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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(A)mk k 212+=πν.(B)m k k 2121+=πν (C)212121k mk k k +=πν . (D))(212121k k m k k +=πν.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 ) = A cos(ax + bt ) . (B) f (x ,t ) = A cos(ax − bt ) . (C) f (x ,t ) = A cos ax ⋅ cos bt . (D) f (x ,t ) = A sin 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.S 1 和S 2 是波长均为λ 的两个相干波的波源,相距3λ/4,S 1 的相位比S 2 超前π21.若两波单独传播时,在过S 1 和S 2 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I 0,则在S 1、S 2 连线上S 1 外侧和S 2 外侧各点,合成波的强度分别是(A) 4I 0,4I 0. (B) 0,0.(C) 0,4I 0 . (D) 4I 0,0.6.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)/(2cos 1λνπx t A y -=和)/(2cos 2λνπx t A y +=在叠加后形成的驻波中,各处简谐振动的振幅是(A)A . (B) 2A . (C)|)/2cos(2|λπx A . (D))/2cos(2λπx A8.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)2λ. (B) n 2λ. (C)n λ. (D))1(2-n λ.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x 0,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t A x π100cos 1=和t A x π102cos 2=,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.n 1、n 2 为两种介质的折射率,图中入射角i 0=arctg(n 2/n 1),i ≠i 0.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 = I 0 cos 2 α.式中I 0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)(A )dt dv(B )R v 2(C )R v dt dv 2+ (D)2/1242)]()[(R v dt dv +[ ]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(A )k mg(B )k g 2(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(A )221mv (B ))(222m M v m +(C)2222)(v Mm m M +(D )222v M m[]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(A ))(2R V J mR =ω,顺时针。

(B ))(2R V J mR =ω,逆时针。

(C ))(22R V mR J mR +=ω顺时针。

(D ))(22R V mR J mR +=ω,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+λ,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:(A )a bn l U r E o o πελπελ2,42==(B )r b nl U r E o o πελπελ2,42==(C )r anl U r E o o πελπελ2,2==(D )r b nl U r E o o πελπελ2,2==[ ]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 )0021=,=B B(B )l IB B o πμ22021=,=(C )0,2221=B l I B o πμ= (D )lIB l I B oo πμπμ22,2221==[ ]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λ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/λ (B )凸起,且高度为2/λ (C )凹陷,且深度为2/λ(D )凹陷,且深度为4/λ [ ]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,初速度v 0=0,坐标x 0=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+ct 2(A 、B 、C 为常数),则物体的质量应为m= 。

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) 。

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