中国石油大学大学物理2期末试题.docx
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中国石油大学大学物理2期末试题
本大题满分30分
本大题得分
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=0.5kg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=2s到t=4s这段时间内,外力对质点作的功为
(A)1.5J.(B)3J.
(C)4.5J.(D)-1.5J.[]
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:
(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)
.
(C)π.(D)
(或
).
[]
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750Hz,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340m/s)
(A)810Hz.(B)699Hz.
(C)805Hz.(D)695Hz.[]
8、(本题3分)
在双缝干涉实验中,入射光的波长为λ,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2.5λ,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)
本大题满分30分
本大题得分
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
.
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:
(SI)
(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?
三.计算题(共4小题,每小题10分,共40分)
本小题满分10分
本小题得分
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=1.5kg,长度为l=1.0m,对轴的转动惯量为J=
.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'=0.020kg,速率为v=400m·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=4.0N·m的恒定阻力矩作用,棒能转过多大的角度
?
2、(本题10分)
本小题满分10分
本小题得分
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=300K,TB=400K.求:
此循环的效率.
3、(本题10分)
本小题满分10分
本小题得分
一简谐波沿Ox轴正方向传播,波长λ=4m,周期T=4s,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=1s时刻的波形曲线.
4、(本题10分)
本小题满分10分
本小题得分
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(λ=589nm)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
是多少?
(1nm=10-9m)
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分)
1、B2、B3、A4、D5、D6、C7、B8、B9、B10、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:
2分
1分
2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
对比可得:
ν=4Hz,λ=1.50m,1分
波速u=λν=6.00m/s1分
(2)节点位置
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π,光程差为
δ=2n2e
第五条暗纹中心对应的薄膜厚度为e5,
2n2e=(2k-1)λ/2k=5
3分
(或2n2e=(2k+1)λ/2k=4
)
明纹的条件是2n2ek=kλ
相邻二明纹所对应的膜厚度之差∆e=ek+1-ek=λ/(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:
2分
∴
=15.4rad·s-12分
(2)-Mr=(
+
)β2分
0-ω2=2βθ2分
∴
=15.4rad2分
2、(本题10分)
解:
Q1=νCp(TB-TA),Q2=νCp(TC-TD)
4分
根据绝热过程方程得到:
,
∵pA=pB,pC=pD,
∴TA/TB=TD/TC4分
故
2分
3、(本题10分)
解:
(1)
(SI)3分
(2)
(SI)2分
(3)t=1s时,波形表达式:
(SI)
故有如图的曲线.3分
4、(本题10分)
解:
光栅常数d=2×10-6m1分
(1)垂直入射时,设能看到的光谱线的最高级次为km,则据光栅方程有
dsinθ=kmλ
∵sinθ≤1∴kmλ/d≤1,∴km≤d/λ=3.39
∵km为整数,有km=34分
(2)斜入射时,设能看到的光谱线的最高级次为
,则据斜入射时的光栅方程有
∵sinθ'≤1∴
∴
=5.09
∵
为整数,有
=55分
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- 中国 石油大学 大学物理 期末 试题