2006级大学物理(I)期末试卷及解答

2006级大学物理（I）期末试卷A卷学院：班级:_____________姓名:序号:_____________日期:2007年6月24日一、选择题（共30分）1．（本题3分）（0686）某人骑自行车以速率v向西行驶，今有风以相同速率从北偏东30°方向吹来，试问人感到风从哪个方向吹来？(A)北偏东30°．(B)南偏东30°．(C)北偏西30°．(D)西偏南30°．［］2．（本题3分）（0338）质量为m的物体自空中落下，它除受重力外，还受到一个与速度平方成正比的阻力的作用，比例系数为k，k为正值常量．该下落物体的收尾速度(即最后物体作匀速运动时的速度)将是(A)kmg.(B)kg2.(C)gk.(D)gk.［］3．（本题3分）（0048）水平地面上放一物体A，它与地面间的滑动摩擦系数为．现加一恒力F如图所示．欲使物体A有最大加速度，则恒力F与水平方向夹角应满足(A)sin＝．(B)cos＝．(C)tg＝．(D)ctg＝．［］4．（本题3分）（0660）物体在恒力F作用下作直线运动，在时间t1内速度由0增加到v，在时间t2内速度由v增加到2v，设F在t1内作的功是W1，冲量是I1，在t2内作的功是W2，冲量是I2．那么，(A)W1=W2，I2I1．(B)W1=W2，I2I1．(C)W1W2，I2=I1．(D)W1W2，I2=I1．［］5．（本题3分）（4014）温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能和平均平动动能w有如下关系：(A)和w都相等．(B)相等，而w不相等．(C)w相等，而不相等．(D)和w都不相等．［］6．（本题3分）（4586）一定量某理想气体所经历的循环过程是：从初态(V0,T0)开始，先经绝热膨胀使其体积增大1倍，再经等体升温回复到初态温度T0，最后经等温过程使其体积回复为V0，则气体在此循环过程中．(A)对外作的净功为正值．(B)对外作的净功为负值．FA(C)内能增加了．(D)从外界净吸的热量为正值．［］7．（本题3分）（5185）用余弦函数描述一简谐振子的振动．若其速度～时间（v～t）关系曲线如图所示,则振动的初相位为(A)/6.(B)/3.(C)/2.(D)2/3.(E)5/6.［］8．（本题3分）（3087）一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某一瞬时，媒质中某质元正处于平衡位置，此时它的能量是(A)动能为零，势能最大．(B)动能为零，势能为零．(C)动能最大，势能最大．(D)动能最大，势能为零．［］9．（本题3分）（3162）在真空中波长为的单色光，在折射率为n的透明介质中从A沿某路径传播到B，若A、B两点相位差为3，则此路径AB的光程为(A)1.5．(B)1.5n．(C)1.5n．(D)3．［］10．（本题3分）（5325）两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射．若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹(A)向棱边方向平移，条纹间隔变小．(B)向棱边方向平移，条纹间隔变大．(C)向棱边方向平移，条纹间隔不变．(D)向远离棱边的方向平移，条纹间隔不变．(E)向远离棱边的方向平移，条纹间隔变小．［］二、填空题（共30分）11．（本题3分）（0735）二质点的质量各为m1，m2．当它们之间的距离由a缩短到b时，它们之间万有引力所做的功为____________．12．（本题3分）（0173）湖面上有一小船静止不动，船上有一打渔人质量为60kg．如果他在船上向船头走了4.0米，但相对于湖底只移动了3.0米，(水对船的阻力略去不计)，则小船的质量为____________________．v(m/s)t(s)Omv21-vm13．（本题3分）（4666）设气体分子服从麦克斯韦速率分布律，v代表平均速率，v为一固定的速率区间，则速率在v到v＋v范围内的分子数占分子总数的百分率随气体的温度升高而__________(增加、降低或保持不变)．14．（本题3分）（4563）设容器内盛有质量为M1和质量为M2的两种不同单原子分子理想气体，并处于平衡态，其内能均为E．则此两种气体分子的平均速率之比为．15．（本题3分）（3032）已知两个简谐振动的振动曲线如图所示．两简谐振动的最大速率之比为_________________．16．（本题3分）（3034）已知两个简谐振动曲线如图所示．x1的相位比x2的相位超前_______．17．（本题3分）（3318）一弦上的驻波表达式为txy1500cos15cos100.22(SI)．形成该驻波的两个反向传播的行波的波速为__________________．18．（本题3分）（3190）一个平凸透镜的顶点和一平板玻璃接触，用单色光垂直照射，观察反射光形成的牛顿环，测得中央暗斑外第k个暗环半径为r1．现将透镜和玻璃板之间的空气换成某种液体(其折射率小于玻璃的折射率)，第k个暗环的半径变为r2，由此可知该液体的折射率为____________________．19．（本题3分）（3731）波长为=550nm(1nm=109m)的单色光垂直入射于光栅常数d=2×104cm的平面衍射光栅上，可能观察到光谱线的最高级次为第________________级．20．（本题3分）（3640）自然光以布儒斯特角i0从第一种介质(折射率为n1)入射到第二种介质(折射率为n2)内，则tgi0＝______________．vf(v)OvvP432-11t(s)ox(cm)x1x21-22Oxx1tx22AA三、计算题（共40分）21．（本题10分）（0780）两个匀质圆盘，一大一小，同轴地粘结在一起，构成一个组合轮．小圆盘的半径为r，质量为m；大圆盘的半径r＝2r，质量m＝2m．组合轮可绕通过其中心且垂直于盘面的光滑水平固定轴O转动，对O轴的转动惯量J＝9mr2/2．两圆盘边缘上分别绕有轻质细绳，细绳下端各悬挂质量为m的物体A和B，如图所示．这一系统从静止开始运动，绳与盘无相对滑动，绳的长度不变．已知r=10cm．求：(1)组合轮的角加速度；(2)当物体A上升h＝40cm时，组合轮的角速度．22．（本题10分）（4104）一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程．已知气体在状态A的温度为TA＝300K，求(1)气体在状态B、C的温度；(2)各过程中气体对外所作的功；(3)经过整个循环过程，气体从外界吸收的总热量(各过程吸热的代数和)．23．（本题10分）（3158）在均匀介质中，有两列余弦波沿Ox轴传播，波动表达式分别为)]/(2cos[1xtAy与)]/(2cos[22xtAy，试求Ox轴上合振幅最大与合振幅最小的那些点的位置．24．（本题10分）（3530）一衍射光栅，每厘米200条透光缝，每条透光缝宽为a=2×10-3cm，在光栅后放一焦距f=1m的凸透镜，现以=600nm(1nm=10-9m)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（亮纹）？2006级大学物理（I）期末试卷A卷答案及评分标准考试日期：2007年6月24日一、选择题(每题3分)C,A,C,C,C,B,A,C,A,C二、填空题(每题3分)11.)11(21bamGmrm,m,rAOBABCp(Pa)OV(m3)12310020030012.180kg13.降低14.12/MM15.1∶116.3/417.100m/s18.r12/r2219.320.n2/n1三、计算题(每题10分)21．解：(1)各物体受力情况如图．图2分T－mg＝ma1分mg－T＝ma1分T(2r)－Tr＝9mr2/21分a＝r1分a＝(2r)1分由上述方程组解得：＝2g/(19r)＝10.3rad·s-21分(2)设为组合轮转过的角度，则＝h/r2＝2所以，=(2h/r)1/2＝9.08rad·s-12分mgmgABNTTaTTa22．解：由图，pA=300Pa，pB=pC=100Pa；VA=VC=1m3，VB=3m3．(1)C→A为等体过程，据方程pA/TA=pC/TCTC=TApC/pA=100K．2分B→C为等压过程，据方程VB/TB=VC/TC得TB=TCVB/VC=300K．2分(2)各过程中气体所作的功分别为A→B：))((211CBBAVVppW=400J．B→C：W2=pB(VC－VB)=200J．C→A：W3=03分(3)整个循环过程中气体所作总功为W=W1+W2+W3=200J．因为循环过程气体内能增量为ΔE=0，因此该循环中气体总吸热Q=W+ΔE=200J．3分23．解：(1)设振幅最大的合振幅为Amax，有cos22)2(222maxAAAAA式中/4x，又因为1/4coscosx时，合振幅最大，故kx2/4合振幅最大的点kx21(k=0，1，2，…)5分(2)设合振幅最小处的合振幅为Amincos22)2(222minAAAAA因为1cos时合振幅最小且/4x故)12(/4kx合振幅最小的点4/)12(kx(k=0，1，2，…)5分24．解：(1)asin=ktg=x/f2分当xf时，sintg,ax/f=k,取k=1有x=fl/a=0.03m1分∴中央明纹宽度为x=2x=0.06m1分(2)(a+b)sink分k(a＋b)x/(f)=2.52分取k=2，有k=0，±1，±2共5个主极大2分