大學(xué)物理Ⅱ期末考試試卷及答案

…………試卷裝訂線………………裝訂線內(nèi)不要答題，不要填寫考生信息………………試卷裝訂線…………學(xué)院專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)姓名武漢理工大學(xué)考試試卷（A卷）2011~2012學(xué)年1學(xué)期大學(xué)物理B（下）課程時(shí)間120分鐘56學(xué)時(shí)，3.5學(xué)分，閉卷，總分100分，占總評(píng)成績(jī)80%20XX年1月10日題號(hào)一二三四五六七八九十合計(jì)滿分219121013101015100得分得分得分一、填空題（每小題3分，共21分）1、把雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放在折射率為n的水中，兩縫間距為d，雙縫到屏的距離為D（D>>d），所用單色光在真空中波長(zhǎng)為λ，則屏上干涉條紋相鄰明紋之間的距離為。2、在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，雙色光含有兩種波長(zhǎng)和，垂直照射單縫，若波長(zhǎng)為的第2級(jí)明紋與波長(zhǎng)為的第3級(jí)明紋相重合，則，對(duì)應(yīng)的第2級(jí)明紋，單縫恰好能分成個(gè)半波帶。3、自然光入射到兩個(gè)疊在一起的偏振片上，若透射光強(qiáng)度為入射光強(qiáng)度的三分之一，則兩偏振片偏振化方向之間的夾角為。4、一束自然光從空氣入射到一平板玻璃上，入射角為，此時(shí)反射光是完全偏振光，則玻璃的折射率為、折射光的折射角為。5、從太陽(yáng)光譜的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)中，測(cè)得單色輻出度峰值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為，則由此估算的太陽(yáng)表面的溫度約為，輻出度約為（，）。6、用頻率為的紫外光照射某金屬，測(cè)得光電子的動(dòng)能為，則該金屬的逸出功為，紅限頻率為。7、射線光子的能量為，在康普頓散射后，波長(zhǎng)增加了，則反沖電子的動(dòng)能為。得分得分二、選擇題（每小題3分，共9分）1、已知兩簡(jiǎn)諧振動(dòng)，，則合振動(dòng)的振幅為。（A）2、某體系所發(fā)激光用作邁克耳孫干涉儀光源，實(shí)驗(yàn)中動(dòng)臂反射鏡移動(dòng)距離為時(shí)，觀察到干涉條紋移動(dòng)了N條，則該體系受激輻射躍遷的能級(jí)差為（為普朗克常數(shù)，為光速）。3、電子顯微鏡的孔徑為D，所用電子束電子動(dòng)量為，則該顯微鏡的最小分辨角為（為普朗克常數(shù)）。得分得分三、（12分）設(shè)氣體體積為，由N個(gè)質(zhì)量為的粒子組成（除碰撞外，粒子間相互作用可忽略不計(jì)），其速率分布服從的規(guī)律為。求：（1）常數(shù)；（2）粒子的最概然速率、平均速率、方均根速率；（3）氣體的壓強(qiáng)、內(nèi)能。得分四、（10分）一水平放置的簡(jiǎn)諧振子，當(dāng)其從運(yùn)動(dòng)到的位置處（為振幅）需要的最短時(shí)間為，現(xiàn)將振子豎直懸掛，由平衡位置下拉，放手計(jì)時(shí)，讓其作簡(jiǎn)諧振動(dòng)。已知振子質(zhì)量為、以平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)、向上為x軸正向，（1）證明振子的振動(dòng)方程為；（2）求時(shí)，振子的速度、加速度、勢(shì)能、動(dòng)能、總能量。得分得分五、（13分）一平面簡(jiǎn)諧波波動(dòng)方程為，其中為正常數(shù)，在密度為的介質(zhì)中傳播。（1）求波的周期、波長(zhǎng)、波速、能量密度及相對(duì)強(qiáng)度；（2）若在區(qū)域內(nèi)，還有另一平面簡(jiǎn)諧波，求該區(qū)域內(nèi)因干涉而靜止的各點(diǎn)位置。得分得分六、（10分）折射率的油滴落在的平板玻璃上，形成一上表面近似于球面的油膜。油膜中心最高處的厚度，用單色光垂直照射油膜，問(wèn)整個(gè)油膜上可看到幾個(gè)完整的暗環(huán)、幾個(gè)完整的明環(huán)？得分得分得分七、（10分）用波長(zhǎng)為的平行單色光照射每厘米有4000條透光縫、每條透光縫寬為的衍射光柵。（1）若入射光垂直入射，求觀察到光柵光譜線的全部數(shù)目；（2）若入射光與光柵平面法線方向呈入射，求觀察到光柵光譜線的最高級(jí)次。得分得分八、（15分）質(zhì)量為的粒子在寬度為的一維無(wú)限深勢(shì)阱中運(yùn)動(dòng),其狀態(tài)波函數(shù)為、，（），能量取值為，（1）用不確定關(guān)系，估算粒子的基態(tài)能量；（2）若有處于激發(fā)態(tài)的大量粒子，自發(fā)輻射，可以輻射幾條譜線？求譜線相應(yīng)的頻率和波長(zhǎng)；（3）若粒子處于基態(tài)，求概率密度、發(fā)現(xiàn)粒子概率最大的位置、在阱中找到粒子的概率及粒子坐標(biāo)的平均值（積分）?！嚲硌b訂線………………裝訂線內(nèi)不要答題，不要填寫考生信息………………試卷裝訂線……裝訂線………………裝訂線內(nèi)不要答題，不要填寫信息………………裝訂線…………武漢理工大學(xué)考試試題答案（A卷）2011~2012學(xué)年1學(xué)期大學(xué)物理B（下）課程一、（每小題3分，共21分）1、2、3、4、5、，6、，7、二、（每小題3分，共9分）1、C，2、B，3、D三、（12分）（1）2分（2）2分2分2分（3）2分2分 四、（13分）(1)5分(2)1分1分1分1分1分五、（10分）（1）2分2分2分2分2分（2）3分六、（10分）3分，4個(gè)暗環(huán)，2分3分，5個(gè)明環(huán)2分七、（10分）（1）4分3分5條1分（2）2分八、（15分）（1）3分（2）3條3分，1分，1分，1分（3），2分，2分，1分1分uuuABPθDCEAOB×rr/2θDCEAOB×rr/2Ax1x2BO1cm1cmAx1x2BO1cm1cm2cmyxLLLPOyxLLLPOIvdLIvdL1L2t/sy/m05.00.20.4t/sy/m05.00.20.4x+dxx+dxxfgehxdIL2L1yo-π/3t=5s-π/3t=5st=0o0.4yπ/2一．（16分）一質(zhì)量為M的盤子掛在一彈性系數(shù)為k的彈簧下端。有一質(zhì)量為m的物體，從離盤高為h處自由下落至盤中并和盤子粘連在一起運(yùn)動(dòng)。問(wèn)：（1）系統(tǒng)是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？若是，試求其振動(dòng)周期;（2）以重物落到底盤時(shí)為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，豎直向下為正方向，求此系統(tǒng)振動(dòng)的振幅及初位相。二．（16分）已知一平面簡(jiǎn)諧波，波速為20m/s,周期為2s且沿X軸正向傳播。當(dāng)t=1/3秒時(shí)，波形如圖所示。求：（1）坐標(biāo)原點(diǎn)處的振動(dòng)方程;（2）該平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù);（3）圖中P點(diǎn)處的振動(dòng)方程。三．（14分）設(shè)和為兩相干波源，相距（為波長(zhǎng)），的相位比的相位超前。若兩波在、連線方向上的強(qiáng)度均為，且不隨距離變化，問(wèn)、連線上在外側(cè)各點(diǎn)的合成波的強(qiáng)度如何？又在外側(cè)各點(diǎn)的合成波的強(qiáng)度如何？四．（15分）在楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中，用波長(zhǎng)為的單色光作為光源。將一厚度為，折射率為的薄玻璃片放在狹縫處，如圖所示。若玻璃片的厚度可變，則與、兩縫對(duì)稱的屏中心處點(diǎn)，其干涉條紋強(qiáng)度將是的函數(shù)。若時(shí)，點(diǎn)的光強(qiáng)為，試求：（1）點(diǎn)處光強(qiáng)與玻璃片厚度的函數(shù)關(guān)系？（2）滿足什么條件時(shí)，點(diǎn)處光強(qiáng)最小？（參考答案：（1）；（2）。）五．（12分）在空氣中，白光垂直入射到肥皂膜，其透射光在可見光譜中630nm處有一個(gè)干涉極大，而在540nm處有一干涉極小，并且在這極大與極小之間沒(méi)有別的極值情況。已知肥皂膜的厚度是均勻的。求肥皂膜的厚度。（肥皂膜的折射率為1.33）（參考答案：。）六．（15分）用波長(zhǎng)為的單色光垂直照射一光柵，已知該光柵的縫寬為，不透光部分的寬度為，試求：（1）單縫衍射花樣的中央明條紋半角寬；（2）單縫衍射花樣的中央明條紋的寬度內(nèi)能看到的明條紋數(shù)目；（3）若將光柵的相關(guān)參數(shù)改成，列舉出所有能看到的明條紋的級(jí)數(shù)。（參考答案：（1）；（2）七條明條紋；（3）看到級(jí)；共19條明條紋。）七．（12分）兩個(gè)偏振化方向正交的偏振片，以光強(qiáng)為I0的自然光照射，若其中插入第三塊偏振片，求：（1）當(dāng)最后透過(guò)的光強(qiáng)為1/8I0時(shí)，插入的偏振片的方位角;（2）當(dāng)最后通過(guò)的光強(qiáng)為零時(shí)，插入的偏振片如何放置？（3）能否找到合適的方位角使最后通過(guò)的光強(qiáng)為(1/2)I0？（參考答案：（1）；（2）插入的偏振片只需要與兩個(gè)偏振化方向正交的偏振片中的任一偏振片的偏振化方向平行時(shí)，都能達(dá)到該結(jié)果；（3）無(wú)論如何放置都無(wú)法使最后通過(guò)的光強(qiáng)為。）廈門大學(xué)《普通物理（廈門大學(xué)《普通物理（B）》課程期末試卷2007－2008第一學(xué)期主考教師：＿＿＿＿試卷類型：（A卷）（15分）一立方木塊浮于靜水中，其浸入部分的高度為a，今用手指沿豎直方向?qū)⑵渎龎合拢蛊浣氩糠值母叨葹閎，然后放手使木塊沿豎直方向運(yùn)動(dòng)。（1）證明木塊的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧振動(dòng)；（2）取剛放手時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)（），豎直向下為x軸正方向，求木塊的振動(dòng)表達(dá)式。（15分）如圖為一平面簡(jiǎn)諧波在t＝0.5s時(shí)的波形，此時(shí)P點(diǎn)的振動(dòng)速度vp=4m/s，求該平面簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)。（12分）如圖，S1、S2為兩平面簡(jiǎn)諧相干波源。S2的相位比S1的相位超前/4,波長(zhǎng)＝8.0m，r1=12.0m，r2=14.0m，S1在P點(diǎn)引起的振動(dòng)振幅為0.3m，S2在P點(diǎn)引起的振動(dòng)振幅為0.2m，求P點(diǎn)合振動(dòng)的振幅。（15分）如圖，已知楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，雙縫相距，觀察屏到雙縫的距離，入射光波長(zhǎng)550nm。今用一厚度，折射率的云母片覆蓋上面的一個(gè)縫。求：（1）零級(jí)明條紋的位置；（2）是明條紋還是暗條紋？（3）相鄰兩明條紋的距離。（參考答案：（1）；（2）點(diǎn)為亮條紋；（3）。）（13分）用波長(zhǎng)=500nm的單色光垂直照射在由兩塊玻璃板（一端剛好接觸成為劈棱）構(gòu)成的空氣劈尖上。劈尖角=210-4rad。現(xiàn)在劈尖內(nèi)充滿折射率為n=1.40的液體。求從劈棱數(shù)起第5個(gè)明條紋在充入液體前后移動(dòng)的距離。（參考答案：）（15分）波長(zhǎng)為600的單色光垂直入射在一光柵上，相鄰的兩條明條紋分別出現(xiàn)在與處，第四級(jí)出現(xiàn)首次缺級(jí)現(xiàn)象。試求：（1）光柵常數(shù)d;（2）光柵上狹縫的最小寬度a;（3）按上述光柵參數(shù)，試寫出光屏上實(shí)際呈現(xiàn)的全部級(jí)數(shù)。（參考答案：（1）；（2）；（3）實(shí)際呈現(xiàn)的全部明條紋級(jí)數(shù)為：0、±1、±2、±3、±5、±6、±7、±9。共15條明條紋。）（15分）如圖，介質(zhì)I和III為空氣(n1=1.00)，II為玻璃(n2=1.732)，玻璃的兩表面相互平行。一束自然光由介質(zhì)I中以i角入射。若使I，II交界面上的反射光為線偏振光，求：（1）入射角i是多大？（2）圖中玻璃上表面處折射角是多大？（3）在圖中玻璃板下表面處的反射光是否也是偏振光？為什么？（參考答案：（1）；（2）；（3）玻璃板下表面處的反射光也是偏振光。）廈門大學(xué)《大學(xué)物理B下》課程期末試卷＿＿＿＿學(xué)院＿＿＿＿系＿＿＿＿年級(jí)＿＿＿＿專業(yè)廈門大學(xué)《大學(xué)物理B下》課程期末試卷＿＿＿＿學(xué)院＿＿＿＿系＿＿＿＿年級(jí)＿＿＿＿專業(yè)主考教師：＿＿＿＿試卷類型：（A卷）2009-1ACACDVx×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××將等邊三角形平面回路ACDA放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=B0t（其中B0為常矢量）的均勻磁場(chǎng)中，回路平面垂直于磁場(chǎng)方向，如圖所示，回路的CD段為滑動(dòng)導(dǎo)線，以勻速v遠(yuǎn)離A端運(yùn)動(dòng)，且始終保持回路為等邊三角形，設(shè)滑動(dòng)導(dǎo)線CD到A端的垂直距離為x，且初始位置為x＝0，求：回路ACDA中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ξ和時(shí)間t的關(guān)系；（參考答案：；式中：負(fù)號(hào)表示回路ACDA中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颉＃?、（15分）在半徑為a的細(xì)長(zhǎng)螺線管中，均勻磁場(chǎng)隨時(shí)間增大，即，一直導(dǎo)線彎成等腰梯形閉合回路，上下底分別長(zhǎng)為a和2a，放置如圖，求梯形回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。（參考答案：；式中：負(fù)號(hào)表示梯形回路ABCD中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)方向。）3、（15分）一截面為矩形的密繞螺線環(huán)，內(nèi)外半徑分別為R1和R2，高b，共N匝，求：（1）螺線環(huán)的自感系數(shù)；（2）若沿環(huán)軸線有一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線OO‘，求直導(dǎo)線和螺線環(huán)系統(tǒng)的互感系數(shù)。（參考答