中國(guó)石油大學(xué)大學(xué)物理2-期末試題

本大題總分值30分本大題得分一、選擇題〔共10小題，每題3分，共本大題總分值30分本大題得分1〔此題3分〕質(zhì)量為m＝0.5kg的質(zhì)點(diǎn)，在Oxy坐標(biāo)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方程為5，=0.〔SI，從=2s到=4s這段時(shí)間內(nèi)，外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)作的功為(A)1.5J． (B)3J．(C)4.5J． (D)-1.5J．［ ］2〔此題3分〕速率分布函數(shù)f(v)的物理意義為：具有速率v的分子占總分子數(shù)的百分比．速率分布在v四周的單位速率間隔中的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比．具有速率v的分子數(shù)．速率分布在v四周的單位速率間隔中的分子數(shù)． ［ ］3〔此題3分〕一絕熱容器被隔板分成兩半，一半是真空，另一半是抱負(fù)氣體．假設(shè)把隔板抽出，氣體將進(jìn)展自由膨脹，到達(dá)平衡后(A)溫度不變，熵增加．(B)溫度上升，熵增加．(C)溫度降低，熵增加．(D)溫度不變，熵不變．［］4〔此題3分〕依據(jù)熱力學(xué)其次定律可知：功可以全部轉(zhuǎn)換為熱，但熱不能全部轉(zhuǎn)換為功．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．不行逆過程就是不能向相反方向進(jìn)展的過程．一切宏觀的自發(fā)過程都是不行逆的． ［ ］5〔此題3分〕一平面余弦波在t=0時(shí)刻的波形曲線如下圖，則O點(diǎn)的振動(dòng)初相位為：2(A) 0． (B) 1．22 (C) ． (D) 3〔或1．2 [ ］6〔此題3分〕的能量是(A) 動(dòng)能為零，勢(shì)能最大． (B) 動(dòng)能為零，勢(shì)能為零．(C) 動(dòng)能最大，勢(shì)能最大． (D) 動(dòng)能最大，勢(shì)能為零． ［ ］7〔此題3分〕一機(jī)車汽笛頻率為750Hz，機(jī)車以時(shí)速90公里遠(yuǎn)離靜止的觀看者．觀看者聽到的聲音的頻率是〔340m/s〕(A) 810Hz． (B) 699Hz．(C) 805Hz． (D) 695Hz． ［ ］8〔此題3分〕在雙縫干預(yù)試驗(yàn)中，入射光的波長(zhǎng)為，用玻璃片遮住雙縫中的一個(gè)縫，假設(shè)玻璃片中光2.5，則屏上原來(lái)的明紋處(A)仍為明條紋．(B)變?yōu)榘禇l紋．(C)既非明紋也非暗紋．(D)無(wú)法確定是明紋，還是暗紋．［］i0129〔此題i012斯特角i0，則在界面2的反射光是自然光．是線偏振光且光矢量的振動(dòng)方向垂直于入射面．是線偏振光且光矢量的振動(dòng)方向平行于入射面．是局部偏振光． ［ ］10〔此題3分〕5強(qiáng)比值為(A)1/2．(B)1/3．(C)1/4．(D)1/5．［］30本大題得分二、簡(jiǎn)潔計(jì)算與問答題〔共6小題，每題530本大題得分1〔此題5分〕人造地球衛(wèi)星繞地球中心做橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，假設(shè)不計(jì)空氣阻力和其它星為什么？2〔此題5分〕一長(zhǎng)為L(zhǎng)，密度分布不均勻的細(xì)棒，其質(zhì)量線密度=0

x/L．0

為常量，x從輕端算起，求其質(zhì)心的位置．3〔此題5分〕抱負(fù)氣體微觀構(gòu)造模型的主要內(nèi)容是什么？4〔此題5分〕兩波在一很長(zhǎng)的弦線上傳播，其表達(dá)式分別為：1y4.00102cos1 31

(24t4x)

(SI)y 4.00102cos2

(24t4x)3

(SI)求：(1)兩波的頻率、波長(zhǎng)、波速；(2)兩波疊加后的節(jié)點(diǎn)位置．5〔此題5分〕在單縫衍射圖樣中，離中心明條紋越遠(yuǎn)的明條紋亮度越小，試用半波帶法說(shuō)明．6〔此題5分〕波長(zhǎng)為的單色光垂直照耀到折射率為n

的劈形膜上，如下圖，圖中n＜n＜n，觀2察反射光形成的干預(yù)條紋．

1 2 3從劈形膜頂部O開頭向右數(shù)起，第五條暗紋中心所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度e是多少？相鄰的兩明紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度之差是多少？ n1n2O n310本小題得分三．計(jì)算題〔共4小題，每題1010本小題得分1〔此題10分〕一根放在水平光滑桌面上的勻質(zhì)棒，可繞通過其一端的豎直固定光滑軸O轉(zhuǎn)動(dòng)．棒的質(zhì)量為m=1.5kg，長(zhǎng)度為l=1.0m，對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J=1ml23在棒中，如下圖．子彈的質(zhì)量為m=0.020kg，速率為v=400m·s-1．求：棒開頭和子彈一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)角速度有多大？假設(shè)棒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受到大小為M=4.0N·m？r2〔此題10分〕O肯定量的抱負(fù)氣體經(jīng)受如下圖的循環(huán)過程，A→B和C

m,l本小題總分值10v本小題得分mD→C和→A本小題總分值10v本小題得分mCK，T＝400K．求：此循環(huán)的效率．BpABDCABDC10本小題得分3〔10本小題得分一簡(jiǎn)諧波沿Ox軸正方向傳播，波長(zhǎng)=4m，周期T=4s，x=0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線如下圖.寫出x=0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程；寫出波的表達(dá)式；畫出t=1s時(shí)刻的波形曲線．10本小題得分4〔10本小題得分設(shè)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(lái)觀看鈉黃光〔=589nm〕的光譜線．當(dāng)光線垂直入射到光柵上時(shí)，能看到的光譜線的最高級(jí)次k是m多少？m當(dāng)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(shí)，能看到的光譜線的最高級(jí)次k 是多少？(1nm=109m)m一、選擇題〔共10小題，每題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二、簡(jiǎn)潔計(jì)算與問答題〔6小題，每題5分，共30分〕1、答：人造衛(wèi)星的動(dòng)量不守恒，由于它總是受到外力──地球引力的作用．2分人造衛(wèi)星對(duì)地心的角動(dòng)量守恒，由于它所受的地球引力通過地心，而此力對(duì)地心的力矩為零． 3分02、解：0dm

dx

xdx 2分Mdm

LL0xdx10 L 2

L 1xdm

Lx2

0dx 2x 0 Lc M M

L 233、答：(1)氣體分子的線度與氣體分子間的平均距離相比可無(wú)視不計(jì)． 2分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分氣體分子之間的平均距離相當(dāng)大，所以除碰撞的瞬間外，分子間的相互作用力略去不計(jì)． 2分4、解：(1)與波動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式 yAcos2(tx/) 比照可得：=4Hz， =1.50m， 1分波速 u==6.00m/s 1分(2)節(jié)點(diǎn)位置 4x/3(n

1)2x3n1)m, n=0，1，2，3,… 34 25、答：除中心明紋(零級(jí))外，其他明紋的衍射方向?qū)?yīng)著奇數(shù)個(gè)半波帶(一級(jí)對(duì)應(yīng)三個(gè)，二級(jí)對(duì)應(yīng)五個(gè)， )，級(jí)數(shù)越大，則單縫處的波陣面可以分成的半波帶數(shù)目越多．其中偶數(shù)個(gè)半波帶的作用兩兩相消之后剩下的光振動(dòng)未相消的一個(gè)半波帶的面積就越小由它打算的該明條紋的亮度也就越?。?5分6、解：∵ n＜n＜n，1 2 3二反射光之間沒有附加相位差，光程差為2=2ne2第五條暗紋中心對(duì)應(yīng)的薄膜厚度為e，5e251/4n

2n29/4n

e=(2k-1)/2 k=532 2〔或 2ne=(2k+1)/2 k=4 2e

/4n2

9/4n 〕2明紋的條件是 2n2

e=kk相鄰二明紋所對(duì)應(yīng)的膜厚度之差 e=e －e=/(2n) 2分k+1 k 2三、計(jì)算題〔共4小題，每題10分，共40分〕1〔此題10分〕解：(1)角動(dòng)量守恒：mvl13

ml2ml2 2分∴ mv1m

＝15.4rad·s-1 2分 ml3 1(2) ＝(r

ml2ml2) 2分30－2＝2 21∴ 3

mml222M

＝15.4rad 2分r2〔此題10分〕解： 1Q2Q1Q=C(T－T),

=C(T－T)1 p B AQ T

2 p C D/T)DDT2 C C C 4DDTQ T T /T)1 B A B A B依據(jù)絕熱過程方程得到：AADDB C p1Tp1T， p1Tp1TAADDB C ∵ p=pA B

, p=p ,C D∴ T/T=T /T 4分TA B D CT故 1Q2

C25% 2分Q T1 B3〔此題10分〕2解：(1) y 102cos(1t1) (SI) 3分20 2 3y

102cos[21t1x1] (SI) 2分24 4 32t=1s時(shí)，波形表達(dá)式： y

102cos(1x5) (SI)22 62故有如圖的曲線． 3分y(10-2m)22-4/3-1/3uO2/35/38/311/34x(m) 6/24〔此題10分〕解：光柵常數(shù)d=2×10-6

m 1分垂直入射時(shí)，設(shè)能看到的光譜線的最高級(jí)次為k，則據(jù)光柵