2011东北大学大学物理期末考题及答案

东北大学大学物理期末一、填空题1.已知两分振动的振动方程分别为：txcos1和)2cos(32tx，（其中x的单位为m，t的单位为s），则合振动的振幅为A=_______m。2.在驻波中，设波长为λ，则相邻波节和波腹之间的距离为_________。3．火车A行驶的速率为20m/s，火车A汽笛发出的声波频率为640Hz；迎面开来另一列行驶速率为25m/s的火车B，则火车B的司机听到火车A汽笛声的频率为Hz.(空气中的声速为:340m/s)4．在空气中，用波长为λ=500nm的单色光垂直入射一平面透射光栅上，第二级缺级光栅常数d=2.3×10－3mm，则在观察屏上出现的全部主极大条纹条数为___条。5．光的偏振现象说明光波是__________。6．一体积为V的容器内储有氧气（视为理想气体，氧气分子视为刚性分子），其压强为P，温度为T，已知玻耳兹曼常数为k、普适气体常数（摩尔气体常数）为R，则此氧气系统的分子数密度为_____、此氧气系统的内能为_______。7．处于平衡态A的理想气体系统，若经准静态等容过程变到平衡态B，将从外界吸热416J；若经准静态等压过程变到与平衡态B有相同温度的平衡态C时，将从外界吸热582J，则从平衡态A变到平衡态C的准静态等压过程中，系统对外界所作的功为J。8．不考虑相对论效应，电子从静止开始通过电势差为U=300V的静电场加速后，其德布罗意波长为_____nm。(电子静止质量：kg101.931em；电子电量：C106.119e；普朗克常量：sJ1063.634h)9．描述微观粒子运动的波函数(r,t)须满足的条件是、连续、有限、归一。二、选择题（将正确答案前的字母填写到右面的【】中）1．一平面简谐波沿x轴负方向传播，其振幅mA01.0，频率Hz550，波速m/s330u。若t=0时，坐标原点处的质点达到负的最大位移，则此波的波函数为：【】（A）]2/)67.1550(2cos[01.0xty（B）])67.1550(2cos[01.0xty（C）])67.1550(2cos[01.0xty2．一容器内储有4mol的CO2气体（视为理想气体系统），当温度为T时，其内能为：【】（A）12RT（B）10RT（C）12kT3．一束的自然光依次通过两个偏振片，当两偏振片的偏振化方向之间的夹角为300时，透射光强为I；若入射光的强度不变，而使两偏振片的偏振化方向之间的夹角为450时，则透射光的强度为：【】（A）I31（B）I32（C）I4．关于激光以下哪种说法是错误的【】（A）激光具有方向性好、单色性好、相干性好、能量集中的特性（B）.激光是由于原子的受激辐射而得到的放大了的光（C）激光是由于原子的自发辐射产生的5．在加热黑体过程中，其最大单色辐出度对应的波长由0.8m变到0.4m，则其辐出度增大为原来的：【】（A）2倍（B）16倍（C）4倍三、图为一沿X轴负方向传播的平面简谐波在t=0时的波形图,波速为0.08m/s，，求：（1）坐标原点O处质点的振动方程；（2）该平面简谐波的波动方程；（3）位于x1=0.20m与x2=0.35m两处质点之间的相位差。四、如图所示，空气中，一折射率n2=1.30的油滴落在n3=1.50的平板玻璃上，形成一上表面为球面的油膜，油膜中心最高处的高度dm=1×10－3mm，现用λ=500nm的单色光垂直照射油膜，从上表面观察，求：（1）油膜周边是暗环还是明环？（2）整个油膜可看到几个完整的暗环？0.20POy(m)－0.04x(m)u=0.08m/s·0.60QPQ（3）整个油膜可看到几个完整的明环？五、空气中，在单缝夫琅禾费衍射实验中，缝宽b=0.60mm，透镜焦距f=0.40m，有一与狭缝平行的观察屏放置在透镜焦平面处，以波长λ=600nm的单色光垂直照射狭缝，如图所示，求：（1）在屏上，离焦点O为xp=1.4mm处的点P，看到的是衍射明纹、还是衍射暗纹？（2）在屏上，中央明纹的宽度为多少？（3）在屏上，第二级明纹中心距中心O点的距离为多少？六、某种双原子分子理想气体（分子视为刚性分子）进行ABCA的循环过程，其中AB为等容过程、BC为等温过程、CA为等压过程。已知气体在状态A的压强为Po、体积为Vo，如图所示，设普适气体常数（摩尔气体常数）为R，求：(1)AB、BC、CA三个过程中系统与外界交换的热量；（00215VPQAB，4ln400VPQBC，00221VPQBC）(2)整个过程的循环效率η；（%5.19）(3)如果此理想气体系统的物质的量为1摩尔，计算AB过程中，系统熵的增量。（2ln5RSAB）n2n3空气dmfxpOPABCpo4Vo4poVopVO七、1、在光电效应中，用频率为ν的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大初动能为Ek，求当用频率为2ν的单色光照射此种金属时，逸出光电子的最大初动能？2、在康普顿散射中，入射光子的波长为0.12nm，入射光子与一静止的自由电子相碰撞，碰撞后，光子的散射角为900，求：（1）散射光子的波长？（2）碰撞后，电子的动能、动量和运动方向？八、已知某微观粒子处于一宽度为a的一维无限深势阱中，其定态波函数为：),0(,0)0(),3sin()(axxaxxaAx求：1）归一化常数A；2）在势阱内（x=0～a）何处找到粒子的概率最大?3）在01x～32ax范围内发现粒子的概率是多少？一、1．22.43.7304.55.横波6.kTppV257.1668.0.079.单值二、CABCB三、1.(m))252cos(04.00ty2.(m)]2)08.0(52cos[04.0xty3.43四、1.明环2.五个3.六个五、1.(P点为（3级）衍射明纹)2.(mbffftgxx41110100.82sin222)3.(mbffftgx3222100.125sin)六、(1)：RCRCiPV27,25,5;AB：0215)(25)(00VPVPVPTTCQAABBABVAB，吸热BC：04ln40044VPdVVRTPdVWQOOOOVVVVBBCBC，吸热CA：0221)(27)(00VPVPVPTTCQCCAACAPBC，放热(2)BCABQQQ1，CAQQ2循环效率：%5.19112QQ(3)2ln5RTdTCTdQSSSBATTVBAABAB七、1、WEhWEhkk2,,kkEhE，2、1）散射光子的波长：nm12243.0)90cos1(00c，2）碰撞后，电子的动能：J1029.3)11(1700hchhEk电子的动量：m/skg107.7)2(240cEEEpkke电子的运动方向：00hhtg，6244rad78.0][00arctg八、（1）),0(,0)0(),3(sin2)()(22axxaxxaaxxw，（2）0)()(2dxxddxxdw，0)3cos()3sin(xaxa，在ax61、ax21、ax65处，找到粒子的概率最大，（3）30230)3(sin2)(aadxxaadxxwW，%3.3331W，