级大学物理I课程考试考题A卷

1、诚信保证本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场规则，诚实做人。 本人签字： 编号： 西北工业大学期末考试试题（A卷）20092010学年第二学期开课学院 理学院 课程 大学物理I 学时 60 考试日期 2010年7月 7日 考试时间 2.0 小时 考试形式（闭）（A）卷 班级学号姓名重要提示：1本试卷含“单选题”、“填空题”和“计算证明题”三部分，总分为100分；2在答题卡上答题，最后把试卷和答题卡一并交回；3答题卡分为两张，答题卡（1）为机读卡，答题卡（2）为书写卡；4机读卡中数字用钢笔填写，涂点用2B铅笔填涂。填空题答案栏每格填1位数字，小数点单独占1格，左对齐填写，按

2、要求取位，4舍5入进位；5草稿纸不再另发，将试题的背面作为草稿纸。 一、单选题（共30分，每小题3分，在机读答题卡上完成）1已知简谐振动曲线如图所示，则振动方程为： 第1题图 -280t(s)x(m)2-2A；B；C；D。2质点作简谐振动，其速度最大值为vmax= 4cm/s，振幅A=1cm，若从速度为负的最大值开始计时，则： A振动的初相位； B振动的周期s； C振动的圆频率s-1； D振动的最大加速度cm×s-2。3一列机械横波在t时刻的波形曲线如图所 示，则该时刻势能为最大值的介质质元的位置是： yxebdcaOfgh第3题图Aa，c，e，g； Ba，e； Cb，d，f，h；

3、Dc，g。 4如图所示，一平面简谐波沿x轴正向传播，已知P点的振动方程为，则波动方程为：yxluPO第4题图 A； B； C； D。 5在下列关于波的表述中，正确的是： A由波速表达式可知，波源频率越高，波速越大； B波长等于质元振动的一个周期内波所传播的距离；C沿水平方向振动的波是横波，沿竖直方向振动的波是纵波；D两列波在空间相遇，叠加的结果一定形成干涉。6如图所示，S1和S2为两个同相位的相干点光源，从S1和S2到观察点P的距离相等，即S1P = S2P = r，相干光束和分别穿过折射率为n1 和n2，厚度为a和b的透明薄片，则它们的光程差为：PS1S2a,n1b,n2第6题图 A； B

4、C； D。7使一光强为I0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和90，则通过这两个偏振片后的光强I是：A； B0；C； D。 8在单缝的夫琅禾费衍射中，入射光波长为l，单缝的宽度为a，则关于菲涅尔半波带法，下列叙述正确的是： A之所以叫半波带法，是因为每个半波带的宽度均为l/2； B单缝处的波面总是可以分成整数个半波带，偶数个半波带对应的是暗条纹，奇数个半波带对应的是明条纹； C不同衍射角对应的半波带的宽度不同，衍射角j对应的半波带的宽度为asinj； D±1级暗纹正好对应着单缝处的波面可划分为2个半波带；±2

5、级明纹正好对应着单缝处的波面可划分为5个半波带。9已知 f (v)为麦克斯韦速率分布函数，N为分子总数，只对速率处在v1v2速率间隔之内的分子进行统计，其平均速率的表达式为： A； B；C； D。10对于理想气体构成的热力学系统，下列说法正确的是：A初始状态相同，若经历的过程不同则系统内能的改变量也不同；B在相同的高温热源与相同的低温热源之间工作的一切可逆机，无论工作物质如何，其效率均相等； C任何可逆过程的熵总是不变的，任何不可逆过程的熵总是增加的； D一个孤立系统，其内部发生的过程总是由概率大的状态向概率小的状态进行。二、填空题（共30分，每小题3分，在机读答题卡上完成）注意：在答题卡的答

6、案栏中，按题目的单位和取位要求左对齐填入数字。每一格填入1位数字，小数点单独占一格，然后在涂点区对应填涂。1两个振动方向、频率均相同，振幅A1=A2=1cm的简谐振动，它们之间的相位差为，则合成振动的振幅A= cm。（结果取3位有效数字）2一平面谐波在t = 0时的波形如图所示，波速u=50cm/s，求出此波的波长l= cm。（结果取3位有效数字）4y(cm)0x(cm)10-2u=50cm/s第2题图3如图所示，一平面简谐波沿x正方向传播，在P处垂直反射，频率n =300Hz，波速为u =4800m/s。求出在OP之间入射波和反射波形成驻波后，波节点的位置x = m。（结果取整数）O波密介质

7、波疏介质x(m)Pu第3题图4在双缝干涉实验中，用波长=500nm的单色光垂直入射到双缝上，屏与双缝的距离D =100cm，测得中央明纹两侧第十级明纹中心之间的距离为Dx =20mm，求两缝之间的距离d = mm。（结果取整数）5空气中肥皂膜（n2=1.33），厚为0.32mm，如用白光垂直入射，求出肥皂膜呈现出颜色的光的波长l = nm。（结果取整数）6在通常亮度下，人眼的瞳孔直径为3mm，如果窗纱上两根细丝之间的距离为2.0mm，波长取人眼比较敏感的黄绿光l=550nm，求人恰好能分辨出两根细丝的距离S= m。（结果取整数）7单色平行光的波长=632.8 nm ，垂直照射在光栅常数d=3.

8、0mm的光栅上，若光栅透光缝的宽度a=2.0mm，则在屏幕上最多能观察到的明条纹总数（包括中央明纹）N= 。 8测得拉萨地区的大气压强P=0.645´105Pa，气温为T=273K，忽略气温随高度的变化。当海平面上的气压为P0=1.013×105 Pa 时，求拉萨地区的平均海拔h= m。(结果取整数，空气的平均摩尔质量m=29´10-3kg/mol，普适气体常数R=8.31J/mol×k）9在等压加热时，双原子分子的理想气体对外作功40J，则气体从外界吸收的热量Q与气体内能的增量DE 之比 。（结果取两位有效数字）10金属导体中的电子，在金属内部作无规则

9、运动，与容器中的气体分子很类似。设金属中共有N 个电子，其中电子的最大速率为vm=4´103m/s，设电子速率在vv+dv 之间的概率为：；式中A 为常数，求该电子的平均速率 km/s。(结果取整数）三、计算证明题（共40分，在答题卡（2）上完成）1（本题10分）地球上的人要在月球上居住，首要问题就是保持他们的起居室处于一个舒适的温度，现考虑用卡诺循环机来作温度调节，设月球白昼温度为100°C，而夜间温度为 -100°C， 起居室温度要保持在20°C，通过起居室墙壁导热的速率为每度温差0.5kW。求：（1）白昼需供给卡诺机的功率A1；（2）夜间需供给卡诺

10、机的功率A2。2（本题12分）一人手持一超声波测速雷达，站立不动测量一迎面开来的汽车速度。超声波测速雷达发出一频率n=150kHz的超声波，经汽车反射后被雷达接收，并在雷达中和发射信号合成，形成拍频信号。今测得拍频Dn=40kHz，波在空气中的传播速度u=340m/s。求：（1）若汽车上有一探测器，它接收到的超声波频率n1；（2）经汽车反射后被雷达接收到的超声波频率n2；（3）该汽车的运动速度V为每小时多少公里。读数显微镜分束镜光源凸透镜平凸透镜平板玻璃第3题图 3（本题12分）图示为一牛顿环测量装置。它是利用平行光入射至平凸透镜和平板玻璃间的空气劈尖上，形成明暗相间的圆环状等厚干涉条纹，称之

11、为牛顿环，然后用读数显微镜进行测量。它可以用来测量平凸透镜的曲率半径和光源的波长。若入射单色光的波长为l，平凸透镜的曲率半径为R，牛顿环k级暗环的半径为rk，k级暗环对应的空气劈尖的厚度为e。 （1）写出k级暗环对应的光程差的表达式； （2）导出由k、R、l表示的k级暗环半径rk的表达式； （3）实际测量R时，分别测出k级暗环的半径rk和k+m级暗环的半径rk+m，并数出m。导出R的测量公式。4(本题6分) 相控阵雷达是由多个辐射单元组成的平面阵列，以扩展扫描范围和提高雷达束强度。如图所示，一维阵列的相控阵雷达就相当于一个光栅。所不同的是，它用电子学的方法即移相器，可以周期性的连续改变相邻辐射源的相位差，则零级主极大的衍射角也连续变化，从而实现相位控制扫描。若辐射源的波长为l，相邻两辐射单元的距离为d，移相器控制的相邻两辐射单元的相位差为Dj。（1）导出出零级主极大衍射角q（相位控制扫描）满足的公式；（2）也可以固定相邻两辐射单元的相位差Dj，连续改变辐射源的频率n（频率控制扫描）来改变零级主极大衍射角q。导出频率n所满足的公式。微波源移相器辐射单元dql靶目标一维阵列的相控阵雷达第4题图西北工业大学20092010第二学期2009级大学物理I期末考试答题