二、填空题(每题3分) 11. 2 12.
mBg1mA?mB?mC`25V?p2?p1? 2
13. 14.
??vpf(v)dv
15. 25% 16. 0
17. 5 J
18. 3.0
19. 13.9 20.
3
三、计算题(每题10分)
21.解:(1) 设摆球与细杆碰撞时速度为v 0,碰后细杆角速度为?,系统角动量守恒得:
J? = mv0l 2分
由于是弹性碰撞,所以单摆的动能变为细杆的转动动能
112mv0?J?2 2分 22代入J=Ml,由上述两式可得 M=3m 2分
(2) 由机械能守恒式
1321112mv0?mgl及 J?2?Mg?l1?cos?? 2分 2221并利用(1) 中所求得的关系可得 ??arccos 2分
322.解:设c状态的体积为V2,则由于a,c两状态的温度相同,p1V1= p1V2 /4
故 V2 = 4 V1 2分 循环过程 ΔE = 0 , Q =A . 而在a→b等体过程中功 A1= 0. 在b→c等压过程中功
A2 =p1(V2-V1) /4 = p1(4V1-V1)/4=3 p1V1/4 2分
在c→a等温过程中功
《2008级大学物理(I)期末试卷A卷》试卷第 5 页 共 6 页
A3 =p1 V1 ln (V2/V1) = ?p1V1ln 4 2分 ∴ A =A1 +A2 +A3 =[(3/4)-ln4] p1V1 2分
Q =A=[(3/4)-ln4] p1V1 2分
23.解:入射波在x = 0处引起的振动方程为 y10?Aco?st,由于反射端为固定端,
∴反射波在 x = 0处的振动方程为
y20?Acos(?t??) 或 y20?Acos?(t??) 2分 ∴反射波为 y2?Acos(?t???2?x?) x 或 y2?Acos(?t???2?分
?Acos(?t?2??) 4分
驻波表达式为 y?y1?y2 2
x?x)?Acos(?t???2?)
? ?2Acos(2?11?)cos(?t??) 2 ?22x11或 y?2Acos(2???)cos(?t??)
?22?x
24.解:第四条明条纹满足以下两式:
1??4?,即x4?7?/?4?? 2分 21??????4?,即x4??7?/?4??? 1分 2x42 2x4??第4级明条纹的位移值为
??x4?7???????/?4???? 2分 ?x =x4(也可以直接用条纹间距的公式算,考虑到第四明纹离棱边的距离等于3.5 个明纹间距.)
25.解:(1) 由光栅衍射主极大公式?a?b?sin??k? 1分
得
?a?b?sin30?3?1
?3?1?3.36?10?4cm 2分 ?sin30 (2) ?a?b?sin30??4?2
a?b?
?2??a?b?sin30?/4?420nm 2分
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