大学物理期末考试试卷一、选择题(每小题2分,共20分)1、图(a)表示t =0时的简谐波的波形图,波沿x 轴正方向传播,图(b)为一质点的振动曲线。
图(a)中所表示的x=0处质点振动的初相位与图(b)所表示的振动的初相位分别为( )A 、均为零B 、均为π21C 、π21与π21-D 、π23与π212、机械波的表达式为)06.06cos(1.0x t y ππ+=,式中y 和x 的单位为m ,t 的单位为s ,则( )A 、波长为5mB 、波速为15m/sC 、波沿x 轴正方向传播D 、周期为313、在杨氏双缝干涉实验中,用波长589.3nm 的纳灯作光源,屏幕距双 缝的距离800mm 。
当双缝间距1mm 时,两相邻明条纹中心间距是( ) A 、0.47mm B 、4.7mm C 、0.074mm D 、0.65mm4、工业中常用光学平面(标准的平板玻璃)来检验金属平面的平整度, 如图下图甲所示。
用单色光照射时,如果待检验平面有不平之处,干涉条纹将发生弯曲,如图乙和丙;则待检验平面的情况( )A 、如果是乙图则待检验平面有隆起,如果是丙图则待检验平面有凹陷B 、如果是乙图则待检验平面有凹陷,如果是丙图则待检验平面有隆起C 、乙和丙两图都说明待检验平面有隆起D 、仅根据乙和丙两图无法确定待检验平面的具体情况5、关于光反射与折射时的偏振(0i 为起偏角),下图错误的是( )A B C D6、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4:2:1::222=C B A v v v ,则其压强之比PA :PB :PC 为( ) A 、1:2:4 B 、1:4:8 C 、1:4:16 D 、4: 2:17、一台理想热机工作于温度分别为327℃和27℃的高温热源与低温热源之间,每经历一个循环,热机对外做功为1000J ,则经历一个循环吸收的热量为( )A 、1000JB 、2000JC 、3000JD 、500J8、有一细棒固定在S ′系中,它与Ox ′轴的夹角为60o ,如果S ′系以速度u 沿Ox 方向相对于S 系运动,S 系中观察者测得细棒与Ox 轴的夹角( ) A 、等于60o B 、小于60o C 、大于60o D 、当S ′系沿Ox 正方向运动时,大于60o ;反之小于60o 。
9、关于光子的性质,下列说法错误的是( )A 、不论真空中或介质中的速度都是cB 、它的静止质量为零C 、它的动量为/h c νD 、它的总能量就是它的动能 10、关于康普顿散射,下列说法正确的是 ( ) A 、散射光的波长与入射光的波长全然不同B 散射光的波长有些与入射光相同,但有些变短了;散射角越大,散射波长越短C 、散射光的波长有些与入射光相同,但也有变长的,也有变短的D 、散射光的波长有些与入射光相同,有些散射光的波长比入射光的波长长些,且散射角越大,散射光的波长变得越长 二、填空题(每小题2分,共20分)1、当质点以频率ν做简谐运动时,它的动能的变化频率为 。
质点的位移为振幅的一半时,其动能和势能之比为_________。
2、驻波的能量在相邻的 和 间往复变化,发生动能和 势能间的转换。
驻波好像分段的振动,能量并没有定向传播。
3、在杨氏双缝实验中,若将光源S 向上移动到S ′位置,则中央明纹向 移动,且条纹间距 (填“增大、减小或不变” )。
4、在单缝夫琅和费衍射实验中,波长为λ的单色光垂直入射在宽度λ5单缝上,屏幕上的P 点衍射角为30°,则P 点条纹的级数k= ;对应于P 点,单缝处波阵面可分成的半波带数目为___________个。
5、图示Ⅰ、Ⅱ曲线分别表示了氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦分子速率的分布曲线。
氧气分子和氢气分子的最概然速率分别为 m/s 和 m/s 。
6、在括号内填上“相同”或“不同”。
理想气体状态方程C T pV=(C 为常数),对摩尔数相同,不同种类的气体 C ,对质量相同的同一种气体处于不同状态C 。
7、在以0.8c 速率向西飞行的飞船上,观测地面的百米跑道。
已知跑道由西向东,则从飞船上测量,跑道的长度为 m ;跑道固有长度为 m 。
8、有一对父子,父亲30岁,儿子10岁那年,父亲去太空旅行,速度为c 99.0,在地面上的儿子看来,他50岁时,其天上的父亲为 岁(设为t 岁);在天上的父亲看来,他t 岁时,其地面上的儿子为 岁。
9、金属在光的照射下发射电子的现象称为 ,发射出来的电子称为 。
10、电子在原子中可以在一些特定的圆轨道上运动而不辐射 。
这时,原子处于稳定状态,简称 。
三、判断题(正确的在括弧内填写“T ”,错误的填写“F ”)(每小题1分,共10分)1.同一简谐运动的相位差,由初相差决定。
( )2.简谐波的频率由介质决定。
( )3.由光的时间相干性可知产生干涉的薄膜一定要薄。
( )4.在单缝衍射实验中,将单缝位置作上下小距离移动,屏上衍射条纹不变。
( )5.自然光通过一个偏振片后不一定能够得到线偏振光。
( )6.刚性多原子气体分子的自由度6>i 。
( )7.自然界中的一切与热现象有关的宏观实际过程都是不可逆的。
( )8.根据爱因斯坦狭义相对论,时间均匀流逝,且与物质运动无关,所有惯性系有统一的时间。
( )9.任何一个物体,在任何温度下都会辐射电磁波。
( ) 10.卢瑟福根据α粒子散射实验,提出了原子的有核模型,把原子结构的研究引上了正确的轨道。
( )四、计算题(本大题共4个小题,共50分)1、一质量为0.01 kg 的物体做简谐运动,其振幅为0.08 m ,周期为4 s ,起始时刻物体在x=0.04 m 处,向ox 轴负方向运动(如图)。
求:(1)t=1.0 s 时,物体所处的位置和所受的力; (2)由起始位置运动到x = -0.04 m 处所需要的最短时间。
(本题12分)2、图示为平面简谐波在0t =时的波形图,设此简谐波的频率为250Hz ,且此时图中点P 的运动方向向上。
求:(1)该波的波动方程。
(2)在距原点为7.5m 处质点的运动方程。
(本题12分)3、如图所示在平面玻璃片上放一油滴,并展开成球冠状油膜,在波长2610nm λ=⨯的单色光垂直入射下,从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹。
已知玻璃的折射率为1 1.4n =,油膜的折射率2 1.2n =,当油膜中心最高点与玻璃片的上表面相距29.010nm h =⨯时。
求:(1)干涉条纹如何分布?(2)可看到几条明纹?明纹所在处的油膜厚度为多少? (3)油膜边缘是暗纹还是明纹?说明原因? (本题12分)4、如图所示,一定量的理想气体经历ACB 过程时吸热700J 。
(1)求气体经历ACB 过程内能的变化量? (2)求气体经历ACBDA 过程所做的功?(3)求气体经历ACBDA 过程时传递的热量为多少,是吸热还是放热? (本题14分)参考答案一、选择题(每小题2分,共20分)1--5 C D A B A 6--10 C B C A D 二、填空题(每小题2分,共20分)1、v 2,3:1;2、波腹,波节;3、下,不变;4、2,5;5、500,2000;6、相同,相同;7、60,100;8、34,10.4;9、光电效应,光电子; 10.电磁波,定态 三、判断题:(每小题1分,共10分)1--5 F F T T F 6--10 F T F T T 四、计算题(本大题共4个小题,共50分) 1.解:(1)00.04 m t x ==,,<0v由旋转矢量法:π3ϕ=12ππ s 2T ω-==0.08 m A =,则ππcos()0.08cos()23x A t t ωϕ=+=+把 1.0 s t =代入运动方程,则0.069 m x =-2F kx m x ω=-=-31.7010 N -=⨯(2)运动到x=-0.04 m 处所需要的最短时间由πt ϕω∆==3,得20.667 s 3t ==2、解:(1)波动方程:t=0时,P 点向上运动,波沿x 轴负向传播cos[()]xy A t u ωϕ=++由图λ=20.0m ,u=λν=5.0×103 m/s由旋转矢量法:π3ϕ=π0.10cos[500π()]50003x y t =++(2)运动方程:7.5m x =,代入波动方程得A=0.10m,13π0.10cos(500π)12y t =+3、解:(1)干涉条纹分布:明暗相间的同心圆环 (2)明纹:22 0,1,2,...n d k k λ∆===油膜厚度如下:00, 0k d ==;11,250nmk d ==;22,500nmk d ==;33,750nmk d ==;44,1000nmk d ==由于油膜中心最高点与玻璃片上表面相距29.010nm h =⨯,最高级次为3;所以可观察到4条明纹 (3)油膜周边处d =0,即0∆=符合干涉加强条件,所以油膜周边是明纹 4、解:(1)ACB 过程内能的变化量: 由图A AB Bp V p V =,所以A 、B 两状态温度相同ACB 过程内能的变化量ACB 0E ∆=(2)ACBDA 过程所做的功 由热力学第一定律:21Q E E W=-+ACB ACB ACB 700JW Q E =-∆=(3)ACBDA 过程时传递的热量:ACBDA 过程是一个循环过程,内能的变化量0E ∆= 等体过程做功:BD W =;等压过程做功:DA ()1200JA A D W p V V =-=-ACB BD DA 7001200J=500JW W W W =++=--500J Q E W =∆+=-,气体放热500J 。