1B期中卷簡題及答案

1、1B期中卷簡題及答案.選擇題(共 30 分)1.質(zhì)點振動方程x4 102cos2 t-(SI)，從 t 0 起，到 x2cm且向 x 軸正向運動的最短時間間隔為解:旋轉(zhuǎn)矢量轉(zhuǎn)半圈2最短時間：T 1 21s2 221 答：E2.質(zhì)點以頻率 作簡諧振動，它的動能的變化頻率為解:x cos( )， Ek- mv2 sin2()，頻率為 2 22 答：B3. 一長度為 I、勁度系數(shù)為 k 的均勻輕質(zhì) 彈簧分割成長度分別為 1l和 12的兩部分,且li= n I2，n 為整數(shù)，則相應(yīng)的勁度系數(shù)ki和 k2為3 答：CI，即nl2nl2l2于是，電k1k2由彈簧串聯(lián)公式- 丄kk1nk1丄丄k1nk|k2

2、nkj(n 1)kk1x1k2x2n同一彈簧，受同一作用力，伸長量x 正比于彈簧長度X丄X2l2又因作用力相同,4. 雙縫：入射波長，玻璃紙遮一縫，其中光程比空氣光程大 2.5，則屏上原明紋處解：nd d 2.55 ，半波長奇數(shù)倍，暗紋24 答：B5. 角頻率 簡諧波 t 0 波形如圖，貝 U t 0 時刻, 質(zhì)點振動速度v與坐標(biāo)x的關(guān)系圖為22y x,tA cos tx2質(zhì)點速度：yv2Asi n txt25 答：Dt6. 一平面簡諧波，波速u, t t 波形如圖，則坐 標(biāo)原點 0處振動方程為0 點 t 時刻位相：t-22 u 2 u u 2b，T u 2b by 0,t a cos t a

3、 cosut t b26 答：D駐波的兩個反向進行的行波為7 答：Cy10.10 cos 2 10t x2y20.10cos 2 10t x2解：三角公式 cos cos 2cos-cos-2 2cos 對應(yīng)cos20 t，只有12才行。28.如圖所示，平行單色光垂直照射到薄膜上，經(jīng)上 下兩表面反射的兩束光發(fā)生干涉，若薄膜的厚度為e,并且 n1Vn2n3，1為入射光在折射率為 n1的媒質(zhì)中的波長，則兩束反射光在相遇點的位相差為7.駐波表達式y(tǒng)0.20sin 2 xcos20 t，形成該1n28 答：C9. 雙縫：兩縫原來寬度相等，若其中一縫變窄（縫中心位置不變）則解：干涉條紋間隔x D與縫寬無

4、關(guān)，所以d間隔不變。I I1122 I1I2cos ，干涉相消時，2k 1，當(dāng)IiI2時，I 0;當(dāng)Ii12時，I 0 ;縫變窄，光強減小，兩 光強不相等，所以極小處強度不再為零。9 答：C10. 兩塊平板玻璃構(gòu)成空氣劈形膜， 左邊為棱邊，單色光垂直入射。如上面玻璃以棱邊為軸，沿逆 時針作微小轉(zhuǎn)動，則干涉條紋的解：劈尖條紋間隔丨，丨，條紋變2n密，條數(shù)增加，并向棱邊平移。10 答：A二.填空題（共 30 分）11. 一質(zhì)點振動曲線如圖，周期 T ，用余弦 函數(shù)描述時初相2n2e04 n2eni i其中,01 nit 0題圖解圖1解：從 t 0 到 t 2，矢量旋轉(zhuǎn)6或3得T2 3 443.43

5、s；11 答：3.43s, -2J 2T23/312.旋轉(zhuǎn)矢量如圖，矢量 長度 0.04m，角速度4 rad/s，以余弦函數(shù)表示的振動方程為x _ (SI).12 答：0.04cos(4 t )13. 一平面簡諧機械波在媒質(zhì)中傳播時，若一媒質(zhì)質(zhì)元在 t 時刻的總機械能是 10 J,則在(t T)(T 為波的周期)時刻該媒質(zhì)質(zhì)元的振動動能是 _解：(t T)時刻能量與 t 時刻能量相同；簡諧波媒質(zhì)元動、勢能相同且都等于總能量一半；13 答：5 J14.如圖所示， 波源 S1和 S2發(fā) 出的波在 P 點相遇，P 點距波 源S1和 S2的距離分別為 3 和 103， 為兩列波在介質(zhì)中的波長，若 P

6、點的合振 幅總是極大值，則兩波在 P點的振動頻率_波源 S1的相位比&的相位領(lǐng)先_:解：頻率相同才能干涉極大;設(shè)S初相為1，S2初相為2，位相差為t 32 102k14 答：相同，-2/3S比S2領(lǐng)先：12k位相比較，應(yīng)小于2，3實際比S2位相滯后215._在地球上測得太陽輻射強度S 1.4kW/m2, 太陽到地球距離約為1.5 1011m，估算太陽每秒 輻射總能量為。解：每秒輻射能S 4 r21.4 10341.5 1011 23.96 1026J15 答: 4.0X1026J16._ 邁克耳孫干涉儀：動鏡移動距離 d 的過程中, 干涉條紋移動 N 條，則所用光波的波長 _解：dN-

7、, 出2N16 答：2d / N17._ 單縫衍射：屏上第三級暗紋對應(yīng)單縫處波面可 劃分為 個半波帶，若將縫寬縮小一半，原來第三級暗紋處將是_紋。解：暗紋a sinm 2k k 32 2半波帶數(shù)：m 6t十壬a3a a. 2，sin不變，sin2k 12 2 2得 k 1，半波長的奇數(shù)倍，是一級明紋。17 答：6,第一級明18.波長 單色紅光垂直照射光柵常數(shù)d 2m的 光柵，透鏡焦距f 0.5m，測得第一級譜線與透鏡 主焦點距離I0.1667 m，則入射紅光波長解:nm.18 答：632.6d sin632.6 nm，k 119. 用方解石晶體 （nne） 切成一個頂角 A=30 的三棱鏡，其

8、光軸方向如圖，若單色自然光垂直 AB 面入射（見圖）。試定性地畫出三棱鏡內(nèi)外折 射光的光路，并畫出光矢量的振動方向。第一點：光線垂直晶面和光軸入射，三棱鏡內(nèi)0光、e光的折射線均不改變方向， 但UeUoe光在前、o光在后。第二點：主平面：光線與光軸組成的平面本題主平面：過光線并與紙面垂直的平面o光丄主平面（短線）、e光/主平面（點）第三點：折射定律 sini nsini由光線可逆性，可認為是0光與e光折射角 i相同，入射角 i 不同，i 與 n 有關(guān)nosin i 1 sini0，nesin i 1 sin ie題意n。ne，所以，ioie。20._ 設(shè)凸球形界面的曲率半徑為 10 cm,物點在

9、凸 面頂點前 20 cm 處， 凸面前的介質(zhì)折射率 ni= 1.0,凸面后的介質(zhì)折射率 ni= 2.0 .則像的位置在凸面 頂點_ 處.解：In2n1n2mssrr 10 cm,s20 cm，解得：s 40 cm右側(cè)，實像。三計算題21. 詳見 2010 版下冊 P10 例題 11-322. 一列平面簡諧波在媒質(zhì)中以波速 u 5 m/s 沿 x 軸正向傳播，原點 0 處質(zhì)元的振動曲線如圖所示。(2) t = 3 s 時的波形曲線方程2y 2 102cos( x/10)(SI) 波形曲線見圖(b)23.在雙縫干涉實驗中， 波長=550 nm 的單色平行光垂直入射到縫間距 a= 2X10-4m 的

10、雙縫上， 屏到雙縫的距離 D = 2 m.求：(1)中央明紋兩側(cè)的兩條第 10 級明紋中心的間距；用一厚度為 e= 6.6X10-6m、折射率為 n= 1.58 的玻璃片覆蓋一縫后， 零級明紋將移到原來的第 幾級明紋處？ (1 nm= 10-9m)解：(1)x= 20 D / a = 0.11 m(2)覆蓋玻璃片后，零級明紋應(yīng)滿足(n 1)e+ 門=r2設(shè)不蓋玻璃片時，此點為第 k 級明紋，則應(yīng)有r2 r1= k所以(n 1)e = kk= (n 1) e / = 6.96 7零級明紋移到原第 7 級明紋處.24. 波長 600nm(1 nm=10-9m)的單色光垂直入射 到一光柵上，測得第二級主極大的衍射角為 30 且第三級是缺級.(1) 光柵常數(shù)(a + b)等于多少？(2) 透光縫可能的最小寬度 a 等于多少?(3)在選定了上述(a + b)和 a 之后，求在衍射角-nV Vn范圍內(nèi)可能觀察到的全部主極大的2 2級次.解：(1)由光柵衍射主極大公式得k-6a + b =2.4X106msin(2)缺級公式色上akka a b ，kk 3 缺級，當(dāng) k 1 時，amin=0.8X10-6m3(3)kmax (a+ b) /4, 第三級缺級，所以實際呈現(xiàn) k= 0， 1， 2 級明紋（k=4 在 / 2 處看不到 ）2343(1) 求解