中国石油大学大学物理2-1期末试题

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5、（本题5分）

在单缝衍射图样中，离中心明条纹越远的明条纹亮度越小，试用半波带法说明．

6、（本题5分）

波长为?的单色光垂直照射到折射率为n2的劈形膜上，如图所示，图中n1＜n2＜n3，观察反射光形成的干涉条纹．

(1) 从劈形膜顶部O开始向右数起，第五条暗纹中心所对应的薄膜厚度e是多少？ (2) 相邻的两明纹所对应的薄膜厚度之差是多少？

?n1n2n3O

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三．计算题（共4小题，每小题10分，共40分）1、（本题10分）

本小题满分10分 本 小题得分 一根放在水平光滑桌面上的匀质棒，可绕通过其一端的竖直固定光滑轴O转动．棒的质量为m = 1.5 kg，长度为l = 1.0 m，对轴的转动惯量为J =

12ml．初始时棒静止．今有一水平运动的子弹垂直地射入棒的另一端，并留3在棒中，如图所示．子弹的质量为m?= 0.020 kg，速率为v = 400 m·s-1．求： (1) 棒开始和子弹一起转动时角速度?有多大？

(2) 若棒转动时受到大小为Mr = 4.0 N·m的恒定阻力矩作用，棒能转过多大的角度?？

2、（本题10分）

一定量的理想气体经历如图所示的循环过程，A→B和C→D是等压过程，B→C和D→A是绝热过程．已知：TC＝ 300 K，TB＝ 400 K．求：此循环的效率．

O m, l 本小题满分10分 本 小题得分 m? v

p A B D O C V .

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3、（本题10分）

一简谐波沿Ox轴正方向传播，波长? = 4 m， 周期T = 4 s，已知x = 0处质点的振动曲线如图所示. (1) 写出x = 0处质点的振动方程； (2) 写出波的表达式；

(3) 画出t = 1 s时刻的波形曲线．

4、（本题10分）

设光栅平面和透镜都与屏幕平行，在平面透射光栅上每厘米有5000条刻线，用它来观察钠黄光（?=589 nm）的光谱线． (1)当光线垂直入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级次km是 多少？ (2)当光线以30°的入射角（入射线与光栅平面的法线的夹角）斜入

本小题满分10分 本 小题得分 本小题满分10分 本 小题得分 ? 是多少？ (1nm=10?9m) 射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级次km

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一、选择题（共10小题，每小题3分，共30分）

1、B 2、B 3、A 4、D 5、D 6、C 7、B 8、B 9、B 10、A

二、简单计算与问答题（共6小题，每小题5分，共30分）

1、答：人造卫星的动量不守恒，因为它总是受到外力──地球引力的作用． 2分

人造卫星对地心的角动量守恒，因为它所受的地球引力通过地心，

而此力对地心的力矩为零． 3分 2、解：

dx 2分 LL?x1M??dm??0dx??0L 1分

0L2xc

3、答：(1) 气体分子的线度与气体分子间的平均距离相比可忽略不计． 2分 (2) 分子之间的碰撞以及分子与器壁之间的碰撞都是完全弹性碰撞． 1分

(3) 气体分子之间的平均距离相当大，所以除碰撞的瞬间外，分子间的相互

作用力略去不计． 2分

dm??dx??0xxdm????ML0x2?0LMdx?2L 2分 34、解：(1) 与波动的标准表达式 y?Acos2?(?t?x/?) 对比可得：

? = 4 Hz， ? = 1.50 m， 1分 波速 u = ?? = 6.00 m/s 1分 (2) 节点位置 4?x/3??(n?? x??(n?1?) 2341) m , n = 0，1，2，3, … 3分 25、答：除中央明纹(零级)外，其他明纹的衍射方向对应着奇数个半波带(一级对应三个，二级对应五个，......)，级数越大，则单缝处的波阵面可以分成的半波带数目越多．其中偶数个半波带的作用两两相消之后，剩下的光振动未相消的一个半波带的面积就越小，由它决定的该明条纹的亮度也就越小． 5分 6、

解：∵ n1＜n2＜n3， 二反射光之间没有附加相位差?，光程差为

? = 2n2 e

第五条暗纹中心对应的薄膜厚度为e5，

2n2 e = (2k - 1)??/ 2 k = 5

e??2?5?1??/4n2?9?/4n2 3分

（或 2n2 e = (2k +1)??/ 2 k = 4 e??2?4+1??/4n2?9?/4n2 ） 明纹的条件是 2n2 ek = k?

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