大学物理期末试题练习题3

一、填空题

1、狭义相对论的两条基本原理是____________原理和相对性原理.

2、在洛伦兹变换和伽利略变换中,哪一种变换导致了时间延缓现象:______________.

3、某观察者看到一把米尺沿其长度方向作匀速直线运动,此时米尺的动能是它静止能量的四分之一,则米尺相对观察者的速率为_________,观察者测得米尺的长度为_______m.

4、光速不变原理指的是光在所有介质中的传播速度相等,这种说法是否正确?答 ,并说明理

由: .

5、、已知某μ子静止时的寿命为2.20×10s,若相对于μ子作匀速直线运动的观察者测得其寿命为2.75×10s,则观察者相对于μ子的运动速度大小为 .

6、、根据狭义相对论质能关系,一对正负电子相撞湮灭后释放出的总能量为 .已知正电子和负电子的质量均为9.1×10

-31

-8

-8

kg.

7、一列平面简谐波的波函数为为u=________m/s. 8、、平面简谐波的表达式

ππy?0.2cos(t?2πx?),式中各物理量的单位均为国际单位制.那么这列波的波速

23y?0.05cos(2πt?4πx?π)(SI),则x=0.25m处的P点相位比x=0处的O点相位落

后 。

9、两相干波源S1和S2同相位且振幅均为A,则S1和S2连线中点处的振幅为________.

10、酒吧门口的大喇叭发出频率为750 Hz的噪声,一辆警车以50m/s驶向酒吧.空气中声速为340 m/s,则车上的警长听

到该声音的频率是__________Hz(至少保留三位有效数字),比喇叭固有频率的音调更________(填“高”或“低”). 11、某个简谐振动的振幅为A,振动总能量为E。若将其振幅变为2A,则振动总能量会变为________. 12、若一列入射波的波函数为

y?0.5cos(2πt?πx),在原点处发生了反射,反射点为一固定端.那么反射波的波函数

为y=_______________________.

13、渡轮以20m/s的速度驶离岸边,渡轮上有人用小提琴演奏频率为1300 Hz的音符,站在岸上的观察者听到的频率是

_________Hz (保留四位有效数字,空气中声速为340 m/s).

ππx?0.06cos(t?)(SI)3214、质点做简谐振动,振动方程。质点在t=2s时的相位为 。

15、一竖直悬挂的轻弹簧,下端挂上某个一定质量的小球后,其伸长量为3.92×10m。现使该系统作简谐振动,其振动的

角频率ω= s(重力加速度g=9.8m/s)。

16、一弹簧振子沿y轴做简谐振动,位移y随时间t的函数关系如右图所示,则该弹簧振子振动的周期T=_________ s,

可能达到的最大速率vm=_______cm/s,初相φ=_______。 17、一平面简谐波沿x轴传播,已知在x1=2m处质元的振动方程为

-1

2

-3

1

ππy1?0.02cos(8πt?)(SI)y2?0.02cos(8πt?)(SI)x?x??222;在x=3m处质元的振动方程为;1(λ为

2

波长),则该简谐波的波长λ= m,波速u=_______m/s。

18、甲乙两辆汽车相向行驶,甲车的车速为25m/s,乙车的车速为10m/s,甲车乘客听到本车喇叭的固有频率为600Hz,与

之相比,乙车乘客听到甲车喇叭的声调____________(填“更高”或“更低”),其频率为____________Hz。( 声速u=340m/s )

19、简谐振子的运动学方程

x?0.05cos(5t?π)(SI),振子加速度的最大值为 m/s。

2

20、一弹簧振子作简谐振动,弹性系数为k,振幅为A,当物体运动到A/3处时,势能为 ,动能

为____________。

21、某简谐振动的位移曲线x-t,速度曲线v-t,加速度曲线a-t同时表示在一个平面坐标系中(如右图),在曲线Ⅰ、Ⅱ、

Ⅲ中,速度曲线为 。 22、一驻波的波函数为

-1

y?0.4cos4?xcos750t,形成此驻波的两行波的角频率ω=

______s,相邻两个波腹之间的距离为_________m。

23、已知声速340m/s,汽笛固有频率704Hz。火车A以20m/s的速度行驶;另一火车B以30m/s的速度与A相向而行,火车B中的司机听到火车A的汽笛声频率比固有频率_______(填“大”或“小”),其数值为____________Hz。

24、两个相干平面波波源A、B相距0.20m,它们的相位相同,振幅皆为2cm,两列波在空间中互相干涉叠加。在AB连线的

中垂线上有一点P,P距AB连线的中点0.15m,则P点的振幅为_______。若波源A、B的相位差为π,P点振幅为_______。 25、振幅A=0.04m的简谐波在弦上传播,到达一自由端后产生反射,反射波与入射波叠加形成驻波。在自由端点,质点合振

动的振幅为 m。

26、停在车站的火车鸣笛准备启动,火车汽笛的频率为650Hz,有一汽车以32m/s的速度驶向火车站,空气中声速为330m/s。

汽车中的人听到火车汽笛的频率为 Hz。这种由于波源或观察者的运动造成频率发生变化的现象称为 效应。

27、温度为400K时,氧气分子的平均动能(包括平动和转动)为_________J。

28、一卡诺热机工作在温度分别为400K和300K的两个热源之间,热机效率η=_________,若它在一段时间内从高温热源

吸收了热量5840J,则它向低温热源放出了热量__________J。

29、氦气的等体摩尔热容与氢气的等压摩尔热容大小的比值为 。 30、工作在27℃和227℃之间的卡诺制冷机的制冷系数为________.

31、孤立系统经历的一切自发过程均为_________(填“可逆”或“不可逆”)过程.

32、在0℃下,处于平衡态的氧气分子平均平动动能为________________J;0℃下1mol氧气的内能为______________J. (将

氧气视为理想气体)

33、温度为T的刚性双原子分子理想气体有N个分子,则该气体所有分子的转动动能之和为 。(已知玻尔

兹曼常数为k)

34、某卡诺致冷机工作在温度分别为39oC和24oC的两个热源之间,其制冷系数为______,若其在一次循环中能够从24

oC的热源吸热Q2=693J,则需要外界对其做功_________J。

2

35、当孤立系统处于平衡态时,系统的熵值达到_________(填“最大”或“最小”),亦即系统达到了最_________(填“无

序”或“有序”)的状态. 二、计算题

1、右图表示质点P简谐振动的y-t曲线; (1)求P点的振动方程

yP(t);

(2)若P点恰好处于一列沿x轴正方向传播的平面简谐波上(提示:P点不一定在原点),该简谐波在t=0时的波形图如右图所示,求这列波的波函数y(x, t).

2、相干波源S1和S2的波长均为1m, P点距S1和S2的距离分别为r1=2m和r2=2.2m,

πy1?0.2cos(2πt?)2,求如右图。两列波在P点干涉相消,波源S1的振动方程为

波源S2的振动方程

y2.

y?Acos(?t?2ππx?)?2,它在原点发生反射,反射点为一固定

3、(10分)设沿x轴负方向传播的入射波的波函数为

端,求:

(1)反射波的波函数;

S1 S2 r1 r2

P

(2)合成波(驻波)的表达式;。

(3)各波节的位置; (4)各波腹的位置。

4、一列平面简谐波向x轴正向传播,周期为T=0.4s,它在t(1)此波的振幅A、波长λ、波速u; (2)此波的波动方程;

?0s时的波形如图所示,试求:

y (m) 0.04 0.02 0 ?0.02 ?0.04 1.6 2.8 x (m) y??0.02m处。

(3)x?0处的质点何时第一次运动到

5、如图所示,在无限大、均匀、无吸收的媒质中,相干波源A和B相距L=8m,它们所发出的简谐波在AB连线上的振幅均

为A0,振动频率均为100Hz,波速均为400m/s,且B的相位比A的相位超前π,试求: A (1)简谐波的波长;

(2)在AB间连线上因干涉而静止的各点的位置; (3)AB延长线上,B点外侧任一点的振幅。

B L 3

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