大学物理试卷及答案 7页

长江大学试卷学院班级序号姓名…………….…………………………….密………………………………………封………………..…………………..线……………………………………..2004─2005学年第二学期《大学物理》课程考试试卷(A卷)注意：1、本试卷共3页；2、考试时间:120分钟3、姓名、序号必须写在指定地方4、考试日期:2005.6.27一、选择题(每小题3分，共30分)1.质点作半径为R的变速圆周运动时,加速度大小为(v表示任一时刻质点的速率)(A)dv/dt.(B)v2/R.(C)dv/dt+v2/R.(D)[(dv/dt)2+(v4/R2)]1/2.2.一小球沿斜面向上运动,其运动方程为s=5+8t-t2(SI),则小球运动到最高的时刻是(A)t=4s.(B)t=2s.(C)t=8s.(D)t=5s.3.粒子B的质量是粒子A的质量的2倍,开始时粒子A的速度为(3i+4j),粒子B的速度为(2i－7j),由于两者的相互作用,粒子A的速度变为(7i－4j),此时粒子B的速度等于(A)i－5j.(B)2i－7j.(C)－3j.(D)5i－3j.4.有一半径为R的水平圆转台,可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动,转动惯量为J,开始时转台以匀角速度w0转动,此时有一质量为m的人站住转台中心,随后人沿半径向外跑去,当人到达转台边缘时,转台的角速度为(A)Jw0/(J+mR2).(B)Jw0/[(J+m)R2].(C)Jw0/(mR2).(D)w0.5.一容器内装有N1个单原子理想气体分子和N2个刚性双原子理想气体分子，当该系统处在温度为T的平衡态时，其内能为(A)(N1+N2)[(3/2)kT+(5/2)kT].(B)(1/2)(N1+N2)[(3/2)kT+(5/2)kT].(C)N1(3/2)kT+N2(5/2)kT.(D)N1(5/2)kT+N2(3/2)kT.\n6.气缸中有一定量的氧气(视为理想气体),经过绝热压缩,体积变为原来的一半,问气体分子的平均速率变为原来的几倍？(A)22/5.(B)21/5(C)22/3.(D)21/3.7.在弦上有一简谐波,其表达式是y1=2.0×10-2cos[2p(t/0.02－x/20)+p/3](SI),为了在此弦线上形成驻波,并且在x=0处为一波节,此弦线上还应有一简谐波,其表达式为:(A)y2=2.0×10-2cos[2p(t/0.02+x/20)+p/3](SI)(B)y2=2.0×10-2cos[2p(t/0.02+x/20)+2p/3](SI)(C)y2=2.0×10-2cos[2p(t/0.02+x/20)+4p/3](SI)(D)y2=2.0×10-2cos[2p(t/0.02+x/20)－p/3](SI)8.用白光光源进行双缝实验,若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝,用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝,则(A)干涉条纹的宽度将发生改变.(B)产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹.(C)干涉条纹的亮度将发生改变.(D)不产生干涉条纹.9.一束波长为l的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使透射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为(A)l/4.(B)l/(4n).(C)l/2.(D)l/(2n).10.在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n,厚度为d的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了(A)2(n－1)d.(B)2nd.(C)2(n－1)d+l/2.(D)nd.(E)(n－1)d.\n长江大学试卷学院班级学号姓名……………..…..…………………….密…………………………………封………………..…………………..线……………………………………..二、选择题(每小题2分，共30分)1.悬挂在弹簧上的物体在竖直方向上振动,振动方程为y=Asinwt,其中A、w均为常量,则物体的速度与坐标的函数关系为.2.一质点沿直线运动，其坐标x与时间t有如下关系：x=Ae－btcoswt,A.、b、w皆为常数.则任意时刻t质点的加速度a=.3.将一质量为m的小球,系于轻绳的一端,绳的另一端穿过光滑水平桌面上的小孔用手拉住,先使小球以角速度w1在桌面上做半径为r1的园周运动,然后缓慢将绳下拉,使半径缩小为r2,在此过程中小球的动能增量是.4.半径为20cm的主动轮,通过皮带拖动半径为50cm的被动轮转动,皮带与轮之间无相对滑动,主动轮从静止开始作匀角加速转动.在4s内被动轮的角速度达到8prad/s,则主动轮在这段时间内转过了圈.5.卡诺致冷机,其低温热源温度为T2=300K,高温热源温度为T1=450K,每一循环从低温热源吸热Q2=400J,已知该致冷机的致冷系数w=Q2/A=T2/(T1－T2)(式中A为外界对系统作的功),则每一循环中外界必须作功A=.6.在一个以匀速度u运动的容器中,盛有分子质量为m的某种单原子理想气体,若使容器突然停止运动,则气体状态达到平衡后,其温度的增量DT=_______.7.设平面简谐波沿x轴传播时在x=0处发生反射,反射波的表达式为y2=Acos[2p(νt－x/l)+p/2].已知反射点为一自由端,则由入射波和反射波形成驻波波节的位置坐标为.8.在静止的升降机中,长度为l在单摆的振动周期为T0,当升降机以加速度a=g/2竖直下降时,摆的振动周期T=.9.一简谐波的频率为5×104Hz,波速为1.5×103m/s,在传播路径上相距1×10－2m的两点之间的振动相位差为.10.在空气中有一劈尖形透明物,劈尖角q=1.0×10－4弧度,在波长l=7000Å的单色光垂直照射下,测得两相邻干涉条纹间距l=0.25cm,此透明材料的折射率n=______.11.若在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜M移动0.620mm的过程中,观察到干涉条纹移动了2300条,则所用光波的波长为Å.12.平行单色光垂直入射于单缝上,观察夫琅和费衍射.若屏上P点处为第三级明纹,则单缝处波面相应地可划分为个半波带.13.用波长为5461Å的平行单色光垂直照射到一透射光栅上,在分光计上测得第一级光谱线的衍射角q=30°,则该光栅每一毫米上有条刻痕.14.一束单色线偏振光沿光轴方向通过厚度为l的旋光晶体后,线偏振光的振动面发生了旋转,旋转角度的表达式为.15.用波长为l的单色平行光垂直入射在一块透射光栅上,其光栅常数d=3mm,缝宽\na=1mm,则在单缝衍射的中央明条纹中共有条谱线(主极大)三、计算题(每小题10分，共40分)1.如图1,两列相干波在P点相遇,一列波在B点引起的振动是·BCP··y10=3×10–3cos2pt(SI)另一列波在C点引起在振动是图1y20=3×10–3cos(2pt+p/2)(SI)=0.45m,=0.30m,两波的传播速度u=0.20m/s,不考虑传播中振幅的减小,求P点合振动的振动方程.2.如图2，细杆长为l,质量为m,求转到q角时的角加速度和角速度.q图23.一定量的理想气体经历如图3所示的循环过程,A→B和C→D是等压过程,B→C和D→A是绝热过程.己知:TC=250K,TB=400K,试求此循环的效率.pVOABCD图34.设光栅平面和透镜都与屏幕平行，在平面透射光栅上每厘米有4000条刻线，用它来观察波长为l=589nm的钠黄光的光谱线.(1)当光线垂直入射到光栅上时,能看到的光谱线的最高级数km是多少?(2)当光线以30°\n的入射角(入射线与光栅平面法线的夹角)斜入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数km是多少?2004─2005学年第二学期《大学物理》课程考试答案及评分标准(A卷)(2005.6.27)一.选择题(每小题3分，共30分)12345678910DACACBCDDA二.填空题(每小题2分，共30分)1)v=2)Ae-bt[(b2-w2)coswt+2bwsinwt](m/s2)3)mr12w12(r12/r22-1)/24)205)200J6)mu2/(3k)7)x=(k+1/2)(l/2)8)T09)2p/310)1.4011)539112)713)91614)Dj=al15)5三.计算题(每小题10分，共40分)1.两列相干波在P点引起的振动分别是\ny1=3×10-3cos[2p(t-l1/u)](2分)=3×10-3cos(2pt-9p/2)(1分)=3×10-3cos(2pt-p/2)(1分)y2=3×10-3cos[2p(t-l2/u)+p/2](2分)=3×10-3cos(2pt-3p+p/2)(1分)=3×10-3cos(2pt-p/2)(1分)所以合振动方程为y=y1+y2=6×10-3cos(2pt-p/2)(SI)(2分)2.解:细杆受力P和N,N对转轴O的力矩为零,重力P对O的力矩为mglsinq/2(1分)由转动定律mglsinq/2=Ja(1分)而J=ml2/3(1分)于是a=dw/dt=3gsinq/2l(2分)利用dw/dt=(dw/dq).(dq/dt)=w(dw/dq)(1分)有wdw=3gsinqdq/2l(1分)利用初始条件:t=0,q0=0,w0=0积分(1分)在q角时,角速度为(2分)3.吸热过程AB为等压过程Q1=νCp(TB-TA)(2分)放热过程CD为等压过程Q2=νCp(TC-TD)(2分)h=1-Q2/Q1=1-(TC-TD)/(TB-TA)(1分)=1-(TC/TB)[(1-TD/TC)/(1-TA/TB)(1分)而pAg-1TA-g=pDg-1TD-gpBg-1TB-g=pCg-1TC-gpA=pBpC=pD(1分)所以TA/TB=TD/TC(1分)故h=1-TC/TB=37.5%(2分)\n4.（1）(a+b)sinq=kmaxl<(a+b)(2分)kmax<(a+b)/l=4.2(2分)所以最高级数kmax=4(1分)（2）(a+b)(sin30°+sinq')=k'maxl(2分)k'max<(a+b)(sin30°+1)/l=6.36(2分)所以k'max=6(1分)