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1 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積比為12的氧氣和氦氣(均視為剛性分子理想氣體)相混合,混合氣體中氧氣和氦氣的內(nèi)能之比為 (A) 12 (B) 56 (C) 53 (D) 103,2010-2011學(xué)年第一期 大學(xué)物理理工II-2期末試題,一、選擇題(每題3分,共24分),分析: 據(jù)阿伏伽德羅定律知:氧氣和氦氣的摩爾數(shù)之比為:,氧氣和氦氣的內(nèi)能之比,2一質(zhì)點(diǎn)沿x軸作簡諧運(yùn)動(dòng),振動(dòng)方程為,從t0時(shí)刻起,到質(zhì)點(diǎn)位置在x2cm處,且向x軸正方向運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間間隔為 (A)1/8s (B)1/6 s (C)1/4 s (D)1/3s (E)1/2 s,(SI),,解:經(jīng)歷最短時(shí)間后的相位為:,3 一列機(jī)械橫波在t時(shí)刻的波形曲線如圖所示,則該時(shí)刻能量為最大值的媒質(zhì)質(zhì)元的位置是: (A) o,b,d,f (B) a,c,e,g (C) o,d (D) b,f,4 在相同的時(shí)間內(nèi),一束波長為l的單色光在空氣中和在玻璃中 (A) 傳播的路程相等,走過的光程相等 (B) 傳播的路程相等,走過的光程不相等 (C) 傳播的路程不相等,走過的光程相等 (D) 傳播的路程不相等,走過的光程不相等,5 兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈形膜,左邊為棱邊,用單色平行光垂直入射若上面的平玻璃以棱邊為軸,沿逆時(shí)針方向作微小轉(zhuǎn)動(dòng),則干涉條紋的 (A) 間隔變小,并向棱邊方向平移 (B) 間隔變大,并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移 (C) 間隔不變,向棱邊方向平移 (D) 間隔變小,并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移,分析:上面的平玻璃以棱邊為軸,沿逆時(shí)針方向作微小轉(zhuǎn)動(dòng),劈尖角增大。條紋間距公式,又因在劈棱干涉級次最低,隨著膜厚的增加,干涉級次越來越大,所以在波板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),條紋向棱邊方向平移。,解: 連續(xù)利用馬呂斯定律得,6 使一光強(qiáng)為I0的平面偏振光先后通過兩個(gè)偏振片P1和P2P1和P2的偏振化方向與原入射光光矢量振動(dòng)方向的夾角分別是a 和90,則通過這兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)I是,7 靜止質(zhì)量不為零的微觀粒子作高速運(yùn)動(dòng),這時(shí)粒子物質(zhì)波的波長l與速度v有如下關(guān)系:,分析: 由德布羅意公式和相對論動(dòng)量、質(zhì)量公式有:,8 關(guān)于不確定關(guān)系 ( ),有以下幾種理解: (1) 粒子的動(dòng)量不可能確定 (2) 粒子的坐標(biāo)不可能確定 (3) 粒子的動(dòng)量和坐標(biāo)不可能同時(shí)準(zhǔn)確地確定 (4) 不確定關(guān)系不僅適用于電子和光子,也適用于其它粒子 其中正確的是: (A) (1),(2). (B) (2),(4). (C) (3),(4). (D) (4),(1).,二 、填空題(共20分),1(4分)一彈簧振子系統(tǒng)具有1.0 J的振動(dòng)能量,0.10 m的振幅和1.0 m/s的最大速率,則彈簧的勁度系數(shù)為_,振子的振動(dòng)頻率為_,分析: 由簡諧振動(dòng)能量公式,2(4分) 一質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與了兩個(gè)同方向的簡諧振動(dòng),它們的振動(dòng)方程分別為,(SI),(SI),其合成運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程為x =_,分析:,3 (4分)波長為l=480.0nm的平行光垂直照射到寬度為a=0.40mm的單縫上,單縫后透鏡的焦距為f=60cm,當(dāng)單縫兩邊緣點(diǎn)A、B射向P點(diǎn)的兩條光線在P點(diǎn)的相位差為5p時(shí),P點(diǎn)離透鏡焦點(diǎn)O的距離等于_,分析:當(dāng)單縫兩邊緣點(diǎn)A、B射向P點(diǎn)的兩條光線在P點(diǎn)的相位差為5p時(shí),其光程差為,4 (4分)一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃片上,就偏振狀態(tài)來說則反射光為_,反射光矢量的振動(dòng)方向_,透射光為_,線偏振光(2分),垂直于入射面(1分),部分偏振光(1分),5 (4分)已知鉀的逸出功為 2.0 eV,如果用波長為3.6010-7 m的光照射在鉀上,則光電效應(yīng)的遏止電壓的絕對值|Ua| =_從鉀表面發(fā)射出電子的最大速度umax =_ (h =6.6310-34 Js,1eV =1.6010-19 J,me=9.1110-31 kg),分析:由光電效應(yīng)方程,三、計(jì)算題(48分),1 (8分)一簡諧振動(dòng)的振動(dòng)曲線如圖所示求振動(dòng)方程,解上面兩式,可得,由圖可知t = 2 s時(shí),狀態(tài)為:x = 0和 v 0,其相位,解:由曲線可知 A = 10 cm , t = 0,,故所求振動(dòng)方程為,2 已知一平面簡諧波的表達(dá)式為 (SI) (1) 求該波的波長l ,頻率n 和波速u的值; (2) 寫出t = 4.2 s時(shí)刻各波峰位置的坐標(biāo)表達(dá)式,并求出此時(shí)離坐標(biāo)原點(diǎn)最近的那個(gè)波峰的位置; (3) 求t = 4.2 s 時(shí)離坐標(biāo)原點(diǎn)最近的那個(gè)波峰通過坐標(biāo)原點(diǎn)的時(shí)刻t,解:(1),(2) 波峰的位置,即y = A的位置即,將 t = 4.2 s 代入上式得:,所謂離坐標(biāo)原點(diǎn)最近,即| x |最小的波峰在上式中取k = 8,可得x = -0.4 的波峰離坐標(biāo)原點(diǎn)最近,(3) 設(shè)該波峰由原點(diǎn)傳播到x = -0.4 m處所需的時(shí)間為Dt,則 Dt = | Dx | /u = 0.2 s 該波峰經(jīng)過原點(diǎn)的時(shí)刻 t 0=t- Dt =4.2- 0.2=4s,3 (10分)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,雙縫與屏之間的距離D120 cm,兩縫之間的距離d0.50 mm,用波長l500nm (1nm=10-9 m)的單色光垂直照射雙縫(1) 求原點(diǎn)O (零級明條紋所在處)上方的第五級明條紋的坐標(biāo)x(2) 如果用厚度l1.010-2 mm, 折射率n1.58的透明薄膜覆蓋在圖中的S1縫后面,求上述第五級明條紋的坐標(biāo)x,解:(1)雙縫干涉明紋條件,(2)用透明薄膜覆蓋在圖中的S1縫后面后, 明紋條件為:,4 (8分) 用含有兩種波長l=600 nm和500 nm (1 nm=10-9 m)的復(fù)色光垂直入射到每毫米有200 條刻痕的光柵上,光柵后面置一焦距為f=50 cm的凸透鏡,在透鏡焦平面處置一屏幕,求以上兩種波長光的第一級譜線的間距Dx,利用光柵方程知第一級譜線條件為:,解:利用已知條件知光柵常數(shù),第一級譜線的位置坐標(biāo),兩種波長光的第一級譜線之間的距離,5 (5分)一電子以u=0.99c (c為真空中光速)的速率運(yùn)動(dòng)試求: (1) 電子的總能量是多少? (2) 電子的經(jīng)典力學(xué)的動(dòng)能與相對論動(dòng)能之比是多少?(電子靜止質(zhì)量me=9.1110-31 kg),解:(1),= 4.0110-14 J,=5.810-13 J,= 4.9910-13 J,6(5分) 一體積為V0,質(zhì)量為m0的立方體沿其一棱的方向相對于觀察者A以速度v運(yùn)動(dòng)求:觀察者A測得其密度是多少?,解:設(shè)立方體的長、寬、高分別以x0,y0,z0表示,假定立方體沿x軸運(yùn)動(dòng),觀察者A測得立方體的長、寬、高分別為,2分,相應(yīng)體積為,觀察者測得立方體的質(zhì)量,故相應(yīng)密度為,在A、B、C三個(gè)容器中,裝
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