《大學物理》學期期末考試試題A及解答

《大學物理》學期期末考試試題A及解答共8頁第1頁選擇題（每題3分，共30分）1.一彈簧振子作簡諧振動，總能量為E1，如果簡諧振動振幅增加為原來的兩倍，重物的質量增為原來的四倍，則它的總能量E2變?yōu)檫x擇題（每題3分，共30分）1.一彈簧振子作簡諧振動，總能量為E1，如果簡諧振動振幅增加為原來的兩倍，重物的質量增為原來的四倍，則它的總能量E2變?yōu)?A)E1/4．(B)E1/2．(C)2E1．(D)4E1．［］2.圖中橢圓是兩個互相垂直的同頻率諧振動合成的圖形，已知x方向的振動方程為，動點在橢圓上沿逆時針方向運動，則y方向的振動方程應為(A)．(B)．.(D)．［］3．圖中畫出一向右傳播的簡諧波在t時刻的波形圖，BC為波密介質的反射面，波由P點反射，則反射波在t時刻的波形圖為［］4．一平面簡諧波在彈性媒質中傳播，在媒質質元從最大位移處回到平衡位置的過程中(A)它的勢能轉換成動能．(B)它的動能轉換成勢能．(C)它從相鄰的一段媒質質元獲得能量，其能量逐漸增加．它把自己的能量傳給相鄰的一段媒質質元，其能量逐漸減?。郏荻﨩O6～二OO7學年第一學期《大學物理》考試試題A卷考試日期:年月日試卷代號考試班級學號姓名成績5．在折射率n3=1.60的玻璃片表面鍍一層折射率n5．在折射率n3=1.60的玻璃片表面鍍一層折射率n2=1.38的MgF2薄膜作為增透膜．為了使波長為=500nm(1nm=10-9m)的光，從折射率n1=1.00的空氣垂直入射到玻璃片上的反射盡可能地減少，MgF2薄膜的厚度(A)250nm．(B)181.2nm．(C)125nm．(D)90.6nm．［］6．在如圖所示的單縫夫瑯禾費衍射實驗中，若將單縫沿透鏡光軸方向向透鏡平移，則屏幕上的衍射條紋(A)間距變大．(B)間距變?。?C)不發(fā)生變化．(D)間距不變，但明暗條紋的位置交替變化．［］7．一束單色線偏振光，其振動方向與1/4波片的光軸夾角=/4．此偏振光經過1/4波片后(A)仍為線偏振光．(B)振動面旋轉了/2．(C)振動面旋轉了/4．(D)變?yōu)閳A偏振光．［］8．一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃(如圖)，設入射角等于布儒斯特角i0，則在界面2的反射光(A)是自然光．(B)是線偏振光且光矢量的振動方向垂直于入射面．(C)是線偏振光且光矢量的振動方向平行于入射面．(D)是部分偏振光．［］9．在慣性參考系S中，有兩個靜止質量都是m0的粒子A和B，分別以速度v沿同一直線相向運動，相碰后合在一起成為一個粒子，則合成粒子靜止質量M0的值為(c表示真空中光速)(A)2m0．(B)2m0．(C)．(D)．［］10．一維無限深方勢阱中，已知勢阱寬度為a．應用測不準關系估計勢阱中質量為m的粒子的零點能量為(A)．(B)．(C)．(D)．［］二．選擇題（共38分）11．（本題3分）兩個互相垂直的不同頻率諧振動合成后的圖形如圖所示．由圖可知x二．選擇題（共38分）11．（本題3分）兩個互相垂直的不同頻率諧振動合成后的圖形如圖所示．由圖可知x方向和y方向兩振動的頻率之比xy=___________．12．（本題3分）設沿弦線傳播的一入射波的表達式是，在x=L處（B點）發(fā)生反射，反射點為固定端（如圖）.設波在傳播和反射過程中振幅不變，則弦線上形成的駐波的表達式為y=______________________________．13．（本題3分）在用鈉光（=589.3nm）照亮的縫S和雙棱鏡獲得干涉條紋時，將一折射率為1.33的平行平面透明膜插入雙棱鏡上半棱鏡的光路中，如圖所示．發(fā)現干涉條紋的中心極大（零級）移到原來不放膜時的第五級極大處，則膜厚為__________________．(1nm=10-914．（本題3分）在雙縫干涉實驗中，兩縫分別被折射率為n1和n2的透明薄膜遮蓋，二者的厚度均為e．波長為的平行單色光垂直照射到雙縫上，在屏中央處，兩束相干光的相位差＝_______________________．15．（本題3分）用波長為的單色光垂直照射如圖所示的牛頓環(huán)裝置，觀察從空氣膜上下表面反射的光形成的牛頓環(huán)．若使平凸透鏡慢慢地垂直向上移動，從透鏡頂點與平面玻璃接觸到兩者距離為d的移動過程中，移過視場中某固定觀察點的條紋數目等于_______________．16．（本題3分）一個平凸透鏡的頂點和一平板玻璃接觸，用單色光垂直照射，觀察反射光形成的牛頓環(huán)，測得中央暗斑外第k個暗環(huán)半徑為r1．現將透鏡和玻璃板之間的空氣換成某種液體(其折射率小于玻璃的折射率)，第k個暗環(huán)的半徑變?yōu)閞2，由此可知該液體的折射率為____________________．17．（本題5分）平行單色光垂直入射于單縫上，觀察夫瑯禾費衍射．若屏上P17．（本題5分）平行單色光垂直入射于單縫上，觀察夫瑯禾費衍射．若屏上P點處為第二級暗紋，則單縫處波面相應地可劃分為___________個半波帶．若將單縫寬度縮小一半，P點處將是______________級__________________紋．18．（本題3分）一宇宙飛船以c/2（c為真空中的光速）的速率相對地面運動．從飛船中以相對飛船為c/2的速率向前方發(fā)射一枚火箭．假設發(fā)射火箭不影響飛船原有速率，則地面上的觀察者測得火箭的速率為__________________．19．（本題3分）一100W的白熾燈泡的燈絲表面積為5.3×10-5黑體，可估算出它的工作溫度為___________________．（斯特藩─玻爾茲曼定律常數=5.67×10-8W/m2·K4）20．（本題5分）普朗克的量子假說是為了解釋_______________________的實驗規(guī)律而提出來的．它的基本思想是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________．21．（本題4分）量子力學得出：若氫原子處于主量子數n=4的狀態(tài)，則其軌道角動量（動量矩）可能取的值（用?表示）分別為_______________________________；對應于l=3的狀態(tài)，氫原子的角動量在外磁場方向的投影可能取的值分別為____________________________________．三．計算題（共32三．計算題（共32分）22．（本題10分）如圖，O1與O2為二簡諧波的波源，它們的頻率相同，但振動方向相互垂直．設二波源的振動方程分別是x10=Acost與y20=Acos(t+)；若二波在P點相遇，求下述兩種情況下P處質點的振動規(guī)律．(1)設，，(2)設，，；其中，為二波的波長．23．（本題7分）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，23．（本題7分）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，1=440nm，2=660nm(1nm=10-9m)．實驗發(fā)現，兩種波長的譜線(不計中央明紋)第二次重合于衍射角=60°的方向上．求此光柵的光柵常數24．（本題5分）在二正交偏振片Ⅰ，24．（本題5分）在二正交偏振片Ⅰ，Ⅱ之間插入一厚度為d=0.025mm的方解石波晶片，晶片表面與偏振片平行，光軸與晶面平行且與偏振片的偏振化方向成45°角，如圖所示．已知方解石的no=1.658，ne=1.486．若用波長在450nm到650nm(1nm=10-9m)范圍內的平行光束垂直照射偏振片Ⅰ，通過圖中三個元件之后，哪些波長的光將發(fā)生消光現象？（假設在上述波長范圍內no，n25．（本題5分）一艘宇宙飛船的船身固有長度為L0=90m，相對于地面以0.8c(c為真空中光速)的勻速度在地面觀測站的上空飛過．(1)觀測站測得飛船的船身通過觀測站的時間間隔是多少？(2)宇航員測得船身通過觀測站的時間間隔是多少？（本頁空間不夠，可寫在下一頁----第8頁）26．26．（本題5分）已知線性諧振子處在第一激發(fā)態(tài)時的波函數為式中為一常量．求第一激發(fā)態(tài)時概率最大的位置．南京航空航天大學共3頁第1頁二OO6～二OO7學年第一學期課程名稱：大學物理（A卷）參考答案及評分標準命題教師：施大寧試卷代號:二OO6～二OO7學年第一學期課程名稱：大學物理（A卷）參考答案及評分標準命題教師：施大寧試卷代號:考試班級學號姓名成績選擇題共30分1.D2.B3.B4.C5.D6.C7.D8.B9.D10.B二．填空題共38分11．4:33分12．3分13．8.9m3分參考解：8.9m14．2(n1–n2)e/3分15．2d/3分16．r12/r223分17．42分第一2分暗1分18．3分19．2.40×103K3分20．黑體輻射2分認為黑體腔壁由許多帶電簡諧振子組成，每個振子輻射和吸收的能量值是不連續(xù)的，是能量子h的整數倍．3分21．，，，02分，，，02分三．計算題共32分22．（10分）解：(1)波源O三．計算題共32分22．（10分）解：(1)波源O1發(fā)出的波在P處引起的振動方程為2分而波源O2在P點引起的振動方程為2分因為二波相位差為零，故合振動仍為線振動，振動方程為，2分(2)同理可得，二簡諧波在P點引起的振動方程為與2分由于兩者的相位差，結果P處質點沿半徑為A的圓形軌道運動.2分23．（7分）解：由光柵衍射主極大公式得1分當兩譜線重合時有1=21分即．．．．．．．1分兩譜線第二次重合即是，k1=6，k2=42分由光柵公式可知dsin60°=61=3.05×10-3mm24．（5分）24．（5分）解：由于P1⊥P2，當晶片為全波片時，即當(k=1，2，3，…)時發(fā)生消光現象．故=[(1.658-1.486)×0.025×106]/knm