東北大學物理期末複習

2021-03-04 07:03:56 字數 5039 閱讀 3014

第9章振動作業

一、教材:選擇填空題 1~5;計算題:13,14,18

二、附加題

(一)、選擇題

1、一沿x軸作簡諧振動的彈簧振子,振幅為a,週期為t,振動方程用余弦函式表示,

如果該振子的初相為,則t=0時,質點的位置在:

(a)過處,向負方向運動; (b) 過處,向正方向運動;

(c) 過處,向負方向運動; (d) 過處,向正方向運動。

2、一物體作簡諧振動,振動方程為:x=acos(t+/4 )

在t=t/4(t為週期)時刻,物體的加速度為:

(a) . (b) . (c) . (d) .

(二)、計算題

1、一物體沿x軸做簡諧運動,振幅a = 0.12m,週期t = 2s.當t = 0時,

物體的位移x 0= 0.06m,且向x軸正向運動.求:

(1)此簡諧運動的運動方程;

(2)t = t/4時物體的位置、速度和加速度;

2、一物體沿x軸做簡諧運動,振幅a = 10.0cm,週期t = 2.0s.當t = 0時,

物體的位移x 0= -5cm,且向x軸負方向運動.求:

(1)簡諧運動方程;

(2)t = 0.5s時,物體的位移;

(3)何時物體第一次運動到x = 5cm處?

(4)再經過多少時間物體第二次運動到x = 5cm處?

3、若簡諧振動方程為,求:

(1)振幅、頻率、角頻率、週期和初相;

(2)t=2s時的位移、速度和加速度.

4、一簡諧振動的振動曲線如圖所示,求振動方程.

5、一物體沿x軸作簡諧振動,振幅為0.06m,週期為2.0s,當t=0時位移為0.03m,且向軸正方向運動,求:

(1)t=0.5s時,物體的位移、速度和加速度;

(2)物體從處向x軸負方向運動開始,到達平衡位置,至少需要多少時間?

第10章波動作業

一、教材:選擇填空題 1~5;計算題:12,13,14, 21,30

二、附加題

(一)、選擇題

1、一平面簡諧波的波動方程為y = 0.1cos(3t-x+) (si). t = 0時的波形曲線如圖所示,則:

(a) o點的振幅為-0.1m .

(b) 波長為3m

(c) a、b兩點間相位差為/2 .

(d) 波速為9m/s

2、某平面簡諧波在t = 0.25s時波形如圖所示,則該波的波函式為:

(a) y = 0.5cos[4 (t-x/8)-/2] (cm) .

(b) y = 0.5cos[4 (t + x/8) + /2] (cm) .

(c) y = 0.5cos[4 (t + x/8)-/2] (cm) .

(d) y = 0.5cos[4 (t-x/8) + /2] (cm) .

3、一平面簡諧波在時刻的波形曲線如圖所示,則o點的振動初位相為:

4、一平面簡諧波,其振幅為a,頻率為,波沿x軸正方向傳播,設時刻波形如圖所示,則x=0處質點振動方程為

5、關於產生駐波的條件,以下說法正確的是

(a) 任何兩列波疊加都會產生駐波;

(b) 任何兩列相干波疊加都能產生駐波;

(c) 兩列振幅相同的相干波疊加能產生駐波;

(d) 兩列振幅相同,在同一直線上沿相反方向傳播的相干波疊加才能產生駐波.

(二) 計算題

1、如圖所示,一平面簡諧波沿ox軸傳播,

波動方程為,

求:1)p處質點的振動方程;

2)該質點的速度表示式與加速度表示式。

2、一列簡諧波沿x軸正向傳播,

在t1 = 0s,t2 = 0.25s時刻的波形如圖所示.

求:(1)p點的振動表示式;

(2)波動方程;

3、 一平面簡諧波在媒質中以速度為u = 0.2m·s-1沿

x軸正向傳播,已知波線上a點(xa = 0.05m)的振動方程為(m).

求:(1)簡諧波的波動方程;(2)x = -0.05m處質點p處的振動方程.

4、一平面簡諧波沿x軸正向傳播,波的振幅,波的角頻率,當時,處的a質點正通過其平衡位置向y軸負方向運動,而處的b質點正通過點向y軸正方向運動.設該波波長,求該平面波的波方程.

5、如圖,一平面波在介質中以波速沿x軸負方向傳播,已知a點的振動方程為.

(1)以a點為座標原點寫出波方程;

(2)以距a點5m處的b點為座標原點,寫出波方程.

6、火車以的速度行駛,汽笛的頻率為.在鐵路近旁的公路上坐在汽車裡的人在下列情況聽到火車鳴笛的聲音頻率分別是多少?

(1)汽車靜止;

(2)汽車以的速度與火車同向行駛.(設空氣中聲速為)

第11章光學作業

一、教材:選擇填空題 1~6;

計算題:12,14,21,22,25(問題(1)、(2)),26,32,

二、附加題

(一)、選擇題

1、 一束波長為的單色光由空氣入射到折射率為n的透明薄膜上, 要使透射光得到加強, 則薄膜的最小厚度應為

(a) /2; (b) /2n; (c) /4; (d) /4n.

2、波長 = 500nm的單色光垂直照射到寬度b = 0.25 mm的單縫上,單縫後面放置一凸透鏡,在凸透鏡的焦面上放置一螢幕,用以觀測衍射條紋,今測得螢幕上**條紋一側第三個暗條紋和另一側第三個暗條紋之間的距離為d = 12 mm , 則凸透鏡的焦距為

(a) 2m. (b) 1m. (c) 0.5m. (d) 0.2m. (e) 0.1m.

3、一束由自然光和線偏光組成的復合光通過一偏振片,當偏振片轉動時,最強的透射光是最弱的透射光光強的16倍,則在入射光中,自然光的強度i1和偏振光的強度i2之比i1:i2為

(a) 2:15b) 15:2c) 1:15d) 15:1.

(二)、計算題

1、在雙縫干涉實驗中,單色光源s到兩縫s1、s2的距離分別為l1、l2,

並且為入射光的波長,雙縫之間的

距離為d,雙縫到螢幕的距離為d,如圖,求:

(1) 零級明紋到螢幕**o點的距離;

(2) 相鄰明條紋間的距離。

2、 兩偏振片組裝成起偏和檢偏器,當兩偏振片的偏振化方向夾角成30時,觀察一普通光源,夾角成60時觀察另一普通光源,兩次觀察所得的光強相等,求兩光源光強之比.

3、在楊氏雙縫實驗中,設兩縫之間的距離為0.2mm.在距雙縫1m遠的屏上觀察干涉條紋,若入射光是波長為400nm至760nm的白光,問屏上離零級明紋20mm處,哪些波長的光最大限度地加強?(1nm=10-9m)

4、波長為λ的單色光垂直照射到折射率為n2的劈形膜上,如圖所示,圖中n1<n2<n3,觀察反射光形成的干涉條紋.

(1) 從劈形膜頂部o開始向右數起,第五條暗紋中心所對應的薄膜厚度e5是多少?

(2) 相鄰的二明紋所對應的薄膜厚度之差是多少?

5、用波長為λ1的單色光垂直照射牛頓環裝置時,測得**暗斑外第1和第4暗環半徑之差為l1,而用未知單色光垂直照射時,測得第1和第4暗環半徑之差為l2,求未知單色光的波長λ2.

6、某種單色平行光垂直入射在單縫上,單縫寬b=0.15mm.縫後放乙個焦距f = 400 mm的凸透鏡,在透鏡的焦平面上,測得**明條紋兩側第**暗條紋之間的距離為8.0mm,求入射光的波長.

7、一束平行光垂直入射到某個光柵上,該光束有兩種波長的光,λ1=440 nm,λ2=660 nm(1nm=10-9m).實驗發現,兩種波長的譜線(不計**明紋)第二次重合於衍射角=60°的方向上.求此光柵的光柵常數d.

第12章氣體動理論作業

一、教材:選擇填空題 1,2,4 計算題:14,16,20,21

二、附加題

(一)、選擇題

1、某種理想氣體,體積為v,壓強為p,絕對溫度為t,每個分子的質量為m,r為普通氣體常數,n0為阿伏伽德羅常數,則該氣體的分子數密度n為

(a) pn0/(rt). (b) pn0/(rtv). (c) pmn0/(rt). (d) mn0/(rtv).

2、若理想氣體的體積為v,壓強為p,溫度為t,乙個分子的質量為m,k為玻耳茲曼常量,r為摩爾氣體常量,則該理想氣體的分子數為:

(a) pv/m. (b) pv/ (kt) . (c) pv /(rt) . (d) pv/(mt) .

3、兩瓶質量密度相等的氮氣和氧氣(氮氣和氧氣視為理想氣體),若它們的方均根速率也相等,則有:

(a) 它們的壓強p和溫度t都相等.

(b) 它們的壓強p和溫度t都都不等.

(c) 壓強p相等,氧氣的溫度比氮氣的高.

(d) 溫度t相等, 氧氣的壓強比氮氣的高.

(二)、計算題

1、 將 1 mol 溫度為 t 的水蒸氣分解為同溫度的氫氣和氧氣,

求氫氣和氧氣的內能之和比水蒸氣的內能增加了多少?(所有氣體分子均視為剛性分子)

2、一瓶氫氣和一瓶氧氣溫度相同.若氫氣分子的平均平動動能為6.21×10-21j,求:

(1) 氧氣分子的平均平動動能和方均根速率;

(2) 氧氣的溫度

3、設一理想氣體系統由 n 個同種氣體分子組成,其速率分布函式為:

式中為已知速率值,a 為待求常數

求:(1)用已知值表示常數 a;(2)分子的最概然速率;(3)n 個分子的平均速率;

(4)速率在0到之間的分子數;(5)速率在到之間分子的平均速率。

4、在相同溫度下,2摩爾氫氣和1摩爾氦氣分別放在兩個容積相同的容器中。試求兩氣體(1)分子平均平動動能之比;(2)分子平均總動能之比;(3)內能之比;(4)方均根速率之比;(5)壓強之比;(6)密度之比.

5、已知是氣體速率分布函式。n為總分子數,n為單位體積內的分子數, 為最概然速率。試說明以下各式的物理意義。

第13章熱力學基礎作業

一、教材:選擇填空題 1~6;計算題: 14,15, 23,

二、附加題

(一)、選擇題

1、摩爾數相同的兩種理想氣體,一種是氦氣,一種是氫氣,都從相同的初態開始經等壓膨

脹為原來體積的2倍,則兩種氣體

(a) 對外做功相同,吸收的熱量不同.

(b) 對外做功不同,吸收的熱量相同.

(c) 對外做功和吸收的熱量都不同.

(d) 對外做功和吸收的熱量都相同.

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