大学物理试题答案.doc

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1、第 1 页 共 8 页n1n2h1 一束光强为 2 的自然光入射到两个叠在一起的偏振片上,问:0I(1)最大透过光强为多少?(2)最小透过光强为多少? (3)若透射光强度为最大透射光强的 ,则两块偏振片的偏振化方向之间的夹角 为多少? 41 2、如图 1 所示,一块玻璃片上滴一油滴,当油滴展开成油墨时,在波长 600nm 的单色光正入射下,从反射光中观察到油膜形成的干涉条纹。设油的折射率 ,玻璃折射率 ,试问:20.1n50.12n(1)油滴外围(最薄处)区域对应于亮区还是暗区,为什么? (2)如果总共可以观察到 5 条明纹,且中心为明纹,问中心点油膜厚 为多少? h图 1解:(1)因为空气折

2、射率为 n=1, , 油膜上下表面均有半波21n损失,因此油膜上下表面反射光的光程差 ,其中e为薄膜的厚度,油滴外围(最薄处)区域 =0,所以光程差为零,所以为亮区。 (2)油膜表面总共可以观察到 5 条明纹,除去边上的零级亮纹,则中心处亮纹的级次为 4,即有 421hn则, mh6103、一单色光垂直照射到相距为 1.0mm 的双缝上,在距双缝 2.5m 的光屏上出现干涉条纹。测得相邻两条明纹中心的间距为 2.0mm,求入射光的波长。4、如图所示的单缝衍射实验中,缝宽 ,透镜焦距 ,光屏上坐标ma410.6mf4.0的 P 点为明纹,入射光为白光光谱(波长范围 400nm750nm)中某一单

3、色光。求:mx310.(1)入射光的波长可能是? (2)相对于 P 点,缝所截取的波阵面分成半波带的个数? 解:(1)P 点为明纹的条件是 ,x 相对于 f 而言是小量,因此, 角是小角度,2)1(sinka 。则 ,白光的fxtansi nmkkf 1240)12(4.0.6)(2 3波长范围为 400nm750nm,为使 P 点成为明条纹,入射光波长可取两个值:nmk60,31第 2 页 共 8 页nmk467,2(2)根据 ,对于 ,缝所截的波阵面分成(2k+1)=7 个半波带;对于 ,)12(sina3 4k缝所截的波阵面分成(2k+1)=9 个半波带。5、在夫琅禾费单缝衍射中,单缝宽

4、度为 ,以波长为 600nm 的单色光垂直照射,设透镜的m4106焦距为 1.0m,求:(1)中央零级亮纹的宽度; (2)二级明纹到中心的距离。解:(1)由夫琅禾费单缝衍射中,中央零级亮纹的线宽公式 ,可得,中央亮纹的宽度为afx2。m302(2)由衍射明纹的条件是 ,二级明纹的衍射角 ,因此,二级明纹到中心的2)1(sinka 25距离 mfl 305.26、在白光照射单缝的夫琅禾费衍射中,某一波长 的光波的三级明纹与黄光( )的二级0 nm2.59明纹相重合,则该光波的波长 为多少?0解:由衍射明纹的条件是 ,波长 的三级明纹与 的黄光的二级明纹重2)1(sinka080合,则有 , 则

5、423nm2.5979007、一束光强为 I0 的自然光通过两偏振化方向之间夹角为 300 的偏振片,求透过两个偏振片的光强为多少?8、一束光通过两偏振化方向平行的偏振片,透射光的强度为 ,当一个偏振片慢慢转过 角时,透射1I光的强度为 ,求 角为多少?41I9、强度为 I0 的自然光通过两个偏振化方向成 60的偏振片,透射光强为 I1 为多少?若在这两个偏振片之间再插入另一偏振片,它的偏振化方向与前两个偏振片均成 30角,则透射光强 I2 为多少?1、将折射率为 的透明薄膜涂于玻璃片基上( ) ,要使该膜对波长为 的光成为增反膜,则膜n玻n厚至少应为( )(A) (B) (C) (D) 42

6、422、用波长为 的单色光垂直照射如图 2 所示的折射率为 的劈尖薄膜( )观察反射光n2321,n干涉。从劈尖棱边开始第 2 条明纹中心对应的膜厚度 为( )e(A) (B) (C) (D) 243n4332第 3 页 共 8 页3、一束光由空气入射到折射率 的液体表面上,如果反射光刚好为完全偏振光,那么这束光的732.1n折射角是( )(A) 45O (B) 30O (C) 60O (D) 90O4、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹出现在衍射角 的方向上,所用单色光波长 ,03 nm50则单缝宽度为( )(A) (B) (C) (D) 无法确定nm310.nm310.2nm315.5、三个

7、偏振片 、 与 堆叠在一起, 与 偏振化方向互相垂直, 在 与 之间且与 的偏P31P3 2P131P振化方向间的夹角为 ,强度为 的自然光垂直入射到偏振片 上,并依次透过 、 与 ,若不00I 123考虑偏振片的吸收与反射,则通过三个偏振片后的光强为( )(A) (B) (C) (D) 0163I032I043I083I6、自然光以 600 的入射角照射到某一透明介质表面时,反射光为线偏振光,则( )(A)折射光为线偏振光,折射角为 300(B)折射光为部分偏振光,折射角为 300(C)折射光为线偏振光,折射角不能确定(D)折射光为部分偏振光,折射角不能确定1、分别以 、S、 和 表示质点运

8、动的位矢、路程、速度和加速度,下列表述中正确的是rva B A、 ; B、 ; C、 a= ; D、 =vrvdtsrdtrdtr2、如图所示,质点作匀速率圆周运动,其半径为 R, 从 A 点出发,经半圆到达 B 点,试问下列叙述中不正确的是哪个 A (A) 速度增量 ; (B) 速率增量 ;0v 0v(C) 位移大小 ; (D) 路程 。Rr23、质量为 M 的斜面静止于水平光滑面上,把一质量为 m 的木块轻轻放于斜面上,如果此后木块能静止于斜面上,则斜面将 B (木块能静止于斜面上说明两者运动速度相同. 故动量守恒, 两者水平速度必为零.)A、向右匀速运动; B、保持静止; C、向右加速运

9、动; D、向左加速运动。4、飞轮在电动机的带动下作加速转动,如电动机的功率一定,不计空气阻力,则下列说法正确的是 B A、飞轮的角加速度是不变的; B、飞轮的角加速度随时间减少; N=FV=M,M,第 4 页 共 8 页C、飞轮的角加速度与它转过的转数成正比; D、飞轮的动能与它转过的转数成正比。5、一质量为 M,半径为 R 的飞轮绕中心轴以角速度 作匀速转动,其边缘一质量为 m 的碎片突然飞出,则此时飞轮的 D 角动量守恒: J=(J-mR 2) 1+mR2 1 , 1=; E k=(J-mR2) 2/2 A、角速度减小,角动量不变,转动动能减小; B、角速度增加,角动量增加,转动动能减小;

10、C、角速度减小,角动量减小,转动动能不变; D、角速度不变,角动量减小,转动动能减小。6、 质点沿半径为 的圆周作匀速率运动,每转一圈需时间 t,在 3t 时间间隔中,其平均速度大小与平均速率大小分别为 B (A) , ; (B) 0, ; (C) 0,0 ; (D) ,0 .7、某物体受水平方向的变力 F 的作用,由静止开始作无磨擦的直线运动,若力的大小 F 随时间 t 变化规律如图所示。则在 0-8 秒内,此力冲量的大小为 C (A)0; (B)20N.S ; (C)25N.S ; (D)8N.S。( 5x4/2 + 5x(6-4) + 5x(8-6)/2 = 25)8、下列说法正确的是

11、D A、质点作圆周运动时的加速度指向圆心; B、匀速圆周运动的加速度为恒量;C、只有法向加速度的运动一定是圆周运动; D、只有切向加速度的运动一定是直线运动。9、一长为 l,质量为 m 的匀质细棒,绕一端作匀速转动,其中心处的速率为 v,则细棒的转动动能为 B EK=J2/2=(1/2) (ml2/3) (2v/l)2 = 2mv2/3A、mv2/2 B、2mv2/3 C、mv2/6 D、mv2/24 一质点沿 x 轴运动,坐标与时间的变化关系为 x4t 2t 4(SI 制) ,试计算 在最初 2s 内的平均速度,2s 末的瞬时速度; 1s 末到 3s 末的位移和平均速度;(3) 3s 末的瞬

12、时加速度。解: (1) = (x2 x0 ) / 2 =(-24-0)/2= -12 (m/s) v2 = dx/dt=4-8t3=-60 (m/s) (2) x3 x1 = -150 2 = -152(m) = -152/(3-1) = -76(m/s) (3) a = d2x / dt2 = -24t2 = -216(m/s2) 第 5 页 共 8 页2、在离地面高为 h 处,以速度 v0 平抛一质量为 m 的小球,小球与地面第一次碰撞后跳起的最大高度h/2,水平速率为 v0/2,试计算碰撞过程中(1)地面对小球垂直冲量的大小;( 2)地面对小球水平冲量的大小。解: 碰前: v1 垂直 =

13、(2gh)1/2 v1 水平 =v0 碰后: v2 垂直 =-(2gh/2)1/2=-(gh)1/2 v2 水平 =v0/2(1) I 垂直 = mv2 垂直 -m v1 垂直 =-m(gh)1/2(1+ ) 向上(2) I 水平 = mv2 水平 -m v1 水平 =-m v0/2 3、质量 m=10kg 的物体,在力 =(3y2+100) (选竖直轴为 y 轴 ,正方向向上)的作用下由地面静止Fj上升,当上升到 y=5m 时,物体的速度是多少?(计算时取 g=10ms-1) 。解: 由动能定理: A=Ek2-Ek1 , 55 522300 031=5mv/(Fmg)dl(ymg)dyyv=

14、5(m/s)积分式 1 给 3 分 ,积分式 2 或受力分析正确给 3 分,积分正确给 2 分,答案正确给 2 分4、一轻绳绕过一定滑轮,滑轮的质量为 M/4 ,均匀分布在其边缘上,绳子的 A 端有一质量为 m1 的人抓住绳端,而在另一端 B 系着一个质量为 m2的重物人从静止开始以相对绳匀速向上爬时,绳与滑轮间无相对滑动,求 B 端重物 m2上升的加速度? (滑轮对过滑轮中心且垂直与轮面的轴的转动惯量为 )24MR解: 方程组:m1g-T1=m1a T2-m2g=m2a T1R-T2R=(MR2/4) FR=(m1 g - m2 g)R = J ,错! a=R 得: a=(m1-m2)g/(

15、m1+m2+M/4) 5、质量为 m 的小球用轻绳 AB、BE 连接如图,求绳 BE 所受的张力 T 与将绳 AB 剪断的瞬间 BE 所受张力 T1 之比?绳 AB 剪断前: 由合力为零 ,因此竖直方向分量为零,得: T=mg/cos; BA第 6 页 共 8 页将绳 AB 剪断的瞬间: v=0 an=0 T1 mgcos=0T1 = mgcosT:T1 = 1 / cos26、光滑的水平桌面上放置一半径为 R 的固定圆环,物体紧贴环的内侧作圆周运动,其摩擦系数为 ,开始时物体的速率为 V0,求:( 1)t 时刻物体的速率;(2)当物体速率从 V0 减少到 V0/2 时,物体所经历的时间和路程

16、。解: (1) 切向 : N = mv2/R 法向 : -N = m dv/dt 得: dv/dt = -v2/R 解得: 1/v 1/v0 = t/R v = Rv0 / (R + v0t)(2) 上式取 v = v0/2 得: t=R/(v0) 00ln2/RRvvsdtdt一、选择与填空1. 一物体振动的固有频率, 描述正确的是 (m 是质量,K 是弹性系数):)1 ;2 ; 3 ; 4 2. 一振动周期为 0.5 秒,初始位相为 的振动,其振动方程为: 3. 一质量为 m,摆长为 l 的单摆,其振动角频率为 ,下面说法正确的是: 【2】1 摆长越长,频率越大; 2 摆长越短,频率越大;

17、3 引力越大,频率越小;4 引力越小,频率越大。4. 关于振动的说法,哪一种是正确的?【4】1 振动是任何物体都会具有的一种运动;2 振动是由于物体处在地球上才会产生的;3 我把书放在木桌上,看见那张木桌没有移动,所以木桌没有形变;4 振动是由于物体受到一保守力作用而围绕某一点做来回往复的运动。5. 一弹簧谐振子,如果物体所放置的表面不是那么光滑,那么:【2】1 物体的振幅会越来越大; 2 物体的的振幅会越来越小;3 物体振动的频率会越来越大; 4 物体振动的频率会越来越小。第 7 页 共 8 页6. 简谐振动方程 叫做:【3】1 一元二次方程; 2二元一次方程;3 二阶常系数齐次微分方程;

18、4 一阶常系数微分方程。7.关于简谐波,下列说法正确的是:【2】1 简谐波是振动的质点向前运动所形成的波; 2 简谐波是简谐振动在空间中的传播;3 简谐波就是机械波;4 简谐波是所有质点向前运动所形成的波。8.关于波长的概念,下列说法正确的是:【4】1 波长是一列波所传播的长度; 2 波长是波峰与波谷之间的长度;3 波长是时间的函数; 4 波长是两相邻波峰或者波谷之间的距离。9. 关于波矢的概念,下列公式表示正确的是:【1】1 ;2 ;3 ; 4 .10. 下列说法正确的是:【1】1 同方向、同频率的两个振动的合成还是一个简谐振动;2 同方向、同频率的两个振动的合成其合振幅是两个振动振幅的和;

19、3 同方向、同频率的两个简谐振动的合成其合位相是两个振动位相的差;4 同方向、同频率的两个简谐振动的合振幅为零。振动部分:1. 一质点沿 x 轴做简谐振动,若振幅为 0.5m,周期是 4 秒,当 t=0 时,质点位于 0.25m 且沿 x 轴的负方向运动。求:(1)用旋转矢量法确定此振动的初始位相;(2)写出此振动的方程表达式。2. 已知简谐振动,A=4 cm,频率 =0.5Hz,t =1s 时 x =-2cm,且向 x 正向运动。 试写出此简谐振动的表达式。3. 请按图写出振动方程(质点位移单位是厘米,时间是秒):图 1. 一简谐振动的图像,纵轴为位移,横轴为时间。波动部分:1. 一弹簧振子 A=0.05m,T=4s,t=0 时在平衡点向负方向运动,激发的波以 =20m 传播,求波动方程。第 8 页 共 8 页2. 如图 2,已知位于波峰处 M 点的振动方程为 ,试写出以 O 点为波源的波动方程。图 2 :一简谐振动的传播图,M 位于波峰处。3. 已知某 t 时刻的某简谐振动传播的波形图。其中传播距离的单位为 m,求各质点的相位差分别是多少。4、一质点沿 x 轴作简谐振动,A=0.12m , T=2s,x 0=0.06m 且此时刻质点向 x 正向运动。试根据旋转矢量法给出质点的振动方程。

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