2018-2019西安航空学院大学物理A2(AB卷)试题及答案

A 卷 第1 页 / 共 12页
)(m x )
(s t 04
21
4
- 2018 ～ 2019 学年第 1 学期
大学物理 A2 试卷（ A 卷） 适用专业： 适用于56学时大学物理课程（除汽服2109班）
题 号 一
二
三
总分
得 分 阅卷人 签 名
注意：本试卷共3大题，满分100分，考试时间为120分钟。

1.所有答题都须写在此试题纸密封线右边，写在其他纸上无效。

2.密封线左边请勿答题，姓名及相关信息写在密封线左边。

3.当答题空白不够时，可写在当页背面，并注明题号。

一、选择题（本题共10小题，每空3分，共30分，请将答案填入下框中）每小题只有一个符合题目要求的选项，错选、多选或未选均无分。

1、简谐振动的位移－时间曲线关系如图1所示，该
简谐振动的振动方程为( )
A 、 t x π2cos 4=
B 、 )cos(4ππ-=t x
C 、 t x πcos 4=
D 、 )2cos(4ππ+=t x 2、一质点沿x 轴做简谐振动，振动方程为)3
2cos(10
42
π
π+
⨯=-t x (SI)，从0=t 时
刻起，到质点位置2-=x cm 处，且向x 轴正方向运动的最短时间间隔为( )
A 、
81 s B 、 41 s C 、 31 s D 、 2
1 s 3、以速度u 沿x 轴负向传播的横波t 时刻的波形曲线如图2所示，则该时刻各质点的振动速度是( ) A 、 0>A v B 、 0=B v C 、 0<C v D 、 0<D v
4、在杨氏双缝干涉实验中，若将整个装置放在水中，则( ) A 、干涉条纹间距减小 B 、干涉条纹间距增大
C 、干涉图样不变
D 、明条纹变暗纹，暗纹变明纹
5、如图3所示的三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射，在反射光中观察干涉条纹，则在接触点P 处形成的圆斑为( ) A 、全明 B 、全暗
C 、右半部明，左半部暗
D 、右半部暗，左半部明
6、在夫琅和费单缝衍射中，若用白色平行光垂直照射，则衍射图样( ) A 、 不会出现，因为白光为复色光
B 、 中央亮纹为白色，两边对称分布着由紫到红的彩色光谱
得分
x
y
B
O A
C
D
u
图2
52
.162
.162
.152
.175.1P
1
λ图3
图1
A 卷 第2 页 / 共 12页
p
A 0
V
B
图4
C 、 中央亮纹为白色，两边对称分布着由红到紫的彩色光谱
D 、 中央亮纹为白色，两边对称分布着黑白相间的衍射条纹 7、光的偏振现象证实了( )
A 、光具有波粒二向性
B 、光是横波
C 、光是电磁波
D 、光是纵波
8、在自然光前进的方向上放置A 、B 、C 三个偏振片，A 的偏振化方向是竖直的。

B 的偏振化方向和A 偏振化方向成60°，而C 的偏振化方向和B 偏振化方向夹角为30°，因而通过偏振片C 的光强I 为：（自然光强为I 0）( ) A 、 I 0/ 4 B 、
3I 0/ 4 C 、 3I 0/ 16 D 、 3I 0/ 32
9、如图4所示，一定量的理想气体，由平衡态A 变到平衡态B ，且它们的压强相等，即=A B p p 。

则在状态A 和状态B 之间，气体无论经过的是什么过程，气体必然( )
A 、 对外作正功
B 、 内能增加
C 、 从外界吸热
D 、 向外界放热
10、一台工作于温度分别为327C ︒和27C ︒的高温热源与低温热源之间的卡诺热机，
每经历一个循环吸热2000 J ，则对外作功( )
A 、 1000 J
B 、 2000 J
C 、 4000 J
D 、 500 J
二、填空题（本题共7小题，每空2分，共20分）
1、一弹簧振子作谐振动，振幅为A ，周期为T ，其运动方程用余弦函数表示。

当0=t 时， (1)振子在负的最大位移处，其初位相为 ； (2)振子在平衡位置向正方向运动，初位相为 ； (3)振子在位移为
2
A
处，且向负方向运动，初位相为 。

2、已知一平面谐波的波长1=λ m ，振幅1.0=A m ，周期5.0=T s ．选波的传播方向为x 轴正方向，并以振动初相为零的点为x 轴原点，则波动方程为
=y 。

3、在双缝干涉中，光的波长为600nm ，双缝间距为0.2cm ，双缝与屏的间距为300cm ，在屏上形成的干涉图样的明纹间距为 。

4、波长为λ的单色光垂直入射在缝宽为a ＝4λ的单缝上，对应于衍射角φ=30°,缝处的波面可划分为 个半波带。

5、当自然光由空气射到玻璃表面的入射角为π／3时，反射光为完全线偏振光，则玻璃的折射率n= 。

6、热力学第二定律的两种表述是等价的，它揭示了自然界中一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。

开尔文表述指出了 的过程是不可逆的；
而克劳修斯表述则指出了 的过程是不可逆的。

7、已知氧气的压强 2.026 Pa p =，体积233.0010 m V -=⨯，则其内能
E = 。

得分
A 卷 第3 页 / 共 12页
三、计算题（本题共5小题，每题10分，共50分） 1、若简谐振动方程为0.10cos(20t+
)4
x π
π=，式中x 的单位为m ，t 的单位为s ,
求：（1）振幅、角频率、周期和初相；（2）速度的最大值。

2、已知一平面简谐波的方程为)24(cos x t A y -=π(SI)，求： (1)该波的波长λ，频率f 和波速u ；
(2)2.4=t s 时各波峰位置的坐标表达式及此时离坐标原点最近的那个波峰的位置； (3) 2.4=t s 时离坐标原点最近的那个波峰通过坐标原点的时刻。

3、在杨氏双缝干涉中，如果双缝间距d=0.2mm ，双缝与屏幕的垂直距离D=1.0m 。

（1）当用某单色光垂直入射时，若测得第二级明纹中心与零级明纹中心的距离为6.0mm ，求入射光的波长；（2）相邻两条明纹间的距离。

4、如图5所示，狭缝宽度a=0.6mm，透镜焦距f=40cm，若以某一波长的单色平行可见光（波长在400nm~760nm以内），垂直照射到狭缝上，在屏上离O点1.4mm的P出现亮条纹，求：（1）入射光的波长；（2）P点亮纹的级数。

5、如图6所示，使1 mol氧气（1）由A等温地变到B；（2）由A等体地变到C，再由C等压地变到B。

试分别计算氧气所作的功和吸收的热量。

f O P
图5
A卷第4 页/ 共12页
A 卷 第5 页 / 共 12页
2018 ～ 2019 学年第 1 学期
大学物理A2 答案（ A 卷） 适用专业： 适用于56学时大学物理课程
一、选择题（本题共10小题，每题3分，共30分）
1、C
2、D
3、D
4、A
5、D
6、B
7、B
8、D
9、B 10、A 二、填空题（本题共7小题，每空2分，共20分） 1、π、-
2π、 3
π
2、)24cos(1.0x t ππ-
3、 0.9mm
4、 4
5、
√3
6、功热转换； 热传导
7、 0.152E J =
三、计算题（本题共5小题，每题10分，共50分） 1、解： （1）将0.10cos(20t+
)4
x π
π=与cos()x A t ωϕ=+作比较，
可得振幅0.10m A =， (1分) 角频率20rad/s ωπ=， (2分) 初相4
π
ϕ=
， (1分)
则周期20.1s T π
ω
=
=。

(1分)
（2）速度d 200.01sin(20t+)d 4
x v t π
ππ=
=-⨯， (2分) 则速度的最大值max 200.012 m/s v ππ=⨯=。

(3分)
2、解：(1) 由
πλ
π
22= 得 m 1=λ (1分)
由ππ42=f 得 Hz f 2= (1分) s
m
f u 2==λ (1分)
(2)由 1)22.44(cos =-⨯x π
得 ππk x 2)22.44(=-⨯ )210( ±⋅±⋅=k 即 k x -=4.8 (2分) 与原点最近的波峰位置 m x 4.0= (1分)
(3)由 s u x t 2.02
4.0===
最近的波峰通过原点的时刻为 s 42.04.2=-
3、解： ⑴ 由d sin ρ=k λ，k=2可知 (3分) λ＝600nm (2分)
⑵ 由△X =λD/d 可知 (3分)
△X ＝3.0mm (2分)
4、解：(1)① 2
)1k 2(sin a λ
θ+= (2分)
② sin f ftg x θθ≈= (2分)
联解①、②两式得：
① )12(/2+=k f ax λ (1分)
当K ＝1，2, 3, 4, 5时，λ分别为1400nm ，
840nm ，600nm ，460nm ，300nm ，
A 卷 第6 页 / 共 12页
故入射光波的波长为 600nm 或460nm (2分) （2）P 点为600nm 的k=3、460nm 的k=4级亮纹 (3分)
5、解：（1）沿AB 作等温膨胀的过程中，由等温膨胀过程作功特征，系统作功为
3ln ln 2.7710B B AB
A A A A
V V
W vRT p V J V V ===⨯ (3分)
同时因等温过程中T T Q W =，故该过程中系统吸收的热量为
3
2.7710AB AB Q W J ==⨯ (2分)
（2）沿A 到C 再到B 的过程中系统作的功和吸收的热量分别为
3
() 2.010ACB AC CB CB C B C W W W W p V V J =+==-=⨯ (3分)
32.010ACB ACB Q W J ==⨯ (2分)
A 卷 第7 页 / 共 12页
O O O
O A A
x
x
x
A 、
B 、 D 、
C 、
A /2
-A /2 A /2 -A /2
A
A
ω
ω
ω
ω
x
2018 ～ 2019 学年第 1 学期
大学物理A2 试卷（ B 卷） 适用专业： 适用于56学时大学物理课程（除汽服2109班）
题 号 一
二
三
总分
得 分 阅卷人 签 名
注意：本试卷共3大题，满分100分，考试时间为120分钟。

1.所有答题都须写在此试题纸密封线右边，写在其他纸上无效。

2.密封线左边请勿答题，姓名及相关信息写在密封线左边。

3.当答题空白不够时，可写在当页背面，并注明题号。

一、选择题（本题共10小题，每空3分，共30分，请将答案填入下框中）每小题只有一个符合题目要求的选项，错选、多选或未选均无分。

1、一个质点作简谐振动，振幅为A ，在起始时刻质点的位移为2
A
-，且向x 轴的正方向运动，代表这个简谐振动的旋转矢量图为( )
2、一质点沿x 轴做简谐振动，振动方程为)3
2cos(1042
ππ+⨯=-t x (SI)，从0=t 时 刻起，到质点位置2-=x cm 处，且向x 轴正方向运动的最短时间间隔为( ) A 、
21 s B 、31 s C 、 41
s D 、 8
1 s 3、以速度u 沿x 轴正向传播的横波t 时刻的波形曲线如图1所示，则该时刻各质点的振动速度是( ) A 、 0>A v B 、 0=B v C 、 0<C v D 、 0<D v
4、在波长为λ的驻波中，两个相邻波腹之间的距离为( ) A 、
λ4 B 、 λ2 C 、 λ3
4
D 、 λ 5、在杨氏双缝干涉实验中，若将整个装置放在水中，则( ) A 、干涉图样不变 B 、明条纹变暗纹，暗纹变明纹 C 、干涉条纹间距减小 D 、干涉条纹间距增大
6、如图2所示，当单色光垂直入射薄膜时，经上下两表面反射的两束光发生干涉。

当
时，其光程差为( ) A 、 2n 2e B 、 n 2e
C 、 2n 2e+λ/2
D 、 n 2e+λ/2
得分
x
y
B
O A
C
D
u
图1
123n n n <<图2
A 卷 第8 页 / 共 12页
7、用平行单色光垂直照射在单缝上时，可观察夫琅禾费衍射。

若屏上点P 处为第二级暗纹，则相应的单缝波阵面可分成的半波带数目为( ) A 、3个 B 、4个 C 、 5个 D 、 6个
8、自然光以
7.54的入射角照射到两介质交界面时，反射光为完全线偏振光，则折射光为( )
A 、 完全线偏振光，且折射角是
3.35
B 、 部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为2的介质时，折射角是
3.35 C 、 部分偏振光，但需知两种介质的折射率才能确定折射角 D 、 部分偏振光且折射角是
3.35
9、一台工作于温度分别为600 K 和300 K 的高温热源与低温热源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热2000 J ，则对外作功( )
A 、 1000 J
B 、 2000 J
C 、 4000 J
D 、 500 J 10、对温度和体积相同的不同类理想气体，下列说法中错误的是( ) A 、总动能有可能相同 B 、总内能一定相同
C 、分子平均平动动能相等
D 、分子每个自由度的平均动能相等 二、填空题（本题共6小题，每空2分，共20分）
1、一弹簧振子作谐振动，振幅为A ，周期为T ，其运动方程用余弦函数表示。

当0=t 时， (1)振子在正的最大位移处，其初位相为 ； (2)振子在平衡位
置向负方向运动，初位相为 ； (3)振子在位移为-2
A
处，且向负方向运动，初位相为 。

2、如图3所示为一平面简谐波在2=t s 时刻的波形图。

则求得该简谐波波动方程是 。

(设波振幅为A ，初相位为ρ，波速u 与波长λ为已知量)
3、一双缝装置，缝间距为5.0mm ，缝距屏幕1.0m ，同时将400nm 和600nm 的光通过该装置，屏幕上出现两种颜色的干涉条纹, 则它们第三级干涉明纹之间的距离是 。

4、波长为λ的单色光垂直入射在缝宽为a ＝4λ的单缝上，对应于衍射角φ=30°，则在衍射屏上可观察到第 级 条纹（提示：填 明/暗）。

5、强度为 I 0
的自然光，通过偏振化方向互成30o 角的起偏器与检偏器后，光强度变
为 。

6、热力学第二定律的两种表述是等价的，它揭示了自然界中一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。

开尔文表述指出了 的过程是不可逆的；而克劳修斯表述则指出了 的过程是不可逆的。

三、计算题（本题共5小题，每题10分，共50分）
1、若简谐振动方程为0.10cos(20t+
)4
x π
π=，式中x 的单位为m ，t 的单位为s ,
求：（1）振幅、角频率、周期和初相；（2）速度的最大值。

O
图3
A 卷 第9 页 / 共 12页
2、波源作简谐运动，其运动方程为3
4.010cos 240y t π-=⨯，式中y 的单位为m ，t 的单位为s ，它所形成的波以30 m/s 的速度沿x 轴正方向传播。

求：（1）波的周期及波长；（2）波动方程。

3、在双缝干涉实验中，用波长546.1nm λ=的单色光照射，双缝与屏的距离
'300mm d =。

测得中央明纹两侧的两个第五级明条纹的间距为12.2mm 。

求双缝间的距离。

4、以单色平行可见光垂直照射宽 a=0.6mm 的单缝，缝后凸透镜的焦距f=40cm ,屏
上离中心点O距离 x=1.4mm处P点恰为一明纹中心.试求
（1）该入射光的波长；
（2）P点条纹的级次；
（3）从P点看来，对该光波而言，狭缝处被划分为多少个半波带？
5、如图4所示，有一定量的理想气体，从初状态a)
,
(
1
1
V
p开始，经过一个等容过程到达压强为4/1p的b态，再经过一个等压过程到达状态c，最后经等温过程而完
成一个循环，求该循环过程中系统对外作的功A。

1
p
p
图4
1
4
p
1
V2
A卷第10 页/ 共12页
A 卷 第11 页 / 共 12页
2018 ～ 2019 学年第 1 学期
大学物理A2 答案（ B 卷） 适用专业： 适用于56学时大学物理课程
一、选择题（本题共10小题，每题3分，共30分）
1、D
2、A
3、A
4、B
5、C
6、A
7、B
8、D
9、A 10、B 二、填空题（本题共6小题，每空2分，共20分）
1、0、π/
2、 2π/3 2、y=Acos[2πu/λ(t+x/u)+ ρ]
3、 0.12mm
4、 2 暗
5、 3I 0/8
6、功热转换； 热传导
三、计算题（本题共5小题，每题10分，共50分） 1、解：（1）将0.10cos(20t+
)4
x π
π=与cos()x A t ωϕ=+作比较， （1分）
可得振幅0.10m A =， （1分） 角频率20rad /s ωπ=， （1分） 初相4
π
ϕ=
， （1分）
则周期20.1s T π
ω
=
=。

（1分）
（2）速度d 200.01sin(20t+)d 4
x v t π
ππ=
=-⨯， （3分） 则速度的最大值max 200.012 m/s v ππ=⨯=。

（2分） 2、解：（1）将3
4.010cos 240y t π-=⨯与cos()y A t ωϕ=+作比较， （1分）
可得振幅34.010m A -=⨯， （1分） 角频率240rad /s ωπ=， （1分） 则周期328.3310 s T π
ω
-=
=⨯。

（1分）
波长λ==0.25 m uT （1分）
（2）它所形成的波以30 m/s 的速度沿x 轴正方向传播，
根据波源的振动方程可得()34.010cos 2408(m)y t x ππ-=⨯- （5分） 3、解：条纹间距d
D x λ
=
∆， （4分） 考虑到中央明纹，两个第五级明条纹间有11条条纹，共有10个条纹间距， 因此12.2
1.22mm 10
x ∆=
=， （2分） 利用公式d
D x λ
=
∆，代入数据， （2分） 得双缝间的距离4
1.3410m d -=⨯。

（2分）
4、解：（1）由单缝衍射明纹条件 （2分）
又f>>a, sinρ=x/f ，所以
（1分）
（1分）
sin (21)2
a k λ
ϕ=±+(21)
2x a k f λ
=±+3
2 4.210nm (21)21ax f k k λ⨯==++(1,2,3,)k =
k=3时，λ = 600nm （1分）
k=4时，λ = 466.7nm （1分）
（2）当λ = 600nm时，级次为3 （1分）
半波带数：2k+1=7 （1分）当λ = 466.7nm 时，级次为4 （1分）
半波带数：2k+1=9 （1分）
5、解：设c状态的体积为V2，则由于a ,c两状态的温度相同，
故p l V1＝p l V2／4，∴V2＝4V l
循环过程ΔE＝0，∴Q＝A
而在a→b等容过程中功A1 ＝0 （2分）
在b →c等压过程中功
A2 = P1(V2 -V1)／4
= 3P1V1／4 （2分）
在c→a 等温过程中功
A3 = P1V1 ln V1／V2
= P1V1 ln4 （2分）
∴A = A1 + A2 + A3 = (3/4- ln4)P1V1（4分）
A卷第12 页/ 共12页。