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:
?1?1kT?2?3kT?3?ikT?4?iRT 2222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）?（C）
?3 （B）
? 3
2? （D）?2? 33知识点：简谐振动
答案：A
2. 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）
??? （B） （C） （D）? 3624知识点：波形图 答案：C
3. 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：A
8. 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 ) 0.18m0c2 (B) 0.25m0c2 （C）0.36m0c2 （D）1.25m0c2
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k?0.4N/m的弹簧振子，质量m?4.0?10?3kg，当t=0时，
x0?0.02m，v0??23?10?1m/s，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??650nm 光，对于n?1.33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 ,433.3nm
3光强为I0的自然光通过两偏振化方向成60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30角，则透射光强为_________。 知识点：光的偏振-马吕斯定律 答案：
0019I0 ，I0 8324. 32克氧气装在容积为8.31升的钢瓶内，温度为27?C ，气体的压强______________,气体的内能____________。 知识点：气体动理论 答案： 3.0?10Pa，6232.5J
5
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xa?5m，yp??1cm，波速u?4m/s， (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：
x解：（1） y?Acos[?(t?)??]
u
由旋转矢量法可知：初相位????4， 2 分
3a点的相位?a???
22?????a????(xa?0) 4分
??82???8m， T???2m，???? 7分
u4Tx? y?0.02cos[?(t?)?] 8分
442(2) P点的相位?p??? 10分
32?y?0.02cos(?t?) 12分
34. 用波长??600nm的单色光垂直照射某光栅。第二级明纹出现在sin??0.20，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
4（1）W?(P2?P1)?(V2?V1)?1.0?10J 4分
54（2）QDA??CV(Ta?Td)?(PVaa?PdVd)?2.5?10J
26分 Qab??Cp(Tb?Ta)?74(PV bb?PVaa)?7.0?10J2 8分
??W ?100?10.5%Qda?Qab 12分
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