大学物理A综合试题上

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2004(,A),综合试题,(,上,),班级_学号_姓名_,一、选择题(单项选择,每题3分, 共27分),(1),1.质点的质量为,m,置于光滑球面的顶点,A,处(球面固定,不动),如图所示,当它由静止开始下滑到球面上,B,点时,它的加速度的大小为,(,A),a,=2,g,(1-cos,),。,(,B),a,=,g,sin,。,(,C),a,=,g,。,(,D),。,A,B,1,2.一个容器内有1摩尔氢气和1摩尔氦气,若两种气体各,自对器壁产生的压强分别为,P,1,和,P,2,则两者关系是:,(,A),P,1,=P,2,。,(,B),P,1,P,2,。,(,D),不能确定。,3.如图,长为,L,、,质量为,M,的匀质细棒,放在光滑的水平桌,面上,可绕通过中点,O,的光滑竖直轴转动,轴固定,开始时,静止。一质量为,m,、,速度为,v,0,的子弹垂直击中棒的一端,撞击后从棒的一端打下质量也为,m,的一小段(视为质点),与子弹结合在一起以,v,0,/8,的速率沿垂直方向飞出,则此时棒的角速度为,(,A) 。,(,B) 。,(,C) 。,(,D) 。,O,(2),2,4.如图所示,两个小球,A、B,的质量分别为,m,1,和,m,2,用一个质量不计、劲度系数为,k,的弹簧连接起来。把弹簧压缩,x,0,并用线扎住, 放在光滑水平面,上,A,紧靠墙壁, 然后烧断扎线。,判断下列说法哪个正确。,(,A),弹簧由初始恢复为原长的过程中,以,A、B、,弹簧,为系统,动量守恒。,(,B),在上述过程中,系统机械能守恒。,(,C),当,A,离开墙后,整个系统动量守恒, 机械能不守恒。,(,D)A,离开墙后,整个系统机械能为,kx,0,2,/2,总动量为零。,A,B,m,1,m,2,(3),5.一绝热容器被隔板分成一半是真空, 另一半是理想气,体;若把隔板抽出, 气体进行自由膨胀, 达到平衡后,(,A),温度不变,熵不变。 (,B),温度升高,熵增加。,(,C),温度不变,熵增加。 (,D),温度降低,熵增加。,3,6.以平面简谐波在弹性媒质中传播,在媒质质元从平衡位置运动到最大位移的过程中:,(,A),它的动能转换成势能。,(,B),它的势能转换成动能。,(,C),它从相邻的质元获得能量,其能量逐渐增大。,(,D),它把自己的能量传给相邻质元,其能量逐渐减小。,7.一列波沿,x,轴传播, 到达坐标原点时的波形如图所示,那波传播到,N,点时, 处于,o,点的质点所通过的路程和该,时刻的位移是,:,(,A),40.5cm, 1cm,。,(B),81cm, 1cm,。,(C),40.5cm, -1cm,。,(D),81cm, -1cm,。,x(cm),y(cm),-2,u,1,-1,-1,o,N,40.5,(4),4,9.一束单色光垂直入射在平面光栅上, 衍射光谱中共,出现了5条明纹, 若光栅的缝宽度与不透明宽度相等,那么在中央明纹一侧的第二条明纹是第几级?,(,A),一级。 (,B),二级。 (,C),三级。 (,D),四级。,(5),8.如图所示, 波长为,的平行单色光斜入射到缝间距为,d,的双缝上, 入射角为,在图中屏幕,E,上任意点,P,处,两束相干光的相位差为:,(,A),。,(,B),。,(,C),。,(,D),。,S,1,S,2,P,E,d,5,二、填空题(每题3分, 共33分,),1.一根长为,l,的细绳的一端固定于光滑水平面上的,O,点,另一端系一质量为,m,的小球,开始时绳子是松弛的,小球,与,O,点的距离为,h,;,使小球以某个初速率沿该光滑水平,面上一直线运动,该直线垂直于小球初始位置与,O,点的,连线;当小球与,O,点的距离达到,l,时,绳子绷紧从而使小,球沿一个以,O,点为圆心的园形轨迹运动,则小球作圆周,运动时的动能,E,k,与初动能,E,k,0,的比值,E,k,/,E,k,0,=_。,2.转动着的飞轮的转动惯量为,J,在,t,=0,时, 角速度为,0,此后飞轮经历制动过程。阻力矩,M,的大小与角速度,的平方成正比,比例系数为,k,(,k,0,的常数)。当,=,0,/3,时,飞轮的角加速度,=_。,从开始制动到,=,0,/3,所经过的时间,t,=_。,(6),6,4.刚性双原子分子的理想气体在等压下膨胀所做的功,为,W,则传递给气体的热量为_。,3.如图, 一薄圆盘(,m,R,),可绕通过其一直,径,oo,转动,转动惯量为,J,=,mR,2,/4,该,圆盘从静止开始在恒力矩,M,作用下转,动,t,秒后位于圆盘边缘上与,oo,轴的垂,直距离为,R,的,P,点的切向加速度,a,t,=_,_,和,法向加速度,a,n,=,_。,(7),5.某种理想气体在标准状态下的密度,=,0.0894kg,m,-3,则该气体定压摩尔热容量,C,p,mol,= _,定容摩,尔热容量,C,V,mol,= _。,(,R,=8.31kg,mol,-1,K,-1,),P,o,o,7,7.如图,A,B,为两相干波波源,A,产生的横波仅沿,AC,方向,传播,B,产生的横波仅沿,BC,方向传播, 媒质对波不吸收,波源频率为100,Hz,振辐为0.1,m,波源,A,的初相,1,=0,比波源,B,超前/3; 若,C,点距,A、B,距离分别为,r,1,=50m,和,r,2,=54m,波速,u,=30m/s。,则,(1),C,点合振动的方程为_;,(2)在,AC,连线的延长线上且距,C,点7,m,处,D,点的振动方程,为_。,A,B,C,D,r,1,r,2,6.质量相等的氧和氦分别盛在二个容器中(,V,等), 温度,相等情况下, 氧和氦的压强之比_, 氧分子与氦,分子平均平动动能之比_和内能之比_。,(8),8,9.波长为,的单色平行光垂直照射在缝宽为,a,=5,的单,缝上, 对应,=_,的衍射角, 单缝处的波面可划分,为5个半波带, 对应的屏上条纹为_纹。,10.光栅方程,d,sin,=,k,(,k,=1,2,),当,k,=2,时, 第一条缝,与第二条缝沿,角出射的光线的光程差为_, 第一,条缝与第,N,条缝沿,角出射的光线的光程差为_。,11.自然光强度为,I,通过两个偏振化方向相交为60,的,偏振片,透射光强为_; 今在这两偏振片之间,再插入另一偏振片,其偏振化方向与前两均成30, 这时,透射光强为_。,8.一纵波沿,x,轴负向传播(平面简谐波),振幅,A,=3,10,m,已知,x,=2cm,和,x,=4cm,处质元的相位差为,/2;,设,t,时刻,x,=2cm,处的位移为-,A,/2,且沿,x,轴负向运动,则,x,=4cm,处的,t,时刻位置坐标是_运动方向为_。,(9),9,三、计算题(每题10分, 共40分,),(10),2. 1,mol,双原子分子理想气体作如图的可逆循环过程,其中12为直线, 23为绝热线,31为等温线,已知:,T,2,=2,T,1,V,3,=8,V,1,求:,(1)各过程的功,内能增量和传递,的热量(用,T,1,和已知常数表示)。,(2)此循环的效率,o,P,V,P,2,P,1,1,2,3,V,3,V,2,V,1,1.匀质园盘(,m,R,),初角速度,0,不计轴承处的摩擦,如空,气对园盘表面每单位面积摩擦力正比于该,处速率,即,f=kv,(,k,为常数), 如图。 求,:,(1),t,时刻园盘角速度为,时,所受空气阻力矩?,(2)园盘转几圈后停止?,10,3.一平面简谐波沿,x,轴正向传播,其振幅为,A,频率为,波速为,u,设,t,=,t,0,时刻的波形,曲线如图所示。求:,(1),x,=0,处质点的振动方程。,(2)该波的波函数。,4.在图示的双缝干涉实验中,D,=120cm,d,=0.5mm,用波,长为,=5000,的单色光垂直照射双缝。,(1)求原点,o(,零级明条纹所在处)上方,的第五级明条纹的坐标,x,。,(2),如果用厚度,h,=1,10,-2,mm,折射率,n,=1.58,的透明薄膜覆盖,S,1,缝后面,求上述第五级明条纹的坐标,x,。,(11),S,1,S,2,d,o,x,D,o,x,y,t=t,0,11,参考答案,一、选择题,二、填空题,1.(,D) 2.(A) 3.(B) 4.(B) 5.(C) 6.(D) 7.(D) 8.(A) 9.(C),1.质点的角动量守恒:,o,h,l,m,h,mv,0,=,l,mv,v,/,v,0,=,h,/,l,E,k,/,E,k,0,=,h,2,/,l,2,2.由转动定律:, 为,正方向,(12),12,3.由转动定理:,4.由热力学第一定律:,Q,=,A,+,E,即,又因,(13),13,5.,6.,(14),氢气, 自由度,i,=5,14,7.,(1),C,点合振动方程由,A,B,波源传到,C,点的相位差决定,A,B,C,D,r,1,r,2,y,C,=0,(2),y,D,=0.1cos(,200,t,-380),; SI,8.因波向,x,轴负方向传播, 故,x,=4cm,处质元的旋转矢量,超前,x,=2cm,处质元的旋转矢量,/2,则,x,=4cm,处的,t,时刻位置坐标: 42.6,=,1.4cm;,运动方向为,x,轴正向,所求的是,x,=4cm,处质元的旋转,矢量在,x,轴上的投影点,P,的坐标,x,.,o,2,A,4,.,/3,/6,P,Q,(15),15,9.由题意可知该衍射方向为明条纹,由,a,sin,=(2,k,+1),/2,题意可知:,a,=5, 2,k,+1=5,=30,10.当,k,=2,时,第一条缝与第二条缝沿,角出射的光线的,光程差为2, 第一条缝与第,n,条缝沿,角出射的光线的,光程差为(,N,-1),2,。,11.由自然光通过偏振片时光强减半和马吕斯定律,可得,I,/8,和9,I,/32,(16),16,三、计算题,(17),取圆盘上的面积元,dS,该面积元,dS,所,受的空气阻力矩,:,设,t,时刻圆盘角速度为,1.(1)设园盘受到的空气阻力矩为,M,取向上为正方向,r,dr,dS,d,又因该面积元,dS,的速度为,v=r,17,(2)根据转动定律:,(18),18,2.(1) 12任意过程:,E,1,=,C,V,mol,(,T,2,-,T,1,)=,C,V,mol,(2,T,1,-,T,1,)=(5/2),RT,1,23绝热膨胀:,Q,2,=0,31等温压缩过程:,E,3,=0,A,3,=-,RT,1,ln(,V,3,/,V,1,)=-,RT,1,ln8=-2.08,RT,1,Q,3,=,A,3,=-2.08,RT,1,(2),=1-,|,Q,3,|,/,Q,1,=1-2.08,RT,1,/(3,RT,1,)=30.7,%,(19),19,3.(1)设,x,=0,处的质点振动方程为,y,=,A,cos(2,t,+,),由图可知,t,=,t,0,时,o,x,y,t=t,0,y,=,A,cos(2,t,0,+,),dy,/,dt,=-2,A,sin(2,t,0,+,),0,所以,2,t,0,+,=,/2,y,=,A,cos2,(,t,-,t,0,)+,/2,(2)该波的波函数为,y,=,A,cos2,(,t,-,t,0,-,x,/,u,)+,/2,(20),20,4.(1)原点,o,上方的第五级明条纹的坐标:,(2)覆盖,S,1,时,条纹向上移动,由于光程差的改变量为(,n,-1),h,而移动一个条纹的光程差的改变量为,所以明条纹移动的条数为,(21),S,1,S,2,d,o,x,D,21,