中國(guó)石油大學(xué)大學(xué)物理期末試卷

本大題總分值30分本大題得分一、選擇題〔共10本大題總分值30分本大題得分1〔3分〕mmAB通過(guò)一輕彈簧水平連結(jié)后置于水平1 2桌面上，滑塊與桌面間的摩擦系數(shù)均為，系統(tǒng)在水平拉力F作用下勻速運(yùn)動(dòng)，如下圖．如突然撤消拉力，則剛撤消后瞬間，二者的加速度a 和aA B分別為BABA(A)

x=0, a=0. (B) a>0, a<0.A B A B(C) a<0, a>0. (D) a<0, a=0. ［ ］A B A B2〔3分〕mOR一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在半徑為R的半球形容器中mORA點(diǎn)滑下，到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)，它對(duì)容器的正壓力為N．則質(zhì)AB的過(guò)程中，摩擦力對(duì)其作的功為(A)(C)

1R(N3mg)． (B)21R(Nmg)． (D)2

R(3mgN)． B21R(N2mg)． ［ ］2Mm3〔MmM一質(zhì)量為 的彈簧振子，水平放置且靜止在平衡位置，如下圖．一質(zhì)量為m的子彈以水平速度射入振子中，并隨之一起運(yùn)M動(dòng)．假設(shè)水平面光滑，此后彈簧的最大勢(shì)能為1 m2v2mv2． (B) ．2(C) (Mm)

2(Mm)vm2 m2vv2． (D) 2． ［ ］2M2 2M4〔3分〕氫氣與氧氣的溫度一樣，請(qǐng)推斷以下說(shuō)法哪個(gè)正確？氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣的壓強(qiáng)肯定大于氫氣的壓強(qiáng)．氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣的密度肯定大于氫氣的密度．氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫分子的速率肯定比氧分子的速率大.氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫分子的方均根速率肯定比氧分子的方均根速率大． ［ ］5〔3分〕關(guān)于熱功轉(zhuǎn)換和熱量傳遞過(guò)程，有下面一些表達(dá)：功可以完全變?yōu)闊崃?，而熱量不能完全變?yōu)楣?；一切熱機(jī)的效率都只能夠小于1；熱量不能從低溫物體向高溫物體傳遞；熱量從高溫物體向低溫物體傳遞是不行逆的．第第19頁(yè)以上這些表達(dá)(A)只有(2)、(4)正確．(B)只有(2)、(3)、(4)正確．(C)只有(1)、(3)、(4)正確．(D)全部正確．［］6〔3分〕某簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)曲線如下圖，位移的單位為厘米，時(shí)間單位為秒．則此簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)方程為：(A) x2cos(2t2)．3 3(B) x2cos(2t2)．3 3(C) x2cos(4t2)．3 3

x(cm)O-1 1-2

t(s)(D) x2cos(4t2)． (E) x2cos(4t1)．［ ］3 3 3 47〔3分〕PS

點(diǎn)振動(dòng)的 S r初相是，S

PrS

點(diǎn)的初相是

1 1 P，S到P點(diǎn)的 11 1 1 2 2 22rkP點(diǎn)是干預(yù)極大的條件為：221(A) r 21(B) 2

k． S r222k．2212

2(r1

r)/2k．12

2(r1

r)/2k． ［ ］28〔3分〕在駐波中，兩個(gè)相鄰波節(jié)間各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)(A) 振幅一樣，相位一樣． (B) 振幅不同，相位一樣．振幅一樣，相位不同． (D) 振幅不同，相位不同． ［ ］S1S29〔S1S2SS、S距離相等，1 2 S OOS向下移動(dòng)到示意圖中的S位置，則 S中心明條紋向下移動(dòng)，且條紋間距不變．中心明條紋向上移動(dòng)，且條紋間距不變．中心明條紋向下移動(dòng)，且條紋間距增大．中心明條紋向上移動(dòng)，且條紋間距增大． ［ ］10〔3分〕180°時(shí)，透射光強(qiáng)度發(fā)生的變化為：光強(qiáng)單調(diào)增加．光強(qiáng)先增加，后又減小至零．光強(qiáng)先增加，后減小，再增加．光強(qiáng)先增加，然后減小，再增加，再減小至零． ［ ］本大題總分值30分本大題得分二、簡(jiǎn)潔計(jì)算與問(wèn)答題〔6本大題總分值30分本大題得分1〔5分〕

推地上的木箱，經(jīng)受時(shí)間t未能推動(dòng)木箱，此推力的沖量等于多少？木箱既然受了力的沖量，為什么它的動(dòng)量沒(méi)有轉(zhuǎn)變？2〔5分〕m1kgl0.4m，可繞通過(guò)它的中點(diǎn)且與桿身垂直的光滑水1平固定軸，在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)．設(shè)桿靜止于豎直位置時(shí)，一質(zhì)量為m=10g的子彈在距桿2l中點(diǎn)處穿透木桿(穿透所用時(shí)間不計(jì))，子彈初速度的大小v=200m/s，方向與桿和軸均4 0v=50m/s，但方向未變，求子彈剛穿出的瞬時(shí)，桿的角速1度的大小．(木桿繞通過(guò)中點(diǎn)的垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=

ml2〕12 13〔5分〕f(v)為麥克斯韋速率分布函數(shù)，N為總分子數(shù)，vp為分子的最概然速率．以下各式表示什么物理意義？(1)(2)(3)

vf(v)dv；0f(v)dv；vp)dv．vp4〔5分〕0.20kg的質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其振動(dòng)方程為(SI)．2求：(1)質(zhì)點(diǎn)在初始時(shí)刻的速度；(2)質(zhì)點(diǎn)在正向最大位移一半處所受的力．5〔5分〕2Si的平外表上氧化了一層厚度均勻的SiO2

薄膜．為了測(cè)量薄膜厚度，將它的一局部磨成劈形〔示意圖中的AB段．現(xiàn)用波長(zhǎng)為600nmAB8B處恰好是一條暗紋，求薄膜的厚度．2〔Si3.42，SiO2

1.50〕

B膜SiOB膜2ASi6〔5分〕P點(diǎn)的衍射光線，單縫寬度a的波陣面恰好可以分成三個(gè)半波帶，圖中光線12，光線34P點(diǎn)引起的光振動(dòng)都是反相的，一對(duì)光P點(diǎn)光強(qiáng)是極大而不是零呢？1.5L1.5LCa1234f本小題總分值10分本小題得分三．計(jì)算題〔4本小題總分值10分本小題得分1〔10分〕如下圖的阿特伍德機(jī)裝置中，滑輪和繩子間沒(méi)有滑動(dòng)且繩子不行以伸m

1

＝102kgm＝5kgr＝0.2m．滑輪可視為均勻圓盤(pán)，阻3M＝6.6N·m，圓盤(pán)對(duì)過(guò)其中心且與盤(pán)面垂直的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為1mf 2

r2．m3rm2m1本小題總分值10分本小題得分2本小題總分值10分本小題得分肯定量的某種抱負(fù)氣體進(jìn)展如下圖的循環(huán)過(guò)程．氣體在狀態(tài)A的T

＝300K，求：AB、C的溫度；各過(guò)程中氣體對(duì)外所作的功；經(jīng)過(guò)整個(gè)循環(huán)過(guò)程，氣體從外界吸取的總熱量(各過(guò)程吸熱的代數(shù)和)．300

p(Pa)A200100 CO1

B2 33〔10分〕t=0時(shí)刻的波形圖，求該波的波動(dòng)表達(dá)式；P處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程． y(m)P

u=0.08m/s

本小題總分值10分本小題總分值10分本小題得分O-0.04

0.20

0.60本小題總分值10分本小題得分4本小題總分值10分本小題得分用鈉光(=589.3nm)60°．假設(shè)換用另一光源測(cè)得其其次級(jí)光譜的衍射角為30°，求后一光源發(fā)光的波長(zhǎng)．假設(shè)以白光(400nm－760nm)照耀在該光柵上，求其其次級(jí)光譜的張角．一、選擇題〔10330分〕1、D 2、A 3、B 4、D 5、A 6、C 7、D 8、B 9、B 10、B二、簡(jiǎn)潔計(jì)算與問(wèn)答題〔6530〕1、答：推力的沖量為t． 2分 動(dòng)量定理中的沖量為合外力的沖量，此時(shí)木箱除受力F外還受地面的靜摩擦力等其它外力，木箱未動(dòng)說(shuō)明此時(shí)木箱的合外力為零，故合外力的沖量也為零，依據(jù)動(dòng)量定理，木箱動(dòng)量不發(fā)生變化． 3分2、解：在子彈通過(guò)桿的過(guò)程中，子彈與桿系統(tǒng)因外力矩為零，故角動(dòng)量守恒．1分則有l(wèi)mvl/4=ml

vl/4+J 2分2m

2

v2

2

＝11.3rad/s 2分4J ml13、答：(1)表示分子的平均速率； 2分vv

→∞區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比； 2分p→∞區(qū)間的分子數(shù)． 1分p4、解：(1) v

dx3.0sin(5t) (SI)dt 2vt=0,v0

=3.0m/s． 2分(2) Fmam2xx1A時(shí)， F=-1.5N． 〔無(wú)負(fù)號(hào)扣1分〕 3分25上下外表反射都有相位突變.e,B處為暗紋，2ne＝1(2k＋1)，(k＝0，1，2，…) 2分2 A處為明紋，B處第8個(gè)暗紋對(duì)應(yīng)上式k＝7 1 2k1e ＝1.5×10-3mm 2分4n6P1,2,3,414之間的很多條衍射的光線，PP點(diǎn)的光強(qiáng)．由于縫被分成三個(gè)半波帶，其中相鄰兩個(gè)半波帶上對(duì)應(yīng)點(diǎn)發(fā)的光線的光程差為/2P點(diǎn)均發(fā)生相消干預(yù)，對(duì)總光強(qiáng)無(wú)奉獻(xiàn)，但剩下的一個(gè)半波帶上各點(diǎn)發(fā)出的衍射光線聚于P點(diǎn)，疊加后結(jié)果是光矢量合振幅(差不多)為極大值(P點(diǎn)四周的點(diǎn)相比)P點(diǎn)光強(qiáng)為極大．5分三、計(jì)算題〔41040〕1〔10分〕解：對(duì)兩物體分別應(yīng)用牛頓其次定律(見(jiàn)圖)，則有m1g－T1=m1a ①T2對(duì)滑輪應(yīng)用轉(zhuǎn)動(dòng)定律，則有

2

a ② 2分2TrTrM J1m1 2 f 2

r2 ③ 2分對(duì)輪緣上任一點(diǎn)，有 a=r ④ 1分r1TT1m1T22m2又： Tr1TT1m1T22m21 1 2 2則聯(lián)立上面五個(gè)式子可以解出ma 1

grm2

grM1

f ＝2m/s2

2分 Tmrmr mr1 2 2 3T＝m1

g－m1

a＝156N12〔10分〕

T＝m2

g－m2

a＝118N 3分

1g2mg m1g2解：由圖，p

=300Pa，p=p=100Pa；V=V=1m3，V

=3m3．A B C A C BC→Ap/T=p/TA A C CT=TpC A C

/p=100K． 2分AB→CV

/T=V/T得B B C CT=TB C

V/VB

=300K． 2分各過(guò)程中氣體所作的功分別為A→B： A1

1(p

p)(VB

V)=400J．CB→C： A=p2 B

(V－VC

)=200J．C→A： A=0 3分3整個(gè)循環(huán)過(guò)程中氣體所作總功為A=A+A+A1 2 3

=200J．由于循環(huán)過(guò)程氣體內(nèi)能增量為ΔE=0，因此該循環(huán)中氣體總吸熱Q=A+ΔE=200J． 3分3〔10分〕解：(1) O處質(zhì)點(diǎn)，t=0時(shí)y Acos0，v0

Asin0所以 1 2分2又 T/u(0.40/0.08)s=5s 2分故波動(dòng)表達(dá)式為 5

x0.4

] (SI) 4分2(2) P處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為y 0.04cos[2t0.2]0.04cos(0.4t3) (SI) 2分P 5 0.4 2 24〔10分〕解