2012级大学物理Ⅱ（A）练习题(马文蔚5版，下)

一．填空题

机械振动

1. 一作简谐振动的系统，振子质量为2 kg，振动频率为1000 Hz，振幅为0.5cm，则其振动

能量为 .

2. 用40N的力拉一轻弹簧，可使其伸长20cm，此弹簧下应挂 kg的物体，才能使弹

簧振子作简谐振动的周期T=0.2?s.

3. 一质点作谐振动，振动方程为x=6cos(8?t+?/5) cm，则t=2秒时的相位为 ，质点

第一次回到平衡位置所需要的时间为 .

4. 如图为以余弦函数表示的振动曲线，则其初相? = ，P时刻的相

位为 .

5. 一质点作简谐振动的角频率为?、振幅为A,当t=0时质点位于x=A/2处且朝x轴正方向

运动,试画出此振动t＝0时刻的旋转矢量图.

6. 一质点沿x轴以 x = 0为平衡位置作简谐振动，频率为 0.25 Hz．t = 0时x0=-0.37 cm,v0=0，

则振幅A= ，振动方程为x= 。 7. 两个同方向的简谐振动曲线如图所示,合振动的振幅

为 ,合振动方程为 .

8. 一质点同时参与两个同方向的简谐振动,振动方程分别为x1=0.05cos(?t+?/4) (SI)，

A2 A1 O T/2 T x/(cm) x1(t) t/(s) x2(t) x(m)21Ot(s)· Px2=0.08cos(?t+5?/4) (SI),其合运动的运动方程为x= . 9. 一简谐振动曲线如图,则其周期T= ，其余弦函数描述

时初相位?= 。

10. 图中旋转矢量代表一简谐振动，矢量长度0.04m，角速度?=4?

rad/s。此振动以余弦函数表示的振动方程为x= (SI)。

O 4x(m)?2o2t(s)x ? t=0 机械波

11. 一简谐波的频率为5×104Hz, 波速为1.5×103m/s,在传播路径上相距5×10－3m的两点振

动的相位差为 .

12. 一声波在空气中的波长是0.25 m，传播速度是340 m/s，当它进入另一介质时，波长变

成了0.37 m，它在该介质中传播速度为 ．

13. 一平面简谐波沿x轴正向无衰减地传播,周期T=0.5s, 波长?=10m,振幅A=0.1m . 当t=0

时波源的振动恰好为正的最大值. 取波源处为原点, 则沿波传播方向距离波源为?/2处的振动方程为y= ；当t=T/2时, x=?/4处质点的振动速度为 . 14. 一平面简谐波沿x轴正向无衰减地传播,振幅为2×10?3m,周期为0.01s,波速为400 m/s,

当t=0时x轴原点处的质元正通过平衡位置向y轴正方向运动,则该简谐波的波函数为y(x,t)= 。

15. 一平面简谐波的周期为2.0s，在波的传播路径上有相距为2.0cm的M、N两点，如果N点

的位相比M点位相落后π/6，那么该波的波长为 ，波速为 。 16. 处于原点（x=0）的波源所发出的平面简谐波的波函数为y?Acos(Bt?Cx)，其中A、B、

C皆为常数。此波的速度为 ，周期为 ，波长为 。距波源为L处的质元振动相位比波源落后 ，此质元的初相位为 。 17. 一平面简谐波沿ox轴正向传播，波函数为y?Acos[?(t?x?)?]，则x=L1处质点的振动u4方程为 ，x= -L2处质点的振动和x=L1处质点的振动的位相差为

y(m)18. 平面简谐波t=0时波形如图。波速u?340m?s?1，波函数为 19. 如图，振幅为A、角频率为?、波速u的平面简谐波，向X负向传播.

设x0处的波源，t=0时y=0且向y的负方向运动，则其波函数为 。

y(m)10?u1x(m)YO?ux0X20. 波源的振动曲线如图，平面波以u?4m?s?1的速度向X正方向传

播，则该波的波函数为___________________

21. 强度为I的平面简谐波通过一面积为S的平面，波的传播方向与

该平面法线的夹角为?，则通过该平面的能流是 。

0.500.51.5t(s)波动光学

22. 如图，波长为λ的单色光垂直照射透明薄膜．膜厚度为e，则两束

反射光的光程差Δ＝ ．

n1 = 1.00 n2 = 1.30 n3 = 1.50 ??e 23. 如图,空气中，两个同相的相干点光源s1和s2 , 发出波长为? 的光. s1 ? A是其连线中垂线上一点, 若在s1与A之间插入厚度为e、折射率为

n s2 e A

n的玻璃片, 则两相干光在A点的位相差?? = .

24. 两相干光源s1、s2相位相同，它们发出的光在同种媒质中传播。若某相遇点P为暗条纹（干

涉相消）,则两束光到达P点的最小光程差为 。

25. 在空气劈尖干涉实验中，干涉条纹的间距 (填相等或不等)；当劈尖顶角变小

时，干涉条纹的间距 (填增大或减小)；若劈尖顶角不变，但在劈尖中充以某种液体，则干涉条纹的间距 (填增大或减小).

26. 迎面驶来的汽车两盏前灯相距1.2m，则当汽车距离为 时，人眼睛才能分辨这两

盏前灯。假设人的眼瞳直径为0.5mm，而入射光波长为550.0nm。

27. 为测定一个光栅的光栅常数，用波长为632.8nm的光垂直照射光栅，测得第一级主极大

的衍射角为18°，则光栅常数d= ，第二级主极大的衍射角?= 。 28. 一束平行的自然光，以60°角入射到平玻璃表面上，若反射光是完全偏振的，则折射光

束的折射角为_________；玻璃的折射率为__________。

29. 在以下五个图中，左边四个图表示线偏振光入射于两种介质分界面上，最右边的一个图

表示入射光是自然光。n1、n2为两种介质的折射率，图中入射角i0＝arctg(n1/n2)，i≠

i0。试在图上画出实际存在的折射光线和反射光线，并用点或短线把振动方向表示出来。

i n1 n2 i n1 n2 i0 n1 n2 i0 n1 n2 i0 n1 n2 气体动理论与热力学

气动理论

30. f(v)为麦克斯韦速率分布函数，f(v)的归一化条件： ，

???vpf(v)dv的物理意义： ，

mv2f(v)dv的物理意义是 。 2f(v)?031. 图中所示为相同温度下氢气和氧气的速率分布曲线，则曲线1为 的

速率分布曲线， 的最概然速率较大（填“氢气”或“氧气”）。若图中曲线表示同一种气体不同温度时的速率分布曲线，温度分别为T1和

12voT2且T1

32. 将氢气分子看作刚性分子温度为27℃的平衡状态下，的平均平动动能为 ，

平均转动动能为 ，平均总动能为 ；2mol氢气的分子平动动能为 ，转动动能为 ，总能量（内能，看作理想气体）为 。 33. 两种不同种类的理想气体，其分子的平均平动动能相等，但分子数密度不同，则它们的

温度 ，压强 。若它们的温度、压强相同，但体积不同，则它们的分子数密度 ，单位体积的质量 ，单位体积的分子平动动能 。（填“相同”或“不同”）。

34. 理想气体的微观模型：

（1）___________________________________________________________________； （2）___________________________________________________________________； （3）___________________________________________________________________。 35. 氢分子的质量为3.3?10?24g，如果每秒有1023个氢分子沿着与容器器壁的法线成45?角方

向以105cm/s的速率撞击在2.0cm面积上（碰撞是完全弹性的），则由这些氢气分子产生的压强为________。 热力学

36. 某理想气体的等体摩尔热容量为12.5J?mol-1?K-1.一摩尔该气体经绝热过程后温度升高

10.0K，则在此过程中气体对外作功 J 。

37. 1 mol单原子分子理想气体，在1 atm的恒定压强下，从0℃加热到100℃，气体的内能

增量为__________J．(普适气体常量R＝8.31 J?mol-1?K-1 ) 。

38. 一定量理想气体，从同一状态开始，分别经历以下三种过程，使其体积由V1膨胀到2V1：

(1) 等压过程；(2) 等温过程；(3)绝热过程。其中： 过程气体对外作功最多， 过程气体内能增加最多。在P-V图中画出三个过程的曲线。

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