2010东北大学大学物理期末考题及答案

一、填空题1．已知某简谐运动的振动曲线如图所示，则此简谐运动的运动方程为__________________。2.一声源以20m/s的速率向静止的观察者运动，观察者接收到声波的频率是1063Hz,则该声源的振动频率为Hz.(声速为:340m/s)3．在驻波中，两个相邻波节之间各质点的振动相位________。4．一束光强为I0的自然光依次通过三个偏振片P1、P2、P3，其中P1与P3的偏振化方向相互垂直，P2与P3的偏振化方向之间的夹角为450，则通过三个偏振片后透射光强为_________________________。5．一容器内储有氧气（视为理想气体），其压强为1.01×105Pa，温度为270C，则氧气系统的分子数密度为_251044.2__3m；氧分子的平均平动动能为_______J。6．1mol理想气体由平衡态1（P1，V1，T）经一热力学过程变化到平衡态2（P2，V2，T)，始末状态温度相同，此过程中的系统熵变△S=S2－S1=________。7．在描述原子内电子状态的量子数lmln,,中，当4l时，n的最小可能取值为___________。8．在康普顿效应实验中，波长为0的入射光子与静止的自由电子碰撞后反向弹回，而散射光子的波长为，反冲电子获得的动能为______。9．激光与普通光源所发出的光相比具有方向性好、单色性好、和能量集中的特性。二、选择题（单选题，每小题2分，共10分）（将正确答案前的字母填写到右面的【】中）1．当质点以频率作简谐运动时，它的动能变化频率为【】（A）2/（B）（C）22．处于平衡态的一瓶氦气和一瓶氮气(均可视为理想气体)的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，则它们【】（A）温度，压强均不相同（B）温度相同但压强不同（C）温度，压强都相同3．下列物体哪个是绝对黑体【】（A）不能反射任何光线的物体（B）不辐射任何光线的物体（C）不辐射可见光的物体4．以下说法正确的是：【】（A）任何过程总是沿着熵增加的方向进行；（B）自然界中的一切自发过程都是不可逆的；（C）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；5．一束自然光自空气射向一块平板玻璃，如图：【】设入射角等于布儒斯特角，则在界面2的反射光（A）是自然光；（B）是部分偏振光；（C）是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面。三、右图为平面简谐波在t=0时的波形图,设此简谐波的频率为300Hz，且此时图中质点P的运动方向向上，求：（1）该波的波动方程；（2）在m5.7x处质点的运动方程；及t=0时刻该点的振动速度。四、折射率为1.50的两块标准平板玻璃间形成一个劈尖，用波长λ=550nm的单色光垂直入射，产生等厚干涉条纹，当劈尖内充满n=1.25的液体时，相邻明纹间距比劈尖内是空气时的间距缩小Δl=0.10mm，求劈尖角θ应是多少？ABCp(Pa)OV(m3)123100200300五、波长为600nm的单色光垂直入射在一光栅上，第二级主极大出现在20.0sin处，第四级缺级，求：（1）光栅常数)(bb是多少？（2）光栅上透光缝的最小宽度b是多少？（3）按上述选定的bb和值，在观察屏上(9090)可能观察到的全部条纹级数有哪些？六、一定量的某种双原子分子理想气体进行如图所示ABCA的循环过程．已知气体在状态A的温度为300ATK，求(1)气体在状态B和C的温度；(2)各个过程中气体所吸收的热量；(3)整个过程的循环效率η．七、用波长为nm200的紫外光照射到铝的表面,铝的逸出功为4.2eV.求出：(1)光电子的最大初动能；(2)遏止电势差；(3)铝的截止频率.八、依据德布罗意关系,若光子和电子的波长都是nm5.0，分别求出：（1）它们各自的动量大小；（2）它们各自的总能量；（3）电子的动能。一、1.)3234cos(2tx2.1000.53.相同(同相)4.80I5.211014.46.2112lnlnPPRVVR，或7.58.)11(0hc9.相干性好二、CCABC三、（1）已知6002,m/s600030020,m10.0,m0.20uA由旋转矢量法得:3/0振动方程：(m)]3)6000(600cos[10.0])(cos[0xtuxtAy（2）x=7.5m处运动方程:(m)]1213600cos[10.0]3)60005.7(600cos[10.0ttyt=0时该点的振动速度:]1213600sin[60010.00tdtdyvtm/s76.48)1213sin(60四、nm550，mm10.0,0.1,25.1llllnln劈尖角度很小：nlln22sinnln222lmm10.01)22(nlll)1(2)11(21)22(nlnnlln4391050.51010.025.1225.010550)1(2nln(rad)五、（1）kbbsin)(,m106cm106sin)(64kbb(2)缺级，'kkbbb取1'k,得最小缝宽:m105.1cm105.1464bbb(3）,2,1,0,sin)(kkbb令1sin,解得:10bbk即9,7,6,5,3,2,1,0k时出现主极大，8,4缺级,10级主极大在090处,实际不可见,光屏上可观察到的全部主极大谱线数有15条.六、双原子,5i由RTpV据A点的p、V、T值，得：1R由图，300APpa，100BCPPpa；31ACVVm，33BVm(1)C→A为等体过程，CAACPPTT，得100CCAAPTTKPB→C为等压过程，CBBCVVTT，得300BBCCVTTKV(2)各过程中气体所吸收的热量为：ABQ11()()4002ABBCWPPVVJJ700)300100(22RiQBCJ500)100300(2RiQCA(3)整个循环过程的效率：121QQ=%2.229007001七、(1)由光电效应方程Wmh2maxv21入射光子的能量为：(eV)216.6(J)10945.9102001031063.6199834＝＝chhE得光电子的最大初动能为：J103.225eV016.2200.4216.62119-Whcm2maxv(2)遏止电势差为：V016.2eV016.221U0eem2maxv(3)Wh0,Hz10014.11063.6106.12.41534190hW八、（1）由于电子和光子具有相同的波长，所以它们的动量相同，即为：m/s)(kg10326.1105.01063.624934hp（2）电子的总能量为：由420222cmcpEMeV512.0J1019.81442022cmcpE而光子的总能量为：keV486.2)(10978.316JhchE（3）电子的动能eV04.6J1066.9101.92)10326.1(21931224020mpEEEk