期末测试题 (振动和波动、热学)

大 学 物 理 期 末 测 试 题专业________________班级______________学号____________姓名________________一、选择题（一）振动和波动部分1． 一弹簧振子，当把它水平放置时，它作简谐振动。

若把它竖直放置或放在光滑斜面上，试判断下列情况正确的是 （ C ）（A ）竖直放置作简谐振动，在光滑斜面上不作简谐振动； （B ）竖直放置不作简谐振动，在光滑斜面上作简谐振动； （C ）两种情况都作简谐振动； （D ）两种情况都不作简谐振动。

提示：两种情况都作简谐振动，平衡位置会变化。

2． 两个简谐振动的振动曲线如图所示，则有 （ A ）（A ）A 超前π/2； （B ）A 落后π/2； （C ）A 超前π； （D ）A 落后π。

3． 一个质点作简谐振动，周期为T ，当质点由平衡位置向x 轴正方向运动时，由平衡位置到二分之一最大位移这段路程所需要的最短时间为： （ B ）（A ）T /4； （B ）T /12； （C ）T /6； （D ）T /8。

4． 分振动方程分别为)25.050cos(31ππ+=t x 和)75.050cos(42ππ+=t x （SI 制）则它们的合振动表达式为： （ D ）（A ）)25.050cos(2ππ+=t x ； （B ）)50cos(5t x π=； （C ）)71250cos(51-++=tgt x ππ； （D ）()15cos 507x t tg π-=-。

5． 两个质量相同的物体分别挂在两个不同的弹簧下端，弹簧的伸长分别为1l ∆和2l ∆，且1l ∆=22l ∆，两弹簧振子的周期之比T 1：T 2为 （ B ）（A ）2； （B ）2； （C ）21； （D ）2/1。

6． 一个平面简谐波沿x 轴负方向传播，波速ｕ=10m/s 。

x =0处，质点振动曲线如图所示，则该波的表式为 ( B )（A ）)2202cos(2πππ++=x t y m ； （B ）)2202cos(2πππ-+=x t y m ； （C ）)2202sin(2πππ++=x t y m ； （D ）)2202sin(2πππ-+=x t y m 。

7． 一个平面简谐波沿x 轴正方向传播，波速为u =160m/s ，t =0时刻的波形图如图所示，则该波的表式为 ( C )（A ）)2440cos(3πππ-+=x t y m ；（B ）)2440cos(3πππ++=x t y m ； （C ）)2440cos(3πππ--=x t y m ； （D ）)2440cos(3πππ+-=x t y m 。

8．( C )（A ）它的势能转化成动能； （B ）它的动能转化成势能；（C ）它从相邻的媒质质元获得能量，其能量逐渐增加； （D ）把自己的能量传给相邻的媒质质元，其能量逐渐减小。

9． 一平面简谐波在弹性媒质中传播时，在传播方向上某质元在某一时刻处于最大位移处，则它的 ( B )（A ）动能为零，势能最大； （B ）动能为零，势能也为零； （C ）动能最大，势能也最大； （D ）动能最大，势能为零。

10． 电磁波在自由空间传播时，电场强度E 与磁场强度H( C )（A ）在垂直于传播方向上的同一条直线上； （B ）朝互相垂直的两个方向传播； （C ）互相垂直，且都垂直于传播方向；2-)33-（D ）有相位差π/2。

11． 在同一媒质中两列相干的平面简谐波强度之比是4:21=I I ，则两列波的振幅之比21:A A 为 （ B ）（A ） 4； （B ） 2； （C ） 16； （D ） 1/4。

12． 在下面几种说法中，正确的是： （ C ）（A ）波源不动时，波源的振动周期与波动的周期在数值上是不同的； （B ）波源振动的速度与波速相同；（C ）在波传播方向上，任一质点的振动位相总是比波源的位相滞后； （D ）在波传播方向上，任一质点的振动位相总是比波源的位相超前。

提示：在波传播方向上，任一质点的振动位相总是比波源的位相滞后13． 两相干平面简谐波沿不同方向传播，如图所示，波速均为s m u /40.0=，其中一列波在A 点引起的振动方程为)22cos(11ππ-=t A y ，另一列波在B 点引起的振动方程为)22cos(22ππ+=t A y ，它们在P 点相遇，m AP 80.0=，m BP 00.1=，则两波在P 点的相位差为： （ A ）（A ）0； （B ）π/2； （C ）π； （D ）3π/2。

14． 两个相干波源的位相相同，它们发出的波叠加后，在下列哪条线上总是加强的？ [ A ]（A ）两波源连线的垂直平分线上； （B ）以两波源连线为直径的圆周上； （C ）以两波源为焦点的任意一条椭圆上； （D ）以两波源为焦点的任意一条双曲线上。

提示：由波程差产生的相位差：()212r r πϕλ∆=-两波源连线的垂直平分线上21r r =，0ϕ∆=15． 平面简谐波)35sin(4y t x ππ+=与下面哪列波相干可形成驻波？ [ D ]（A ）)2325(2sin 4x t y +=π； （B ）)2325(2sin 4x t y -=π； （C ）)2325(2sin 4y t x +=π； （D ）)2325(2sin 4y t x -=π。

提示：两列同振幅的相干简谐波分别沿x 轴正方向和沿x 轴负方向传播，在他们的交叠区域可形成驻波，（A ）、（B ）选项不满足。

由已知： ()534sin 534sin 222x t y t y πππ⎛⎫=+=+⎪⎝⎭与（D ）选项A B满足形成驻波条件。

16． 设声波在媒质中的传播速度为u ，声源的频率为S γ，若声源S 不动，而接收器R 相对于媒质以速度R v 沿S 、R 连线向着声源S 运动，则接收器R 接收到的信号频率为： [ B ]（A ）S γ； （B ）S Ruv u γ+； （C ）S Ruv u γ-； （D ）S Rv u u γ-。

提示：声源S 静止，观察者向着声源S 运动时：RS u v uγγ+'=17． 两列完全相同的平面简谐波相向而行形成驻波。

以下哪种说法为驻波所特有的特征： [ C ]（A ）有些质元总是静止不动； （B ）迭加后各质点振动相位依次落后； （C ）波节两侧的质元振动位相相反； （D ）质元振动的动能与势能之和不守恒。

提示：波节两侧的质元振动位相相反。

（二）流体部分18．理想流体作定常流动，流线上任一点切线方向表示： [ B ] A.位移方向 B.速度方向 C.加速度方向19．天平的一端放一杯水，另一端放砝码，使之平衡。

现用手提着下面悬有铝块的细线，将铝块全部侵入水中（铝块不能与杯底接触），为使天平仍能保持平衡，在天平的砝码盘中所加砝码的质量应等于[ B ] A 、零 B 、与铝块同体积的水的质量C 、铝块的质量D 、铝块的质量与同体积水的质量之差20． 形管将一大容器中的理想流体吸出，当大容器中液面与 形管出口的高度差为h 时， 形管出口液体的流速v 与 [ C ]A 、h 成正比B 、h 成反比C 、h 成正比D 、h 成反比21．水流由水箱流经管径d 1=200mm ，d 2=100mm 的管路后流入大气中，已知出口处v 2=lm/s ，则d 1管段的断面平均流速v 1为[ A ] A. 0.25m/s B. 0.5m/s C. 1m/sD. 2m/s22．静止液体中同一点各方向的压强 [ A ]A ．数值相等B ．数值不等C ．仅水平方向数值相等D ．铅直方向数值最大（三）分子运动论部分23． 容器中储有一定量的处于平衡状态的理想气体，温度为T ，分子质量为m ，则分子速度在x 方向的分量平均值为：（根据理想气体分子模型和统计假设讨论） ( D )（A ）x V =m kTπ831； （B ）x V =mkT π38；（C ）x V =mkT 23； （D ）x V =0。

24． 若理想气体的体积为V ，压强为P ，温度为T ，一个分子的质量为m ，k 为玻耳兹曼常量，R 为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为 （ B ）（A ）m PV /； （B ）)/(kT PV ； （C ）)/(RT PV ； （D ）)/(mT PV 。

25．根据气体动理论，单原子理想气体的温度正比于 （ D ）（A ）气体的体积；（B ）气体分子的平均自由程； （C ）气体分子的平均动量； （D ）气体分子的平均平动动能。

26．有两个容器，一个盛氢气，另一个盛氧气，如果两种气体分子的方均根速率相等，那么由此可以得出下列结论，正确的是 （ C ）（A ）氧气的温度比氢气的高； （B ）氢气的温度比氧气的高； （C ）两种气体的温度相同； （D ）两种气体的压强相同。

27．如果在一固定容器内，理想气体分子速率都提高为原来的二倍，那么 （ D ）（A ）温度和压强都升高为原来的二倍；（B ）温度升高为原来的二倍，压强升高为原来的四倍； （C ）温度升高为原来的四倍，压强升高为原来的二倍； （D ）温度与压强都升高为原来的四倍。

28． 在一定速率v 附近麦克斯韦速率分布函数)(v f 的物理意义是：一定量的气体在给定温度下处于平衡态时的 （ D ）（A ）速率为v 的分子数；（B ）分子数随速率v 的变化；（C ）速率为v 的分子数占总分子数的百分比；（D ）速率在v 附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比。

29． 如果氢气和氦气的温度相同，摩尔数也相同，则 （ B ）（A ）这两种气体的平均动能相同；（B ）这两种气体的平均平动动能相同； （C ）这两种气体的内能相等； （D ）这两种气体的势能相等。

30． 在恒定不变的压强下，理想气体分子的平均碰撞次数z 与温度T 的关系为 ( C )（A ）与T 无关； （B ）与T 成正比； （C ）与T 成反比； （D ）与T 成正比； （E ）与T 成反比。

31． 根据经典的能量按自由度均分原理，每个自由度的平均能量为 （C ） （A ）kT /4； （B ）kT /3； （C ）kT /2； （D ）3kT /2； （E ）kT 。

32． 在20℃时，单原子理想气体的内能为 （D ）（A ）部分势能和部分动能； （B ）全部势能； （C ）全部转动动能； （D ）全部平动动能； （E ）全部振动动能。

33． 1摩尔双原子刚性分子理想气体，在1atm 下从0℃上升到100℃时，内能的增量为（ C ）（A ）23J ； （B ）46J ； （C ）2077.5J ； （D ）1246.5J ； （E ）12500J 。