复旦大学大学物理B期末考试卷

复旦大学物理系
学年第一学期期终考试试卷 □A 卷
课程名称：_大学物理（上） 课程代码：_____PHYS120001___ 开课院系：__物理系_______ 考试形式：闭卷
姓 名： 学 号： 专 业：
（本试卷答卷时间为120分钟，答案必须写在试卷上，如果空间不够，请在反面答题）
一， 选择题（18）
1) 弹簧振子的振幅增加一倍， 则（ ）
A) 振动周期增加一倍 B) 最大速度增加一倍 C) 总能量增加一倍 D)
最大加速度不变
2) 下列各图所示的速率分布曲线，哪一图中的两条曲线可能是同一温度下氨气和氦气的分子速率分布曲线? ( )
3)
一定量的气体 ，体积不变而温度升高时，分子碰撞频率和平均自由程将 （ ）
A) Z 增大，λ不变 B) Z
不变 λ增大 C) Z 减小，λ不变 D) Z 增大，λ减小
4) 下面表述正确的是（ ）
A) 系统由外界吸热时， 内能必然增加，温度升高 B) 在等体过程中， 系统内能的变化为∆E ＝C V ∆T; 在等压过程中， 系统
内能的变化为∆E ＝C P ∆T
C) 热量可以从高温物体传到低温物体， 但是不能从低温物体传到高温
物体
D) 对孤立系统来讲，其内部发生的过程，总是由概率小的宏观态向概率
大的宏观态进行。

(f （ 装 订 线 内 不 要 答 题 ）
5) 一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均能量相同，都处于平衡状态，则它们 （ ）
(A)温度相同、压强相同。

(B)温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强。

(C)温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强。

(D)温度、压强都不相同。

6) 右图是一平面简谐波在t 时刻的波形曲线，若此时A 点处质元的振动动能在增大，则（ ）
（A ） A 处质元弹性势能在减小
（B ） B 处质元振动动能在增大
（C ） C 点处的质元的弹性势能在增大
（D ） 波沿X 轴正方向传播
二、填空 (30分)
1) 理想气体绝热地向真空自由膨胀，体积增大为原来的两倍，则始末两态的温度关系为：T 1 T 2。

（填>,<,=）
2) 理想气体的几种状态变化过程，其中MT 为等温线，MQ 为绝热线。

在A →M 、B →M 、C →M 三种准静态过程中温度降低的是
__________过程；比热容小于０的是 过程。

3) 一个单摆挂在电梯上， 当电梯静止时，单摆的谐振周期为T 0，现电梯加速上升，则单摆周期将_________________（填变大，变小，不变？） 4) 已知某质点的振动曲线如图所示(x 和t 的单位分别为米和秒)
a)质点的振动方程 _________________
b) 0=t 时质点的加速度_________________m/s
2）
5) 静止不动的超声波探测器能够发射出频率为100kHz 的超声波。

有一车辆迎面驶来，探测器所接收的从车辆反射回来的超声波频率为112kHz 。

如果空气中的声速为340m/s ，那么车辆的行驶速度为_________________米/秒
6) 一个卡诺热机的低温热源温度为12o C ，效率为40%，如果将其效率提高到50%，则高温热源温度需提高_________________K
7) 有1mol 刚性双原子分子理想气体，由初态（p 1,V 1）沿p-v 图上一条直线膨胀到末态（p 2,V 2），则气体在该过程中气体对外作功A=_________________，气体内能增量∆U ＝__________
t
（用p,v表示）
姓 名： 学 号： 专 业： 三、（6分）利用热力学第二定律证明两条绝热线永远不能相交。

四、（10分）一个容积V 为1x10-3m 3的容器装有氦气，其压强为P ＝3.0x105Pa,
温度T 为300K ， 试问：
1) 容器中有多少个氦原子。

2)这些氦原子的平均速度多大。

3)一秒钟内有多少个原子和器壁上1x10-3 cm 2的面积相碰撞，
4)如果这个面积是一个孔， 并假定所有和孔相碰的原子都逃逸出容器，那么容器的原子数减少到它初值的1/e 要多长时间？
（ 装 订 线 内 不 要 答 题 ）
五、（12分）如右图示，有一平面简谐波）３
＋（π
λπ)(2cos
x T t A y -=向右传播，在距坐标原点O 为l =２λ的B 点被垂直墙面全反射，反射波的振幅等于入射波振幅。

试求：
(１) 反射波的表达式，并在右图画出ｔ=0时反射波的波形示意图； (2) 驻波的表达式；
(3)在原点O 到反射点B 之间各个波节和波腹的坐标。

姓名：学号：专业：
六、（12分）如图所示，一倾斜角为θ的光滑斜面体固定在一水平面上, 斜面上角端固定一滑轮B．其质量为M, 半径为r。

现有—质量为m的物块A 放在斜面上，并用轻质刚性绳子跨过定滑轮与倔强系数为k的轻质固定的弹簧连接。

若M ＝m = 2kg ，θ = 30°, k = 98N/m绳子与滑轮不打滑，滑轮轴处摩擦不计, 则求：物块自弹簧尚未发生形变的位置静止地释放并开始计时，
１）物块振动的平衡位置和振动频率
２）物块振动方程?
（装订线内不要答题）
θ O
x0
七、（12分）1mol双原子刚性分子理想气体，进行如图所示的循环，其中c－a
为绝热过程，其中p
1、V
1
为已知量，试求
1) 循环过程对外作总功。

2) 循环过程的热机效率。

3) AB,BC和CA过程中熵的变化
已知Ln2=0.693, 20.4=1.32
11。