09物理下重修(标准卷)

三明学院2008～2009学年第二学期

. 系 班 姓名 座号 成绩 . ...................................................... 密 .................................... 封 ................................ 线 ...................................................... 法。

7、（2分）每厘米有5000条刻痕的平面透射光栅，其光栅常数为 0.2×105m ；若用波长为5893A的平行

－

《大学物理》下重修试卷 (参考答案)

（考试时间：120分钟）

使用班级： 06计算机 学生数： 任课教师：洪书香 考试类型 闭卷

题 序 得 分 阅卷人 单色光照射此光栅，则最多能看到 7 条明条纹。

8、（2分）由一条绝热线与一条等温线是否能组成一个循环？为什么？ 不能。若组成循环，则循环中只有一个热源，违背了热力学第二定律。

一 二 三 四 总分 9、（2分）一摩尔单原子分子理想气体的温度为300K，它的内能为 。（普适气体常数R

＝8.31J·mol－1K－1）1mol理想气体的内能为

i3RT8.313003739.5J 2210、（2分）在标准状态下的2mol氧气，经过一绝热过程，它对外界作功250J。那么这氧气终

E一、填空题（28分）

1、（2分）一弹簧振子，弹簧的劲度系数为0.32 N/m，重物的质量为0.02 kg，则这个系统的固有频率为________，相应的振动周期为_________．0.64Hz 0.5

态的温度为 －10 ℃。

m2505

CV(T2T1) T1＝273K P＝1.01×10Pa ΔT＝10

3M2R211. （4分）卡诺循环是由 。所组成。以理想气 Wk1k22π2π 0.64 Hz（） T0.5π

2πmmπ2；一波节两边质点振动的相位差为。

2、（2分）在波长为的驻波中，两个相邻波腹之间的距离为3、（3分）若一平面简谐波的表达式为

体作为工作物质的卡诺机效率为 。

答案 两个等温过程和两个绝热过程 ， 1T2/T1 二、选择题（每小题2分，共28分） BDCBA DBACB ADCA

yacos(btcx)

则式中的振幅为 ，圆频率为 ，周期为 ，频率

为 ，波长为 ，波速为 。

2b2b（a ；b ; ; ； ）

b2cc4、（3分）自然光按起偏振角入射时,反射光是 线偏振_光，其振动面与入射面 垂直 ，反射线和 折射线 相互垂直。

5、（3分）左图为一牛顿环实验装置的示意图（n1n2n3）。若从反射光中观测，则干涉条纹

的形状及间距如何？中心点是暗点还是亮点？

1. 两个同周期的简谐运动曲线如左下图所示，则x1的相位比x2的相位（ B ）。

x x1 x2 A、落后

； 2 B、超前

； 2O 图1 t C、落后；

D、超前。

2、一平面简谐机械波在弹性介质中传播,下述各结论哪个正确？（ D ）

n1n2n3图5

A、介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、介质质元的振动动能和弹性势能都作周期性变化，但两者相位不相同；.

C、介质质元的振动动能和弹性势能的相位在任一时刻都相同，但两者数值不同； D、介质质元在其平衡位置处弹性势能最大。

3、对于驻波和行波的说法不正确的是： （ C ）

。

答案: 干涉条纹是以接触点为圆心内疏外密的一系列同心圆，中心点为亮点。

6、（3分）干涉中相干光源的获得有 分波阵面 法和 分振幅 法两种，杨氏干涉属于 分波阵面 A、驻波中有些介质点始终不动

B、行波的波形随着波的传播向前移动

C、驻波中相邻波节之间的距离是一个波长

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D、驻波的波形不沿介质前进

4、有一谐振子沿x轴运动，平衡位置在x0处，周期为T，振幅为A，t = 0时刻振子过x向运动，则其运动方程可表示为( A、xAsinC、xAcosB

)

11、在恒定不变的压力下，气体分子的平均自由程与温度T的关系为 （A ）

A处向x轴负2 A、与T成正比 B、与T成反比 C、与T成正比 D、与T无关

12、下图为某理想气体的速率分布曲线，则下面正确的说法是（ D ）。

A、曲线反映气体分子数随速率的变化关系； B、f(vP)对应速率最大的分子；

C、曲线与横轴所围的面积代表气体分子总数； D、f(v1)dv表示v1~v1dv速率区间的分

22t t B、xAcos33TTAcost

225、若用白光入射到衍射光栅上，则在可见光范围内，同一级光谱中偏离中央主极大最远的是 （ A ）

t D、xf(vP) f(v1) f(v) A、 红光 B、黄光 C、兰光 D、紫光

6、波长λ＝550nm的单色光垂直入射于光栅常数d＝1.0×10cm的光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为 （ ） D

A、 4 B、 3 C、2 D、1

答：由光栅方程 dsink(k=0,1，2，…)，可观察到的最大级次为

－4

O v1 vP v 子数占总分子数的百分比。

13. 一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且都处于平衡状态，则：（C） A、温度相同、压强相同； B、温度、压强都不同；

C、温度相同，氦气压强大于氮气压强； D、温度相同，氦气压强小于氮气压强。

Nk解： pnkTkTT 答案：（C）

Vm14. 一定质量的理想气体经过压缩过程之后体积变为原来的一半，这个过程可以是绝热过程、

7、三个偏振片P1、P2与P3堆叠在一起，P1与P3偏振化方向相互垂直，P2与P1的偏振化方向的夹角450，强度为I0的自然光入射于偏振片P1，并依次透过偏振片P1、P2与P3，则通过三个偏振片后的光强为（ B ）

A、 I0 /16 B、 I0 /8 C、3I0 /8 D、I0 /4

答：自然光透过偏振片后光强为I1 =I0 /2。由于P1 和P2 的偏振化方向成45°，所以偏振光透过P2后光强由马吕斯定律得I2 =I1 cos245°=I0 /4 。而P2 和P3 的偏振化方向也成45°，则透过P3后光强变为I3 =I2 cos245°=I0 /8。 （B）

8、在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入折射率为n、厚度为h的透明介质片。放入后，两光

kmdsin90＝1.82 ，即只能看到第1级明纹。 （D）

等温过程或者等压过程，若要使外界所作的机械功最大，则该过程应为：（ A ） A、绝热 B、等压 C、等温 D、绝热等温均可`

三、计算题（38分）

1、（10分）如图所示，一平面简谐波，波长为12m，沿ox轴负向传播，图中所示为x1.0m处质点的振动曲线，求此波的波动方程。

解：利用振动曲线来获取波动的特征量，建立波动方程。由图 (a)可知质点振动的振幅A＝0.40m，t＝0时，

束的光程差改变量为：（A ）

A、2(n1)h B、2nh C、nh D、(n1)h

9、如果氢气和氦气的温度相同，则下列量相等的是 （ C ）

＝位于x＝1.0m处的质点在A/2处并向Oy轴正向移动。作出相应的旋转矢量图 (b), （2分）从图中可知0－π/3， （1分）又由图 (a)可知，t=5s时，质点第一次回到平衡位置，由图(b)可看出ωt＝5π/6，因而得角频率ω＝π/6s1。 （1分）

－

A、氢气和氦气的分子平均动能 B、氢气和氦气分子数密度

C、氢气和氦气分子的平均平动动能 D、氢气和氦气分子的最概然速率。

10、质量一定的理想气体，其状态参量为压强P，体积V和温度T，若（ B ）。

A、其中某一个状态量发生变化，其内能一定变化； B、只要温度发生变化，其内能一定变化； C、三个状态量都发生变化，其内能才能发生变化； D、其中某两个状态量发生变化，其内能一定变化。

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y(m) 0.40 0.20 解：法一：据杨氏双缝干涉公式，明纹宽度为：，

（2分）

内有4.5个条纹。（2分）

t=5s

t(s) 5.0 0.20 0 t O  00.40 y(m) （2分）

(a) （b） t=0

法二：据杨氏双缝干涉公式，暗条纹中心在屏上的位置满足：x第五级暗条纹对应k4 （1分）

D(2k1),k0,1,2,3,（2分） d2由此可写出x＝1.0m处质点的运动方程为 y0.40cos(t302dx20.310311.391036328A （2分）

D(2k1)1.296) （2分）

4、（13分）如下图所示，一定量的理想气体从a点开始，经循环abcda。已知Ta300K，Cp,m试求：（1）各过程的功、内能增量和传递的热量；（2）该循环的效率。

将波速u/T/21.0ms，及x1.0m代入波动方程的一般形式 yAcos[(t15R，2x)0] （1分） u与x1.0m处的运动方程作比较，可得0＝－π/2， （1分） 则波动方程为： y0.40cosp(atm) 40 20 O a d 4 图5

b (已知1atm1.01310Pa，R8.31Jmol)

解：已知系统处于a状态时，pa40atm，

51x(t) （2分）

1.026－4

c 12 V(dm3) Va4dm3，Ta300K，根据理想气体

的物态方程有：

2、（5分）在夫珢和费单缝衍射实验中，单缝宽度a=1.0×10m，透镜焦距f0.5m。若用波长

4.010m的单色光垂直照射单缝，试求中央明纹宽度、第一级明纹中心离中央明纹中心的距离。

2f20.504.01073410m （2分） 解：中央明纹宽度 l04a1.010f0.504.01072103m （1分） 第一级明纹宽度 l14a1.0107vpaVa6.5 （1分） RTa

Cp,mCv,mR53R，Cv,mR 22VbTa900K Va4（1）①ab等压膨胀过程：Tb内能增量E1vCV,m(TbTa)900Rv4.8610J （1分） 气体对外所作的功：W1pa(VbVa)3.2410J（1分）

根据热力学第一定律，气体从外界吸收的热量为：Q1W1E18.110J（1分） ②bc等体降压过程： Tc44 第一级明纹到零级明纹中心的距离

1(k)f20.504.01072 xk4103m 4a1.0103f30.504.01073103m （2分） x142a21.0103、（4分）若双狭缝的距离d0.3mm，以单色平行光垂直照射狭缝，在离双缝D1.2m远的屏上，第五级暗条纹中心离中央明纹中心的距离为11.39mm。问所用的光波波长是多少？

pcTb450K pb4内能增量E2vCV,m(TcTb)675Rv3.6510J（1分），

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气体对外所作的功W20

根据热力学第一定律，气体从外界吸收的热量为：Q2E23.6510J（1分） ③cd等压压缩过程：Td4将下面各图中的反射光和折射光的偏振态在图中标出，其中i0为布儒斯特角（n2>n1）。

VdTc150K Vc4n1n2i0i0n1n2内能增量E3vCV,m(TdTc)450Rv2.4310J（1分） 气体对外所作的功：W3pc(VdVc)1.6210J（1分） 根据热力学第一定律，气体从外界吸收的热量为：

4Q3W3E34.05104J（1分）

④da等体升压过程：

内能增量E4vCV,m(TaTd)225Rv1.2210J（1分）， 气体对外所作的功W40

根据热力学第一定律，气体从外界吸收的热量为：Q41.2210J（1分） （2）循环效率：

44n1i0n1in2n1n2n2i作图题

n1n2i

W1W33.241041.62104()100%()100%17.4%（2分） 44Q1Q48.1101.22104.051043.65104)100%(1－)100%17.4% 或(144Q1Q48.1101.22105. （6分）一容器内贮有氧气，其压强为1.01×105Pa，温度为27℃，求：⑴气体分子的数密度；⑵氧气的

密度；⑶分子的平均平动动能。

解：⑴单位体积的分子数 np/kT1.0110/1.3810 ⑵氧气的密度

523Q2Q33002.441025m3（2分）

m/VpM/RT＝1.011050.018/8.31300 1.30kgm3（2分）

⑶分子的平均平动动能

k3kT/231.381023300/26.211021J （2分）

通过对本题的求解，我们可以对通常状态下理想气体的分子数密度、平均平动动能，分子间平均距离等物理量的数量级有所了解。

四、作图题 （共6分，每图1分）

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