大学物理上期末试题1

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jbtiatr22（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．(C)抛物线运动．(D)一般曲线运动．2.一个质点同时在几个力作用下的位移为：kjir654(SI)其中一个力为恒力kjiF953(SI)，则此力在该位移过程中所作的功为(A)67J．(B)17J．(C)67J．(D)91J．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4s，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5s，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．(C)(2/5)c．(D)(1/5)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(C)T/8(D)T/126.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．(C)媒质质元的振动动能和弹性势能的相位在任一时刻都相同，但二者的数值不相等．(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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/4．(B)凸起，且高度为/2．(C)凹陷，且深度为/2．(D)凹陷，且深度为/4．8.三个偏振片P1、P2与P3堆叠在一起，P1与P3的偏振化方向相互垂直，P2与P1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P1，并依次透过偏振片P1、P2与P3，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平玻璃工件空气劈尖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．(C)温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强．(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的变化情况是：(A)Z减小而不变．(B)Z减小而增大．(C)Z增大而减小．(D)Z不变而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=－Asin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）一个力F作用在质量为1.0kg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3243tttx(SI)．在0到4s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31l，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0.99c的速率运动(电子静止质量为9.11×10-31kg，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[xTtAy，则x=-处质点的振动方程是_____；若以x=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n1和n2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。m2mORlRl/3Rv俯视图rin1n28.（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221MR，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/VVpp,a点的温度为T0(1)试以T0,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-Q2/Q1，Q1为循环中气体吸收的热量，Q2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=3/4，DP=/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．）4.一衍射光栅，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？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.sin2tA1221n(n=0,1,…),2分2.16N·s，176J；4分3.mvl一3分4.5.8×10-13,8.04×10-24分5.]/2cos[1TtAy，2cos[2(//)]yAtTxπ4分6./2－arctg(n2/n1)2分7.0，1，33分mMRp09p0apVOV0ⅡⅢⅠbcOPBCx入射反射D(a)(b)(c)vf(v)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＝ma①2分对滑轮：TR=J②2分运动学关系：a＝R③1分将①、②、③式联立得a＝mg/(m＋21M)1分∵v0＝0，∴v＝at＝mgt/(m＋21M)2分2.（10分）解：设a状态的状态参量为p0,V0,T0，则pb=9p0,Vb=V0,Tb=(pb/pa)Ta=9T0∵2020VVppcc∴0003VVppVc∵pcVc=RTc∴Tc=27T03分(1)过程Ⅰ)9(23)(00TTRTTCQabVV012RT1分过程ⅡQp=Cp(Tc－Tb)=45RT01分过程ⅢacVVcaVVVVpTTCQ2020/d)()()(3)27(233320000caVVVpTTR0203030007.473)27(39RTVVVpRT3分(2)%3.1645127.471||1000RTRTRTQQQpV2分3.（10分）解：选O点为坐标原点，设入射波表达式为])/(2cos[1xtAy2分则反射波的表达式是])(2cos[2xDPOPtAy2分合成波表达式（驻波）为)2cos()/2cos(2txAy2分在t=0时，x=0处的质点y0=0，0)/(0ty，故得212分因此，D点处的合成振动方程是TMRTmga图2分)22cos()6/4/32cos(2tAytA2sin32分4.（10分）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2分k(a＋b)x/(f)=2.52分取k=2，共有k=0，±1，±2等5个主极大2分