大学物理(下)模拟试卷

1大学物理（下）试卷班级：_____________姓名：_____________学号：_____________日期：__________年_______月_______日成绩：_____________一、选择题（共21分）1.（本题3分,B）一个质点作简谐振动，振幅为A，在起始时刻质点的位移为A21，且向x轴的正方向运动，代表此简谐振动的旋转矢量图为［］2.（本题3分,B）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．［］3.（本题3分,C）有两列沿相反方向传播的相干波，其表达式为)/(2cos1xtAy和)/(2cos2xtAy．叠加后形成驻波，其波腹位置的坐标为：(A)x=±k．(B))12(21kx．(C)kx21．(D)4/)12(kx．其中的k=0，1，2，3,…．[]4.（本题3分,C）如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e，并且n1＜n2＞n3，1为入射光在折射率为n1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为(A)2n2e/(n11)．(B)[4n1e/(n21)]+．(C)[4n2e/(n11)]+．(D)4n2e/(n11)．［］5.（本题3分,A）宇宙飞船相对于地面以速度v作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过t(飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为(c表示真空中光速)(A)c·t(B)v·t(C)2)/(1ctcv(D)2)/(1ctcv［］6.（本题3分,D）如图所示，一束动量为p的电子，通过缝宽为a的狭缝．在距离狭缝为R处放置一荧光屏，屏上衍射图样中央最大的宽度d等于(A)2a2/R．(B)2ha/p．(C)2ha/(Rp)．(D)2Rh/(ap)．［］padRn1n2n3exoAxA21(A)A21(B)A21(C)(D)oooA21xxxAxAxAx27.（本题3分,B）具有下列哪一能量的光子能被处在n=2的能级的氢原子吸收？(A)1.51eV(B)1.89eV（C）2.16eV(D)2.40eV二、填空题（共19分）8.（本题3分）一简谐振动用余弦函数表示，其振动曲线如图所示，则此简谐振动的三个特征量为：A=_____________；=________________；=_______________．[10cm,(/6)rad/s,/3)]9.（本题4分）一平面简谐波沿Ox轴传播，波动表达式为])/(2cos[xtAy，则x1=L处介质质点振动的初相是_________________；与x1处质点振动状态相同的其它质点的位置是____________________________；与x1处质点速度大小相同，但方向相反的其它各质点的位置是________．[/2L，kL(k=1，2，3，…))12(21kL(k=0,1，2，…)]10.（本题3分）波长为的平行单色光垂直照射到折射率为n的劈形膜上，相邻的两明纹所对应的薄膜厚度之差是____________________．[/(2n)]11.（本题3分）光强均为I0的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇区域内有可能出现的最大光强是______________________．（4I0）12.（本题3分）自然光以入射角57°由空气投射于一块平板玻璃面上，反射光为完全线偏振光，则折射角为____________．（33°）13.（本题3分）为使电子的德布罗意波长为1Å，需要的加速电压为_______________．（150V）(普朗克常量h=6.63×10-34J·s，基本电荷e=1.60×10-19C，电子质量me=9.11×10-31kg，1Å＝10-10m)三、计算题（共50分）14.（本题10分）有一轻弹簧，当下端挂一个质量m1=10g的物体而平衡时，伸长量为4.9cm．用这个弹簧和质量m2=16g的物体组成一弹簧振子．取平衡位置为原点，向上为x轴的正方向．将m2从平衡位置向下拉2cm后，给予向上的初速度v0=5cm/s并开始计时，试求m2的振动周期和振动的数值表达式．解：设弹簧的原长为l，悬挂m1后伸长l，则kl=m1g，k=m1g/l=2N/m1分取下m1挂上m2后，2.11/2mkrad/s2分/2T=0.56s1分t=0时，cosm10220Axsinm/s10520Av解得220201005.2m)/(vxAm2分x(cm)t(s)105-101471013O3)/(tg001xv180°+12.6°=3.36rad也可取=-2.92rad2分振动表达式为x=2.05×10-2cos(11.2t-2.92)(SI)2分或x=2.05×10-2cos(11.2t+3.36)(SI)15.（本题5分）一简谐波沿x轴负方向传播，波速为1m/s，在x轴上某质点的振动频率为1Hz、振幅为0.01m．t=0时该质点恰好在正向最大位移处．若以该质点的平衡位置为x轴的原点．求此一维简谐波的表达式．解：A=0.01m，=u/=1m，T=1s1分x=0处，0=02分波表达式为)//(2cos01.0xTty)(2cos01.0xt(SI)2分16.（本题10分）双缝干涉实验装置如图所示，双缝与屏之间的距离D＝120cm，两缝之间的距离d＝0.50mm，用波长＝500nm(1nm=10-9m)的单色光垂直照射双缝．(1)求原点O(零级明条纹所在处)上方的第五级明条纹的坐标x．(2)如果用厚度l＝1.0×10-2mm，折射率n＝1.58的透明薄膜复盖在图中的S1缝后面，求上述第五级明条纹的坐标x．解：(1)∵dx/D≈kx≈Dk/d=(1200×5×500×10-6/0.50)mm=6.0mm4分(2)从几何关系，近似有r2－r1≈Dx/d有透明薄膜时，两相干光线的光程差=r2–(r1–l+nl)=r2–r1–(n-1)llnDx1/d对零级明条纹上方的第k级明纹有k零级上方的第五级明条纹坐标dklnDx/13分=1200[(1.58－1)×0.01±5×5×10-4]/0.50mm=19.9mm3分17.（本题5分）用一束具有两种波长的平行光垂直入射在光栅上，1=600nm，2=400nm(1nm=10﹣9m)，发现距中央明纹5cm处1光的第k级主极大和2光的第(k+1)级主极大相重合，放置在光栅与屏之间的透镜的焦距f=50cm，试问：(1)上述k=？(2)光栅常数d=？解：(1)由题意,1的k级与2的(k+1)级谱线相重合所以dsin1=k1，dsin1=(k+1)2,或k1=(k+1)22分2212k1分(2)因x/f很小，tg1≈sin1≈x/f1分∴d=k1f/x=1.2×10-3cm1分xOS1S2dDOPr1r2ds1s2dnlxD418.（本题5分）强度为I0的一束光，垂直入射到两个叠在一起的偏振片上,这两个偏振片的偏振化方向之间的夹角为60°.若这束入射光是强度相等的线偏振光和自然光混合而成的，且线偏振光的光矢量振动方向与此二偏振片的偏振化方向皆成30°角，求透过每个偏振片后的光束强度．解：透过第一个偏振片后的光强为2001cos212121III30°2分＝5I0/81分透过第二个偏振片后的光强I2＝(5I0/8)cos260°1分＝5I0/321分19.（本题5分）一隧道长为L，宽为d，高为h，拱顶为半圆，如图．设想一列车以极高的速度v沿隧道长度方向通过隧道，若从列车上观测，(1)隧道的尺寸如何？(2)设列车的长度为l0，它全部通过隧道的时间是多少？解：(1)从列车上观察，隧道的长度缩短，其它尺寸均不变。1分隧道长度为221cLLv1分(2)从列车上观察，隧道以速度v经过列车，它经过列车全长所需时间为vv0lLtv02)/(1lcvL3分这也即列车全部通过隧道的时间.20.（本题5分）已知子的静止能量为105.7MeV，平均寿命为2.2×10-8s．试求动能为150MeV的子的速度v是多少？平均寿命是多少？解：据相对论动能公式202cmmcEK得)1)/(11(220ccmEKv即419.11)/(11202cmEcKv解得v=0.91c3分平均寿命为8201031.5)/(1cvs2分21.（本题5分）波长为0=0.500Å的X射线被静止的自由电子所散射，若散射线的波长变为=0.522Å，试求反冲电子的动能EK．(普朗克常量h=6.63×10-34J·s,1Å＝10-10m)解：入射光子的能量为00hc1分散射光子的能量为hc1分反冲电子的动能为0KE)11(0hc1.68×10-16J3分hdvd/2L5四、回答问题（共10分）22.（本题5分）已知铂的逸出电势为8V，今用波长为300nm(1nm=10-9m)的紫外光照射，问能否产生光电效应？为什么？(普朗克常量h=6.63×10-34J·s，基本电荷e=1.60×10-19C)答：不能够产生光电效应．1分已知U0=8V所以铂的逸出功A=eU0=8eV2分而照射光光子的能量/hch4.14eV根据爱因斯坦方程Amh221v即≥A才可能产生光电效应，而现在A，所以不能产生光电效应．2分23.（本题5分）用经典力学的物理量(例如坐标、动量等)描述微观粒子的运动时，存在什么问题？原因何在？答：用经典力学的物理量例如坐标、动量等只能在一定程度内近似地描述微观粒子的运动，坐标x和动量px存在不确定量x和px，它们之间必须满足不确定关系式xxp≥h3分这是由于微观粒子具有波粒二象性的缘故．2分大学物理（下）试卷解答一、选择题（共21分）BBCCADB二、填空题（共19分）8.（本题3分）10cm（1分）(/6)rad/s（1分），/3（1分）9.（本题4分）/2L1分kL(k=1，2，3，…)1分)12(21kL(k=0,1，2，…)2分10.（本题3分）/(2n)3分11.（本题3分）4I03分12.（本题3分）33°3分13.（本题3分）150V3分三、计算题（共50分）14.（本题10分）解：设弹簧的原长为l，悬挂m1后伸长l，则kl=m1g，k=m1g/l=2N/m1分取下m1挂上m2后，2.11/2mkrad/s2分/2T=0.56s1分t=0时，cosm10220Axsinm/s10520Av解得220201005.2m)/(vxAm2分)/(tg001xv180°+12.6°=3.36rad6也可取=-2.92rad2分振动表达式为x=2.05×10-2cos(11.2t-2.92)(SI)2分或x=2.05×10-2cos(11.2t+3.36)(SI)15.（本题5分）解：A=0.01m，=u/=1m，T=1s1分x=0处，0=02分波表达式为)//(2cos01.0xTty)(2cos01.0xt(SI)2分16.（本题10分）解：(1)∵dx/D≈kx≈Dk/d=(1200×5×500×10-6/0.50)mm=6.0mm4分(2)从几何关系，近似有r2－r1≈Dx/d有透明薄膜时，两相干光线的光程差=r2–(r1–l+nl)=r