一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分) 1、(本题3分)
质量为m=0.5 kg的质点,在Oxy坐标平面内运动,其运动方程为 x=5t,y=0.5t2(SI),从t=2 s到t=4 s这段时间内,外力对质点
作的功为 (A) 1.5 J. (B) 3 J. (C) 4.5 J. (D) -1.5 J. [ ]
2、(本题3分) 速率分布函数f(v)的物理意义为: (A) 具有速率v的分子占总分子数的百分比. (B) 速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比. (C) 具有速率v的分子数. (D) 速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数. [ ]
3、(本题3分) 一绝热容器被隔板分成两半,一半是真空,另一半是理想气体.若把隔板抽出,气体将进行自由膨胀,达到平衡后 (A) 温度不变,熵增加. (B) 温度升高,熵增加. (C) 温度降低,熵增加. (D) 温度不变,熵不变. [ ]
4、(本题3分) 根据热力学第二定律可知:
本大题满分30分
本大题得分 (A) 功可以全部转换为热,但热不能全部转换为功. (B) 热可以从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体. (C) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程. (D) 一切宏观的自发过程都是不可逆的. [ ]
5、(本题3分) 一平面余弦波在t = 0时刻的波形曲线如图所示,则O点的振动初相位为: (A) 0. (B) 21. (C) . (D) 23(或21).
[ ]
6、(本题3分)
一平面简谐波在弹性媒质中传播,在某一瞬时,媒质中某质元正处于平衡位置,此时它的能量是 (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. [ ]
7、(本题3分) 一机车汽笛频率为750 Hz,机车以时速90公里远离静止的观察者.观察者听到的声音的频率是(设空气中声速为340 m/s) (A) 810 Hz. (B) 699 Hz. (C) 805 Hz. (D) 695 Hz. [ ]
8、(本题3分) 在双缝干涉实验中,入射光的波长为,用玻璃片遮住双缝中的一个缝,若玻璃片中光程比相同厚度的空气的光程大2.5 ,则屏上原来的明纹处 (A) 仍为明条纹. (B) 变为暗条纹. (C) 既非明纹也非暗纹. (D) 无法确定是明纹,还是暗纹. [ ]
9、(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. [ ]
10、(本题3分) 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,测得透射光强度最大值是最小值的5倍,那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为 (A) 1 / 2. (B) 1 / 3. (C) 1 / 4. (D) 1 / 5. [ ] 二、简单计算与问答题(共6小题,每小题5分,共30分) 1、(本题5分) 人造地球卫星绕地球中心做椭圆轨道运动,若不计空气阻力和其它星球的作用,在卫星运行过程中,卫星的动量和它对地心的角动量都守恒吗?为什么?
2、(本题5分) 一长为L,密度分布不均匀的细棒,其质量线密度0=x/L.0
为常量,x从轻端算起,求其质心的位置.
3、(本题5分) 理想气体微观结构模型的主要内容是什么? 4、(本题5分) 两波在一很长的弦线上传播,其表达式分别为: 21140010cos(244)3y.tx
(SI)
22140010cos(244)3y.tx
(SI)
求: (1) 两波的频率、波长、波速; (2) 两波叠加后的节点位置.
5、(本题5分) 在单缝衍射图样中,离中心明条纹越远的明条纹亮度越小,试用半波带法说明. 6、(本题5分)
波长为的单色光垂直照射到折射率为n2的劈形膜上,如图所示,图中n1<n2<n3,观察反射光形成的干涉条纹.
(1) 从劈形膜顶部O开始向右数起,第五条暗纹中心所对应的薄膜厚度e是多少? (2) 相邻的两明纹所对应的薄膜厚度之差是多少?
本大题满分30分 本大题得分 三.计算题(共4小题,每小题10分,共40分) 1、(本题10分)
一根放在水平光滑桌面上的匀质棒,可绕通过其一端的竖直固定光滑轴O转动.棒的质量为m = 1.5 kg,长度为l = 1.0 m,对轴的转动惯量为J = 213ml.初始时棒静止.今有一水平运动的子弹垂直地射入棒的另一端,并留在棒中,如图所示.子弹的质量为m= 0.020 kg,速率为v = 400 m·s-1.求: (1) 棒开始和子弹一起转动时角速度有多大? (2) 若棒转动时受到大小为Mr = 4.0 N·m的恒定阻力矩作用,棒能转过多大的角度? 2、(本题10分) 一定量的理想气体经历如图所示的循环过程,A→B和C→D是等压过程,B→C和D→A是绝热过程.已知:TC= 300 K,TB= 400 K.求:此循环的效率.
本小题满分10分 本小题得分
本小题满分10分 本小题得分 3、(本题10分) 一简谐波沿Ox轴正方向传播,波长 = 4 m, 周期T = 4 s,已知x = 0处质点的振动曲线如图所示. (1) 写出x = 0处质点的振动方程; (2) 写出波的表达式; (3) 画出t = 1 s时刻的波形曲线. 4、(本题10分)
设光栅平面和透镜都与屏幕平行,在平面透射光栅上每厘米有5000条刻线,用它来观察钠黄光(=589 nm)的光谱线. (1)当光线垂直入射到光栅上时,能看到的光谱线的最高级次km是
多少? (2)当光线以30°的入射角(入射线与光栅平面的法线的夹角)斜入 射到光栅上时,能看到的光谱线的最高级次mk 是多少? (1nm=109m) 一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分) 1、B 2、B 3、A 4、D 5、D 6、C 7、B 8、B 9、B 10、A 二、简单计算与问答题(共6小题,每小题5分,共30分)
1、答:人造卫星的动量不守恒,因为它总是受到外力──地球引力的作用. 2分 人造卫星对地心的角动量守恒,因为它所受的地球引力通过地心, 而此力对地心的力矩为零. 3分 2、解: 0dddxmxxL
2分
dMm0
0dLxxL012L
1分
dcxmxM
20
0dLxx
L
M
2
3L 2分
本小题满分10分 本小题得分
本小题满分10分 本小题得分 3、答:(1) 气体分子的线度与气体分子间的平均距离相比可忽略不计. 2分
(2) 分子之间的碰撞以及分子与器壁之间的碰撞都是完全弹性碰撞. 1分 (3) 气体分子之间的平均距离相当大,所以除碰撞的瞬间外,分子间的相互 作用力略去不计. 2分 4、解:(1) 与波动的标准表达式 )/(2cosxtAy 对比可得: = 4 Hz, = 1.50 m, 1分
波速 u = = 6.00 m/s 1分
(2) 节点位置 )21(3/4nx
3142x(n) m , n = 0,1,2,3, … 3分
5、答:除中央明纹(零级)外,其他明纹的衍射方向对应着奇数个半波带(一级对应三个,二级对应五个,......),级数越大,则单缝处的波阵面可以分成的半波带数目越多.其中偶数个半波带的作用两两相消之后,剩下的光振动未相消的一个半波带的面积就越小,由它决定的该明条纹的亮度也就越小. 5分 6、 解:∵ n1<n2<n3, 二反射光之间没有附加相位差,光程差为 = 2n2 e 第五条暗纹中心对应的薄膜厚度为e5, 2n2 e = (2k - 1)/ 2 k = 5 22251494e/n/n 3分 (或 2n2 e = (2k +1)/ 2 k = 4 2224+1494e/n/n )
明纹的条件是 2n2 ek = k 相邻二明纹所对应的膜厚度之差 e = ek+1-ek= / (2n2) 2分 三、计算题(共4小题,每小题10分,共40分)
1、(本题10分) 解:(1) 角动量守恒:
22
3
1lmmllmv 2分