石油大學大學物理期末試題

1、本大題滿分30分本 大 題 得 分一、選擇題(共10小題，每小題3分，共30分)1、(本題3分)質量為mn= 0.5 kg的質點，在Oxy坐標平面內運動，其運動方程為 2x = 5t , y=0.5t (SI),從t=2 s至ijt=4 s這段時間內，外力對質點作的 功為(A) 1.5 J .(B) 3 J .(C) 4.5 J .(D)-1.5 J .2、(本題3分)速率分布函數(shù)f(v)的物理意義為：(A) 具有速率v的分子占總分子數(shù)的百分比.(B) 速率分布在v附近的單位速率間隔中的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.(C) 具有速率v的分子數(shù).(D) 速率分布在v附近的單位速率間隔中的分子數(shù).3、

2、(本題3分)一絕熱容器被隔板分成兩半，一半是真空，另一半是理想氣體.若把隔板抽出，氣體 將進行自由膨脹，達到平衡后(A) 溫度不變，嫡增加.(B)溫度升高，嫡增加.(C)溫度降低，嫡增加.(D)溫度不變，嫡不變.4、(本題3分)根據(jù)熱力學第二定律可知：(A) 功可以全部轉換為熱，但熱不能全部轉換為功.(B) 熱可以從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體.(C)不可逆過程就是不能向相反方向進行的過程.(D) 一切宏觀的自發(fā)過程都是不可逆的.5、(本題3分)一平面余弦波在t = 0時刻的波形曲線如圖所示，則 。點的振動初相位：為：(A) 0.(B)1n.(C) ? .(D)2n(或p

3、).16、(本題3分)一平面簡諧波在彈性媒質中傳播，在某一瞬時，媒質中某質元正處于平衡位置，此時 它的能量是(A)動能為零，勢能最大.(B)動能為零，勢能為零.(C)動能最大，勢能最大.(D)動能最大，勢能為零.7、(本題3分)一機車汽笛頻率為750 Hz,機車以時速90公里遠離靜止的觀察者.觀察者聽到的聲音 的頻率是(設空氣中聲速為 340 m/s )(A) 810 Hz.(B) 699 Hz.(C) 805 Hz.(D) 695 Hz.8、(本題3分)在雙縫干涉實驗中，入射光的波長為：，用玻璃片遮住雙縫中的一個縫，若玻璃片中光 程比相同厚度的空氣的光程大 2.5 ?,則屏上原來的明紋處(A

4、)仍為明條紋.(B)變?yōu)榘禇l紋.(C)既非明紋也非暗紋.(D)無法確定是明紋，還是暗紋.9、(本題3分)一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃(如圖)，設入射角等于布儒斯特角 "，則在界面2 的反射光(A) 是自然光.(B) 是線偏振光且光矢量的振動方向垂直于入射面.(C) 是線偏振光且光矢量的振動方向平行于入射面.(D) 是部分偏振光.10、(本題3分)一束光是自然光和線偏振光的混合光，讓它垂直通過一偏振片.若以此入射光束為軸 旋轉偏振片，測得透射光弓S度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光與線偏振光的光強比值為(A) 1 / 2.(B) 1 / 3本大題滿分30 分本 大 題 得

5、 分(C) 1 / 4.(D)1 / 5.二、簡單計算與問答題(共6小題，每小題5分，共30分)1、(本題5分)人造地球衛(wèi)星繞地球中心做橢圓軌道運動，若不計空氣阻力和其它 星球的作用，在衛(wèi)星運行過程中，衛(wèi)星的動量和它對地心的角動量都守 包嗎？為什么？2、(本題5分)一長為L,密度分布不均勻的細棒，其質量線密度九二及x/L . %為常量，x從輕端算起, 求其質心的位置.3、(本題5分)理想氣體微觀結構模型的主要內容是什么?4、(本題5分)兩波在一很長的弦線上傳播，其表達式分別為：一 一21 一、 一、y1 =4.00 102cos-二(24t-4x) (SI)321y2 =4.00 10 cos

6、-二(24t 4x) (SI)3求：(1)兩波的頻率、波長、波速；(2) 兩波疊加后的節(jié)點位置.5、(本題5分)在單縫衍射圖樣中，離中心明條紋越遠的明條紋亮度越小，試用半波帶法說明.6、(本題5分)波長為K的單色光垂直照射到折射率為 窕的劈形膜上，如圖所示，圖中 n1<n2<n3,觀 察反射光形成的干涉條紋.(1) 從劈形膜頂部。開始向右數(shù)起，第五條暗紋中心所對應的薄膜厚度 e是多少？(2) 相鄰的兩明紋所對應的薄膜厚度之差是多少?三.計算題（共4小題，每小題10分，共40分）1、（本題10分）一根放在水平光滑桌面上的勻質棒，可繞通過其一端的豎直固定光 滑軸O轉動.棒的質量為 m=

7、 1.5 kg ,長度為l = 1.0 m ,對軸的轉動 慣量為J = 1ml2 .初始時棒靜止.今有一水平運動的子彈垂直地射入棒3本小題滿分10 分本 小 題 得 分的另一端，并留在棒中，如圖所示.子彈的質量為m?= 0.020 kg,速率為v= 400 m- s-1.求:（1）棒開始和子彈一起轉動時角速度 g有多大？若棒轉動時受到大小為 M = 4.0 Nm的恒定阻力矩作用，棒能轉過多大的角度6 ?2、（本題10分）本小題滿分10 分本 小 題 得 分一定量的理想氣體經歷如圖所示的循環(huán)過程， 2B和C- D是等壓過 程,B-C和 AA是絕熱過程.已知：Tc= 300 K , Tb= 400

8、 K .求：此 循環(huán)的效率.本小題滿分10分本小題得分xdmXc 二M3、(本題10分)周期T = 4 s ,已知x =一簡諧波沿Ox軸正方向傳播，波長？ = 4 m, 0處質點的振動曲線如圖所示.(1) 寫出x = 0處質點的振動方程;(2) 寫出波的表達式；(3) 畫出t = 1 s時刻的波形曲線.4、(本題10分)設光柵平面和透鏡都與屏幕平行，在 平面透射光柵上每厘米有5000條刻線，用 它來觀察鈉黃光(=589 nm)的光譜線.(1)當光線垂直入射到光柵上時，能看 到的光譜線的最高級次km是多少？(2)當光線以30°的入射角(入射線與光柵平面的法線的夾角)斜入 射到光柵上時，

9、能看到白光譜線的最高級次 km是多少？ (1nm=109m) 一、選擇題(共10小題，每小題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、簡單計算與問答題(共6小題，每小題5分，共30分)1、答：人造衛(wèi)星的動量不守恒，因為它總是受到外力地球引力的作用.2分人造衛(wèi)星對地心的角動量守恒，因為它所受的地球引力通過地心，而此力對地心的力矩為零.3分2、解:0x dm = dx =dxLl 0x1,M = Jdm =j-jdx =- %L 1L 20x dxo) I2=_ LM33、答：(1)氣體分子的線度與氣體分子間的平均距離相比可忽略不計.2 分

10、(2) 分子之間的碰撞以及分子與器壁之間的碰撞都是完全彈性碰撞.1 分(3) 氣體分子之間的平均距離相當大，所以除碰撞的瞬間外，分子間的相互作用力略去不計.2分4、解：(1)與波動的標準表達式y(tǒng) = Acos2n(vt_x/九) 對比可得：=4 Hz ,? = 1.50 m ,1分波速u = ? = 6.00 m/s 1分1(2) 下點位置4nx/3 = ±(nn +元)31x=±(n+ - ) m , n = 0 , 1, 2, 3,3 分425、答：除中央明紋(零級)外，其他明紋的衍射方向對應著奇數(shù)個半波帶 (一級對應三個, 二級對應五個，),級數(shù)越大，則單縫處的波陣面

11、可以分成的半波帶數(shù)目越多.其中偶數(shù)個半波帶的作用兩兩相消之后，剩下的光振動未相消的一個半波帶的面積就越小，由它 決 定 的 該 明 條 紋的 亮 度 也 就 越小.56、解：<m<n2<n3,二反射光之間沒有附加相位差？，光程差為:=2 n2 e第五條暗紋中心對應的薄膜厚度為 e5,2n2 e = (2 k - 1)二/ 2e=(2M51)九/ 4n2 =9九/ 4n23 分(或 2n2 e= (2 k +1)二/ 2k = 4e=(2M4+1)九/ 4n2 =9兒/ 4n2 )明紋的條件是2n2 ek= k：相鄰二明紋所對應的膜厚度之差e = ek+1ek= : / (2三

12、、計算題(共4小題，每小題10分，共40分)n2) 2 分1、(本題10分)解：(1)角動量守恒：, A 2.,2、一八m vl = -ml +m 1 丹2分【3)m =mv一二 =15.4 rad - s-121m m l31c. c(2) M=( - ml +ml )2320歲=2?2"+屋 2m +m l 08=衛(wèi)二15.4 rad 22Mr分分分分2、(本題10分)解:q2二1 二2QiQ = ? Cp(Tb-Ta),Q2 TC -TDQ1 F -TaQ = : Cp(Tc-Td)Tc(1-Td/Tc)Tb(1-Ta/Tb)-PcJTc"根據(jù)絕熱過程方程得到：11Pa Ta= Pd Td ， PbFbPa = Pb ,Pc = Pd ,Ta / T b = Td / Tc=1 _Q2 =1 -TC =25%QiTb3、(本題10分)解：111 、y0 = 2 10 cos(-二t 一 二)(SI) 23(SI)9111 .y = .2 10 cos2 二(一tx) 443(3) t = 1 s 時，波形表達式：y =期；2父102 cos(1 nx-衛(wèi)兀)(SI)26故有如圖的曲線.3 分4、(本題10分)解：光柵常數(shù)d=2X 10-6 m1分(1)垂直入射時，設能看到的光譜線的最高級次為,則據(jù)