01大学物理下期末试题与答案48BWord格式文档下载.docx

1、 （SI） 求：（1） 质点的初速度； （2） 质点在正向最大位移一半处所受的力 2.（本题5分）（3829） 一质量为10 g的物体作简谐振动，其振幅为2 cm，频率为4 Hz，t = 0时位移为2 cm，初速度为零求 （1） 振动表达式； （2） t = （1/4） s时物体所受的作用力 3.（本题5分）（3051） 两个同方向的简谐振动的振动方程分别为 x1 = 410-2cos2 （SI）, x2 = 3 （SI） 求合振动方程 4.（本题8分）（3335） 一简谐波，振动周期s，波长 = 10 m，振幅A = 0.1 m当 t = 0时，波源振动的位移恰好为正方向的最大值若坐标原点和

2、波源重合，且波沿Ox轴正方向传播，求： （1） 此波的表达式； （2） t1 = T /4时刻，x1 = /4处质点的位移； （3） t2 = T /2时刻，x1 = /4处质点的振动速度 5.（本题10分）（5200）已知波长为 的平面简谐波沿x轴负方向传播x = /4处质点的振动方程为 （1） 写出该平面简谐波的表达式. （2） 画出t = T时刻的波形图. 6.（本题5分）（3100） 一驻波中相邻两波节的距离为d = 5.00 cm，质元的振动频率为 =1.00103 Hz，求形成该驻波的两个相干行波的传播速度u和波长 二、计算题（波动光学）（本大题共4小题，25分）7.（本题6分）（

3、3626） 两块长度10 cm的平玻璃片，一端互相接触，另一端用厚度为0.004 mm的纸片隔开，形成空气劈形膜以波长为500 nm的平行光垂直照射，观察反射光的等厚干涉条纹，在全部10 cm的长度内呈现多少条明纹？（1 nm=10-9 m）8.（本题5分）（3726） 单缝的宽度a =0.10 mm，在缝后放一焦距为50 cm的会聚透镜，用平行绿光（=546 nm）垂直照射到单缝上，试求位于透镜焦平面处的屏幕上中央明条纹宽度（1nm=10-9m）9.（本题8分）（3223） 用一束具有两种波长的平行光垂直入射在光栅上, 1=600 nm, 2=400 nm （1nm=109m）,发现距中央明

4、纹5 cm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=50 cm，试问： （1） 上述k=？ （2） 光栅常数d=？10.（本题6分）（3787） 一束自然光自空气入射到水（折射率为1.33）表面上，若反射光是线偏振光， （1） 此入射光的入射角为多大？ （2） 折射角为多大？三、计算题（近代物理）（本大题共5小题，25分）11.（本题5分）（4364） 一艘宇宙飞船的船身固有长度为L0 =90 m，相对于地面以0.8 c （c为真空中光速）的匀速度在地面观测站的上空飞过 （1） 观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少？ （2） 宇航员测得

5、船身通过观测站的时间间隔是多少？12.（本题5分）（4375） 已知 子的静止能量为 105.7 MeV，平均寿命为 2.210-8 s试求动能为 150 MeV的 子的速度v是多少？平均寿命 是多少？13.（本题5分）（4768） 用某频率的单色光照射基态氢原子气体，使气体发射出三种频率的谱线，试求原照射单色光的频率 （普朗克常量h =6.6310-34 Js，1 eV =1.6010-19 J）14.（本题5分）（4535） 若不考虑相对论效应，则波长为 5500 的电子的动能是多少eV？s，电子静止质量me=9.1110-31 kg）15.（本题5分）（4442） 光子的波长为 =300

6、0 ，如果确定此波长的精确度 / =10-6，试求此光子位置的不确定量 四、问答题 （本大题共2小题，共12分）16.（本题6分）（3435） 设P点距两波源S1和S2的距离相等，若P点的振幅保持为零，则由S1和S2分别发出的两列简谐波在P点引起的两个简谐振动应满足什么条件？17.（本题6分）（4395） 已知从铝金属逸出一个电子至少需要A = 4.2 eV的能量，若用可见光投射到铝的表面，能否产生光电效应？为什么？s，基本电荷e =1.6010-19 C）大学物理（下）试卷（期末）（B卷）（闭卷）参考答案解：（1） t0 = 0 , v0 = 3.0 m/s 2分 （2） 时， F = -1

7、.5 N （无负号扣1分）3分（1） t = 0时，x0 = -2 cm = -A , 故. 初相 = ， = 2 = 8 s-1 （SI） 3分 （2） t = （1/4） s时，物体所受的作用力 N 2分由题意 x1 = 410-2cos x2 =3按合成振动公式代入已知量，可得合振幅及初相为 m = 6.4810-2 m 2分=1.12 rad 2分合振动方程为 x = 6.4810-2 cos（2t+1.12） （SI） 1分 （SI） 3分（2） t1 = T /4 = （1 /8） s，x1 = /4 = （10 /4） m处质点的位移 2分 （3） 振速 s，在 x1 = /4

8、= （10 /4） m 处质点的振速 m/s 3分（1） 如图A，取波线上任一点P，其坐标设为x，由波的传播特性，P点的振动落后于 /4处质点的振动 2分 该波的表达式为 （2） t = T 时的波形和 t = 0时波形一样 t = 0时 按上述方程画的波形图见图B 3分 波长 = 2d = 0.10 m 2分 波速 u = = 100 m/s 3分设空气膜最大厚度为e， 2e += k 2分 16.5 2分 明纹数为16 2分中央明纹宽度 x2f / a =25.4610-4500 / 0.10mm 4分=5.46 mm 1分（1） 由题意，1的k级与2的（k+1）级谱线相重合所以d sin

9、1=k 1，d sin1=（k+1） 2或 k 1 = （k+1） 2 3分 1分 （2） 因x / f很小， tg 1sin 1x / f 2分 d= k1 f / x=1.2 10-3 cm 2分（1） 由布儒斯特定律 tgi01.33 得 i053.1此 ib即为所求的入射角 3分 （2） 若以r表示折射角，由布儒斯特定律可得 r0.5i036.9 3分（1） 观测站测得飞船船身的长度为 54 m 则 t1 = L/v =2.2510-7 s 3分 （2） 宇航员测得飞船船身的长度为L0，则 t2 = L0/v =3.7510-7 s 2分据相对论动能公式 得 即 解得 v = 0.91

10、c 3分平均寿命为 s 2分按题意可知单色光照射的结果，氢原子被激发至n = 3的状态（因为它发射三种频率的谱线），故知原照射光子的能量为 = 12.09 eV=1.9310-18 J 3分该单色光的频率为 2.921015 Hz 2分非相对论动能 而 故有 又根据德布罗意关系有 代入上式 1分则 4.9810-6 eV 2分光子动量 按题意，动量的不确定量为 根据测不准关系式得： x故 x0.048 m48 mm 2分若用或，或，计算x同样得2分 答：两个简谐振动应满足振动方向相同，振动频率相等，振幅相等，相位差为 6分 答：不能产生光电效应 2分因为：铝金属的光电效应红限波长，而 A =4.2 eV =6.7210-19 J 0 =296 nm 2分而可见光的波长范围为400 nm760 nm 0 2分