东北大学大学物理期末考试卷（2010） 一、填空题
1．已知某简谐运动的振动曲线如图所示， 则此简谐运动的运动方程为 ______)3
234cos(
2ππ+=t x _________。 2. 一声源以20m/s 的速率向静止的观察者运动，
观察者接收到声波的频率是1063Hz,则该声源的 振动频率为 1000.5 Hz .(声速为:340m/s)
3． 在驻波中，两个相邻波节之间各质点的振动相位___相同(同相)___ 。
4．一束光强为I 0的自然光依次通过三个偏振片P 1、P 2、P 3，其中P 1与P 3的偏振化方向相互垂直，P 2与P 3的偏振化方向之间的夹角为450，则通过三个偏振片后透射光强为______________
8
I ___________。 5．一容器内储有氧气（视为理想气体），其压强为1.01×10 5 Pa ，温度为27 0C ，则氧气系统的分子数密度为_251044.2⨯__3
m - ；氧分子的平均平动动能为__211014.4-⨯__J 。 6．1mol 理想气体由平衡态1（P 1，V 1，T ）经一热力学过程变化到平衡态2（P 2，V 2，T )，始末状态温度相同，此过程中的系统熵变△S = S 2－S 1 = 2
112ln ln
P P
R V V R ，或 。 7．在描述原子内电子状态的量子数l m l n ,,中，当4=l 时，n 的最小可能取值为____5_____。
8．在康普顿效应实验中，波长为0λ的入射光子与静止的自由电子碰撞后反向弹回，而散射光子的波长为λ，反冲电子获得的动能为 ___)1
1
(
λ
λ-hc ___ 。
9．激光与普通光源所发出的光相比具有方向性好、单色性好、 相干性好 和能量集中的特性。 二、 选择题（单选题，每小题2分，共10分）（将正确答案前的字母填写到右面的【 】中） 1．当质点以频率ν作简谐运动时，它的动能变化频率为 【 C 】
（A ）2/ν （B ）ν （C ）ν2
2．处于平衡态的一瓶氦气和一瓶氮气(均可视为理想气体)的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，则它们 【 C 】 （A ）温度，压强均不相同 （B ）温度相同但压强不同 （C ）温度，压强都相同
3．下列物体哪个是绝对黑体 【 A 】 （A ）不能反射任何光线的物体 （B ）不辐射任何光线的物体 （C ）不辐射可见光的物体
4．以下说法正确的是： 【 B 】 （A ）任何过程总是沿着熵增加的方向进行； （B ）自然界中的一切自发过程都是不可逆的； （C ）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；
5．一束自然光自空气射向一块平板玻璃，如图： 【 C 】 设入射角等于布儒斯特角，则在界面2的反射光 （A ）是自然光； （B ）是部分偏振光；
（C ）是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于 入射面。
三、右图为平面简谐波在t = 0时的波形图,设此简谐波的频率为
300 Hz ，且此时图中质点P
的运动方向向上，求：（1）该波的波动方程；
（2）在m 5.7=x 处质点的运动方程；及 t = 0时刻该点的振动速度。
（1）已知
ππνωνλλ6002,m/s 600030020,m 10.0,m 0.20===⨯=⋅===u A
由旋转矢量法得:
3/0πϕ=
振动方程：(m)]3
)6000(600cos[10.0])(cos[0π
πϕω++=++=x t u x t A y （2） x =7.5m 处运动方程:
(m)]12
13
600cos[10.0]3)60005.7(600cos[10.0ππππ+=++
=t t y t = 0时该点的振动速度: ]12
13
600sin[60010.00πππ+⨯-==
=t dt dy v t m/s 76.48)1213sin(60=-=ππ
四、 折射率为1.50的两块标准平板玻璃间形成一个劈尖，用波长λ = 550 nm 的单色光垂直入
射，产生等厚干涉条纹，当劈尖内充满n = 1.25的液体时，相邻明纹间距比劈尖内是空气时的间距缩小Δl = 0.10mm ，求劈尖角θ应是多少？
nm 550=λ， mm 10.0,0.1,25.1=-'=∆'⇒=⇒=l l l l n l n
劈尖角度很小：n
l l n
22
sin λ
λθθ=
=
⋅= n
l n
22
λ
λθ=
=
⋅ 2
λ
θ=
⋅'l
mm 10.01)22(=-=-'=∆θλλn l l l )1(2)11(21)22(-∆=-∆=∆-=n l
n n l l n λ
λλλθ
4
3
91050.510
10.025.1225.010550)1(2---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=-∆=n l n λ
θ (rad ) 五、 波长为600nm 的单色光垂直入射在一光栅上，第二级主极大出现在20.0sin =θ处，第四级缺级，求：（1）光栅常数)(b b '+是多少？（2）光栅上透光缝的最小宽度b 是多少？ （3）按上述选定的b b '和值，在观察屏上 (︒<<︒-9090θ)可能观察到的全部条纹级数
有哪些？（1）λθk b b ='+sin )( ,m 106cm 106sin )(64--⨯=⨯=='+θλ
k b b
(2)缺级，
'k k b b b ='+ 取1'=k , 得最小缝宽: m 105.1cm 105.14
64--⨯=⨯='
+=b b b (3） ,2,1,0,sin )(±±=='+k k b b λθ令1sin =θ,解得: 10='
+=λ
b
b k
即9,7,6,5,3,2,1,0±±±±±±±=k 时出现主极大，
8,4±±缺级,10±级主极大在090=θ处,实际不可见,光屏上可观察到的全部主极大谱线
数有15条.
六、 一定量的某种双原子分子理想气体进行如图所示ABCA 的循环过程．已知气体在状态A 的温度为300A T K =， 求 (1) 气体在状态B 和C 的温度； (2) 各个过程中气体所吸收的热量； (3) 整个过程的循环效率η． 双原子,5=i 由RT pV ν= 据A 点的p 、V 、T 值，得： 1=R ν
由图，300A P pa =，100B C P P pa ==；31A C V V m ==， 3
3B V m =
(1) C →A 为等体过程，
C
A A C P P T T =
，得 100C C A A P T T K P == B →C 为等压过程，
C B B C V V T T =
，得 300B B C C
V
T T K V == (2) 各过程中气体所吸收的热量为：
=AB Q 11
()()4002A B B C W P P V V J =+-=
J 700)300100(22-=-+=R i Q BC ν
J 500)100300(2
=-=R i
Q CA ν
(3) 整个循环过程的效率： 1
21Q Q -
=η=%2.22900
700
1=-
