大学物理期中考试试卷

发布时间:2024-11-06

1.如图所示,质量为m 的物体由劲度系数为k1 和k2 的 两个轻弹簧连接在水平光滑导轨上作微小振动,则该系统的振动频率为

2

(A)

k1 k2

m

(A)

A. (B) 2A. (C)

|2Acos(2 x/ )|

.

(B)

. (D)

1

k1 k2

2

m

1k1 k2

(C)

2 mk1k2

. (D)

1k1k2

2

m(k1 k2)

.

2.下列函数f (x, t)可表示弹性介质中的一维波动,式中A、a 和b 是正的常量.其

中哪个函数表示沿x 轴负向传播的行波?

(A) f (x,t) = Acos(ax + bt) . (B) f (x,t) = Acos(ax bt) . (C) f (x,t) = Acos ax cosbt . (D) f (x,t) = Asin ax sin bt .

3. 两个相干波源的位相相同,它们发出的波叠加后,在下列哪条线上总是加强的?

(A)以两波源为焦点的任意一条椭圆上; (B)以两波源连线为直径的圆周上; (C)两波源连线的垂直平分线上;

(D)以两波源为焦点的任意一条双曲线上。

4.一平面简谐波在弹性媒质中传播时,某一时刻媒质中某质元在负的最大位移处,则它的能量是

(A) 动能为零,势能最大. (B) 动能为零,势能为零.

(C) 动能最大,势能最大. (D) 动能最大,势能为零.

5.S1 和S2 是波长均为λ 的两个相干波的波源,相距

1

3λ/4,S1 的相位比S2 超前2.若两波单独传播时,

在过S1 和S2 的直线上各点的强度相同,不随距离变化,且两波的强度都是I0,则在S1、S2 连线上S1 外侧和S2 外侧各点,合成波的强度分别是

(A) 4I0,4I0. (B) 0,0.(C) 0,4I0 . (D) 4I0,0.

6.在驻波中,两个相邻波节间各质点的振动

(A) 振幅相同,相位相同. (B) 振幅不同,相位相同.

(C) 振幅相同,相位不同. (D) 振幅不同,相位不同.

7. 沿着相反方向传播的两列相干波,其表达式为

y1 Acos2 ( t x/ )和

y2 Acos2 ( t x/ )在叠加后形成的驻波

中,各处简谐振动的振幅是

2Acos(2 x/ )

8.如图,用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上.当 平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时,可以观察

到这些环状干涉条纹

(A) 向右平移. (B) 向中心收缩.

(C) 向外扩张. (D) 静止不动.(E) 向左平移. 9.在迈克耳孙干涉仪的一支光路中,放入一片折射率为n 的透明介质薄膜后,

测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ,则薄膜的厚度是

(A). (B)

n

. (C)

. (D)

(n 1).

10.一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过一偏振片.若以此入射

光束为轴旋转偏振片,测得透射光强度最大值是最小值的5 倍,那么入射光束中 自然光与线偏振光的光强比值为

(A) 1 / 2. (B) 1 / 3. (C) 1 / 4. (D) 1 / 5.

二、填空题(每个空格2 分,共22 分)

1.一竖直悬挂的弹簧振子,自然平衡时弹簧的伸长量为x0,此振子自由振动的 周期T = _____________.

2.一简谐振子的振动曲线如图所示,则以余 弦函数表示的振动方程为___________________.

3.若两个同方向不同频率的谐振动的表达式分别为

x1 Acos100 t和x2 Acos102 t,则合振

动的拍频为________ 。

4.两个同方向同频率的简谐振动,其合振动的振幅为0.2m,合振动的位相与第一个简谐振动的位相差为π/6,若第一个简谐振动的振幅为3 10-1m,则第二个简谐振动的振幅为_______ m,第一、二两个简谐振动的位相差为______ 。

5.在单缝夫琅和费衍射中,若单缝两边缘点A、B发出的单色平行光到空间某点P的光程差为1.5λ,则A、B

可分为

____个半波带,P点处为_____(填明或暗)条

纹。若光程差为2λ,则A、B间可分为____个半波带,P点处为______(填明或暗)条纹。

6.在垂直照射的劈尖干涉实验中,当劈尖的夹角变大时,干涉条纹将向____ 方向移动,相邻条纹间的距离将变____ 。

三、作图题(共5分)

在以下五个图中,前四个图表示线偏振光入射于 两种介质分界面上,最后一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(n2/n1),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.

1.简谐振动的振幅取决于振动的能量,初相位取决于计时零点的选择。

2.平行光束通过透镜中心较厚处的光程要大于边缘较薄处。

3.根据惠更斯-菲涅耳原理,衍射现象在本质上也是一种干涉现象。

4.瑞利根据两个强度相等的点光源衍射图样的相干叠加情况,给出了判定光学仪器临界分辨的判据。 5.马吕斯定律的数学表达式为I = I0 cos2 α.式中I0为入射光的强度。一、选择题:(共39分) 1.(本题3分)

质点作半径为R的变速圆周运动时的加速度大小为(v表示任一时刻质点的速率)

dv

v2

(A)dt

(B)R

dvv2

(C)

dt R (

D

[(dvdt)2 (v41/2R2)]

[ ]

2.(本题3分)

质量为m的物体自空中落下,它除受重力外,还受到一个与速度平方成正比的阻力的作用。比例系数为k,k为正常数。该下落物体的收尾速度(即最后物体作匀速运动时的速度)将是

mg

(A)k (B)

g2k (

C)gk

(D)

gk

[ ] 一质量为M的弹簧振子,水平放置静止在平衡

V 位置,如图所示,一质量为m的子弹以水平速度射

入振子中,并随之一起运动。如果水平面光滑,此后弹

簧的最大势能为

1mv2

(A)2 (B)

m2v2

2(M m) (

C

m2(M+m)2M

2

v2

(D)

m22Mv2

[

]

4.(本题3分)

质量为m的小孩站在半径为R的水平平台边缘上,平台可以绕通过其中心的竖直光滑固定轴自由转动,转动惯量为J。平台和小孩开始时均静止。当小孩突然以相对于地面为V的速率在台边缘沿逆时针转向走动时,则此平台相对地面旋转的角速度和旋转方向分别为

=mR2V (A)

J(R)

,顺时针。 =mR2(V (B)

JR)

,逆时针。 mR2 =V (C)

J mR2

(R)顺时针。 =mR2V (D)

J mR2

(R),逆时针。 [ ]

5.(本题3分)

两种不同的理想气体,若它们的最可几速率相等,则它们的

(A)平均速率相等,方均根速率相等。 (B)平均速率相等,方均根速率不相等。 (C)平均速率不相等,方均根速率相等。 (D)平均速率不相等,方均根速率不相等。 根据热力学第二定律可知:

(A)功可以全部转换为热,但热不能全部转换为功。

(B)热可以从高温物体转到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体。

(C)不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程。

(D)一切自发过程都是不可逆的。 关于高斯定理的理解有下面几种说法, 其中正确

的是:(A)如果高斯面上E处处为零,则该面内必无

电荷。(B)如果高斯面内无电荷,则高斯面上E 处处

为零。

(C)如果高斯面上E处处不为零,则高斯面内必有

电荷。(D)如果高斯面内有净电荷,则通过高斯面的

电通量必不为零。(E)高斯定理仅适用于具有高度对称性的电场。 [ ] 8.(本题3分)

一长直导线横截面半径为a,导线外同轴地套一半径为b的薄圆筒,两者互相绝缘。并且外筒接地,如图所示。设导线单位长度的带电量为+ ,并设地的电势为零,则两导体之间的p点(Op=r)的场强大小和电势分别为:

E=

2

,U b

(A)

4 or2 lnoa E= b4 2

,U (B)

or2 ln

or

E= ,U a

(C)

2 r2 ln

oor

E= b (D)

2 r,U 2 ln

oor

[ ]

9.(本题3分)

边长为l的正方形线圈,分别用图示两种方式通以

电流I(其中ab、cd与正方形共面),在这两种情况下,线圈在其中心产生的磁感应强度的大小分别为

(A)B1=0,

B2=0 B22 oI

1=0,B2=

(B) l

B22 oI1=,B2 0

(C) l B=22 oI,B I

12 22o

(D)

l l

[ ]

10.(本题3分)

图为四个带电粒子在O点沿相同方向垂直于磁力线射入均匀磁场后的偏转轨迹的照片,磁场方向垂直纸面向外,轨迹所对应的四个粒子质量相等,电量大小也相等,则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是 (A)Oa (B)Ob (C)Oc (D)Od [ ]

11.(本题3分)

一质点在x轴上作简谐振动,振辐A=4cm,周期T=2s,其平衡位置取作坐标原点,若t=0时刻质点第一次通过x=-2cm处,且向x轴负方向运动,则质点第二次通过x=-2cm处的时刻为 (A)1s (B)(2/3)s (C)(4/3)s (D)2s [ ] 12.(本题3分) 用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷,当波长为 的单色平行光垂直入射时,若观察到的干涉条纹如图所示,每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切,则工件表面与条纹弯曲处对应的部分

(A)凸起,且高度为 /4 (B)凸起,且高度为 /

2 (C)凹陷,且深度为 /2

(D)凹

陷,且深度为 /

4 [ ] 13.(本题3分)

一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通

过一偏振片,若以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强度最大值是最小值的5倍,那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为 (A)1/2 (B)1/5

(C)1/3 (D)2/3

二、填空题:(46分) 1.(本题3分) 设质点沿x轴运动,已知a=4t,初始条件为t=0时, 一简谐波沿x轴正方向传播,x1和x2两点处的振动

速度与时间的关系曲线分别如图(a)和(b),已知

x2 x1

,则x1和x2两点间的距离是

λ表示)。

初速度v0=0,坐标x0=10,则其运动方程是。 2.(本题3分)

在恒力F的作用下,一物体作直线运动,运动方程为x=A-Bt+ct2(A、B、C为常数),则物体的质量应为。 3.(本题3分)

在一以匀速V行驶、质量为M的船上,分别向前

和向后同时水平抛出两个质量相等(均为m)物体,抛

出时两物体相对于船的速率相同(均为u)试写出该过程中船与物这个系统动量守恒定律的表达式(不必化简,以地为参照系) 4.(本题5分)

如图所示,一匀质木球固结在一细棒下端,且可绕水平光滑固定轴O转动,今有一子弹沿着与水平面成一角度的方向击中木球而嵌于其中,则在此击中过程中,木球、子弹、细棒系统的 。木球被击中后棒和球升高的过程中,对木球、子弹、细棒、地球系统的 守恒。

室温下1 mol双原子分子理想气体的压强为P

,体积为V,则此气体分子的平均动能为

保持某理想气体的压强和体积不变,但质量和温度改变,那么其内能是否改变 。

设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n倍,则在一次卡诺循环中,气体交给低温热源的热量是从高温热源得到的热量的 倍。

。。

白光(4000A-7000A)垂直入射于每厘米4000

条缝的光栅,可以产生 级的完整可见光谱。 10.(本题3分)

一个带电的金属球,当其周围是真空时,储存的静电能量是Wo,使其电量保持不变,把它浸没在相对介电常数为 r的无限大各向同性均匀电介质中,这时它的静电能量We= 。 11.(本题6分)

玻尔的氢原子理论的三个基本假设是:

12 一电子以0.99c的速率运动(电子静止质量为

9.11×10-

31kg),则电子的总能量是J,电子的经典力学的动能与相对论动能之比是

静质量为me的电子,经电势差为U12的静电场加速后,若不考虑相对论效应,电子的德布罗意波长λ=

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