试题32答案

试题32答案--共3页第1页一、填空题（每空2分，共20分）1、一弹簧振子的振动方程为0.2cos(8)2xt（m），该振子的频率为4Hz，在1ts时的相位为8.5。2、已知某一机械波的表达式为0.05cos(60.06)ytx（m），则该波的波速为100m/s。3、波长为680nm的平行光照射到12cmL长的两块玻璃片上，两玻璃片的一边相互接触，另一边被厚度0.042mmD的纸片隔开，则在这12cm长度内将会呈现出124条暗条纹。4、当入射光以布儒斯特角入射时，折射光为部分偏振光，反射光为线偏振光。5、卡诺循环是由四个准静态过程所组成的，其中有两个是等温过程，两个是绝热过程。6、在牛顿环装置中，若平凸透镜的曲率半径为R，采用波长为的单色光垂直照射，则干涉条纹中第一明环的半径为12R，第一暗环的半径为R。二、选择题（每题2分，共10分）1．当质点以频率作简谐运动时，它的动能的变化频率为（D）。（A）2；（B）；（C）4；（D）2。2．波长550nm的单色光垂直入射于常数为4102.1bbcm的光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为（C）。（A）4；（B）3；（C）2；（D）1。3．处于平衡状态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，则它们（A）。（A）温度，压强均相同；（B）温度相同，但氦气压强大于氮气压强；（C）温度，压强均不相同；（D）温度相同，但氦气压强小于氮气压强。4.关于热量Q,以下说法正确的是（D）(A)同一物体,温度高时一定比温度低时含的热量多；(B)温度升高时,一定吸热；(C)温度不变时,一定与外界无热交换；(D)温度升高时,有可能放热。5．一台工作于温度分别为0127C和027C的高温热源与低温源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热2000J，则对外作功（D）(A)2000J(B)1000J(C)4000J(D)500J三、一物体沿x轴作简谐运动，振幅为m12.0，周期为s2。当0t时，位移为m06.0，且向x轴正向运动。求：（1）共3页第2页简谐运动的运动方程。（2）st5.0时，物体的速度和加速度。（12分）解：（1）设简谐运动方程为：)cos(tAx，其中：12,12.0radsTmA0t时，由旋转矢量图可得，初位相3简谐运动的运动方程为0.12cos3xt（m）（6分）（2）119.0)3sin(12.0mstv（3分）2203.1)3cos(12.0msta（3分）四、一平面简谐波沿x轴负向传播，波长为=2m，原点处质点的振动频率为=4Hz，且振幅为A＝0.05m，在t=0时恰好通过平衡位置向y轴正向运动，求：（1）此平面波的波动方程；（2）位于1mx处质点的振动方程。（12分）解：（1）由题意振幅为A＝0.05m,波长为=2m，频率为=4Hz，周期为T=0.25s，(1分)圆频率8，(1分）波速为8m/s，（1分）初相位为2，（1分）此平面波的波动方程为0.05cos[8()]82xyt（m）（4分）（2）位于1mx处质点的振动方程为0.05cos82yt（m）（4分）五、使一束水平的氦氖激光器发出的激光（632.8nm）垂直照射到一双缝上。在缝后2.0m处的墙上观察到中央明纹和第一级明纹的间距为14cm。（1）求两缝的间距；（2）在中央条纹以上还能看到几条明纹。（12分）解：（1）由双缝的明纹间距的公式dDx（3分）得：9622632.8109.04101410Ddmx（3分）（2）从双缝到屏幕上光程差为sind，由条件知看到的明纹kdsin，（3分）当1sin时，k=14.29，所以在中央条纹以上还能看到14条明纹。（3分）六、一束波长为500nm的平行光垂直照射在一个单缝上，如果所用单缝的宽度为=0.5mmb，缝后紧挨着的薄透镜焦距为1mf，如果在屏幕上离中央亮纹中心为=3.5mmx处的P点为一亮纹，试求：(1)该P处亮纹的级数；(2)从P处看，对该光波而言，狭缝处的波阵面可分割成几个半波带？（12分）解：(1)亮纹条件：sin212bk（2分）sintanxf（2分）代入上式并带入数据得3k。（2分）(2)当3k时，光程差共3页第3页sin21722bk狭缝处的波面可分割成7个半波带。（6分）七、把22.010kg氢气装在334.010m的容器中，当容器内的压强为53.9010pa时，氢气分子的平均平动动能为多大？（12分）解:（方法一）分子数密度为232327-332.0101016.02101.50510m24.010n（6分）由PnkT得PTnk代入平均平动动能公式可得5222733333.90103.8910J22221.50510kPPkTknkn（6分）（方法二）由理想气体的物态方程mPVRTM，得MPVTmR（6分）由平均平动动能公式可得5323222333323.90104.0101.38103.8910J2228.312.01010kMPVkTkmR（6分）八、有1mol氢气，在压强为51.010Pa，温度为020C时，其体积为0V，若保持体积不变，加热使其温度升高到080C，然后令它作等温膨胀，体积变为原来体积的2倍，试计算此过程中吸收的热量、气体对外作的功和内能的增量。（12分）解：,58.31601246.5J2vmECT（4分）21In8.31353In22033.3JVWRTV（4分）1246.52033.33279.8JQEW（4分）