长江大学物理2008--2009第一学期B卷

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B 卷第 1 页共 6 页
长江大学2008─2009学年第一学期 《 大学物理A 》(上)考试试卷( B 卷)
注意:1、本试卷共4页, 答题纸2页; 2、考试时间: 120分钟; 3、姓名、序号必须写在指定地方; 4、考试为闭卷考试; 5、可用计算器,但不准借用; 6、考试日期:2008.12.31.
7、答题答在答题纸上有效, 答在试卷上无效.
一.选择题(每小题3分,共30分)
1.有两个半径相同,质量相等的细圆环A 和B,A 环的质量分布均匀, B 环的质量分布不均匀,它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为J A 和J B , 则
(A) J A >J B . (B) J A =J B .
(C) J A <J B . (D) 不能确定J A 、J B 哪个大.
2.一定量某理想气体所经历的循环过程是:从初态(V 0 ,T 0)开始,先经绝热膨胀使其体积增大1倍,再经等容升温回复到初态温度T 0, 最后经等温过程使其体积回复为V 0 , 则气体在此循环过程中
(A) 对外作的净功为负值. (B) 对外作的净功为正值.
(C) 内能增加了. (D) 从外界净吸收的热量为正值.
3.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 为玻耳兹曼常量,R 为摩尔气体常量,则该理想气体的分子数为:
(A) pV/m . (B) pV /(mT ). (C) pV /(RT ) . (D) pV / (kT ).
4. 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y=A cos(ω t+ϕ0
). 若波速为u ,则此波的波动方程为
(A) y=A cos{ω [t -(
x 0-x )/u ]+ ϕ0} . (B)
y=A cos{ω [t -(x -x 0)/u
]+ ϕ0} . (C) y=A cos{ω t -[(x 0-x )/u ]+ ϕ0} . (D) y=A cos{ω t +[(x 0-x )/u ]+ ϕ0} .
5.对于一个物体系来说,在下列条件中,哪种情况下系统的机械能守恒? (A) 合外力为零. (B) 合外力不作功.
(C) 外力和保守内力都不作功. (D) 外力和非保守内力都不作功.
6. 图1所列各图表示的速率分布曲线,哪一图中的两条曲线能是同一温度下氮气和氦气的分子速率分布曲线?
(A)
(C)
(B)
(D)
图1
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7.在波长为λ的驻波中,两个相邻波腹之间的距离为
(A) λ/2 . (B) λ/4 . (C) 3λ/4 . (D) λ .
8.单色平行光垂直照射在薄膜上, 经上下两表面反射的
两束光发生干涉,如图2所示,若薄膜的厚度为e , 且n 1<n 2 <n 3 , λ1 为入射光在n 1 中的波长,则两束光的光程差为: (A) 2 n 2e -(1/2)n 1λ1. (B) 2 n 2 e -λ1 / (2 n 1) . (C) 2 n 2 e .
(D) 2 n 2e -(1/2)n 2λ1 .
9.在单缝夫琅和费衍射实验中,波长为λ的单色光垂直入射到宽度为a =6λ的单缝上,屏上第三级暗纹对应于衍射角为:
(A) 60o . (B) 45o . (C) 30o . (D) 75o .
10.有一劲度系数为k 的轻弹簧,原长为l 0,将它吊在天花板上.当它下端挂一托盘平衡时,其长度变为l 1.然后在托盘中放一重物,弹簧长度变为l 2,则由l 1伸长至l 2的过程中,弹性力所作的功为:
(A) ⎰
-21
d l l x kx . (B)⎰---
0201d l l l l x kx (C)

2
1
d l l x kx . (D)

--0
20
1d l l l l x kx .
二.填空题(每空2分,共30分).
1. 如图3所示,质量为m 、长为l 的棒,可绕通过棒中心且与棒垂直的竖直光滑固定轴O 在水平面内自由转动(转动惯量J =m l 2
/
12).开始时棒静止,现有一子弹,质量是m 3,在水平面内以速度v 0垂直射入棒端并嵌在其中.则子弹嵌入后棒的角速度=________.
2.一质点在二恒力的作用下, 位移为∆r =3i +8j (SI), 在此过程中,动能增量为28J, 已知其中一恒力F 1=12i -3j (SI), 则另一恒力所作的功为 .
3. 若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52的玻璃制成的) 由空气搬入折射率为1.33的水中,则反射光形成的干涉条纹中心点是 .(填明斑或暗斑)
4.一飞轮以初角速度ω 0绕轴旋转, 飞轮对轴的转动惯量为J ;另一静止飞轮突然被同轴地啮合到转动的飞轮上,啮合后整个系统的角速度变为初角速度ω 0的2/5,则后一个飞轮对轴的转动惯量为前者的 倍。

3
图2
3 m
俯视图3
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5.如图4所示,在双缝干涉实验中SS 1=SS 2,用波长为λ的光照
射双缝S 1和S 2,通过空气后在屏幕E 上形成干涉条纹.已知P 点处
为第四级明条纹,若将整个装置放于折射率1.25的透明液体中,则P
点为________ ____.
6.一质点同时参与两个同方向的简谐振动,y 1=3×10-
2cos(ωt +π/2) (SI), y 2=4×10-
2 cos(ωt ) (SI),则合成振动的振幅为_________m .
7.图示5为氢气分子和氧气分子在相同温度下的麦克斯韦速率分布曲线.则氢气分子的最概然速率为______________m/s ,氧分子的最概然速率为____________m/s .
8. 波长为λ的平行单色光垂直照射到空气劈尖上,劈
尖角为θ,则第k 级明条纹与第k +2级明纹所对应空气
的厚度差是__________________.
9. 均匀细棒OA 长为l ,质量为m ,可绕通过其一端O 且与棒垂直的水平固定光滑轴转动,如图6所示,今 使棒从水平位置由静止开始自由下落,在棒摆动到竖 直位置时,细棒的转动动能为__________________.
(已知细棒对转轴的转动惯量为J )
10.已知一平面简谐波沿x 轴正向传播,振动周期T =0.5s, 波长λ=10m,振幅A =0.1 m . 当t =0时波源振动的位移恰好为正的最大值. 若波源处为原点, 则沿波传播方向距离波源为λ/4处的振动方程为y = ; 当t=T /2时, x=λ/2处质点的振动速度为 .
11. 一定量刚性双原子分子的理想气体,当其体积为
V 、压强为p 时,其内能E = .
12.平行单色光垂直入射于单缝上,观察夫琅和费衍射. 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。

13.
一劲度系数为k 的轻弹簧,下端挂一质量为m 的物体,系统的振动周期为T 1.若将此弹簧截去一半的长度,下端挂一质量为3m 的物体,则系统振动周期T 2等于 .
三.计算题(每小题10分,共40分)
P
E
图5
图6
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1.有一质量为m 1、长为l 的均匀细棒,可绕过棒端且垂直于棒的光滑水平固定轴O 在竖直平面内转动.棒静止处于竖直位置,另有一水平运动的质量为m 2的小物块,从侧面垂直于棒与棒的另一端A 相撞,设碰撞时间极短,已知小物块在碰撞前后的速率分别为1υ和2υ,方向如下图所示. 求碰撞后细棒质心上升的最大高度.(已知棒绕O 点的转动惯量J=m 1l 2/3).
2. 温度为27℃、压强为1 atm 的3 mol 刚性单原子分子理想气体,(1)经等压过程体积膨胀至原来的3倍,计算这个过程中气体对外所作的功. (2) 假若气体经等温过程体积膨胀为原来的3倍,那么气体对外作的功又是多少?(普适气体常量R =
18.31J mol K --⋅⋅1,ln 3=1.0986)
3.如下图,一角频率为ω ,振幅为A 的平面简谐波沿x 轴正方向传播,设在t = 0时该波在原点O 处引起的振动使媒质元由平衡位置向y 轴的负方向运动.M 是垂直于x 轴的波密媒质反射面,O '是x 轴与M 面的交点.已知OO '= λ /2(λ为该波波长),设反射波不衰减,求入射波与反射波的表达式。

4.在双缝干涉实验中,波长λ=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 . (1) 求暗纹的宽度;
(2) 用一厚度为e =4.4×10-6 m 、折射率为n =1.50的玻璃片覆盖一缝后,求零
级明纹的位置?(1 nm = 10-9 m)
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