m/s

B、氦气分子的方均根速率为1732m/s

C、氢气分子的平均速率为1414m/s

D、氢气分子的方均根速率为1414m/s

答案：【氦气分子的最概然速率为1000m/s】11.单选题：三个容器A、B、C中装有同种理想气体，其分子数密度n相同，而方均根速率之比为，则其压强之比pA：pB：pC为:

选项：

A、1:2:4

B、4:2:1

C、1:4:16

D、1:4:8

答案：【1:4:16】12.单选题：理想气体经过下述三种途径由初态I(2p0,V0)变到终态Ⅱ(p0,2V0)：(a)先从V0等压膨胀到2V0然后等体积降压；(b)等温膨胀；(c)先以V0等体积降压到p0后再等压膨胀。计算沿以上每一路径气体对外界所做的功为:

选项：

A、p0V0；p0V0ln2；p0V0

B、p0V0；2p0V0ln2；2p0V0

C、2p0V0；2p0V0ln2；p0V0

D、2p0V0；p0V0ln2；2p0V0

答案：【2p0V0；2p0V0ln2；p0V0】13.单选题：一定量的双原子分子理想气体所经的可逆循环过程ABCA和相关状态量如图所示。其中，AB是斜直线，BC是等温线，CA是等压线。则：

选项：

A、AB过程中气体所做的功

B、BC过程中气体所吸收的热量

C、CA过程中气体所吸收的热量

D、此循环的效率

答案：【BC过程中气体所吸收的热量】14.单选题：一定量的某理想气体所经历的循环过程是：从初态（V0,T0）开始，先经过准静态绝热膨胀过程使其体积增大至3V0，再经准静态等体过程恢复到初态温度T0，最后经过准静态等温过程使其体积恢复为V0。气体在此循环过程中：

选项：

A、对外做的净功为负值

B、从外界净吸的热量为正值

C、内能增加了

D、内能减少了

答案：【对外做的净功为负值】15.单选题：如图所示理想气体卡诺循环，沿abcda方向进行，这个循环的两个绝热线下的面积大小分别为S1和S2，则二者的大小关系是：

选项：

A、S1<S2

B、S1>S2

C、S1=S2

D、无法比较

答案：【S1=S2】16.单选题：如图所示，两个可逆卡诺循环，第一个沿进行abcda，第二个进行ab'c'da，这两个循环的效率h1和h2的关系

选项：

A、h1=h2

B、h1>h2

C、h1D、无法比较

答案：【h1=h2】17.单选题：一定量的氦气（视为理想气体）向真空做绝热自由膨胀过程，设初状态气体分子的平均自由程为，末状态平均自由程变为。若气体体积膨胀为原来的3倍，则？

选项：

A、1:3

B、1:1

C、

D、

答案：【1:3】18.单选题：如图所示，绝热容器被隔板分成容积相等的A、B两部分(容积为V)，A内盛有压强为p0的理想气体，B为真空。现抽去隔板，气体膨胀到整个容器达到平衡，以下说法正确的是：

选项：

A、该过程不是等温过程，末态温度升高

B、该过程不是等温过程，末态温度降低

C、该过程为准静态绝热过程，体积增大，则末态温度降低

D、该过程气体在初态和末态的温度相等

答案：【该过程气体在初态和末态的温度相等】19.单选题：如图所示，一定质量的理想气体分别经过准静态绝热过程I和某一过程II由状态a到状态b，这两个过程中的热容分别用C1及C2表示，则有：

选项：

A、C1>0，C2>0

B、C1=0，C2>0

C、C1=0，C2<0

D、C1<0，C2<0

答案：【C1=0，C2>0】20.单选题：一定量的理想气体，从同一状态开始使其体积由V1膨胀到2V1，分别经历以下三种准静态过程：(1)等压过程；(2)等温过程；(3)绝热过程。其中：_____过程气体对外做功最少；_____过程气体吸收的热量最多。

选项：

A、绝热过程；等压过程

B、等压过程；等温过程

C、等温过程；等压过程

D、绝热过程；等温过程

答案：【绝热过程；等压过程】考试II考试II--振动和波1.单选题：图（a）表示沿x轴正方向传播的平面简谐波在t=0时的波形图，图（b）为一作简谐振动的质点的振动曲线，则图（a）中所表示的x=0处振动的初相位与图（b）所表示的振动的初相位分别为

选项：

A、均为0

B、均为p/2

C、均为3p/2

D、3p/2和p/2

E、p/2和3p/2

答案：【p/2和3p/2】2.单选题：一平面简谐波在t时刻的波形曲线如图所示。若此时A点处介质质元的振动动能在增大，则下列说法正确的是：

选项：

A、A点处质元的弹性势能在减小

B、波沿x轴负方向传播

C、B点处质元的振动动能减小

D、波的能量沿x轴正方向传播

答案：【波沿x轴负方向传播】3.单选题：关于波动能量与振动能量下列说法错误的是：

选项：

A、孤立振动系统的质元动能最大时，势能最小，总机械能守恒

B、孤立振动系统的质元动能最大时，势能最小，总机械能不守恒

C、波动中任一质元机械能随时间周期性变化，机械能不守恒

D、波动中任一质元动能最大时，势能也最大，动能为零时，势能也为零

答案：【孤立振动系统的质元动能最大时，势能最小，总机械能不守恒】4.单选题：一平面简谐波在弹性介质中传播，在某一瞬时，介质中某质元正处于最大位移处，此时它的能量：

选项：

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

答案：【动能为零，势能为零】5.单选题：已知一平面简谐波的波函数为，（a、b为正值），则

选项：

A、波的周期为2π/a

B、波的传播速度为b/a

C、波长为π/b

D、波的频率为a

答案：【波的周期为2π/a】6.单选题：一单摆悬线长l=1m，在悬挂点正下方0.5m处有一钉子，求单摆的左右两侧角振幅比θ'：θ=?

选项：

A、

B、2:1

C、1:2

D、

答案：【】7.单选题：光滑水平面上的弹簧连接一容器M。每次经过平衡位置O时，从上方落下质量为m的油滴。问系统振幅和周期如何变化？

选项：

A、振幅变大，周期变长

B、振幅变大，周期变短

C、振幅变小，周期变长

D、振幅变小，周期变短

答案：【振幅变小，周期变长】8.单选题：一质点沿x轴作谐振动，谐振动方程为:问:从t=0时刻起，到质点位置在x=-2cm处，且向x轴的正方向运动的最短时间间隔是多少秒？

选项：

A、0.17

B、0.5

C、1

D、1.5

答案：【0.5】9.单选题：一辆火车以90km/h的速度行驶，一辆汽车以30m/s的速度追赶火车，火车汽笛的频率为650Hz，坐在汽车中的人听到火车鸣笛的频率为多少？已知空气中声速为330m/s。

选项：

A、630

B、641

C、659

D、709

答案：【659】10.单选题：在一弦线上沿着相反方向传播的两列相干平面简谐波，其波函数表达式分别为：则它们在弦线上叠加后各质元的振幅是：

选项：

A、0

B、2A

C、

D、

E、随时间作周期性变化

答案：【】11.单选题：一束入射波入射到两种介质分界面，已知在固定端x=0处反射波方程是：设反射波无能量损失，那么入射波方程是：

选项：

A、

B、

C、

D、

答案：【】12.单选题：如图所示，波源S1和S2发出的波在P点相遇，P点距波源S1和S2的距离分别为3λ和10λ/3，其中，λ为两列波在介质中的波长，若P点的合振幅总是极大值，则波源S1与S2的相位差φ1-φ2为:

选项：

A、

B、

C、

D、

答案：【】13.单选题：两列强度均为I的相干波在空间相遇，则叠加后波的强度：

选项：

A、强度最大值为2I

B、强度最大值为4I

C、强度最小值为I

D、一直为2I

答案：【强度最大值为4I】14.单选题：一简谐运动的振动曲线如图，则此简谐运动的振动方程为：

选项：

A、

B、

C、

D、

答案：【】15.单选题：将劲度系数为k的弹簧分成等长的3段，将3段并联起来，下挂一质量为m的物块，则物块的振动周期为多大？

选项：

A、

B、

C、

D、

答案：【】考试III考试III-热学、振动和波1.单选题：如图所示，一平面简谐波以波速u沿x轴正方向传播，O为坐标原点。已知P点的振动方程为：，则：

选项：

A、O点的振动方程为：

B、波的表达式为：

C、波的表达式为：

D、C点的振动方程为：

答案：【波的表达式为：】2.单选题：设一横波的波函数是：（SI），则此波：

选项：

A、沿x轴负向传播

B、波长是0.4m

C、周期是100s

D、波速是250m/s

答案：【波速是250m/s】3.单选题：在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动：

选项：

A、振幅相同，相位相同

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

答案：【振幅不同，相位相同】4.单选题：处于平衡态的一瓶氦气和一瓶氮气，二者密度相同，分子平均平动动能相同，则它们：

选项：

A、温度相同、压强相同

B、温度、压强都不相同

C、温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强

D、温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强

答案：【温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强】5.单选题：一横波沿x轴负方向传播，若t时刻波形曲线如图所示，则在t+T/4时刻x轴上的1、2、3三点的振动位移分别是：

选项：

A、A，0，-A

B、-A，0，A

C、0，A，0

D、0，-A，0

答案：【-A，0，A】6.单选题：图示为两个简谐振动的振动曲线，这两个简谐振动叠加，合成的简谐振动的初相为：

选项：

A、

B、

C、

D、0

答案：【】7.单选题：两个质点各自作简谐振动，它们的振幅相同、周期相同。第一个质点的振动方程为：。当第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位置时，第二个质点正在最大正位移处。则第二个质点的振动方程为：

选项：

A、

B、

C、

D、

答案：【】8.单选题：如图所示，一定量的理想气体经历abc过程时吸热200J。则经历abcda过程时，吸热为：

选项：

A、1200J

B、-1000J

C、700J

D、-650J

答案：【-1000J】9.单选题：对于室温下的双原子分子理想气体，在准静态等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比A/Q等于：

选项：

A、1/3

B、1/4

C、2/5

D、2/7

答案：【2/7】10.单选题：以下四图分别表示某人设想的理想气体的四个循环过程，请选出其中一个在物理上可能实现的循环过程：

选项：

A、A可能

B、B可能

C、C可能

D、D可能

答案：【B可能】11.单选题：一定量某理想气体按恒量的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度：

选项：

A、升高

B、降低

C、不变

D、升高还是降低不能确定

答案：【降低】12.单选题：气缸内盛有一定量的氢气（可视作理想气体），当温度不变而压强增大一倍时，氢气分子的平均碰撞频率和平均自由程的变化情况是：

选项：

A、和都增大一倍

B、和都减为原来的一半

C、增大一倍而减为原来的一半

D、减为原来的一半而增大一倍

答案：【增大一倍而减为原来的一半】考试IV考试--光学和量子1.单选题：用X射线照射物质时，可以观察到康普顿效应，即在偏离入射光的各个方向上观察到散射光，这种散射光中[]。

选项：

A、只包含有与入射光波长相同的成分

B、既有与入射光波长相同的成分，也有波长变长的成分，波长的变化只与散射方向有关，与散射物质无关

C、既有与入射光波长相同的成分，也有波长变长的成分和波长变短的成分，波长的变化既与散射方向有关，也与散射物质有关

D、只包含波长变长的成分，其波长的变化只与散射物质有关，与散射方向无关

答案：【既有与入射光波长相同的成分，也有波长变长的成分，波长的变化只与散射方向有关，与散射物质无关】2.单选题：一个光子和一个电子具有同样的波长，则[]。

选项：

A、光子具有较大的动量

B、电子具有较大的动量

C、电子和光子的动量相等

D、光子没有动量

答案：【电子和光子的动量相等】3.单选题：下列物体哪个是绝对黑体[]。

选项：

A、不辐射可见光的物体

B、不辐射任何电磁波的物体

C、不能反射可见光的物体

D、不能反射任何电磁波的物体

答案：【不能反射任何电磁波的物体】4.单选题：1927年的戴维孙-格末实验证实了[]。

选项：

A、电子的波动性

B、光的粒子性

C、玻尔的能级量子化假设

D、原子的自旋磁矩取向量子化

答案：【电子的波动性】5.单选题：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一周，测得透射光强的最大值是最小值的5倍，则入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为[]。

选项：

A、1/2

B、1/3

C、1/4

D、1/5

答案：【1/2】6.单选题：一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片，且两偏振片的偏振化方向成45°角，则穿过两个偏振片后的光强I为[]。

选项：

A、

B、

C、

D、

答案：【】7.单选题：如图所示，一块平板玻璃置于空气中。一束自然光射向此平板玻璃，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光是[]。

选项：

A、自然光

B、线偏振光且光矢量的振动方向垂直入射面

C、线偏振光且光矢量的振动方向平行入射面

D、部分偏振光

答案：【线偏振光且光矢量的振动方向垂直入射面】8.单选题：波长λ=500nm的单色光垂直入射于光栅常量为2mm的平面衍射光栅上，则可能观察到的光谱线的最大级次为[]。

选项：

A、2

B、3

C、4

D、5

答案：【3】9.单选题：将一平面玻璃覆盖在平凹柱面透镜的凹面上，如图所示。设单色平行光垂直照射在平面玻璃上表面，则从反射光观察到的干涉条纹应为[]。

选项：

A、平行于柱面透镜中心轴的一系列明暗相间的直条纹，中心轴处干涉级次最低

B、平行于柱面透镜中心轴的一系列明暗相间的直条纹，中心轴处干涉级次最高

C、以柱面透镜中心轴中点为圆心的一系列同心圆环，圆心处干涉级次最低

D、以柱面透镜中心轴中点为圆心的一系列同心圆环，圆心处干涉级次最高

答案：【平行于柱面透镜中心轴的一系列明暗相间的直条纹，中心轴处干涉级次最高】10.单选题：已知粒子在一维无限深势阱中运动，其波函数为：(-a≤x≤a)那么粒子在x=5a/6处出现的概率密度为[]。

选项：

A、1/(2a)

B、1/a

C、

D、

答案：【1/(2a)】11.单选题：如图所示，一束动量为p的电子，通过缝宽为a的狭缝。在距离狭缝为R处放置一荧光屏，屏上衍射图样的中央明条纹宽度d等于[]。

选项：

A、

B、2ha/p

C、2ha/(Rp)

D、2Rh/(ap)

答案：【2Rh/(ap)】12.单选题：一束波长为λ的平行单色光垂直入射到一单缝AB上，装置如图。在屏幕E上形成衍射图样，若P是中央明纹一侧的第二个暗纹中心所在的位置，则的长度为[]。

选项：

A、1.5λ

B、2λ

C、2.5λ

D、3λ

答案：【2λ】13.单选题：如图，用单色平行光垂直照射在观察牛顿环的装置上（平凸透镜和平板玻璃的折射率均为1.50）。当此牛顿环装置从空气中移到折射率为1.33的水中，环状干涉条纹[]。

选项：

A、中心暗斑变成亮斑

B、变疏

C、变密

D、间距不变

答案：【变密】14.单选题：在双缝干涉实验中，若单色点光源S到缝S1和S2的距离相等，则观察屏上中央明条纹中心位于图中O处。现将光源S向下移动到图中的S’位置，则[]。

选项：

A、中央明条纹向下移动，且条纹间距不变

B、中央明条纹向上移动，且条纹间距不变

C、中央明条纹向下移动，且条纹间距增大

D、中央明条纹向上移动，且条纹间距增大

答案：【中央明条纹向上移动，且条纹间距不变】考试V考试V-振动波，光学和量子物理基础1.单选题：在杨氏双缝干涉实验中，双缝间距d=5mm，双缝到光屏的距离D=2m，以波长λ1为500nm的单色平行光垂直入射。若换成另一波长为λ的单色平行光入射，发现新的第五级明纹中心正好与原来的第四级明纹中心重合，则λ2=nm。

选项：

A、400

B、625

C、600

D、475

答案：【400】2.单选题：直径为1米的球形鱼缸的中心处有一条小鱼，设鱼缸中水的折射率n=1.33，若玻璃缸壁的厚度忽略不计，则缸外观察者所看到的小鱼的位置和大小以下说法正确的是：

选项：

A、小鱼的位置仍在原处，大小变大了

B、小鱼的位置仍在原处，大小变小了

C、小鱼的位置仍在原处，大小不变

D、小鱼的位置靠近观察者，大小变大了

E、小鱼的位置靠近观察者，大小变小了

F、小鱼的位置远离观察者，大小变大了

G、小鱼的位置远离观察者，大小变小了

答案：【小鱼的位置仍在原处，大小变大了】3.单选题：已知一沿x轴正向传播的平面简谐波，周期T=2s，波长λ=2m，振幅A=1m。t=0时刻，原点O处在平衡位置且向y轴正方向运动。求t=0时刻，x=0.5m处质点的速度=m/s。

选项：

A、0

B、π

C、-π

D、1

答案：【0】4.单选题：已知两个同方向的简谐振动，，，则这两个振动合成后的拍频=Hz。

选项：

A、0.5

B、1

C、π/6

D、2001

答案：【0.5】5.单选题：一弹簧振子放在光滑水平面上，劲度系数k=1.6N/m，物体质量m=0.4kg，现将物体由平衡位置处向右移动至x=0.1m处，并给其向左的速度0.2m/s。请写出其振动方程。

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

F、

答案：【】6.单选题：按照量子力学理论，若氢原子中的电子的主量子数n=3，那么它的轨道角动量大小可能有________个取值；若电子的角量子数l=2，则电子的轨道角动量的大小为__________。

选项：

A、

B、

C、

D、

答案：【】7.单选题：设一个粒子在一维空间运动，其状态可用波函数