大学物理综合测试

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大学物理综合测试八一、选择题（每题3分，共27分）1.下列条件的哪一个不是形成耗散结构所必需的：(A)开放系统（B）质量扩散（C）非线性远离平衡（D）突变和正反馈（）2.某星星以速度V离开地球，其谱线在地球上看来：（A）光谱不变（B）光谱紫移（C）光谱红移（D）光谱蓝移（）3.下列说法正确的是：（A）两弧子在碰撞后各自的波形和速度都不变。（B）两孤子在碰撞后各自的波形变化，而速度不变。（C）两孤子在碰撞后各自的波形不变，而速度变化。（D）两孤子在碰撞后各自的波形和速度都显著变化。（）4.两个质量相等的小球由一轻弹簧相连接，再用一细绳悬挂于天花板上，处于静止状态，如图所示，将绳子剪断的瞬间，球1和球2的加速度分别为：（A）a1=g,a2=g（B）a1=0.a2=g（C）a1=g,a2=0（D）a1=2g,a2=0()5.一平面简谐波，沿x轴负方向传播，圆频率为ω，波速为u。设t=T/4时刻的波形如图所示，则该波的表达式为：（A）（B）（C）（D）()6.若在弦线上的驻波表达式是（SI）。则形成该驻波的两个反向进行的行波为：（A）（SI）（B）23/23\n（SI）（C）（SI）（D）（SI）7.在如图所示的单缝的夫琅和费衍射实验中，将单缝K沿垂直于光的入射方向（图中的x方向）稍微平移，则（A）衍射条纹移动，条纹宽度不变。（B）衍射条纹移动，条纹宽度变动。（C）衍射条纹不动，条纹宽度不变。（D）衍射条纹中心不动，条纹变窄。（）8.一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数（a+b）为下列哪种情况时(a代表每条缝的宽度)，k=3,6,9等级次的主极大均不出现？（A）a+b=2a（B）a+b=3a（C）a+b=4a（D）a+b=6a（）9.如图所示，一斜面固定在卡车上，一物块置于该斜面上，在卡车沿水平方向加速起动的过程中，物块在斜面上无相对滑动，说明此过程中摩擦力对物块的冲量：（A）水平向前。（B）只可能沿斜面向上。（C）只可能沿斜面向下。（D）沿斜面向上或向下均有可能。（）二、填空题（共23分）1.（本题3分）如果系统对于空间任一方向平移对称，则系统的_________守恒，如果系统的时间平移对称性破缺，则系统的___________不守恒。2.（本题3分）23/23\n一束自然光通过两个偏振片，若两偏振片的偏振化方向间夹角由α1转到α2，则转动前后透射光强度之比为___________。3.（本题3分）一质点从静止出发沿半径R=1m的圆周运动，其角加速度随时间t的变化规律是（SI）则质点的角速度___________；切向加速度at=___________。4.（本题3分）麦克斯韦速率分布曲线如图所示，图中虚线两边A、B两部分面积相等，则V0的物理意义为______________________。5.（本题3分）已知某平面简谐波的波源的振动方程为（SI），波速为2m/s，则离波源5m处质点的振动方程为___________。6.（本题3分）两列纵波传播方向成，在两波相遇区域内的某质点处，甲波引起的振动方程是（SI），乙波引起的振动方程是（SI），则t=0时刻该点的振动位移大小是___________。7.（本题3分）有一人造地球卫星，质量为m，在地球表面上空2倍于地球半径R的高度沿圆轨道运行，用m、R、引力常数G和地球的质量M表示（1）卫星的动能为______________________；（2）卫星的引力势能为______________________。三、计算题（共40分）1.（本题10分）一轻绳跨过两个质量均为m，半径均为r的均匀圆盘状定滑轮，绳的两端分别挂着质量为m和2m的重物，如图所示，绳与滑轮间无相对滑动，滑轮轴光滑，两个定滑轮的转动惯量均为，将由两个定滑轮以及质量为m和2m的重物组成的系统从静止释放，求两滑轮之间绳内的张力。23/23\n2.(本题10分)如图所示，一个四周用绝热材料制成的气缸，中间有一固定的用导热材料制成的导热板C把气缸分成A、B两部分，D是一绝热的活塞，A中盛有1mol氦气，B中盛有1mol氮气（均试求在此过程中B部分气体内能的变化。）3.（本题10分）在牛顿环装置的平凸透镜和平板玻璃间充以某种透明液体，观测到第10个明环的直径由充液前的14.8cm变成充液后的12.7cm，求这种液体的折射率n。4.（本题5分）计算1mol铜在1atm下温度由T1升到T2时的熵变，已知在此温度范围内铜的定压摩尔热容为Cp=a+bT,其中a、b为常数。5.（本题5分）观察者A测得与他相对静止的xoy平面上一个圆的面积是12cm2，另一观察者B相对于A以0.8c(c为真空中光速)平行于xoy平面作匀速直线运动，B测得这一图形为一椭圆，其面积是多少？23/23\n四、证明题（共5分）1.（本题5分）试证明两条绝热线不能相交。五、问答题（共5分）1.（本题5分）在参照系S中，有两个静止质量是m0的粒子A、B。分别以速度相向运动，两者碰撞后合在一起成为一个静止质量为M0的粒子。在求M0时有一种解答如下：这个解答对否？为什么？大学物理综合测试九一、选择题（共24分）1.（本题3分）能够表示系统状态的空间称为相空间。对一个自由度为S的系统，所对应的相空间维数为：（A）S（B）2S（C）3S（D）4S（）2.（本题3分）在下列各种说法中，哪些是正确的：（1）热平衡过程就是无摩擦的、平衡力作用的过程（2）热平衡过程一定是可逆过程（3）热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接（4）热平衡过程在P-V图上可用一连续曲线表示（A）（1）、（2）（B）（3）、（4）（C）（2）、（3）、（4）（D）（1）、（2）、（3）、（4）（）3.（本题3分）23/23\n一定量的理想气体，从a态出发经过①或②过程到达b态，acd为等温线（如图），则①、②两过程中外界对系统传递的热量Q1、Q2是：（A）Q1>0,Q2>0（B）Q1<0,Q2<0（C）Q1>0,Q2<0（D）Q1<0,Q2>0（）4.（本题3分）一平面简谐波以速度u沿x轴正方向传播，在t=t＇时波形曲线如图所示，则坐标原点O的振动方程为：（A）（B）（C）（D）（）5.（本题3分）爱因斯坦广义相对论原理包括：（A）光速不变原理及力学相对性原理（B）光速不变原理及狭义相对性原理（C）等效原理及广义相对性原理（D）等效原理及光速不变原理（）6.（本题3分）如图所示，折射率为n2，厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和n3，已知n1n3，若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束（用①与②示意）的光程差是（A）2n2e（B）（C）2n2e-λ（D）（）23/23\n7.（本题3分）使一光强为10的平面偏振光先后通过两个偏振片P1和P2，P1和P2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是，则通过这两个偏振片后的光强1是（A）（B）0（C）（D）（E）（）8.（本题3分）混沌是一种貌似无规的运动，指在确定性非线性系统中，不附加任何随机因素亦可出现类似随机的行为（内在随机性），混沌系统的最大特征是：（A）运动的极端无规性（B）对初始条件的极端敏感性（C）对初始条件的极端不敏感性（D）随时间演化的可预测性（）二、填空题：（共31分）1.（本题3分）对于开放系统，由系统内部不可逆过程引起的熵变化称为__________；由系统与外界交换能量或物质引起的熵变化称为______________。2.本题（3分）一质量为m的物体，以初速vo从地面抛出，抛射角，如忽略空气阻力，则从抛出到刚要接触地面的过程中（1）物体动量增量的大小为____________。（2）物体动量增量的方向为____________。3.（本题5分）一质量为m的质点沿着一条空间曲线运动，其运动方程式为：r=acosωti+bsinωtj，其中a、b、ω皆为常数，则此质点所受的力对坐标原点的力矩M=_____；该质点对坐标原点的角动量L=________。4.（本题3分）有一半径为R的匀质圆形水平转台，可绕通过盘心O且垂直于盘面的竖直固定轴转动，转动惯量为J，台上有一人，质量为m，当他站在离转轴r处时（r0,W2<0,W3<0（B）W1>0,W2<0,W3>0（C）W1=0,W2<0,W3>0（D）W1=0,W2<0,W3<0（）4.（本题3分）一物体作简谐振动，振动方程为，则该物体在t=0时刻与时刻的动能之比为（A）1：4（B）1：2（C）1：1（D）2：1（）5.（本题3分）某星星以速度v离开地球，其谱线在地球上看来（A）光谱不变（B）光谱红移（C）光谱紫移（D）光谱蓝移（）5*.(本题3分)（I类专业不做此题）一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行，如果宇航员希望把这路程缩短为3光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度应是（A）（B）23/23\n（C）（D）（）6.（本题3分）在容积的容器中，装有压强的理想气体，则容器中气体分子的平动动能总和为（A）2J（B）3J（C）5J（D）9J（）7.（本题3分）关于可逆过程和不可逆过程有以下几种说法；（1）可逆过程一定是平衡过程。（2）平衡过程一定是可逆过程。（3）不可逆过程一定找不到另一过程使系统和外界同时复原。（4）非平衡过程一定是不可逆过程。以上说法，正确的是：（A）（1）、（2）、（3）（B）（2）、（3）、（4）（C）（1）、（3）、（4）（D）（1）、（2）、（3）、（4）（）8.（本题3分）某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环：I（abcda）和II（），且两条循环曲线所围面积相等，设循环Ⅰ的效率为η，每次循环在高温热源处吸收的热量为Q，循环Ⅱ的效率为，每次循环在高温热源吸收的热量为，则（A）（B）（C）（D）（）9.（本题3分）若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长，在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好？（A）（B）（C）（D）（）10.（本题3分）光强为I0的自然光垂直通过两个偏振片，它们的偏振化方向之间的夹角23/23\n。设偏振片没有吸收，则出射光强I与入射光强I0之比为；（A）1/4（B）3/4（C）1/8（D）3/8（）二、填空题：（共30分）1.（本题3分）两个质点的质量各为m1，m2，当它们之间的距离由a缩短到b时，万有引力所做的功为_______。2.(本题3分)一根长为1的细绳的一端固定于光滑水平面上的O点，另一端系一质量为m的小球，开始时绳子是松弛的，小球与O点的距离为h.使小球以某个初速率沿该光滑水平面上的一直线运动，该直线垂直于小球初始位置与O点的连线。当小球O点的距离达到1时，绳子绷紧从而使小球沿一个以O点为圆心的圆形的轨迹运动，则小球作圆周运动时的动能Ek与初动能Eko的比值Ek/Eko=_____________。3.（本题5分）有两相同的弹簧，其倔强系数均为K.（1）把它们串联起来，下面挂一个质量为m的重物，此系统作简谐振动的周期为_________。（2）把它们并联起来，下面挂一个质量为m的重物，此系统作简谐振动的周期为________。4.（本题5分）已知f(v)为麦克斯韦速率分布函数，vp为分子的最概然速率，则表示________________；速率v>vp的分子的平均速率表达式为_________________。5.（本题3分）（II类专业不做此题）非平衡态可分为两大类型：（1）_________________；（2）_______________________。外界作用与系统响应的关系分别是（1）_________________；（2）___________________。5*（本题3分）（I类做专业不做此题）1mol理想气体经过等温膨胀，体积由v0膨胀到2v0,气体的熵变为______________________。6.（本题3分）一宇宙飞船相对地球以0.8C的速度飞行。一光脉冲从船尾传到船头，飞船上的观察者测得飞船长为90m，地球上的观察者测得光脉冲从船尾发出和到达船头两个事件的空间间隔为__________。7.（本题5分）在单缝夫琅和费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应的单缝处波面可划分为________个半波带，若将缝宽缩小一半，原来第三级暗纹处将是__________________纹。8.（本题3分）（II类专业不做此题）光纤分为___________光纤和__________________光纤两类。8*.（本题3分）（I类专业不做此题）当一束自然光以布儒斯特角入射到两种媒质的分界面上时，就偏振状态来说反射光为________光，其振动方向___________于入射面。三、计算题：（共40分）1.（本题10分）如图所示，设两重物的质量分别为m1和m2，且m1>m2，定滑轮的半径为r，对转轴的转动惯量为J，轻绳与滑轮间无滑动，滑轮轴上摩擦不计。设开始时系统静止，试求t时刻滑轮的角速度。23/23\n2.（本题10分）一定量的单原子分子理想气体，从初态A出发，沿图示直线过程变到另一状态B，又经过等容、等压两过程回到状态A。（1）求，，各过程中系统对外所作的功W，内能的增量E以及所吸收的热量Q。（2）整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量（各过程吸热的代数和）。3.（本题10分）一简谐波，振动周期,波长λ=10m，振幅A=0.1m，当t=0时刻，波源振动的位移恰好为正方向的最大值，若坐标原点和波源重合，且波沿OX轴正方向传播，求：（1）此波的表达式；23/23\n（2）t1=T/4时刻，x1处质点的位移；（3）t2=T/2时刻，x1=λ/4处质点的振动速度。4.（本题10分）用波长λ=500mm(1nm=10-9m)的单色光垂直照射在由两块玻璃（一端刚好接触成为劈棱）构成的空气劈尖上。劈尖角。如果劈尖内充满折射率为n=1.40的液体。求从劈棱数起第五个明条纹在充入液体前后移动的距离。23/23\n大学物理综合测试十一一、选择题（共18分）1.（本题3分）一光子以速度C运动，一个人以0.9C的速度去追，此人观察到的光的速度为（A）0.1C（B）C（C）（D）0.9C（）2.（本题3分）一高速电子的总能量为其静能的K倍，此时电子的速度为多少？（A）KC（B）C/K（C）（D）（）3.（本题3分）设有以下一些过程：（1）两种不同气体在等温下互相混合（2）理想气体在定容下降温（3）液体在等温下汽化（4）理想气体在等温下压缩（5）理想气体绝热自由膨胀在这些过程中，使系统的熵增加的过程是：（A）（1）、（2）、（3）（B）（1）、（3）、（5）（C）（3）、（4）、（5）（D）（2）、（3）、（4）（）4.（本题3分）关于蝴蝶效应，下列说法正确的是：（A）由蝴蝶引起的效应23/23\n（B）对初值的极端敏感性（C）长期的天气预报的可以进行的（D）以上说法都不对（）5.（本题3分）一平面简谐波沿X轴负方向传播，已知x=b处质点的振动方程为y=Acos(ωt+φ0)，波速为u，则波动方程为：（A）（B）（C）（D）()6.（本题3分）波长为λ的单色光垂直入射于光栅常数为d，缝宽为a，总缝数为N的光栅上，取k=0，±1，±2，…，则决定出现主极大的衍射角θ的公式可写成（A）（B）（C）（D）（）一、填空题：（共32分）1.（本题3分）质量为m的质点以速度沿一直线运动，则它对直线外垂直距离为d的一点的角动量大小是__________。1.（本题3分）由三维坐标和一维时间构成的四维时空称为___________空间，其时间维度记为___________。2.（本题5分）有一人造地球卫星，质量为m，在离地球表面上空2倍地球半径R的高度沿圆轨道运行，用m、R、引力常数G和地球的质量M表示（1）卫星的动能为___________________________；（2）卫星的引力势能为______________________。3.（本题5分）如图所示，倔强系数为k的弹簧，一端固定在墙上，另一端连接一质量为M的容器，容器可在光滑的水平面上运动，当弹簧未变形时，容器位于O点处，今使容器由O点左边l0处从静止开始运动，每经过O点一次，就从上方滴管中滴入一质量为m的油滴。则在容器第一次到达O点油滴滴入前的瞬时，容器的速率v=_________；当容器中刚滴入了n滴油后的瞬时，容器的速率u=________________.23/23\n4.（本题3分）重力场中大气压强随高度h的变化规律化为当大气压强p减至为地面压强p0的75%时，该处距离地面的高度h=_____________。（设空气的温度为0℃，摩尔气体常量R=8.31J·mol-1·K-1，空气的摩尔质量为29×10-3kg/mol，符号exp{a}，即ea）4*.（本题3分）全息照相照片记录了物光波的全部信息，所谓全部信息，一是_______________；二是____________.5.（本题3分）某气体在温度为T=273K时，压强为p=1.0×10-2atm，密度ρ=1.24×10-2kg/m3，则该气体分子的方均根速率为________________.6.（本题5分）静系中测得一棒的长度为l，质量线密度为ρ，若此棒沿长度方向以速度v运动，测得其长度为___________，质量线密度为______________.7.(本题3分)在单缝夫琅和费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若钠黄光()中央明纹宽度为4.0mm，则的蓝紫色光的中央明纹宽度为______________.8.（本题5分）如图，P1、P2为偏振化方向间夹角为α的两个偏振片。光强为I0的平行自然光垂直入射到P1表面上，则通过P2的光强I=___________.若在P1、P2之间插入第三个偏振片P3，则通过P2的光强发生了变化。实验发现，以光线为轴旋转P2，使其偏振化方向旋转一角度θ后，发生消光现象，从而可以推算出P3的偏振化方向与P1的偏振化方向之间的夹角（假设题中所涉及的角均为锐角，且设<）。23/23\n三、计算题：（共40分）1.（本题5分），为两个初相相同的相干波源，相距4m，波长λ=1m，以O为坐标原点，求OX轴上因干涉而加强的点的位置2.（本题10分）一定量的理想气体，则状态a经b到达c.(如图,abc为一直线)求此过程中（1）气体对外作的功；（2）气体内能的增量；（3）气体吸收的热量.[1atm=1.013×105Pa]3.（本题10分）在坚直悬挂的轻弹簧下端系一质量为100g的物体，当物体处于平衡状态时，再对物体加一拉力使弹簧伸长，然后从静止状态将物体释放，已知物体在32s内完成48次振动，振幅为5cm。（1）上述的外加拉力是多大？（2）当物体在平衡位置以下1cm处时，此振动系统的动能和势能各是多少？23/23\n4.（本题10分）用波长为500mm（1mm=10-9m）的单色光垂直照射到由二块光学平玻璃构成的空气劈尖上。在观察反射光的干涉现象中，距劈尖棱边1=1.56cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心。（1）求此空气劈尖的劈尖角θ；（2）改用600nm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？5.（本题5分）在X射线的衍射实验中，用波长从0.95到1.30的连续X射线以45°角掠入射到晶体表面。若晶体的晶格常数d=2.75，则在反射方向上有哪些波长的X光形成衍射主极大？23/23\n四、证明题：（共5分）1.（本题5分）试由麦克斯韦速率分布律公式导出分子按平动动能的分布律公式23/23\n五、问答题（共5分）1.（本题5分）用熵增原理解释热量传导不可逆现象。1*.（本题5分）自然界的许多现象表明：存在着从无序到有序转化的可能，这违反熵增原理吗？从熵变的角度解释这一现象。23/23