大学物理模拟试题

一．选择题(共30分) 1.(本题3分)

两瓶不同种类的理想气体，它们的温度和压强都相同，但体积不同，则单位体积内的气体分子数n，单位体积内的气体分子的总平动动能(EK/V)，单位体积内的气体质量?，分别有如下关系：

(A) n不同，(EK/V)不同，??不同． (B) n不同，(EK/V)不同，??相同． (C) n相同，(EK/V)相同，??不同． (D) n相同，(EK/V)相同，??相同． ［ ］ 2.(本题3分)

理想气体向真空作绝热膨胀． (A) 膨胀后，温度不变，压强减小． (B) 膨胀后，温度降低，压强减小． (C) 膨胀后，温度升高，压强减小． (D) 膨胀后，温度不变，压强不变． ［ ］ 3.(本题3分)

有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氨气，另一个盛有氢气（看成刚性分子的理想气体），它们的压强和温度都相等，现将5J的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氨气也升高同样的温度，则应向氨气传递热量是：

(A) 6 J. (B) 5 J. (C) 3 J. (D) 2 J. ［ ］ 4.(本题3分)

两个同周期简谐振动曲线如图所示．x1的相位比x2的相位

x (A) 落后?/2． (B) 超前???． x1 x2 (C) 落后??． (D) 超前?．

［ ］

O t

5.(本题3分)

在夫琅禾费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽度变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹

(A) 对应的衍射角变小． (B) 对应的衍射角变大．

(C) 对应的衍射角也不变． (D) 光强也不变． ［ ］ 6.(本题3分)

一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成45°角，则穿过两个偏振片后的光强I为 (A) I0/42 ． (B) I0 / 4．

(C) I 0 / 2． (D) 2I0 / 2． ［ ］ 7.(本题3分)

(1)对某观察者来说，发生在某惯性系中同一地点、同一时刻的两个事件，对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说，它们是否同时发生？

(2)在某惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，它们在其它惯性系中是否同时发生？

关于上述两个问题的正确答案是： (A) (1)同时，(2)不同时． (B) (1)不同时，(2)同时． (C) (1)同时，(2)同时．

(D) (1)不同时，(2)不同时． ［ ］ 8.(本题3分)

把一个静止质量为m0的粒子，由静止加速到v?0.6c (c为真空中光速）需作的功等于

(A) 0.18m0c2． (B) 0.25 m0c2．

(C) 0.36m0c2． (D) 1.25 m0c2． ［ ］ 9.(本题3分)

已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子的最大动能是 1.2 eV，而钠的红限波长是5400 ?，那么入射光的波长是 (A) 5350 ?． (B) 5000 ?．

(C) 4350 ?． (D) 3550 ?． ［ ］ 10.(本题3分)

由氢原子理论知，当大量氢原子处于n =3的激发态时，原子跃迁将发出： (A) 一种波长的光． (B) 两种波长的光．

(C) 三种波长的光． (D) 连续光谱． ［ ］

二．填空题(共20分) 11. (本题4分)

两个容器容积相等，分别储有相同质量的N2和O2气体，它们用光滑细管相连通，管子中置一小滴水银，两边的温度差为 30

K，当水银滴在正中不动时，N2和O2的温度为TN＝ ___________，TO＝

__________．(N2气的摩尔质量Mmol＝28310-3 kg2mol?1) 12.(本题3分)

当理想气体处于平衡态时，若气体分子速率分布函数为f(v)，则分子速率处

于最概然速率vp至∞范围内的概率△N / N＝________________． 13.(本题5分)

22 一横波的表达式是y?0.02sin2?(100t?0.4?) (SI)， 则振幅是________，

波长是_________，频率是__________，波的传播速度是______________． 14.(本题3分)

用波长为?的单色光垂直照射置于空气中的厚度为e折射率为1.5的透明薄 膜，两束反射光的光程差??＝________________________． 15.(本题5分)

一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃片上，就偏振状态来说则反射光为

____________________，反射光E矢量的振动方向______________________，透 射光为________________________． 5 p (310 Pa)三．计算题(共50分) 16.(本题10分)

bc如图所示，abcda为1 mol单原子分子理

2想气体的循环过程，求：

(1) 气体循环一次，在吸热过程中从外界

1d共吸收的热量； a (2) 气体循环一次对外做的净功； V (310?3 m3) (3) 证明 在abcd四态, 气体的温度有O23 TaTc=TbTd．

17.(本题10分) 有一轻弹簧，当下端挂一个质量m1 =10g的物体而平衡时，伸长量为4.9cm．用这个弹簧和质量m2 = 16 g的物体组成一弹簧振子．取平衡位置为原点，向上为x轴的正方向．将m2从平衡位置向下拉 2 cm后，给予向上的初速度v0 = 5 cm/s 并开始计时，试求m2的振动周期和振动的数值表达式． 18.(本题10分)

一列平面简谐波在媒质中以波速u = 5 m/s沿x轴

y (cm)正向传播，原点O处质元的振动曲线如图所示．

2 (1) 求解并画出x = 25 m处质元的振动曲线．

24 (2) 求解并画出t = 3 s时的波形曲线．

Ot (s)19.(本题10分)

在双缝干涉实验中，单色光源S0到两缝S1和S2的

屏 S1 距离分别为l1和l2，并且l1－l2＝3?，?为入射光的波长，

l1 d 双缝之间的距离为d，双缝到屏幕的距离为D(D>>d)，如O S0 l 2S 图．求： D 2 (1) 零级明纹到屏幕中央O点的距离． (2) 相邻明条纹间的距离． 20.(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，?1=400 nm，??=760 nm (1 nm=10-9 m)．已知单缝宽度a=1.0310-2 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d=1.0310-3 cm的光栅替换单缝，其他条件和上一问相同，求两种光第一级主极大之间的距离．

?大学物理（下）A卷标准答案

一、选择题(共30分，每题3分)

1、(C) 2、(A) 3、(C) 4、(B) 5、(B) 6、(B)

7、(A) 8、(B) 9、(D) 10、(C)

二．填空题(共20分) 11. (本题4分)

210 K 2分 240 K 2分 12.(本题3分)

??pvf(v)dv 3分

13.(本题5分)

2 cm 1分

2.5 cm 100 Hz 250 cm/s 14.(本题3分) 3e +?/2 或 3e -?/2 15.(本题5分)

完全（线）偏振光 垂直于入射面 分

部分偏振光 分

三．计算题(共50分) 16.(本题10分)

解：(1) 过程ab与bc为吸热过程， 吸热总和为 Q1=CV(Tb－Ta)+Cp(Tc－Tb) ?32(pbVb?paVa)?52(pcVc?pbVb)

=800 J (2) 循环过程对外所作总功为图中矩形面积 W = pb(Vc－Vb)－pd(Vd －Va) =100 J (3) Ta=paVa/R，Tc = pcVc/R， Tb = pbVb /R，Td = pdVd/R， TaTc = (paVa pcVc)/R2=(12×104)/R2 TbTd = (pbVb pdVd)/R2=(12×104)/R2

∴ TaTc=TbTd

17.(本题10分)

解：设弹簧的原长为l，悬挂m1后伸长?l，则 k??l = m1g，

k?= m1g/ ?l = 2 N/m 取下m1挂上m2后， ??k/m2?11.2 rad/s T?2?/?=0.56 s t = 0时， x0??2?10?2m?Acos? v0?5?10?2m/s??A?sin? 解得 A?x22?20?(v0/?)m?2.05?10 m 分 1分 2分 3分 2分 2 1

4分 2分 4分 1分 2分

1分

2分

1

??tg?1(?v0/?x0)?180°+12.6°=3.36 rad

也可取 ? = -2.92 rad 2分 振动表达式为 x = 2.05310-2cos(11.2t-2.92) (SI) 2分 或 x = 2.05310-2cos(11.2t+3.36) (SI)

18.(本题10分)

解：(1) 原点O处质元的振动方程为 y?2?10?2cos(?t?波的表达式为 y?2?10?2 (SI) ?)，

2211cos(?(t?x/5)??)， (SI)

221112分 2分

x = 25 m处质元的振动方程为 y?2?10?2cos(?t?3?)， (SI)

2振动曲线见图 (a) 2分

(2) t = 3 s时的波形曲线方程 y?2?10?2cos(???x/10)， (SI) 2分 波形曲线见图 2

分

y (m)y (m)2310-2O-2310-21234t (s)uO510152025x (m)(a)

(b)

x 19.(本题10分)

解：(1) 如图，设P0为零级明纹中心 则 r2?r1?dP0O/D 3分

(l2 +r2) ? (l1 +r1) = 0

l1 ∴ r2 – r1 = l1 – l2 = 3?

∴  P0O?D?r2?r1?/d?3D?/d 3分 s0 l2 (2) 在屏上距O点为x处, 光程差

??(dx/D)?3? 2分 明纹条件 ???k? (k＝1，2，....)

xk???k??3??D/d

s1 r1 r2 P0 d O D s2

在此处令k＝0，即为(1)的结果．相邻明条纹间距

?x?xk?1?xk?D?/d 2分

20.(本题10分)

解：(1) 由单缝衍射明纹公式可知 asin?1?12?2k?1??1?32?1 (取k＝1 ) 1

T (4) 平均动能 EK?(1/T)?012mv2dt

?2T ?(1/T)?012m(?4??1012E)sin(8?t?2213?)dt

= 3.95310-5 J = 同理 EP?分

18.(本题10分) 解：(1) y0?(2)

y?2?102?10?2

12E= 3.95310-5 J 3

cos(12?t?1413t??) 14 (SI) 4分

2y (10-2 m)u?2cos[2?(x)?13?]

-4/3-1/311/34O2/35/38/3x (m)?6/2(SI) 3分

(3) t = 1 s时，波形表达式：

y?2?10?215cos(?x??)26 (SI)

故有如图的曲线． 3分

19.(本题10分)

解：加强， 2ne+ ??122ne??= k?， 2分

?4ne2k?1?30002k?1k?12 nm 2分

k = 1， ?1 = 3000 nm， k = 2， ?2 = 1000 nm， k = 3， ?3 = 600 nm， k = 4， ?4 = 428.6 nm，

k = 5， ?5 = 333.3 nm． 4分 ∴ 在可见光范围内，干涉加强的光的波长是

?＝600 nm 和?＝428.6 nm． 2分

20.(本题10分)

解：由光栅衍射主极大公式得 dsin?1?k1?1 dsin?2?k2?2

sin?1sin?2?k1?1k2?2?k1?440k2?660?2k13k2 4分

当两谱线重合时有 ?1=??2 1分 即

k1k2?32?64?96 ．．．．．．． 1分

两谱线第二次重合即是

k1k2?64， k1=6， k2=4 2分

由光栅公式可知d sin60°=6?1 d?

6?1sin60?=3.05310-3 mm 2分

课程编号 07020005 拟题教研室(或老师)签名_________教研室主任签名_________

…………………………密……………………封…………………线……………………………

长 沙 理 工 大 学 拟 题 纸

课程名称（含档次） 大学物理(下) (C卷) 专业层次（本、专） 本科 专 业 理工科类 考试方式（开、闭卷） 闭卷 _____________________________________________________________________

三．选择题(共30分) 1.(本题3分)

假定氧气的热力学渭度提高一倍，氧分子全部离解为氧原子，则这些氧原子的平均速率是原来氧分子平均速率的

(A) 4倍． (B) 2倍． (C)

2倍． (D)

12倍． ［ ］

2.(本题3分)

一定量的理想气体，起始温度为T，体积为V0．后经历绝热过程，体积变为2 V0．再经过等压过程，温度回升到起始温度．最后再经过等温过程，回到起始状态．则在此循环过程中

(A) 气体从外界净吸的热量为负值． (B) 气体对外界净作的功为正值． (C) 气体从外界净吸的热量为正值． (D) 气体内能减少． ［ ］ 3.(本题3分)

图中所画的是两个简谐振动的振动曲线．若这两个简谐振动可叠加，则合成

x 的余弦振动的初相为

(A) (C)

3． (B) ?． ?21?． (D) 0． 2x2 A/2 t x1 ［ ］

O -A 4.(本题3分)

在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝S1、S2距离 相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O处．现将光源SS1 向下移动到示意图中的S?位置，则 S O (A) 中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变． S ? S 2 (B) 中央明条纹向上移动，且条纹间距不变． (C) 中央明条纹向下移动，且条纹间距增大． (D) 中央明条纹向上移动，且条纹间距增大． ［ ］

5.(本题3分)

在单缝夫琅禾费衍射实验中，若减小缝宽，其他条件不变，则中央明条纹 (A) 宽度变小； (B) 宽度变大； (C) 宽度不变，且中心强度也不变； (D) 宽度不变，但中心强度变小． ［ ］ 6.(本题3分)

自然光以60°的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全线偏振光，则知折射光为

(A) 完全线偏振光且折射角是30°．

(B) 部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为3的介质时，折射角 是30°．

(C) 部分偏振光，但须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30°． ［ ］ 7.(本题3分)

宇宙飞船相对于地面以速度v作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过?t(飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为 (c表示真空中光速) (A) c2?t (B) v2?t (C)

c??t1?(v/c)2(D) c??t?1?(v/c)2 ［ ］

8.(本题3分)

把一个静止质量为m0的粒子，由静止加速到v?0.6c (c为真空中光速）需作的功等于

(A) 0.18m0c2． (B) 0.25 m0c2．

(C) 0.36m0c2． (D) 1.25 m0c2． ［ ］ 9.(本题3分)

光电效应中发射的光电子最大初动能随入射光频率? 的

mv2/2变化关系如图所示．由图中的 (A) OQ (B) OP ? (C) OP/OQ (D) QS/OS O

QS可以直接求出普朗克常量． ［ ］ P

10.(本题3分)

根据玻尔的理论，氢原子在n =5轨道上的动量矩与在第一激发态的轨道动量矩之比为

(A) 5/4． (B) 5/3．

(C) 5/2． (D) 5． ［ ］

二．填空题(共20分) 11.(本题3分)

A、B、C三个容器中皆装有理想气体，它们的分子数密度之比为nA∶nB∶nC＝4∶2∶1，而分子的平均平动动能之比为wA∶wB∶wC＝1∶2∶4，则它们的压强之比pA∶pB∶pC＝__________．

12.(本题3分)

在一个以匀速度u运动的容器中，盛有分子质量为m的某种单原子理想气体．若使容器突然停止运动，则气体状态达到平衡后，其温度的增量?T＝ _________________．

p 13. (本题4分)

如图所示，一定量的理想气体经历a→b→c过程，在此过程中气体从外界吸收b c 热量Q，系统内能变化?E，请在以下空格

内填上>0或<0或= 0：

Q_____________，?E ___________． a V O

14.(本题5分)

一平面简谐波沿x轴正方向传播，波速 y (m)u = 100 m/s，t = 0时刻的波形曲线如图所示．

0.2 x (m)可知波长? = ____________； 振幅A = __________； O0.20.61.0 -0.2频率? = ____________．

15.(本题5分)

如果从一池静水(n＝1.33)的表面反射出来的太阳光是线偏振的，那么太阳的仰角(见图)大致等于 ________________．在这反射光中的E矢量的方向应

?阳光仰角水____________________．

三．计算题(共50分) 16.(本题10分)

1 mol理想气体在T1 = 400 K的高温热源与T2 = 300 K的低温热源间作卡诺循环（可逆的），在400 K的等温线上起始体积为V1 = 0.001 m3，终止体积为V2 = 0.005 m3，试求此气体在每一循环中

(1) 从高温热源吸收的热量Q1 (2) 气体所作的净功W

(3) 气体传给低温热源的热量Q2

17.(本题10分)

一质量m = 0.25 kg的物体，在弹簧的力作用下沿x轴运动，平衡位置在原

点. 弹簧的劲度系数k = 25 N2m-1． (1) 求振动的周期T和角频率?．

(2) 如果振幅A =15 cm，t = 0时物体位于x = 7.5 cm处，且物体沿x轴反向运动，求初速v0及初相?． (3) 写出振动的数值表达式．

18.(本题10分)

一横波沿绳子传播，其波的表达式为 y?0.05cos(100?t?2?x) (SI)

(1) 求此波的振幅、波速、频率和波长． (2) 求绳子上各质点的最大振动速度和最大振动加速度． (3) 求x1 = 0.2 m处和x2 = 0.7 m处二质点振动的相位差．

19.(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?；

(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？

20.(本题10分)

一平面衍射光栅宽2 cm，共有8000条缝，用钠黄光(589.3 nm)垂直入射，试求出可能出现的各个主极大对应的衍射角．(1nm=10-9m)

大学物理（下）C卷标准答案

一、选择题(共30分，每题3分)

1、(B) 2、(A) 3、(B) 4、(B) 5、(B) 6、(D)

7、(A) 8、(B) 9、(C) 10、(C) 1

二．填空题(共20分) 11. (本题3分)

1∶1∶1 12.(本题3分)

mu2 / 3k 13.(本题4分)

>0 >0 14.(本题5分)

0.8 m 0.2 m 125 Hz 15.(本题5分)

37° 垂直于入射面 分

三．计算题(共50分) 16.(本题10分)

解：(1) Q1?RT1ln(V2/V1)?5.35?103 J (2) ??1?T2T?0.25.

1 W??Q1?1.34?103 J (3) Q2?Q1?W?4.01?103 J 17.(本题10分)

解：(1) ??k/m?10s?1 T?2?/??0.63 s (2) A = 15 cm，在 t = 0时，x0 = 7.5 cm，v 0 < 0 由 A?x220?(v0/?) 得 v0???A2?x20??1.3 m/s ??tg?1(?v10/?x0)?3?

或 4?/3 ∵ x0 > 0 ，∴ ??13?

3分 3分 2分 2分 2分 1分 2分 3分 2 3分

4分 3

分

1分 1分 1分

2分 2分

分

1 (3) x?15?10?2cos(10t?13?) (SI) 2分

18.(本题10分)

解：(1) 已知波的表达式为y?0.05cos(100?t?2?x) 与标准形式y?Acos(2??t?2?x/?) 比较得

A = 0.05 m， ? = 50 Hz， ? = 1.0 m 各1分 u = ?? = 50 m/s 1分 (2) vmax?(?y/?t)max?2??A?15.7 m /s 2分 amax?(?2y/?t2)max?4?2?2A?4.93?103 m/s2 2分 (3) ???2?(x2?x1)/???，二振动反相 2分

19.(本题10分)

解：(1) 棱边处是第一条暗纹中心，在膜厚度为e2＝

3212?处是第二条暗纹中心，

依此可知第四条暗纹中心处，即A处膜厚度 e4=?

∴ ??e4/l?3?/?2l?＝4.8310-5 rad 5分 (2) 由上问可知A处膜厚为 e4＝33500 / 2 nm＝750 nm

对于?＇＝600 nm的光，连同附加光程差，在A处两反射光的光程差为

2e4?12??，它与波长??之比为2e4/???12?3.0．所以A处是明纹 3分

(3) 棱边处仍是暗纹，A处是第三条明纹，所以共有三条明纹，三条暗

纹． 2分

20.(本题10分)

解：由光栅公式 (a＋b)sin? = k? 2分 sin? = k???a＋b) =0.2357k 3分 k =0 ? =0 1分

-k =±1  ?1 =±sin10.2357=±13.6° 1分

-1

k =±2 ?2 =±sin0.4714=±28.1° 1分

-1

k =±3 ?3 =±sin0.7071=±45.0° 1分

-1

k =±4 ?4 =±sin0.9428=±70.5° 1分

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vogp.html