湘潭大学大学物理练习题答案下
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湘潭大学物理化学复习指导第一章热力学第一定律练习题一、判断题(说法对否):1.当系统的状态一定时,所有的状态函数都存有一定的数值。
当系统的状态发生变化时,所有的状态函数的数值也随之发生变化。
2.体积是广度性质的状态函数;在有过剩nacl(s)存在的饱和水溶液中,当温度、压力一定时;系统的体积与系统中水和nacl的总量成正比。
3.在101.325kpa、100℃下分lmol的水和水蒸气并存的系统,该系统的状态全然确认。
4.一定量的理想气体,当热力学能与温度确定之后,则所有的状态函数也完全确定。
5.系统温度增高则一定从环境放热,系统温度维持不变就不与环境成套。
6.从同一始态经不同的过程到达同一终态,则q和w的值一般不同,q+w的值一般也不相同。
7.因qp=δh,qv=δu,所以qp与qv都就是状态函数。
8.封闭系统在压力恒定的过程中稀释的热等同于该系统的焓。
9.对于一定量的理想气体,当温度一定时热力学能与焓的值一定,其差值也一定。
10.在101.325kpa之下,1moll00℃的水恒温冷却为100℃的水蒸气。
若水蒸气可以视作理想气体,那么由于过程等温,所以该过程δu=0。
11.1mol,80.1℃、101.325kpa的液态苯向真空蒸发为80.1℃、101.325kpa的气态苯。
已知该过程的焓变为30.87kj,所以此过程的q=30.87kj。
12.1mol水在l01.325kpa下由25℃升温至120℃,其δh=∑cp,mdt。
13.因焓就是温度、压力的函数,即h=f(t,p),所以在恒温、恒压下出现化学反应时,由于dt=0,dp=0,故只须δh=0。
14.因qp=δh,qv=δu,所以qp-qv=δh-δu=δ(pv)=-w。
15.卡诺循环就是对称循环,当系统经一个卡诺循环后,不仅系统复原了,环境也可以复原。
16.一个系统经历了一个无限小的过程,则此过程是可逆过程。
17.若一个过程中每一步都无穷吻合平衡态,则此过程一定就是可逆过程。
练习一运动的描述 (一)1.(D )2.(D )3.217,5s m s m 4.m m π5,105.(1)s m t x V 5.0-=∆∆= (2)()s m v t t dt dx v 62,692-=-==(3)()()()()质点反向运动时,,05.125.25.1215.1===⨯-⨯+⨯-⨯=v s t m S6.答:矢径是从坐标原点至质点所在位置的有向线段。
位移是由前一时刻质点所在位置引向后一时刻质点所在位置的有向线段,它们的一般关系为r r r ρρρ-=∆若把坐标原点选在质点的初始位置,则00=r ρ,任意时刻质点对此位置的位移为r r ρρ=∆,即此时r ρ既是矢径也是位移。
练习二 运动的描述 (一)1. ()()s m t t s rad t t 612,34223--2.(c )3.三 , 三至六4.s m s m s m 20,3103.17=5.1032,224,432102+===∴===⎰⎰⎰⎰t x dt t dx t v tdtdv t dt dv a txv t6.根据已知条件确定常量K222224,4,4Rt R v t s d ra Rt v t k ======ωωω22222228.3532168841s m a a a sm R v a s m Rt dt v d a s m Rt v s t n n =+=========ττ时,练习三 运动定律与力学中的守恒定律(一)1.(D )2. (C )3.4.θ2cos 15.因绳子质量不计,所以环受到的摩擦力在数值上等于张力T ,设2m 对地加速度为/2a ,取向上为正;1m 对地加速度为1a (亦即绳子的加速度)向下⎪⎩⎪⎨⎧-==-=-21/2/222111aa a a m g m T a m T g m()()()212121/22121221222112m m a m g m m a m m m m a g T m m a m g m m a +--=+-=++-=解得:6.(1)子弹进入沙土后受力为-kv,由牛顿定律有mt k v v t ev v vdv dt m k vdvdt m k dt dvm kv -=∴=-=-∴=-⎰⎰00,,(2)求最大深度()()kv mv x ev k m x dte v dx dt dx v mkt m kt 00max 00,1,=-=∴=∴=--Θ练习四 运动定律与力学中的守恒定律(二)1.(C )2.(B )3.s m S N 24,140⋅()()sm m mv I v mv mv I sN dt t dt F I t t 24,14040301212221=+=∴-=⋅=+==⎰⎰ρΘ4.2221221,m t F m m t F m m tF ∆++∆+∆5.(1)系统在水平方向动量守恒。
这个答案仅供复习之用,平时一定要自己动脑筋做作业…..练习一 运动的描述 (一)1.(D ) 2.(D )3.217,5s m s m 4.m m π5,105.(1)s m t x V 5.0-=∆∆= (2)()s m v t t dt dx v 62,692-=-==(3)()()()()质点反向运动时,,05.125.25.1215.1===⨯-⨯+⨯-⨯=v s t m S6.答:矢径是从坐标原点至质点所在位置的有向线段。
位移是由前一时刻质点所在位置引向后一时刻质点所在位置的有向线段,它们的一般关系为r r r -=∆若把坐标原点选在质点的初始位置,则00=r,任意时刻质点对此位置的位移为r r =∆,即此时r既是矢径也是位移。
练习二 运动的描述 (一)1. ()()s m t t s rad t t 612,34223--2.(c )3.三 , 三至六4.s m s m s m 20,3103.17=5.1032,224,432102+===∴===⎰⎰⎰⎰t x dt t dx t v tdtdv t dt dv a txv t6.根据已知条件确定常量K222224,4,4RtR v t s d ra Rt v t k ======ωωω22222228.3532168841s m a a a sm R v a s m Rt dt v d a s m Rt v s t n n =+=========ττ时,练习三 运动定律与力学中的守恒定律(一)1.(D )2. (C )3.4.θ2cos 15.因绳子质量不计,所以环受到的摩擦力在数值上等于张力T ,设2m 对地加速度为/2a ,取向上为正;1m 对地加速度为1a (亦即绳子的加速度)向下⎪⎩⎪⎨⎧-==-=-21/2/222111aa a a m g m T a m T g m()()()212121/22121221222112m m a m g m m a m m m m a g T m m a m g m m a +--=+-=++-=解得:6.(1)子弹进入沙土后受力为-kv,由牛顿定律有mt k v v t ev v vdv dt m k vdvdt m k dt dvm kv -=∴=-=-∴=-⎰⎰00,,TT()相对2a 2()牵连1a(2)求最大深度()()kv m x ev k m x dte v dx dt dx v kt m kt 0max 00,1,=-=∴=∴=--练习四 运动定律与力学中的守恒定律(二)1.(C )2.(B )3.s m S N 24,140⋅()()sm m mv I v mv mv I sN dt t dt F I t t 24,14040301212221=+=∴-=⋅=+==⎰⎰4.22211211,m t F m m t F m m t F ∆++∆+∆5.(1)系统在水平方向动量守恒。
练习一 质点运动学(一) 1.(D ) 2.(D ) 3.217,5s m s m4.m m π5,105.(1)s m t x V 5.0-=∆∆= (2)()s m v t t dt dx v 62,692-=-==(3)296 1.50,(1.5)(1)(2)(1.5) 2.25v t t t s v S x x x x m=-===-+-=由可得,时,质点反向运动因此路程6.答:矢径是从坐标原点至质点所在位置的有向线段。
位移是由前一时刻质点所在位置引向后一时刻质点所在位置的有向线段,它们的一般关系为0r r r-=∆若把坐标原点选在质点的初始位置,则00=r,任意时刻质点对此位置的位移为r r=∆,即此时r既是矢径也是位移。
练习二 质点运动学(二) 1. ()()s m t t s rad t t 612,34223--2.(C )3.三 , 三至六4.s m s m s m 20,3103.17=5.1032,224,4302102+===∴===⎰⎰⎰⎰t x dt t dx t v tdtdv t dt dv a txv t6.根据已知条件确定常量k222224,4,4Rt R v t s d ra Rt v t k ======ωωω22222228.3532168841s m a a a sm R v a s m Rt dt v d a s m Rt v s t n n =+=========ττ时,练习三 质点动力学(一)1.(D ) 2. (C )3.4.θ2cos 15.因绳子质量不计,所以环受到的摩擦力在数值上等于张力T ,设2m 对地加速度为/2a ,取向上为正;1m 对地加速度为1a (亦即绳子的加速度)向下为正,⎪⎩⎪⎨⎧-==-=-21/2/222111aa a a m g m T a m T g m()()()212121/22121221222112m m a m g m m a m m m m a g T m m a m g m m a +--=+-=++-=解得:6.(1)子弹进入沙土后受力为-kv,由牛顿定律有AP AP BAf BAN cAN TTf =()相对2a gm 1gm 2()牵连1amt k v v t ev v vdv dt m k vdvdt m k dt dvm kv -=∴=-=-∴=-⎰⎰00,,(2)求最大深度()()00max 0,1,kt m kt mv dx dt dx v e dtx m k v e x mv k--=∴=∴=-=练习四 质点动力学(二)1.(C )2.(B )3.s m S N 24,140⋅()()sm m mv I v mv mv I sN dt t dt F I t t 24,14040301212221=+=∴-=⋅=+==⎰⎰4.11212122,F t F t F t m m m m m ∆∆∆+++5.(1)系统在水平方向动量守恒。
一、选择题:(每题3分)1、把单摆摆球从平衡位置向位移正方向拉开,使摆线与竖直方向成一微小角度θ ,然后由静止放手任其振动,从放手时开始计时.若用余弦函数表示其运动方程,则该单摆振动的初相为(A) π. (B) π/2.(C) 0 . (D) θ. [ C2、两个质点各自作简谐振动,它们的振幅相同、周期相同.第一个质点的振动方程为x 1 = A cos(ωt + α).当第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位置时,第二个质点正在最大正位移处.则第二个质点的振动方程为(A) )π21cos(2++=αωt A x . (B) )π21cos(2-+=αωt A x . (C) )π23cos(2-+=αωt A x . (D) )cos(2π++=αωt A x . [B ]3、一个弹簧振子和一个单摆(只考虑小幅度摆动),在地面上的固有振动周期分别为T 1和T 2.将它们拿到月球上去,相应的周期分别为1T '和2T '.则有(A) 11T T >'且22T T >'. (B) 11T T <'且22T T <'.(C) 11T T ='且22T T ='. (D) 11T T ='且22T T >'. [ D ]4、一弹簧振子,重物的质量为m ,弹簧的劲度系数为k ,该振子作振幅为A 的简谐振动.当重物通过平衡位置且向规定的正方向运动时,开始计时.则其振动方程为:(A) )21/(cos π+=t m k A x (B) )21/cos(π-=t m k A x (C) )π21/(cos +=t k m A x (D) )21/cos(π-=t k m A x (E) t m /k A x cos = [ B ]5、一物体作简谐振动,振动方程为)41cos(π+=t A x ω.在 t = T /4(T 为周期)时刻,物体的加速度为(A) 2221ωA -. (B) 2221ωA . (C) 2321ωA -. (D) 2321ωA . [ B ]6、一质点作简谐振动,振动方程为)cos(φω+=t A x ,当时间t = T /2(T 为周期)时,质点的速度为(A) φωsin A -. (B) φωsin A .(C) φωcos A -. (D) φωcos A . [ B ]7、一质点作简谐振动,周期为T .当它由平衡位置向x 轴正方向运动时,从二分之一最大位移处到最大位移处这段路程所需要的时间为(A) T /12. (B) T /8.(C) T /6. (D) T /4. [ C ]8、两个同周期简谐振动曲线如图所示.x 1的相位比x 2的相位 (A) 落后π/2. (B) 超前π/2. (C) 落后π . (D) 超前π.[B ]9、一质点作简谐振动,已知振动频率为f ,则振动动能的变化频率是(A) 4f . (B) 2 f . (C) f .(D) 2/f . (E) f /4 [ B ]10、一弹簧振子作简谐振动,当位移为振幅的一半时,其动能为总能量的(A) 1/4. (B) 1/2. (C) 2/1. (D) 3/4. (E) 2/3. [ D ]11、一弹簧振子作简谐振动,当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1/4时,其动能为振动总能量的(A) 7/16. (B) 9/16. (C) 11/16.(D) 13/16. (E) 15/16. [ E ]12 一质点作简谐振动,已知振动周期为T ,则其振动动能变化的周期是(A) T /4. (B) 2/T . (C) T .(D) 2 T . (E) 4T . [ B ]13、当质点以频率ν 作简谐振动时,它的动能的变化频率为(A) 4 ν. (B) 2 ν . (C) ν. (D) ν21. [ B ]14、图中所画的是两个简谐振动的振动曲线.若这两个简谐振动可叠加,则合成的余弦振动的初相为(A) π23. (B) π. (C) π21. (D) 0. [ B ]15、若一平面简谐波的表达式为 )cos(Cx Bt A y -=,式中A 、B 、C 为正值常量,则(A) 波速为C . (B) 周期为1/B .(C) 波长为 2π /C . (D) 角频率为2π /B . [ C ]16、下列函数f (x , t )可表示弹性介质中的一维波动,式中A 、a 和b 是正的常量.其中哪个函数表示沿x 轴负向传播的行波?(A) )cos(),(bt ax A t x f +=. (B) )cos(),(bt ax A t x f -=.(C) bt ax A t x f cos cos ),(⋅=. (D) bt ax A t x f sin sin ),(⋅=. [ A ]17、频率为 100 Hz ,传播速度为300 m/s 的平面简谐波,波线上距离小于波长的两点振动的相位差为π31,则此两点相距 (A) 2.86 m . (B) 2.19 m .A/ -(C) 0.5 m . (D) 0.25 m . [ C ]18、已知一平面简谐波的表达式为 )cos(bx at A y -=(a 、b 为正值常量),则(A) 波的频率为a . (B) 波的传播速度为 b/a .(C) 波长为 π / b . (D) 波的周期为2π / a . [ D ]19、一平面简谐波的表达式为 )3cos(1.0π+π-π=x t y (SI) ,t = 0时的波形曲线如图所示,则(A) O 点的振幅为-0.1 m .(B) 波长为3 m . (C) a 、b 两点间相位差为π21 . (D) 波速为9 m/s . [ C ]20、机械波的表达式为y = 0.03cos6π(t + 0.01x ) (SI) ,则 (A) 其振幅为3 m . (B) 其周期为s 31.(C) 其波速为10 m/s . (D) 波沿x 轴正向传播. [ B ]21、图为沿x 轴负方向传播的平面简谐波在t = 0时刻的波形.若波的表达式以余弦函数表示,则O 点处质点振动的初相为(A) 0.(B) π21. (C) π. (D) π23. [ D ]22、一横波沿x 轴负方向传播,若t 时刻波形曲线如图所示,则在t + T /4时刻x 轴上的1、2、3三点的振动位移分别是 (A) A ,0,-A. (B) -A ,0,A. (C) 0,A ,0. (D) 0,-A ,0. [B ]23一平面简谐波表达式为 )2(sin 05.0x t y -π-= (SI),则该波的频率 ν (Hz), 波速u (m/s)及波线上各点振动的振幅 A (m)依次为(A) 21,21,-0.05. (B) 21,1,-0.05.(C) 21,21,0.05. (D) 2,2,0.05. [C ]24、在下面几种说法中,正确的说法是:(A) 波源不动时,波源的振动周期与波动的周期在数值上是不同的.(B) 波源振动的速度与波速相同.(C) 在波传播方向上的任一质点振动相位总是比波源的相位滞后(按差值不大于π计).(D) 在波传播方向上的任一质点的振动相位总是比波源的相位超前.(按差值不大于π计) [ C ]x y Ou25、在简谐波传播过程中,沿传播方向相距为λ21(λ 为波长)的两点的振动速度必定 (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.[ A ]26、一平面简谐波沿x 轴负方向传播.已知 x = x 0处质点的振动方程为)c o s(0φω+=t A y .若波速为u ,则此波的表达式为(A) }]/)([cos{00φω+--=u x x t A y .(B) }]/)([cos{00φω+--=u x x t A y .(C) }]/)[(cos{00φω+--=u x x t A y .(D) }]/)[(cos{00φω+-+=u x x t A y . [ A ]27、一平面简谐波,其振幅为A ,频率为ν .波沿x 轴正方向传播.设t = t 0时刻波形如图所示.则x = 0处质点的振动方程为(A) ]21)(2cos[0π++π=t t A y ν. (B) ]21)(2cos[0π+-π=t t A y ν. (C) ]21)(2cos[0π--π=t t A y ν. (D) ])(2cos[0π+-π=t t A y ν. [ B ]28、一平面简谐波的表达式为 )/(2c o sλνx t A y -π=.在t = 1 /ν 时刻,x 1 = 3λ /4与x 2 = λ /4二点处质元速度之比是(A) -1. (B) 31. (C) 1. (D) 3 [ A ]29、在同一媒质中两列相干的平面简谐波的强度之比是I 1 / I 2 = 4,则两列波的振幅之比是(A) A 1 / A 2 = 16. (B) A 1 / A 2 = 4.(C) A 1 / A 2 = 2. (D) A 1 / A 2 = 1 /4. [ C ]30、如图所示,两列波长为λ 的相干波在P 点相遇.波在S 1点振动的初相是φ 1,S 1到P 点的距离是r 1;波在S 2点的初相是φ 2,S 2到P 点的距离是r 2,以k 代表零或正、负整数,则P 点是干涉极大的条件为:(A) λk r r =-12. (B) π=-k 212φφ. (C) π=-π+-k r r 2/)(21212λφφ.(D) π=-π+-k r r 2/)(22112λφφ. [ D ]31、沿着相反方向传播的两列相干波,其表达式为)/(2c o s 1λνx t A y -π= 和 )/(2c o s 2λνx t A y +π=. 叠加后形成的驻波中,波节的位置坐标为(A) λk x ±=. (B) λk x 21±=. x y t =t 0u O(C) λ)12(21+±=k x . (D) 4/)12(λ+±=k x . 其中的k = 0,1,2,3, …. [ D ]32、有两列沿相反方向传播的相干波,其表达式为)/(2c o s 1λνx t A y -π= 和 )/(2c o s 2λνx t A y +π=.叠加后形成驻波,其波腹位置的坐标为:(A) x =±k λ. (B) λ)12(21+±=k x . (C) λk x 21±=. (D) 4/)12(λ+±=k x . 其中的k = 0,1,2,3, …. [ C ]33某时刻驻波波形曲线如图所示,则a 、b 两点振动的相位差是(A) 0 (B) π21(C) π. (D) 5π/4. [ C ]34、沿着相反方向传播的两列相干波,其表达式为)/(2c o s 1λνx t A y -π= 和 )/(2c o s 2λνx t A y +π=.在叠加后形成的驻波中,各处简谐振动的振幅是(A) A . (B) 2A .(C) )/2cos(2λx A π. (D) |)/2cos(2|λx A π. [ D ]35、在波长为λ 的驻波中,两个相邻波腹之间的距离为(A) λ /4. (B) λ /2.(C) 3λ /4. (D) λ . [B ]36、在波长为λ 的驻波中两个相邻波节之间的距离为(A) λ . (B) 3λ /4.(C) λ /2. (D) λ /4. [ C ]37在真空中沿着x 轴正方向传播的平面电磁波,其电场强度波的表达式是)/(2c o s 0λνx t E E z -π=,则磁场强度波的表达式是:(A) )/(2cos /000λνμεx t E H y -π=. (B) )/(2cos /000λνμεx t E H z -π=.(C) )/(2cos /000λνμεx t E H y -π-=. (D) )/(2cos /000λνμεx t E H y +π-=. [ C ]38、在真空中沿着z 轴负方向传播的平面电磁波,其磁场强度波的表达式为)/(co s 0c z t H H x +-=ω,则电场强度波的表达式为:(A) )/(cos /000c z t H E y +=ωεμ.(B) )/(cos /000c z t H E x +=ωεμ. (C) )/(cos /000c z t H E y +-=ωεμ.(D) )/(cos /000c z t H E y --=ωεμ. [ C ] 39、电磁波的电场强度E 、磁场强度 H 和传播速度 u 的关系是:(A) 三者互相垂直,而E 和H 位相相差π21. (B) 三者互相垂直,而且E 、H 、 u 构成右旋直角坐标系. (C) 三者中E 和H 是同方向的,但都与 u 垂直. (D) 三者中E 和H 可以是任意方向的,但都必须与 u 垂直. [ B ]40、电磁波在自由空间传播时,电场强度E 和磁场强度H(A) 在垂直于传播方向的同一条直线上.(B) 朝互相垂直的两个方向传播.(C) 互相垂直,且都垂直于传播方向.(D) 有相位差π21. [ C ] 1、在真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ,若A 、B 两点相位差为3π,则此路径AB 的光程为(A) 1.5 λ. (B) 1.5 λ/ n .(C) 1.5 n λ. (D) 3 λ. [ A ]2、在相同的时间内,一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中(A) 传播的路程相等,走过的光程相等.(B) 传播的路程相等,走过的光程不相等.(C) 传播的路程不相等,走过的光程相等.(D) 传播的路程不相等,走过的光程不相等. [ C ]3、如图,S 1、S 2是两个相干光源,它们到P 点的距离分别为r 1和r 2.路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1,折射率为n 1的介质板,路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2,折射率为n 2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于 (A) )()(111222t n r t n r +-+(B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+(C) )()(111222t n r t n r ---(D) 1122t n t n - [ B ]4、真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的均匀透明媒质中,从A 点沿某一路径传播到B 点,路径的长度为l .A 、B 两点光振动相位差记为∆φ,则(A) l =3 λ / 2,∆φ=3π. (B) l =3 λ / (2n ),∆φ=3n π.(C) l =3 λ / (2n ),∆φ=3π. (D) l =3n λ / 2,∆φ=3n π. [ C ]P S 1S 2 r 1 n 1 n 2 t 2 r 2 t 15、如图所示,波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上,经上下两个表面反射的两束光发生干涉.若薄膜厚度为e ,而且n 1>n 2>n 3,则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 4πn 2 e / λ. (B) 2πn 2 e / λ.(C) (4πn 2 e / λ) +π. (D) (2πn 2 e / λ) -π. [ A ] 6、如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1<n 2<n 3.若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是(A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -λ / 2 .(C) 2n 2 e -λ. (D) 2n 2 e -λ / (2n 2).[ A ]7、如图所示,折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3,已知n 1< n 2> n 3.若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上,则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是(A) 2n 2 e . (B) 2n 2 e -λ / 2.(C) 2n 2 e -λ . (D) 2n 2 e -λ / (2n 2).[B ]8在双缝干涉实验中,两缝间距为d ,双缝与屏幕的距离为D (D>>d ),单色光波长为λ,屏幕上相邻明条纹之间的距离为(A) λ D/d . (B) λd /D .(C) λD /(2d ). (D) λd/(2D ). [ A ]9、在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法是(A) 使屏靠近双缝.(B) 使两缝的间距变小.(C) 把两个缝的宽度稍微调窄.(D) 改用波长较小的单色光源. [ B ]10、在双缝干涉实验中,光的波长为600 nm (1 nm =10-9 m ),双缝间距为2 mm ,双缝与屏的间距为300 cm .在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为(A) 0.45 mm . (B) 0.9 mm .(C) 1.2 mm (D) 3.1 mm . [ B ]11、在双缝干涉实验中,若单色光源S 到两缝S 1、S 2距离相等,则观察屏上中央明条纹位于图中O 处.现将光源S 向下移动到示意图中的S '位置,则 (A) 中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变.(B) 中央明条纹向上移动,且条纹间距不变. (C) 中央明条纹向下移动,且条纹间距增大. (D) 中央明条纹向上移动,且条纹间距增大. [ B ]Bn 1 3λn 3 n 3 S S '12、在双缝干涉实验中,设缝是水平的.若双缝所在的平板稍微向上平移,其它条件不变,则屏上的干涉条纹(A) 向下平移,且间距不变. (B) 向上平移,且间距不变.(C) 不移动,但间距改变. (D) 向上平移,且间距改变. [ B ]13、在双缝干涉实验中,两缝间距离为d ,双缝与屏幕之间的距离为D (D >>d ).波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上.屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离是(A) 2λD / d . (B) λ d / D .(C) dD / λ. (D) λD /d . [ D ]14把双缝干涉实验装置放在折射率为n 的水中,两缝间距离为d ,双缝到屏的距离为D(D >>d ),所用单色光在真空中的波长为λ,则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是(A) λD / (nd ) (B) n λD /d .(C) λd / (nD ). (D) λD / (2nd ). [ A ]15、一束波长为λ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,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为(A) λ / 4 . (B) λ / (4n ).(C) λ / 2 . (D) λ / (2n ). [ B ]16、在牛顿环实验装置中,曲率半径为R 的平凸透镜与平玻璃扳在中心恰好接触,它们之间充满折射率为n 的透明介质,垂直入射到牛顿环装置上的平行单色光在真空中的波长为λ,则反射光形成的干涉条纹中暗环半径r k 的表达式为(A) r k =R k λ. (B) r k =n R k /λ.(C) r k =R kn λ. (D) r k =()nR k /λ. [ B ]17、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 +λ / 2. (D) nd .(E) ( n -1 ) d . [ A ]18、在迈克耳孙干涉仪的一支光路中,放入一片折射率为n 的透明介质薄膜后,测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ,则薄膜的厚度是(A) λ / 2. (B) λ / (2n ).(C) λ / n . (D) ()12-n λ. [D ]19、在单缝夫琅禾费衍射实验中,波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a =4 λ的单缝上,对应于衍射角为30°的方向,单缝处波阵面可分成的半波带数目为(A) 2 个. (B) 4 个.(C) 6 个. (D) 8 个. [ B ]20、一束波长为λ的平行单色光垂直入射到一单如果P是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则BC的长度为(A) λ / 2.(B) λ.(C) 3λ / 2 .(D) 2λ.B[B ]21、根据惠更斯-菲涅耳原理,若已知光在某时刻的波阵面为S,则S的前方某点P的光强度决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到P点的(A) 振动振幅之和.(B) 光强之和.(C) 振动振幅之和的平方.(D) 振动的相干叠加.[D ]22、波长为λ的单色平行光垂直入射到一狭缝上,若第一级暗纹的位置对应的衍射角为θ=±π / 6,则缝宽的大小为(A) λ / 2.(B) λ.(C) 2λ.(D) 3 λ.[C ]23、在夫琅禾费单缝衍射实验中,对于给定的入射单色光,当缝宽度变小时,除中央亮纹的中心位置不变外,各级衍射条纹(A) 对应的衍射角变小.(B) 对应的衍射角变大.(C) 对应的衍射角也不变.(D) 光强也不变.[ B ]24、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为ϕ=30°的方位上.所用单色光波长为λ=500 nm,则单缝宽度为(A) 2.5³10-5 m.(B) 1.0³10-5 m.(C) 1.0³10-6 m.(D) 2.5³10-7.[ C ]25、一单色平行光束垂直照射在宽度为1.0 mm的单缝上,在缝后放一焦距为2.0 m的会聚透镜.已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.0 mm,则入射光波长约为(1nm=10−9m)(A) 100 nm (B) 400 nm(C) 500 nm (D) 600 nm [ C ]26、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若增大缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小.(B) 宽度变大.(C) 宽度不变,且中心强度也不变.(D) 宽度不变,但中心强度增大.[A ]27、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若减小缝宽,其他条件不变,则中央明条纹(A) 宽度变小;(B) 宽度变大;(C) 宽度不变,且中心强度也不变;(D) 宽度不变,但中心强度变小.[ B ]28、在单缝夫琅禾费衍射实验中波长为λ的单色光垂直入射到单缝上.对应于衍射角为30°的方向上,若单缝处波面可分成3个半波带,则缝宽度a等于(A) λ.(B) 1.5 λ.(C) 2 λ. (D) 3 λ. [ D ]29、在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中,设中央明纹的衍射角范围很小.若使单缝宽度a 变为原来的23,同时使入射的单色光的波长λ变为原来的3 / 4,则屏幕C 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度∆x 将变为原来的 (A) 3 / 4倍. (B) 2 / 3倍. (C) 9 / 8倍. (D) 1 / 2倍.(E) 2倍. [ D ]30、测量单色光的波长时,下列方法中哪一种方法最为准确?(A) 双缝干涉. (B) 牛顿环 .(C) 单缝衍射. (D) 光栅衍射. [ D ]31、一束平行单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数(a + b )为下列哪种情况时(a 代表每条缝的宽度),k =3、6、9 等级次的主极大均不出现?(A) a +b =2 a . (B) a +b =3 a .(C) a +b =4 a . (A) a +b =6 a . [ B ]32、一束白光垂直照射在一光栅上,在形成的同一级光栅光谱中,偏离中央明纹最远的是(A) 紫光. (B) 绿光. (C) 黄光. (D) 红光. [ D ]33、对某一定波长的垂直入射光,衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大,欲使屏幕上出现更高级次的主极大,应该(A) 换一个光栅常数较小的光栅.(B) 换一个光栅常数较大的光栅.(C) 将光栅向靠近屏幕的方向移动.(D) 将光栅向远离屏幕的方向移动. [ B ]34、若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长,在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好?(A) 5.0³10-1 mm . (B) 1.0³10-1 mm . D(C) 1.0³10-2 mm . (D) 1.0³10-3 mm . [ D ]35、在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上,因而实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度a 和相邻两缝间不透光部分宽度b 的关系为(A) a=21b . (B) a=b . (C) a=2b . (D) a=3 b . [ B ]36、在双缝干涉实验中,用单色自然光,在屏上形成干涉条纹.若在两缝后放一个偏振片,则(A) 干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度加强. λ(B) 干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度减弱.(C) 干涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱.(D) 无干涉条纹.[B ]37、如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为(A) I0 / 8.(B) I0 / 4.(C) 3 I0 / 8.(D) 3 I0 / 4.[A ]38、一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片,且此两偏振片的偏振化方向成45°角,则穿过两个偏振片后的光强I为(A) 4/0I2.(B) I0 / 4.(C) I0 / 2.(D) 2I0 / 2.[ B ]39、如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为(A) I0 / 8.(B) I0 / 4.(C) 3 I0 / 8.(D) 3 I0 / 4.[ A ]40、自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上,反射光是(A) 在入射面内振动的完全线偏振光.(B) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光.(C) 垂直于入射面振动的完全线偏振光.(D) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光.[ C ]一、选择题:(每题3分)1、在一密闭容器中,储有A、B、C三种理想气体,处于平衡状态.A种气体的分子数密度为n1,它产生的压强为p1,B种气体的分子数密度为2n1,C种气体的分子数密度为3n1,则混合气体的压强p为(A) 3 p1.(B) 4 p1.(C) 5 p1.(D) 6 p1.[D ]2、若理想气体的体积为V,压强为p,温度为T,一个分子的质量为m,k为玻尔兹曼常量,R为普适气体常量,则该理想气体的分子数为:(A) pV / m.(B) pV / (kT).(C) pV / (RT).(D) pV / (mT).[ B ]3、有一截面均匀的封闭圆筒,中间被一光滑的活塞分隔成两边,如果其中的一边装有0.1 kg 某一温度的氢气,为了使活塞停留在圆筒的正中央,则另一边应装入同一温度的氧气的质量为:(A) (1/16) kg.(B) 0.8 kg.(C) 1.6 kg.(D) 3.2 kg.[ C ]4、在标准状态下,任何理想气体在1 m3中含有的分子数都等于(A) 6.02³1023.(B)6.02³1021.(C) 2.69³1025 .(D)2.69³1023.(玻尔兹曼常量k =1.38³10-23 J ²K -1 ) [ C ]5、一定量某理想气体按pV 2=恒量的规律膨胀,则膨胀后理想气体的温度(A) 将升高. (B) 将降低.(C) 不变. (D)升高还是降低,不能确定. [ B ]6、一个容器内贮有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,则两者的大小关系是:(A) p 1> p 2. (B) p 1< p 2.(C) p 1=p 2. (D)不确定的. [ C ]7、已知氢气与氧气的温度相同,请判断下列说法哪个正确?(A) 氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的压强一定大于氢气的压强.(B) 氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的密度一定大于氢气的密度.(C) 氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大.(D) 氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大. [ D ]8、已知氢气与氧气的温度相同,请判断下列说法哪个正确?(A) 氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的压强一定大于氢气的压强.(B) 氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的密度一定大于氢气的密度.(C) 氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大.(D) 氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大. [ D ]9、温度、压强相同的氦气和氧气,它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系:(A) ε和w 都相等. (B) ε相等,而w 不相等.(C) w 相等,而ε不相等. (D) ε和w 都不相等. [ C ]10、1 mol 刚性双原子分子理想气体,当温度为T 时,其内能为(A)RT 23. (B) kT 23. (C) RT 25. (D) kT 25. [ C ] (式中R 为普适气体常量,k 为玻尔兹曼常量)11、两瓶不同种类的理想气体,它们的温度和压强都相同,但体积不同,则单位体积内的气体分子数n ,单位体积内的气体分子的总平动动能(E K /V ),单位体积内的气体质量ρ,分别有如下关系:(A) n 不同,(E K /V )不同,ρ 不同.(B) n 不同,(E K /V )不同,ρ 相同.(C) n 相同,(E K /V )相同,ρ 不同.(D) n 相同,(E K /V )相同,ρ 相同. [ C ]12、有容积不同的A 、B 两个容器,A 中装有单原子分子理想气体,B 中装有双原子分子理想气体,若两种气体的压强相同,那么,这两种气体的单位体积的内能(E / V )A 和(E / V )B 的关系(A) 为(E / V )A <(E / V )B .(B) 为(E / V )A >(E / V )B .(C) 为(E / V )A =(E / V )B .(D) 不能确定. [ A ]13、两个相同的容器,一个盛氢气,一个盛氦气(均视为刚性分子理想气体),开始时它们的压强和温度都相等,现将6 J 热量传给氦气,使之升高到一定温度.若使氢气也升高同样温度,则应向氢气传递热量(A) 12 J . (B) 10 J(C) 6 J . (D) 5 J . [ B ]14、压强为p 、体积为V 的氢气(视为刚性分子理想气体)的内能为: (A)25pV . (B) 23pV . (C) pV . (D) 21pV . [ A ]15、下列各式中哪一式表示气体分子的平均平动动能?(式中M 为气体的质量,m 为气体分子质量,N 为气体分子总数目,n 为气体分子数密度,N A 为阿伏加得罗常量)(A) pV M m 23. (B) pV M M mol23. (C)npV 23. (D)pV N MM A 23mol . [ A ]16、两容器内分别盛有氢气和氦气,若它们的温度和质量分别相等,则:(A) 两种气体分子的平均平动动能相等.(B) 两种气体分子的平均动能相等.(C) 两种气体分子的平均速率相等.(D) 两种气体的内能相等. [ A ]17、一容器内装有N 1个单原子理想气体分子和N 2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) (N 1+N 2) (23kT +25kT ). (B) 21(N 1+N 2) (23kT +25kT ). (C) N 123kT +N 225kT . (D) N 125kT + N 223kT . [ C ]18、设声波通过理想气体的速率正比于气体分子的热运动平均速率,则声波通过具有相同温度的氧气和氢气的速率之比22H O /v v 为(A) 1 . (B) 1/2 .(C) 1/3 . (D) 1/4 . [ D ]19、设v 代表气体分子运动的平均速率,p v 代表气体分子运动的最概然速率,2/12)(v 代表气体分子运动的方均根速率.处于平衡状态下理想气体,三种速率关系为(A) p v v v ==2/12)( (B) 2/12)(v v v <=p (C)2/12)(v v v <<p (D)2/12)(v v v >>p[ C ]20、已知一定量的某种理想气体,在温度为T 1与T 2时的分子最概然速率分别为v p 1和v p 2,分子速率分布函数的最大值分别为f (v p 1)和f (v p 2).若T 1>T 2,则(A) v p 1 > v p 2, f (v p 1)> f (v p 2).(B) v p 1 > v p 2, f (v p 1)< f (v p 2).(C) v p 1 < v p 2, f (v p 1)> f (v p 2).(D) v p 1 < v p 2, f (v p 1)< f (v p 2). [ B ]21、 两种不同的理想气体,若它们的最概然速率相等,则它们的(A) 平均速率相等,方均根速率相等.(B) 平均速率相等,方均根速率不相等.(C) 平均速率不相等,方均根速率相等.(D) 平均速率不相等,方均根速率不相等. [ A ]22、假定氧气的热力学温度提高一倍,氧分子全部离解为氧原子,则这些氧原子的平均速率是原来氧分子平均速率的(A) 4倍. (B) 2倍.(C) 2倍. (D) 21倍. [ B ]23、 麦克斯韦速率分布曲线如图所示,图中A 、B 两部分面积相等,则该图表示(A) 0v 为最概然速率. (B) 0v 为平均速率. (C) 0v 为方均根速率. (D) 速率大于和小于0v 的分子数各占一半. [ D ]24、速率分布函数f (v )的物理意义为:(A) 具有速率v 的分子占总分子数的百分比.(B) 速率分布在v 附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比.(C) 具有速率v 的分子数.(D) 速率分布在v 附近的单位速率间隔中的分子数. [ B ]25、若N 表示分子总数,T 表示气体温度,m 表示气体分子的质量,那么当分子速率v 确定后,决定麦克斯韦速率分布函数f (v )的数值的因素是(A) m ,T . (B) N .(C) N ,m . (D) N ,T .f (v )0(E) N,m,T.[ A ]26、气缸内盛有一定量的氢气(可视作理想气体),当温度不变而压强增大一倍时,氢气分子的平均碰撞频率Z和平均自由程λ的变化情况是:(A) Z和λ都增大一倍.(B) Z和λ都减为原来的一半.(C) Z增大一倍而λ减为原来的一半.(D) Z减为原来的一半而λ增大一倍.[C ]27、一定量的理想气体,在温度不变的条件下,当体积增大时,分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程λ的变化情况是:(A) Z减小而λ不变.(B) Z减小而λ增大.(C) Z增大而λ减小.(D) Z不变而λ增大.[ B ]28、一定量的理想气体,在温度不变的条件下,当压强降低时,分子的平均碰撞频率Z和平均自由程λ的变化情况是:(A) Z和λ都增大.(B) Z和λ都减小.(C) Z增大而λ减小.(D) Z减小而λ增大.[ D ]29、一定量的理想气体,在体积不变的条件下,当温度降低时,分子的平均碰撞频率Z和平均自由程λ的变化情况是:(A) Z减小,但λ不变.(B) Z不变,但λ减小.(C) Z和λ都减小.(D) Z和λ都不变.[ A ]30、一定量的理想气体,在体积不变的条件下,当温度升高时,分子的平均碰撞频率Z和平均自由程λ的变化情况是:(A) Z 增大,λ不变. (B) Z 不变,λ增大.(C) Z 和λ都增大. (D) Z 和λ都不变. [ A ]31、 在一个体积不变的容器中,储有一定量的理想气体,温度为T 0时,气体分子的平均速率为0v ,分子平均碰撞次数为0Z ,平均自由程为0λ.当气体温度升高为4T 0时,气体分子的平均速率v ,平均碰撞频率Z 和平均自由程λ分别为:(A) v =40v ,Z =40Z ,λ=40λ.(B) v =20v ,Z =20Z ,λ=0λ.(C) v =20v ,Z =20Z ,λ=40λ.(D) v =40v ,Z =20Z ,λ=0λ. [ B ]32、在一封闭容器中盛有1 mol 氦气(视作理想气体),这时分子无规则运动的平均自由程仅决定于(A) 压强p . (B) 体积V .(C) 温度T . (D) 平均碰撞频率Z . [ B ]33、一定量的某种理想气体若体积保持不变,则其平均自由程λ和平均碰撞频率Z 与温度的关系是:(A) 温度升高,λ减少而Z 增大.(B) 温度升高,λ增大而Z 减少.(C) 温度升高,λ和Z 均增大.(D) 温度升高,λ保持不变而Z 增大. [ D ]34、一容器贮有某种理想气体,其分子平均自由程为0λ,若气体的热力学温度降到原来的一半,但体积不变,分子作用球半径不变,则此时平均自由程为 (A)02λ. (B) 0λ. (C)2/0. (D) 0/ 2. [ B ]35、图(a)、(b)、(c)各表示联接在一起的两个循环过程,其中(c)图是两个半径相等的圆构成的两个循环过程,图(a)和(b)则为半径不等的两个圆.那么: C(A) 图(a)总净功为负.图(b)总净功为正.图(c)总净功为零.(B) 图(a)总净功为负.图(b)总净功为负.图(c)总净功为正.(C) 图(a)总净功为负.图(b)总净功为负.图(c)总净功为零.(D) 图(a)总净功为正.图(b)总净功为正.图(c)总净功为负.V 图(a) V图(b) V 图(c)36、关于可逆过程和不可逆过程的判断:(1) 可逆热力学过程一定是准静态过程.(2) 准静态过程一定是可逆过程.(3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程.(4) 凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程.以上四种判断,其中正确的是(A) (1)、(2)、(3).(B) (1)、(2)、(4).(C)(2)、(4).(D)(1)、(4).[ D ]37、如图所示,当气缸中的活塞迅速向外移动从而使气体膨胀时,气体所经历的过程(A) 是平衡过程,它能用p─V图上的一条曲线表示.(B) 不是平衡过程,但它能用p─V图上的一条曲线表示.(C) 不是平衡过程,它不能用p─V图上的一条曲线表示.(D) 是平衡过程,但它不能用p─V图上的一条曲线表示.[C ]38、在下列各种说法(1) 平衡过程就是无摩擦力作用的过程.(2) 平衡过程一定是可逆过程.(3) 平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接.(4) 平衡过程在p-V图上可用一连续曲线表示.中,哪些是正确的?(A) (1)、(2).(B) (3)、(4).(C) (2)、(3)、(4).(D) (1)、(2)、(3)、(4).[ B ]39、设有下列过程:(1) 用活塞缓慢地压缩绝热容器中的理想气体.(设活塞与器壁无摩擦)(2) 用缓慢地旋转的叶片使绝热容器中的水温上升.(3) 一滴墨水在水杯中缓慢弥散开.(4) 一个不受空气阻力及其它摩擦力作用的单摆的摆动.其中是可逆过程的为(A) (1)、(2)、(4).(B) (1)、(2)、(3).(C) (1)、(3)、(4).(D) (1)、(4).[ D ]40、在下列说法(1) 可逆过程一定是平衡过程.(2) 平衡过程一定是可逆的.(3) 不可逆过程一定是非平衡过程.(4) 非平衡过程一定是不可逆的.。
湘潭大学2012大学物理下试卷1《大学物理Ⅱ(2)》1一、选择题1. 通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状,则P ,Q ,O 各点磁感强度的大小B P ,B Q ,B O 间的关系为:(A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O .(C) B Q > B O > B P . (D) B O > B Q >B P .[ ]2. 关于稳恒电流磁场的磁场强度H ,下列几种说法中哪个是正确的?(A) H 仅与传导电流有关.(B) 若闭合曲线内没有包围传导电流,则曲线上各点的H 必为零.(C) 若闭合曲线上各点H 均为零,则该曲线所包围传导电流的代数和为零.(D) 以闭合曲线L为边缘的任意曲面的H通量均相等. [ ]3. 在铁环上绕有N =200匝的一层线圈,若电流强度I =2.5 A ,铁环横截面的磁通量为 =5×10-4 Wb ,且铁环横截面的半径远小于铁环的平均半径,则铁环中的磁场能量为(A) 0.300 J . (B) 0.250 J .(C) 0.157 J . (D) 0.125J . [ ]4. 已知一螺绕环的自感系数为L .若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管,则两个半环螺线管的自感系数(A) 都等于L 21. (B) 有一个大于L 21,另一个小于L 21. (C) 都大于L 21. (D) 都小于L 21. [ ]5. 真空中一长直螺线管通有电流I 1时,储存的磁能为W 1,若螺线管中充以相对磁导率μr =4的磁介质,且电流增加为I 2=2I 1,螺线管中储存的能量为W 2,则W 1:W 2为:(A) 1:16. (B) 1:8 . (C) 1:4.(D) 1:2.6. 对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法正确.(A) 位移电流是指变化电场.(B) 位移电流是由线性变化磁场产生的.(C) 位移电流的热效应服从焦耳─楞次定律.(D) 位移电流的磁效应不服从安培环路定理. [ ]7. 在双缝干涉实验中,若单色光源S 到两缝S 1、S 2距离相等,则观察屏上中央明条纹位于图中O 处.现将光源S 向下移动到示意图中的S 位置,则(A) 中央明条纹也向下移动,且条纹间距不变.(B) 中央明条纹向上移动,且条纹间距不变.(C) 中央明条纹向下移动,且条纹间距增大.(D) 中央明条纹向上移动,且条纹间距增大.[ ]8. 如果两个偏振片堆叠在一起,且偏振化方向之间夹角为60°,光强为I 0的自然光垂直入射在偏振片上,则出射光强为(A) I 0 / 8. (B) I 0 / 4.(C) 3 I 0 / 8. (D) 3 I 0 /4. [ ]S S9. 设粒子运动的波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所示,那么其中确定粒子动量的精确度最高的波函数是哪个图? [ ]10. n 型半导体中杂质原子所形成的局部能级(也称施主能级),在能带结构中应处于(A) 满带中. (B) 导带中.(C) 禁带中,但接近满带顶. (D) 禁带中,但接近导带底.[ ]二、填空题11.如图所示,在宽度为d 的导体薄片上有电流I 沿此导体长度方向流过,电流在导体宽度方向均匀分布.导体外在导体中线附近处P 点的磁感强度B 的大小为x (A)x (B)x (C)x(D)P 俯视图________________________.12. 一质量为m,电荷为q的粒子,以0v 速度垂直进入均匀的稳恒磁场B 中,电荷将作半径为____________________的圆周运动.回路,如图.已知导线上的电流为I两导线单位长度的自感系数为L,则沿导线单位长度的空间内的总磁能W m =____________________.14.平行单色光垂直入射于单缝上,观察夫琅禾费衍射.若屏上P点处为第二级暗纹,则单缝处波面相应地可划分为___________ 个半波带.若将单缝宽度缩小一半,P点处将是______________级__________________纹.15.当波长为3000 Å的光照射在某金属表面时,光电子的能量范围从0到 4.0×10-19 J.在作上述光电效应实验时遏止电压为|U a| =____________V;此金属的红限频率 0 =__________________Hz.(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ;基本电荷e=1.60×10-19 C)16. 玻尔氢原子理论中,电子轨道角动量最小值为____________;而量子力学理论中,电子轨道角动量最小值为____________.实验证明____________理论的结果是正确的.17. 原子序数Z = 6的碳原子,它在基态的电子组态为__________________;原子序数Z = 14的硅原子,它在基态的电子组态为______________________.三、计算题18.半径为R 的半圆线圈ACD 通有电流I 2,置于电流为I 1的无限长直线电流的磁场中,直线电流I 1恰过半圆的直径,两导线相互绝缘.求半圆线圈受到长直线电流I 1的磁力.I 2I 1A D19. 如图所示,两条平行长直导线和一个矩形导线框共面.且导线框的一个边与长直导线平行,他到两长直导线的距离分别为r 1、r 2.已知两导线中电流都为t II sin 0 ,其中I 0和 为常数,t 为时间.导线框长为a 宽为b ,求导线框中的感应电动势.20. 波长 = 650 nm 的红光垂直照射到劈形液膜上,膜的折射率n = 1.33,液面两侧是同一种媒质.观察反射光的干涉条纹.(1) 离开劈形膜棱边的第一条明条纹中心所对应的膜厚度是多少?(2) 若相邻的明条纹间距l = 6 mm ,上述第一条明纹中心到劈形膜棱边的距离x 是多少?21. 在双缝干涉实验中,波长 =550 nm 的单色平行光垂直入射到缝间距a =2×10-4 m 的双缝上,屏到双缝的距离D =2 m .求: I I O x r 1 r 2 a b(1) 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距;(2) 用一厚度为e=6.6×10-5 m、折射率为n =1.58的玻璃片覆盖一缝后,零级明纹将移到原来的第几级明纹处?(1 nm = 10-9 m)22. 处于基态的氢原子被外来单色光激发后发出的光仅有三条谱线,问此外来光的频率为多少?(里德伯常量R =1.097×107 m-1)23.( 5分) 能量为15 eV的光子,被处于基态的氢原子吸收,使氢原子电离发射一个光电子,求此光电子的德布罗意波长.(电子的质量m e=9.11×10-31 kg,普朗克常量h =6.63×10-34 J·s,1 eV =1.60×10-19 J)《大学物理Ⅱ(2)》1参考答案一、选择题1. D;2. C;3. D;4.D;5. A;6. A;7. B;8. A;9. A;10. D;二、填空题11. I / (2d)12. )/(0B q m v13. 221LI 14.4 ; 第一 ; 暗15. 2.5 ; 4.0×101416. h / (2 );0;量子力学 17. 1s 2 2s 2 2p 2 ; 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2三、计算题18. 解:长直导线在周围空间产生的磁场分布为 )2/(10r I B 取xOy 坐标系如图,则在半圆线圈所在处各点产生的磁感强度大小为:sin 210R I B , 方向垂直纸面向里,式中 为场点至圆心的联线与y 轴的夹角.半圆线圈上d l 段线电流所受的力为: l B I B l I F d d d 22d sin 2210R R I I sin d d F F y . 根据对称性知: F y =0d y F cos d d F F x , 0xx dF F 2210I I2210I I∴半圆线圈受I 1的磁力的大小为: 2210I IF , 方向:垂直I 1向右.19.解:两个载同向电流的长直导线在如图坐标x 处所产生的磁场为)11(221rr x x B选顺时针方向为线框回路正方向,则)d d (2111121br r br r rr x xx x Ia BdS )ln(222110r br r b r Ia∴ tIrr b r b r a t d d ]))((ln[2d d 2121Φtr r b r b r a Icos ]))((ln[221210020. 解: (1) 2n e k + / 2 = k (明纹中心)现 k = 1, e k = e 1 膜厚度 e 1 = / 4n = 1.22×10-4mm(2) x = / 2 = 3 mm21. 解:(1) x =20 D / a=0.11 m (2) 覆盖云玻璃后,零级明纹应满足(n -1)e +r 1=r 2 设不盖玻璃片时,此点为第k 级明纹,则应有 r 2-r 1=k所以 (n -1)e = kk =(n -1) e / =6.96≈7零级明纹移到原第7级明纹处22. 解:由于发出的光线仅有三条谱线,按:)11(~22nk cR cn =3,k =2 得一条谱线.n =3,k =1 得一条谱线. n =2,k =1 得一条谱线. 可见氢原子吸收外来光子后,处于n =3的激发态.以上三条光谱线中,频率最大的一条是:)3111(22cR =2.92×1015 Hz这也就是外来光的频率.23. 解:由于发出的光线仅有三条谱线,按:)11(~22nk cR cn =3,k =2 得一条谱线.n =3,k =1 得一条谱线. n =2,k =1 得一条谱线. 可见氢原子吸收外来光子后,处于n =3的激发态.以上三条光谱线中,频率最大的一条是:)3111(22cR =2.92×1015 Hz这也就是外来光的频率.。
练习二十三 气体动理论基础(一)1、 (B); ( 10‘) 2、 (D); (10‘)3、 1.33×105Pa (15‘)4、3.44×1020 ( 8‘); 1.6×10-5Kg /m 3 ( 8‘); 2J。
(9’) 5、解:(20‘)(1)M/Mmolmol =N/N0 ∴N =MN0/MmolMN E M N E w kmol k ===8.27×10-21 J8. 8.81E-21 (2)K KwT 40032==425.60K 6、解:(20‘) 221121RT V P RT V P νν== 1212/2P P T T =21212`12P P T T v v ==练习二十四 气体动力学基础(二)1、(C)2、(C)3、6.23×103 ; 6.21×10-21 1.035×10-204、氩;氦5、解:飞机在高为h 的空气密度 RTp μρ=地面的空气密度 RTp μρ00=5.000==p p ρρ 由 RT gh e p p μ-=03301053.55.01ln 8.9102927331.8ln ⨯=⨯⨯⨯==-p p g RT h μm 6、解:(1)设分子数为N.据 E=N (i /2) kT 及P =(N/V)kT 得 P =2 E/(iV)=1.35×105Pa.(2)由 KTN KT E w2523= 得 w =3E/(5N)=7.5×10-21 J . 又 KT N E 25=得 T=2E/(5Nk)=362 K.练习二十五 热力学基础(一)1、(C )2、(C )3、-︱A 1︱ ;-︱A 2︱4、)11(21V V a - ;降低 5、解:(1)p-V图如图.(2)T1=273+27=300K据 V1/T1=V2/T2,得 T2=VT1/V1=600K Q=νCp (T2-T1)=1.25×104J (3) ∆E=0 (4) 据Q=∆E+A ∴ A=Q=1.25×104J6、解: 氦气为单原子分子理想气体,i=3(1) 定容过程,V=常量,A=0 据 Q=∆E+A 可知J T T C M ME Q V m o l623)(12=-=∆= (2)定压过程,p=常量,J T T C M MQ P mol4121004.1)(⨯=-=E与(1)相同.A=Q-∆E=417J (3)Q=0, ∆E与(1)同A=-∆E=-623J (负号表示外界作功)练习二十六 热力学基础(二)1、(D )2、(D )3、29.1 J /(K ·mol ) ;20.8 J /(K ·mol )V 1 V 2 V4、BM 、CM ;CM5、解:由图,P A =300Pa,P B =P c =100Pa; VA =VC =1m3,VB =3m3.(1)C→A为等容过程,据方程 P A /T A =P C /T C 得 T C =T A P C /P A = 100K.B→C为等压过程,据方程 VB /T B =VC /T C 得T B =T C V B /V C =300K.(2)各过程中气体所作的功分别为 A→B:A1=21(P A +P C )(VB -VC )=400J B→C:A2=P B (VC -VB )=-200J.C→A:A3=0.(3)整个循环过程中气体所作总功为A=A1+A2+A3=200J.因为循环过程气体内能增量为 ∆E=0,因此一循环中气体总吸热 Q=A+∆E=200J.6、解:(1) Ta =P a V2/R=400KTb =P b V1/R=636KTc =P c V1/R=800KTd =P d V2/R=504K(2)EC =(i/2)RTC =9.97×1O 3 J (3)b-c等容吸热Q1=CV (TC -Tb )=2.044×103J d-a等容放热Q2=CV (Td -Ta )=1.296×103J A=Q1-Q2=0.748×103J练习二十七 热力学基础(三)1、(D )2、( c)3、(B)4、S 1+S 2 ;-S 15、 解:由于两种不同温度的液体混合为不可逆过程,故可用两个可逆过程的熵变求系统熵变。
混合后的平衡态有:mC p (T 1-T )=mC p (T -T 2)221T T T +=液体等压准静态过程T 1→T 11ln 1T T mC dT T mC T dQ S p p T T ===∆⎰⎰液体等压准静态过程T 2→T22ln 2T T mC dT T mC T dQ S p p T T ===∆⎰⎰总熵变: )ln (ln2121T TT T mC S S S p +=∆+∆=∆ 212212124)(ln ln T T T T mC T T T mC S p p +==∆因为: 020)(222121221>+->-T T T T T T212214)(T T T T >+0>∆S6、解:(1)熵的变化T 1=t 1+273=293 K ;T 2=t 2+273=373 K12ln 21T T mC dT T mC T dQ S p p T T ===∆⎰⎰J S 33101.009293373ln1018.41⨯=⨯⨯⨯=∆ (2)由玻尔兹曼关系w k S ln =21107.3112⨯∆==e e w w kS练习二十八 机械振动(一)1、1s 、32π、 314π、 5s 2、 3、(3)(4)4、(2)5、(1)t t x 5cos 4.0)25sin(4.0-=-=πt dt dxv 5sin 2==t dt dva 5cos 10== , 0=t 时 0,4.000=-=v mx (2)s t 34π=时 m x 2.0320cos 4.0=-=π ,s m v /3320sin 2==π,2/5320cos 10s m a -==π(3) 2.05cos 4.0±=t215c o s ±=t 05s i n 2>t 05sin >ts m t v /35s i n2==∴, 2/55cos 10s m t a ±== ,N ma f 2.0±==6、(1) 从图中知 m A v cm x 04.0,0,200=>=;sin 21cos <=∴ϕϕ ,3πϕ-=且ππω22,1===Ts T cm t x )32cos(4ππ-=∴(2) b 点: 2A x b = 21)32c o s (=-ππt 3)32(πππ=-t0<b v 0)32sin(>-ππt s t 31=同理 a 点 0)32(=-ππt 、s t 61= ; c 点 πππ=-)32(t 、s t 32=练习二十九 机械振动(二)cm1、1:2T :T b a =;4:1E :E b a =;2、,s 12T ,3,cm 1A =-==πϕ t (s)3、(2);4、(1)5、 m N lmgk /2=∆=, 2.112==m k ω ,s T 56.02≈=ωπ 020020sin 105cos 1020ϕωϕA v A x t -=⨯==⨯-==--radmA 36.36.1926.121801005.202≈=+=⨯=-ϕ)()92.22.11cos(1005.2)36.32.11cos(1005.222SI t t x -⨯=+⨯=--6、(1)221kA E E E p k =+=,m kEA 08.02== (2)222412121kA mv kx ==,m A x 057.022±=±=(3)221mv E E E p k =+=, s m v /8.0 =练习三十 机械波(一)1、(1)(3)2、(4)3、A4、])(2cos[212φλνπ++-=L L t A y , λk L x +-=1 ( ,2.1±±=k )5、(1)λπφφ)(21212x x --=- ,当 m x x 12.012=-时 πφφ3.012-=-(2)同一点x ,时间差12t t -,相应位相差 )(2/)(2121212t t T t t -=-='-'νππφφ 当 s t t 31210-=-时, πφφ='-'126、(1)s i n 0c o s 0000<-===φωφA v A y 20πφ=∴ 波动方程为)2cos(πωω+-=u xt A y(2) 8λ=x 的振动方程为 )4c o s (πω+=t A y ,83λ=x 的振动方程为 )4c o s (πω-=t A y(3) )22sin(πλπωω+--==x t A dt dyv0=t 时 8λ=x 处 22ωA v -=,83λ=x 处 22ωA v = 。
练习三十一 机械波(二)1、 表示以波速c 向x 轴正向传播的平面简谐波,固定x 时)t (f y =表示位于x 处质点的简谐振动,固定t 时)x (f y =表示各质点t 时刻的位移,即波形;2、能流密度 )/(1058.1212722m W cA I ⨯==ωρ, )(1079.35J t IS W ⨯=⋅=; 3、(1);4、(3); 5、(1)0t ,45.02,s 5.0T ====ππω时0,A cos A y =∴==ϕϕ,(m/s)20===v c 2v λ )0x ()m ()20xt (4cos 1.0y ≥-=∴π,(2))m (5x sin 1.0)x cos(1.0)5x45.04cos(1.0y ,45.04T t πππππ=-=-⨯===, y (3)4T t =时与波源相距2λ处质点位移 (m ) 0y = )20(4sin 4.0xt dt dy v --==ππ;)s /m (4.0)2sin(4.0)20545.0(4sin 4.05x ,4T t ππππππ=--=--===v ;6、(1)A 点振动 )cm (t4cos 3y π=,以A 为坐标原点、s /m 20c =沿x 轴正向传播的波的波动方程为 )m ()20xt (4cos 03.0y -=π, (2)在A 点左边5cm 处B 点的振动 )m ()4001t (4cos 03.0)2005.0t (4cos 03.0y B +=--=ππ 所以,以B 点为坐标原点的波动方程为)m (]100)20x t (4cos[03.0)400120x t (4cos 03.0y πππ+-=+-= (3)沿x 轴负向传播, 以 A 为原点 ),m ()20xt (4cos 03.0y +=π以 B 为原点 )(]100)20(4cos[03.0m x t y ππ-+= 。