2016-2017-2-大学物理AII 期中试卷及答案

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L
的玻璃管口, 如图 2 所示, 调节管中水面的高度, 当管中空气柱高度 L 从 零连续增加时,发现在 L 0.25m 和 0.75m 时产生相继的两次共鸣,由以 上数据算得声波在空气中的传播速度为 m/ 。
y (cm) 图2
15、 一沿 x 轴正向传播的一维简谐波,t 1s 时的波形曲线 如图 3 所示,且周期 T 2s 。P 和 Q 处质点均处于各自的 平衡位置。则 Q 点处质点振动的初相为 O 点和 Q 点之间的距离为 (cm)。 ;
北京科技大学 2016–2017 学年 第 二 学期
大学物理 AII 期中试卷
院(系) 班级 学号 姓名
成绩
(填空题每空 4 分、选择题每题 4 分) 1、一正方体容器内有质量为 m 的理想气体分子,分子数密度为 n。可以设想,容器的每壁 都有 1 6 的分子数以平均速率 v 和自己垂直撞击 (碰撞为完全弹性碰撞) , 则作用于器壁上的 压强 p
(A)它的动能转换成势能 (B)它的势能转换成动能 (C)它从相邻的一段质元获得能量,其能量逐渐增大 (D)它把自己的能量传给相邻的一段质元,其能量逐渐减小
12、以下说法正确的是 [
]
(A)要让偏离平衡位置的弹簧振子以最短的时间一次性地回到平衡位置,可以采用施加过 阻尼的方法 (B)受迫振动中,共振频率一定等于固有频率 (C)驻波的平均能流密度为零,也就是说,驻波的平均能量密度是零 (D)两个同方向不同频率的简谐振动可以合成拍

3
)m 。 若 振 子 从 t 0
时刻的位置到达 。
x 0.05m 处,且向 x 轴负方向运动,则所需的最短时间为
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10、一倔强系数为 k 的轻弹簧,若将此弹簧截为相同的两段,把它们并联起来,并与一质量 为 m 的小球组成一振动系统,该振动系统的固有周期为 。
11、一平面简谐波在弹性介质中传播,在介质质元从平衡位置运动到最大位移处的过程中, [ ]
信 考 得 试 , 答 绝 不 题 作 弊
3、 若氧气分子的质量为 m, 可视为刚性理想气体分子,f (v) 表示其麦克斯韦速率分布函数。 则氧气分子的平均转动动能可以表示为 4、设图 1 所示的两条曲线分别表示在相同温度下氧气和 氢气分子的速率分布曲线;令 ( vp )O2 和 ( vp )H2 分别表示氧 气和氢气的最概然速率, 则图中曲线 表示氧气分
Q2 ,求 Q1 及 Q2。 Q1
图5
北京科技大学 2016–2017 学年 第 二 学期
大学物理 AII 期中试卷参考答案
(填空题每空 4 分、选择题每题 4 分) 1、 p
2 mv nmv 2 f ( v)dv ;4、a,1/4;5、BE;6、<; ;2、D;3、 0 3 3
7、
3 p0V0 m , 3R ln 3 5R ln 2 ;8、200Rln5 或 1662ln5;9、1;10、 ;11、D; 4R k
8、1 mol 理想气体在 T1 = 400 K 的高温热源与 T2 = 200 K 的低温热源间作卡诺热机循环(可 逆的) ,在 200 K 的等温线上起始体积为 V1 = 0.005 m3,终止体积为 V2 = 0.001 m3,此气体 经历每一循环对外界做功 A J。
9 、 一 弹 簧 振 子 , 振 动 方 程 为 x 0.1cos( t
17、长为 1m 的一根弦线,一端固定,另一端自由,受外力后开始振动并形成驻波,若弦线 中的波速为 u,则弦线振动的基频为 Hz。
18、一声源的频率为 S ,相对地面以速率 V 向右运动。在其正右方有一接收器,相对地面 以速率 2V 向左运动。声速为 u,则接收器接收到的频率 R = 。
19、在杨氏双缝干涉实验中,一个缝被薄玻璃片盖住,使中央明纹的中心移到原来第 4 级明 纹中心所在的位置。 设光线垂直于玻璃片, 玻璃片的厚度 e = 6 μm, 入射光波长 λ = 600 nm, 则玻璃片的折射率 n = 。
自 觉 遵 守 考 试 规 则 , 诚

装 订 线 内 不
2、容积恒定的容器内盛有一定量某种理想气体,其分子热运动的平均自由程为 0 ,平均碰 撞频率为 Z 0 ,若气体的热力学温度降低为原来的 1/4 倍,此时分子平均自由程和平均碰撞 频率分别为 [ ] (B) = 20 , Z = Z 0 2 (D) =0 , Z = Z 0 2 (A) =20 , Z =2Z 0 (C) =0 , Z =Z 0
12、D;13、 x 2 2 cos( t 16、
π 5 π ) ;14、343,343;15、 , ; 2 3 2
u u 2V S ;19、1.4 ;17、 ;18、 4 u V 2
20、计算题(8 分,要有必要的计算过程和说明,直接写结果不给分) (1)ca 为绝热过程,则
1 1
V T2 Tc Ta a Vc
(2)ab 为等温过程,工质吸热
V T1 1 V2
(1) (3 分)
Q1 nRT1 ln
bc 为等容过程,工质放热为:
V2 V1
(2) (2 分)
Tc Q2 nCV (Tb Tc ) nCV T1 1 T 1 V 1 1 nCV T1 1 V 2
大学物理 AII 期中试卷
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13、 两个同方向同频率的简谐振动分别为:x1 2cos( t 则合振动的振动方程为
π 3π )cm ,x2 2cos( t )cm , 4 4
cm。
14 、标准声源能发出频率为 0 345Hz 的声波,一音叉与该标准声源 同时发声,产生频率为 2Hz 的拍音,若在音叉的臂上粘上一小块橡皮泥, 拍频增加, 则音叉的固有频率 Hz。 将上述音叉置于盛水
注:Q2 为正值。
(3) (3 分)
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2
O
Q 10
P x (cm)
-1
图 3
16、如图 4 所示,一平面简谐波沿 x 正向传播,其波长为 , 原点 O 处质元的振动方程为 y A cos(t 2) 。 若 x 5 2 处(即 P 点处)放一反射面(设可发生全反射) , 反射波在 O 点的振动初相为 。
图4 反射面 波疏 O P x 波密
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20、计算题(8 分,要有必要的计算过程和说明,直接写结果不给分) 图 5 所示为一循环过程的 T-V 曲线。该循环的工质为 n mol 的理想气体, ca 为绝热过程,等容摩尔热容 CV 和热容比 均已知且为常量。已知 a 点的温度为 T1 ,体积为 V1,b 点的体积为 V2。求: (1) c 点的温度 T2 ; (2)该热机的循环效率 1
f (v) a b

子的速率分布曲线(填“a ”或“b ” ) ;且 ( vp )O2 ( vp ) H2 = 5、下列说法错误的是[ 。 ] (多选题) O
图1 v
(A) 准静态过程和可逆过程都是理想化过程 (B) 摩尔热容量的大小与所经历的过程无关 (C) 对应于微观状态数最多的宏观状态就是系统在一定宏观条件下的平衡态 (D) 在孤立系统中所进行的自然过程总是沿着熵增大的方向进行 (E) 已知系统处于 A 状态时的熵大于处于 B 状态时的熵,由熵增原理可得,系统由 A 态 不可能通过一个不可逆过程达到 B 态
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6、两盒同样的理想气体,初始状态相同。一盒经准静态绝热过程膨胀后压强为原来的 1/2, 系统对外界做功为 A1;另一盒经准静态绝热过程膨胀后体积为原来的 2 倍,系统对外界做 功为 A2。则 A1 A2。 (填“>” , “=” ,或“<” )
7、用绝热材料制成的一个容器,体积为 2V0,被绝热板隔成 A、B 两部分,A 内储有 2 mol 氦气分子理想气体,B 内储有 1 mol 氨气分子(可视为刚性分子)理想气体,A、B 两部分 压强相等均为 p0,两部分体积均为 V0。则抽去绝热板,两种气体混合后处于平衡时的温度 T= ;1mol 氨气混合前后其熵变 S 。
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