大学物理2试卷二带答案

大学物理2试卷二

一、填空题（共21分）

1（本题3分）

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． ［ ］ 2（本题3分）

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． ［ ］

3（本题3分）

一辆汽车以25 m/s 的速度远离一辆静止的正在鸣笛的机车．机车汽笛的频率为600 Hz ，

汽车中的乘客听到机车鸣笛声音的频率是（已知空气中的声速为330 m/s ） (A) 550 Hz ． (B) 645 Hz ．

(C) 555 Hz ． (D) 649 Hz ． ［ ］ 4（本题3分）

如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上．当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹

(A) 向右平移． (B) 向中心收缩． (C) 向外扩张． (D) 静止不动．

(E) 向左平移． ［ ］

5（本题3分）

一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i 0，则在界面2的反射光

(A) 是自然光．

(B) 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面．

(C) 是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面．

(D) 是部分偏振光． ［ ］

6（本题3分）

用频率为ν 的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为E K ；若改用频率为2ν 的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能为：

(A) 2 E K ． . (B) 2h ν - E K ．

(C) h ν - E K ． (D) h ν + E K ． ［ ］ 7（本题3分）

不确定关系式h p x x ≥⋅∆∆表示在x 方向上

(A) 粒子位置不能准确确定． (B) 粒子动量不能准确确定． (C) 粒子位置和动量都不能准确确定．

(D) 粒子位置和动量不能同时准确确定． ［ ］

空气

单色光

i 0

12

二、填空题（共19分）

8（本题3分）

1 mol 氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧气瓶中，温度为27℃，这瓶氧气的内能为________________J ；分子的平均平动动能为____________Ｊ；分子的平均总动能为_____________________Ｊ．

9（本题4分）

现有两条气体分子速率分布曲线(1)和(2)，如图所示． 若两条曲线分别表示同一种气体处于不同的温度下的速率分布，则曲线_____表示气体的温度较高． 若两条曲线分别表示同一温度下的氢气和氧气的速率分布，则曲线_____表示的是氧气的速率分布． 10（本题3分）

一个质点同时参与两个在同一直线上的简谐振动，其表达式分别为

)612cos(10421π+⨯=-t x , )6

52cos(10322π-⨯=-t x (SI)

则其合成振动的振幅为___________，初相为_______________． 11（本题3分）

在真空中沿着z 轴的正方向传播的平面电磁波，O 点处电场强度为

)6/2cos(900π+π=t E x ν，则O 点处磁场强度为_______________________．

（真空介电常量 ε 0 = 8.85×10-12 F/m ，真空磁导率 μ 0 =4π×10-

7 H/m ） 12（本题3分）

一束光垂直入射在偏振片P 上，以入射光线为轴转动P ，观察通过P 的光 强的变化过程．若入射光是__________________光，则将看到光强不变；若入 射光是__________________，则将看到明暗交替变化，有时出现全暗；若入射光 是_________________，则将看到明暗交替变化，但不出现全暗． 13（本题3分）

根据氢原子理论，若大量氢原子处于主量子数n = 5的激发态，则跃迁辐射

的谱线可以有________条，其中属于巴耳末系的谱线有______条．

三、计算题（共60分）

14（本题10分）0.32kg 的氧气作如图所示的ABCDA 循环，设212V V =，1300K T =，

2200K T =，求循环效率。[氧气的定体摩尔热容的实验值为,21.1J (mol K)V m C =⋅]

15（本题10分）

某质点作简谐振动，周期为2 s ，振幅为0.06 m ，t = 0 时刻，质点恰好处在负向最大位移处，求 (1) 该质点的振动方程；

(2) 此振动以波速u = 2 m/s 沿x 轴正方向传播时，形成

(摩尔气体常量 R = 8.31 J ·mol -1·K -1 玻尔兹曼常量 k = 1.38×10-23Ｊ·K -1）

的一维简谐波的波动表达式，（以该质点的平衡位置为坐标原点）； (3) 该波的波长． 16（本题10分）

一列沿x 正方向传播的简谐波，已知 01=t 和

25.02=t 求 （1）此波的波动方程；

（2）P 点的简谐振动方程。 17（本题10分）

在图示的双缝干涉实验中，若用薄玻璃片(折射率n 1＝1.4)覆盖缝S 1，用同样厚度的玻璃片(但折射率n 2＝1.7)覆盖缝S 2，将使原来未放玻璃时屏上的中央明条纹处O 变为第五级明纹．设单色光波长λ＝480 nm(1nm=10­9

m )，求玻璃片的厚度d (可认为光线垂直穿过玻璃片)． 18（本题10分）

用波长为500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈形膜上．在观察反射光的干涉现象中，距劈形膜棱边l = 1.56 cm 的A 处是从棱边算起的第四条暗条纹中心．

(1) 求此空气劈形膜的劈尖角θ；

(2) 改用600 nm 的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹，A 处是明条纹还是暗条纹？

(3) 在第(2)问的情形从棱边到A 处的范围内共有几条明纹？几条暗纹？ 19（本题10分）

(1) 在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长，λ1=400 nm ，λ2=760 nm (1 nm=10-9 m)．已知单缝宽度b =1.0×10-2 cm ，透镜焦距f =50 cm ．求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离．

(2) 若用光栅常数b+b '=1.0×10-3 cm 的光栅替换单缝，其它条件和上一问相同，求两种光第一级主极大之间的距离． 20（本题10分）

假定在康普顿散射实验中，入射光的波长λ0 = 0.0030 nm ，反冲电子的速度 v = 0.6 c ，

求散射光的波长λ． ( 电子的静止质量m e = 9.11×10-31 kg ，普朗克常量h = 6.63×10-34 J ·s ，

1 nm = 10-9 m ，c 表示真空中的光速 )

大学物理2试卷二答案

一、选择题（共21分）A BCBBDD 二、填空题（共19分）

8（本题3分）6.23×10 3 6.21×10 - 21 1.035×10 - 21

9（本题4分） (2) (1)10（本题3分）1×10-2 m π/6