大學(xué)物理期末試卷帶答案

1、大學(xué)物理期末試卷（A）（2012年6月29日9:00-11:30）.專業(yè)一組學(xué)號姓名成績（閉卷）一、選擇題（40%）1 .對室溫下定體摩爾熱容Cv,m=2.5R的理想氣體，在等壓膨脹情況下，系統(tǒng)對外所做的功與系統(tǒng)從外界吸收的熱量之比W/Q等于：【D】(A)1/3;(B)1/4;(C)2/5;(D)2/7。2 .如圖所示，一定量的理想氣體從體積Vi膨脹到體積V2分別經(jīng)歷的過程是：A?B等壓過程；A?C等溫過程；AR絕熱過程.其中吸熱最多的過程【AJ(A)是AB(B)是A4(C)是A?D.（D）既是A汜，也是AP,兩者一樣多.3用公式王=CvT（式中Cv為定容摩爾熱容量,丫為氣體摩爾數(shù)）計(jì)算理想氣

2、體內(nèi)能增量時(shí)，此式：【B】（A）只適用于準(zhǔn)靜態(tài)的等容過程.（B）只適用于一切等容過程.（C）只適用于一切準(zhǔn)靜態(tài)過程.（D）適用于一切始末態(tài)為平衡態(tài)的過程4氣缸中有一定量的氨氣（視為理想氣體）,經(jīng)過絕熱壓縮，體積變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑔枤怏w分子的平均速率變?yōu)樵瓉淼膸妆?？B2/3精心整理(A)22/5(B)21/5(C)21/3(D)25.根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知：【D】(A)功可以全部轉(zhuǎn)化為熱，但熱不能全部轉(zhuǎn)化為功。(B)熱可以由高溫物體傳到低溫物體，但不能由低溫物體傳到高溫物體。(C)不可逆過程就是不能向相反方向進(jìn)行的過程。(D)一切自發(fā)過程都是不可逆。6.如圖所示，用波長九=600nm的單色光做楊氏

3、雙縫實(shí)驗(yàn)，在光屏P處產(chǎn)生第五級明紋極大，現(xiàn)將折射率n=1.5的薄透明玻璃片蓋在其中一條縫上，此時(shí)P處變成中央明紋極大的位置，則此玻璃片厚度為:(A)5.0xi0-4cm(B)6.0xl0-4cm(C)7.0xi0-4cm(D)8.0xl0-4cm7,下列論述錯誤的是:【D】(A)當(dāng)波從波疏媒質(zhì)(?u較小)向波密媒質(zhì)(?u較大)傳播，在界面上反射時(shí)，反射波中產(chǎn)生半波損失，其實(shí)質(zhì)是位相突變？(B)機(jī)械波相干加強(qiáng)與減弱的條件是：加強(qiáng)中=2kn；?=(2k+1)n。(C)惠更斯原理：任何時(shí)刻波面上的每一點(diǎn)都可作為次波的波源，各自發(fā)出球面次波；在以后的任何時(shí)刻，所有這些次波面的包絡(luò)面形成整個(gè)波在該時(shí)刻的

4、新波面(D)真空中波長為500nm綠光在折射率為1.5的介質(zhì)中從A點(diǎn)傳播到B點(diǎn)時(shí)，相位改變了5兀，則光從A點(diǎn)傳到B點(diǎn)經(jīng)過的實(shí)際路程為1250nm。8 .在照相機(jī)鏡頭的玻璃片上均勻鍍有一層折射率n小于玻璃的介質(zhì)薄膜，以增強(qiáng)某一波長？的透射光能量。假設(shè)光線垂直入射，則介質(zhì)膜的最小厚度應(yīng)為：【D】(A)/n(B)/2n(C)/3n(D)/4n9 .在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長為九的單色光垂直入射在寬度為a=4九的單縫精心整理上，對應(yīng)于衍射角為30o的方向，單縫處波陣面可分成的半波帶數(shù)目為【BJ(A)2個(gè);(B)4個(gè);(C)6個(gè);(D)8個(gè);10 .在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，若增大縫寬，其它條件不變

5、，則中央明條紋【AJ(A)寬度變?。?B)寬度變大；(C)寬度不變，且中心強(qiáng)度也不變；(D)寬度不變，但中心強(qiáng)度增大；11 .在一個(gè)容積不變的容器中，儲有一定量的理想氣體，溫度為T。，氣體分子的平均速率為,分子平均碰撞次數(shù)為Z。，平均自由程爰°。當(dāng)氣體溫度升高為4T0時(shí),氣體分子的平均速率V、分子平均碰撞次數(shù)2、平均自由程工分別為：【B】(A)V"=4V°,Z=420,1=4X0；(B)V=2V°,Z=2Z°,T7°(C)V=2V0,Z=2Zo,1=410；(D)V=4V0,Z=2Z0A=I0O12.一定量的理想氣體儲存于某一容器內(nèi)，

6、溫度為T,氣體分子的質(zhì)量為m,根據(jù)理想氣體的分子模型和統(tǒng)計(jì)假設(shè)，分子速度在X方向的分量平方的平均值為【D】(A)V7=產(chǎn)；(B)VJ=1產(chǎn)；(C)丁"；(D)且。m31mmm13 .在簡諧波傳播過程中，沿傳播方向相距為3九/2,(。為波長)的兩點(diǎn)的振動速度必：【A】(A)大小相同，而方向相反；(B)大小和方向均相同；(C)大小不同，方向相同；(D)大小不同，而方向相反？。14 .一束白光垂直照射在一光柵上，在形成的同一級光柵光譜中，偏離中央明紋最遠(yuǎn)的是：【D】(A)紫光(B)綠光(C)黃光(D)紅光15 .如圖所示，一光學(xué)平板玻璃A與待測工件B之間形成空氣劈尖，用波長？=600nm的

7、單色光垂直入射?？吹降姆瓷涔獾母缮鏃l紋如圖所示。有些條紋彎曲部分的頂點(diǎn)恰600nm；350nm好與其右邊條紋的直線部分相切。(A)不平處為凸起紋，最大高度為(B)不平處為凸起紋，最大高度為(C)不平處為凹梢，最大深度為(D)不平處為凹梢，最大深度為精心整理16 .使一光強(qiáng)為I。的平面偏振光先后通過兩個(gè)偏振片Pi和P2,P1和P2的偏振化方向與原入射光光矢振動方向的夾角分別是aand90二則通過這兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)I是:LCJ(A)10cos2a/2；(B)0；(C)Iosin2(2a)/4；(D)Iosin2a/4；(E)10cos%17 .相應(yīng)于黑體輻射的最大單色輻出度的波長叫做峰值波長Zm

8、，隨著溫度T的增高，九m將向短波方向移動，這一結(jié)果稱為維恩位移定律。若b=2.897>d0mk,則兩者的關(guān)系經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定為【A(A)T0=b(B)九m=bT(C)%=bT4(D)T=b%。18 .關(guān)于不確定關(guān)系以知*之方=.)有以下幾種理解。2二(1)粒子的動量不可能確定；(2)粒子的坐標(biāo)不可能確定；(3)粒子的動量和坐標(biāo)不可能同時(shí)確定；(4)不確定關(guān)系不僅用于電子和光子，也適用于其它粒子。其中正確的I是【Q(A)(1)、(2)(B)(2)、(4)(C)(3)、(4)(D)(4)、19 .下列判斷正確的是：A(1) .光的干涉和衍射現(xiàn)象反映了光的波動性質(zhì)，光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波。(2)

9、 .光在裝滿水的玻璃容器底部反射時(shí)的布儒斯特角是41.1°。(設(shè)玻璃折射率1.50,水折射率1.33。)(3) .實(shí)物粒子與光子一樣，既具有波動性，亦具有粒子性。(4) .光子具有波粒二象性，電子只具有粒子性。(5) .德布羅意認(rèn)為實(shí)物粒子既具有粒子性，也具有波動性。(6) .描述粒子運(yùn)動波函數(shù)為甲(b),則科表示t時(shí)刻粒子在(x,y,z)處出現(xiàn)的概率密度。(7) .關(guān)于概率波的統(tǒng)計(jì)解釋是：在某一時(shí)刻，在空間某一地點(diǎn)，粒子出現(xiàn)的概率正比于該時(shí)刻、該地點(diǎn)的波函數(shù)。精心整理（A）（1）>（3）、（5）、（B）、（3）、（4）（C）（3）、（4）、（5）、（6）（D）（1）、（4）、

10、（5）、（6）（E）（1）、（3）、（5）、（6）、（7）（F）（1）、（2）、（3）、（4）（5）、（6）、（7）20.有一絕熱容器被隔板分成兩半，一半為真空，一半為理想氣體，抽出隔板氣體自由膨脹達(dá)到平衡后：AA）溫度不變，嫡增加；B）溫度升高，嫡增加；C）溫度降低，嫡增加；D）溫度不變，嫡不變。二、填空（9%）1 .設(shè)入射波的表達(dá)式為yAcos2孤工+與，在x=0發(fā)生反射，反射點(diǎn)為一固定端，則駐T波的表達(dá)式y(tǒng)=2Asin2n'cos（2nvt+三）。22 .一個(gè)觀測者在鐵路邊，看到一列火車從遠(yuǎn)處開來，他測得遠(yuǎn)處傳來的火車汽笛聲的頻率為650Hz,當(dāng)列車從身旁駛過而遠(yuǎn)離他時(shí)，他測得汽

11、笛聲頻率降低為540Hz,則火車行駛的速度vs：30.5m/s。3 .一頻率為v的入射光子與起始靜止的自由電子發(fā)生碰撞和散射.如果散射光子的頻率為V,反沖電子的動量為P,則在與入射光子平行的方向上的動量守恒定律的分量形式為。h-c=cosh.cpcos4 .牛頓環(huán)m級暗環(huán)白直徑Dm與平凸透鏡的曲率半徑R及入射光波長入之間關(guān)系式為：（Dm=（4mR）1/2）如已知入，用實(shí)驗(yàn)方法測量暗環(huán)直徑Dm,就可以根據(jù)上式算出球面的曲率半徑R。由千平板玻璃和平凸透鏡的接觸點(diǎn)受力會產(chǎn)牛形變，而且接觸點(diǎn)處也可能存在塵?；蛉毕莸?，故牛頓環(huán)的中心可能不是暗點(diǎn)而使級數(shù)不易確定。加之牛頓環(huán)的干涉條紋并不銳細(xì)，在測量直徑時(shí)

12、基線對準(zhǔn)條紋時(shí)的定位誤差約為條紋間距的1/10,因此在實(shí)際操作中常常采用如下公式：（R=（Dm2-Dn2）/4（m-n）入），式中Dm和Dn分別為第m級和第n級暗環(huán)的直徑。5 .分光計(jì)主要由平行光管、望遠(yuǎn)鏡、載物臺和讀數(shù)裝置四部分組成。平行光管的作用是發(fā)射平行光。6 .一卡諾熱機(jī)（可逆的），低溫?zé)嵩吹臏囟葹?7C,熱機(jī)效率40%其高溫?zé)嵩礈囟葹榫恼鞹i=127CC。今欲將熱機(jī)效率提高為50%若低溫?zé)嵩幢３植蛔儯瑒t高溫?zé)嵩吹臏囟仍黾覣T=200C0c。三.一駐波波函數(shù)為y=0.01cos20xcos750t(m)求：(1)形成此駐波的兩行波的振幅和波速各為多少？(2)相鄰波節(jié)間的距離多大(3

13、)寫出質(zhì)點(diǎn)振動的速度方程(4)討論該駐波的相位傳播和能量傳播情況(10%)四.一衍射光柵，每厘米有200條透光縫，每條透光縫寬為a=2M10、cm,在光柵后放一焦距f=1m的凸透鏡，現(xiàn)以九=600nm單色平行光垂直照射光柵，求：(1)光柵常數(shù)(2)透光縫a的單縫衍射中央明條紋的角寬度一i(3)透光縫a的單縫衍射中央明條紋寬度為多少？(4)在該寬度內(nèi)，有幾個(gè)光柵衍射主極大？(10%)解：單縫衍射中央明條紋的角寬度：日。=22，日。=6父10工rada中央明條紋寬度：，x0=f:筌0=2f,.以=6102ma光柵常數(shù)：d=10md=5x:10"m200單縫衍射的第一i級暗紋的位置：asi

14、n。=k'九，asin=九在該方向上光柵衍射主極大的級數(shù)：dsin%=k，u兩式相比：k=d,將a=2父10"m和d=5父10“m帶入：k=2.5a即單縫衍射中央明條紋寬度內(nèi)有5個(gè)光柵衍射主極大：+2,+1,0,1,2五.一球形魚缸半徑為20cm,水中一條金魚停在魚缸的水平半徑的中點(diǎn)處，從外面看金魚的像在何處？是實(shí)像還是虛像？畫出光路圖。(10%)精心整理六.3mol氧氣在壓強(qiáng)為兩個(gè)大氣壓時(shí)體積為40升，先將它絕熱壓縮到一半的體積，接著再等溫膨脹到原體積。(1)求這一過程的最大壓強(qiáng)和最高溫度；(2)求這一過程中氧吸收的熱量，對外做的功以及內(nèi)能的變化；(3)在P-V圖上畫出整個(gè)過程曲線。(12%)七.一粒子在一維勢場中運(yùn)動，求粒子的能級和對應(yīng)的波函數(shù)。(9%)解：U(x)與t無關(guān)，是定態(tài)問題。其定態(tài)S一方程在各區(qū)域的具體形式為2d2點(diǎn)I：x<0jK(x)+U(xW1(x)=E匕(x)2mdx2d2.,、，、H:0<x<a-W2(x)=E"2(x)2mdx2d2m：x>a-W3(x)+U(xW3(x)=E3(x)2mdx由于(1)、(3)方程中，由于U(x)=g,要等式成立，必須即粒子不能運(yùn)動到勢阱以外的地方去。方程(2)可變?yōu)閐W；(x)+駕中2(x)=0dx2222mEk=下一，行其解為中2(x)=