2016-2017大学物理4-2试卷B答案及评分标准

2016—2017学一学期考试试卷B卷答案及评分标准大学物理4-2一、简答题（每题4分，共16分）1.简述平面简谐波在一周期之内，某一体积元动能和势能的变化过程知识点：简谐波的能量，类型A答案：动能和势能变化是同步调的，在最大位置，动能和势能均为零，在平衡位置，动能和势能都达到最大值，体积元不断从前一介质获得能量，又不断把能量传给后面的介质。2.什么是光栅衍射中的缺级现象？答：光栅衍射条纹是由N个狭缝的衍射光相互干涉形成的，对某一衍射角若同时满足主极大条纹公式和单缝衍射暗纹公式，那么在根据主极大条纹公式应该出现主明纹的地方，实际不出现主明纹，这种现象称为缺级。3.指出以下各式所表示的物理含义:RTikTikTkT2423232211知识点气体的能量类型A答案:（1）表示理想气体分子每个自由度所具有的平均能量（2）表示分子的平均平动动能（3）表示自由度数为i的分子的平均能量（4）表示分子自由度数为i的1mol理想气体的内能4.简述热力学第二定律的两种表述。答案：开尔文表述：不可能制成一种循环工作的热机，它只从单一热源吸收热量，并使其全部变为有用功而不引起其他变化。克劳修斯表述：热量不可能自动地由低温物体传向高温物体而不引起其他变化。二、选择题（每小题3分,共24分）1．一物体做简谐振动，其振动曲线如图所示：则振动的初相位是（）。（A）3（B）3（C）32（D）32知识点：简谐振动答案：A2.传播速度为100m/s，频率为50Hz的平面简谐波在波线上相距为0.5m两点之间的相位差为（）A）3（B）6（C）2（D）4知识点：波形图答案：C3.用波长为λ的平行单色光照射双缝,在光屏上偏离中心的p点恰好出现亮条纹则:（）（A）改用波长为2λ的单色光照射,p点处一定出现亮条纹（B）改用波长为2λ的单色光照射,p点处一定出现暗条纹（C）改用波长为λ/2的单色光照射,p点处一定出现亮条纹（D）改用波长为λ/2的单色光照射,p点处一定出现暗条纹答案C知识点：双缝干涉5.在夫琅和费单缝衍射中，对于给定的入射光，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。答案B知识点：单缝衍射5.自然光以60的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全偏振光，则折射光为()（A）完全偏振光，且折射角为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，折射角才为30（C）部分偏振光，不知两种介质的折射率，不能确定折射角(D)部分偏振光，可肯定折射角为30答案D知识点：布儒斯特定律6.水蒸气分解为同温度T的氢气和氧气，即H2OH2+0.5O2内能增加了（）（A）50%（B）25%（C）66.7%(D)0答案B知识点：理想气体的自由度及内能7．如下图所示，某同学将空的导热良好的薄金属筒开口向下压入水中，水温均匀且恒定，筒内无空气泄漏，在被淹没的金属筒缓慢下降过程中，则（）（A)向外界放热。(B)内能增加（C）从外界吸热（D）内能减小知识点：热力学第一定律答案：A8.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)2018.0cm(B)2025.0cm（C）2036.0cm（D）2025.1cm知识点：相对论的能量答案B三、填空题（每空3分,共24分）1.弹簧的刚度系数mNk/4.0的弹簧振子，质量kgm3100.4，当t=0时，mx02.00，smv/103210，则振动的振幅是___________,初相位为____________.答案0.04m,3知识点简谐振动的三要素2.在空气中将肥皂膜水平放置，人眼在膜下方透过膜看阳光（光线垂直膜表面），若观察到nm650光，对于33.1n的膜，其厚度至少应为___________，若在上方观察，看到光的波长为_________。知识点：薄膜干涉答案：244.4nm,433.3nm3光强为I0的自然光通过两偏振化方向成060角的偏振片，透射光强为__________，如在两片中加入第3片，偏振方向与前两片均成030角，则透射光强为_________。知识点：光的偏振-马吕斯定律答案：081I，0329I4.32克氧气装在容积为8.31升的钢瓶内，温度为C27，气体的压强______________,气体的内能____________。知识点：气体动理论答案：Pa5100.3，6232.5J四、计算题（共3小题，每题12分，共36分)1、已知一平面简谐波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形曲线如图所示，其中mxa5，cmyp1，波速smu/4，(1)求该平面简谐波的波函数，（2）p点的振动方程。知识点：波函数答案：解：（1）])(cos[uxtAy由旋转矢量法可知：初相位4，2分a点的相位23a)0(2aax4分m8，muT248，T27分]4)4(cos[02.0xty8分(2)P点的相位32p10分)32cos(02.0ty12分4.用波长600nm的单色光垂直照射某光栅。第二级明纹出现在20.0sin，第3级也可见，第四级缺级。求：（1）光栅上相邻两缝的间距有多大？（2）光栅上狭缝可能的宽度有多大？（3）若取最小宽度，列举出屏上实际出现的全部级数。（12分）知识点：光栅缺级答案3.如图，1mol双原子分子理想气体，作如图所示循环，则经历ABCDA循环过程,（1）求循环过程对外做功为；(2)循环效率。知识点:热机效率答案（1）42121()()1.010WPPVVJ4分（2）()DAVadQCTT45()2.5102aaddPVPVJ6分47()()7.0102abpbabbaaQCTTPVPVJ8分da10010.5%QabWQ12分