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大学物理上期末试题1

大学物理上期末试题1 https://www.wendangku.net/doc/762565326.html,work Information Technology Company.2020YEAR

注意：题目要答在专门设计的答卷上，答在试卷上无效！！

一、选择题（单选题，每小题3分，共30分）

1．一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为 j bt i at r 2

2+=（其中a 、b 为常量）, 则该质点作 (A) 匀速直线运动． (B) 变速直线运动．

2. 一个质点同时在几个力作用下的位移为：

k j i r

654+-=? (SI)

其中一个力为恒力k j i F

953+--= (SI)，则此力在该位移过程中所作的功为 (A) -67 J ． (B) 17 J ． (C) 67 J ． (D) 91 J ．

3. 关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是

（A ）只取决于刚体的质量, 与质量的空间分布和轴的位置无关．（B ）取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关．（C ）取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置．

（D ）只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关．

4. 在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4 s ，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5 s ，则乙相对于甲的运动速度是(c 表示真空中光速)

(A) (4/5) c ． (B) (3/5) c ．

5. 一质点作简谐振动，周期为T ．质点由平衡位置向x 轴正方向运动时，由平衡位置到二分之一最大位移这段路程所需要的时间为 (A) T /4. (B) T /6

6. 当一平面简谐机械波在弹性媒质中传播时，下述各结论哪个是正确的？ (A) 媒质质元的振动动能增大时，其弹性势能减小，总机械能守恒． (B) 媒质质元的振动动能和弹性势能都作周期性变化，但二者的相位不相同．

(D) 媒质质元在其平衡位置处弹性势能最大．

7. 用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为λ的单色平行光垂直入射时，若观察到的干涉条纹如图所示，每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切，则工件表面与条纹弯曲处对应的部分

(A) 凸起，且高度为λ / 4． (B) 凸起，且高度为λ / 2． (C) 凹陷，且深度为λ / 2．

(D) 凹陷，且深度为λ / 4．

8. 三个偏振片P 1、P 2与P 3堆叠在一起，P 1与P 3的偏振化方向相互垂直，P 2与P 1的偏振化方向间的夹角为 30，强度为0I 的自然光垂直入射于偏振片P 1，并依次透过偏振片P 1、P 2与P 3，若不考虑偏振片的吸收和反射，则通过三个偏振片后的光强为

(A)40I (B) 830I (C) 3230I (D) 160I

9. 一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们

(A) 温度相同、压强相同． (B) 温度、压强都不相同．

(D) 温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强．

10. 一定量的理想气体，在温度不变的条件下，当体积增大时，分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程λ的变化情况是：

(A) Z 减小而λ不变． (B)Z 减小而λ增大． (C) Z 增大而λ减小． (D)Z 不变而λ增大．二、填空题（共30分）

1. （本题2分）

质点p 在一直线上运动，其坐标x 与时间t 有如下关系： x =－A sin ω t (SI) (A 为常数) (1) 任意时刻ｔ，质点的加速度a =_______； (2) 质点速度为零的时刻t =__________．

2. （本题4分）

平玻璃

工件

空气劈尖

一个力F 作用在质量为 1.0 kg 的质点上，使之沿x 轴运动．已知在此力作用下质点的运动学方程为3243t t t x +-= (SI)．在0到4 s 的时间间隔内， (1) 力F 的冲量大小I =__________________． (2) 力F 对质点所作的功W =________________．

3．（本题3分）

质量分别为m 和2m 的两物体(都可视为质点)，用一长为l 的轻质刚性细杆相连，系统绕通过杆且与杆垂直的竖直固

定轴O 转动，已知O 轴离质量为2m 的质点的距离为3

l ，

质量为m 的质点的线速度为v 且与杆垂直，则该系统对转轴的角动量(动量矩)大小为________．

4. （本题4分）

一电子以0.99 c 的速率运动(电子静止质量为9.11×10-31 kg ，则电子的总能量是__________J ，电子的经典力学的动能与相对论动能之比是_____________．

5.（本题4分）

一平面余弦波沿Ox 轴正方向传播，波动表达式为

])(2cos[φλ

+-π=x

T t A y ，则x = -λ 处质点的振动方程是_____；若以x = λ处为

新的坐标轴原点，且此坐标轴指向与波的传播方向相反，则对此新的坐标轴，该波的波动表达式是_________________________。

6. （本题2分）

如图所示，一束自然光入射到折射率分别为n 1和n 2的两种介

质的交界面上，发生反射和折射．已知反射光是完全偏振光，那

么折射角r 的值为_______________________．

7. （本题3分）

一束平行单色光垂直入射在一光栅上，若光栅的透明缝宽度a 与不透明

部分宽度b 相等，则可能看到的衍射光谱的级次为。

8. （本题2分）

一束光线入射到单轴晶体后，成为两束光线，沿着不同方向折射．这样的现象称为双折射现象．其中一束折射光称为寻常光，它______________定律；另一束光线称为非常光，它___________定律．

9.（本题4分）

图示曲线为处于同一温度T 时氦（原子量4）、氖

（原子量20）和氩（原子量40）三种气体分子的速率

m 2m

l R 俯视图

(a)

(b)

分布曲线。其中曲线（a ）是气分子的速率分布曲线；曲线（c ）是气分子的速率分布曲线；

10.（本题2分）

从统计的意义来解释, 不可逆过程实质上是一个

______________________________的转变过程, 一切实际过程都向着________________________ 的方向进行．

三、计算题（每小题10分，共40分）

1. 如图所示，一个质量为m 的物体与绕在定滑轮上的绳子相联，绳

子质量可以忽略，它与定滑轮之间无滑动．假设定滑轮质量为M 、半径为R ，其转动惯量为221

MR ，滑轮轴光滑．试求该物体由静止

开始下落的过程中，下落速度与时间的关系．

2. 1mol 单原子分子的理想气体，经历如图所示的可逆循环，联

结ac 两点的曲线Ⅲ的方程为2020/V V p p =, a 点的温度为T 0 (1) 试以T 0 , 普适气体常量R 表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ过程中气体吸收的

热量。 (2) 求此循环的效率。 (提示：循环效率的定义式η=1- Q 2 /Q 1， Q 1为循环中气体吸收的热量，Q 2为循环中气体放出的热量。)

3. 如图所示，一平面简谐波沿x 轴正方向传播，BC 为波密媒质的反射面．波由P 点反射，OP = 3λ /4，DP = λ /6．在t = 0时，O 处质点的合振动是经过平衡位置向负方向运

动．求D 点处入射波与反射波的合振动方程．（设入射波和

反射波的振幅皆为A ，频率为ν．）

4. 一衍射光栅，每厘米200条透光缝，每条透光缝宽为a=2×10-3 cm ，在光栅后放一焦距f=1 m 的凸透镜，现以λ=600 nm (1 nm =10-9 m)的单色平行光垂直照射光栅，求：

(1) 透光缝a 的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？

(2) 在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？一选择题（每题3分，共30分）

1.(B)

2.(C)

3.(C)

4.(B)

5.(D)

6.(D)

7.(C)

8.(C)

9.(C) 10.(B) 二、填空题（共30分） 1.

sin 2t A ωω()ωπ+122

n (n = 0,1,… ), 2分 2. 16 N ·s ，176 J ； 4分

9p 0

3. m v l 一 3分

5.8×10-13, 8.04×10-2 4分

5. ]/2cos[1φ+π=T t A y ，2cos[2(//)]y A t T x λφ=++π 4分

6. π / 2－arctg(n 2 / n 1) 2分

7. 0，1±，3± 3分

8. 遵守通常的折射, 不遵守通常的折射 2分 9. 氩，氦 4分

10. 从几率较小的状态到几率较大的状态，状态的几率增大 (或熵值增加). 2分

三、计算题（共40分） 1.（10分）

解：根据牛顿运动定律和转动定律列方程

对物体： mg －T ＝ma ① 2分对滑轮： TR = J β ② 2分运动学关系： a ＝R β ③ 1分将①、②、③式联立得

a ＝mg / (m ＋2

M ) 1分

∵ v 0＝0，

∴ v ＝at ＝mgt / (m ＋2

M ) 2分 2.（10分）

解：设a 状态的状态参量为p 0, V 0, T 0，则p b =9p 0, V b =V 0, T b =(p b /p a )T a =9T 0

∵ 2

020V V p p c c = ∴ 0003V V p p

V c

== ∵ p c V c =RT c ∴ T c = 27T 0 3分

(1) 过程Ⅰ )9(2

)(00T T R T T C Q a b V V -=-=012RT = 1分

过程Ⅱ Q p = C p (T c －T b ) = 45 RT 0 1分

过程Ⅲ ?+-=a

V V c a V V V V p T T C Q 2020/d )()(

)(3)27(23

3320

000c a V V V p T T R -+-=

3030007.473)

27(39RT V V V p RT -=-+-= 3分 (2) %3.1645127.471|

|10

00=+-=+-=RT RT RT Q Q Q p V η 2分