大学物理期中考试试卷及答案

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?k2m(A) A. (B) 2A. (C) |2Acos(2?x/?)|. (B) . (D) ??1k1?k22?m ??1k1?k2(C) 2?mk1k2 . (D) ??1k1k22?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)2. (B) 2n. (C) n. (D) ?2(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间可分为____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) dvv2 (A)dt (B)R dvv2? (C)dtR (D)[(dv2v4dt)?(1/2R2)] [ ] 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?位置,如图所示,一质量为m的子弹以水平速度V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)m2v22(M?m) (C )(M+m)m222M2v (D)m222Mv [ ] 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 ?=mR2(V (A)JR),顺时针。 ?=mR2V (B)J(R),逆时针。 ?=mR2V (C)J?mR2(R)顺时针。 ?=mR2(V) (D)J?mR2R,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=?,U??lb (B)4??or22??nor E=?,U??lna (C)2??or2??or E=??b (D)2??r,U?2??lnoor [ ] 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?oI1=0,B2= (B)?l B22?oI1=, (C)?lB2?0 B=22?oI,B?oI12?22 (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)

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