南昌大学 2005～2006学年第一学期物理期末考试试卷(大物下、有答案)

南昌大学 20052006 学年第一学期期末考试试卷 试卷编号： ( A )卷 课程名称： 大学物理 适用班级： 04 级 A（3） 学院： 系别： 考试日期： 12 月 1 日 专业： 班级： 学号： 姓名： 题号 一 二 三 四 五 总分 题分 30 30 40 100 累分人 签 名 得分 评卷人 一、 填空题(每题 3 分，共 30 分) 1一弹簧振子作简谐振动，振幅为 A，周期为 T，其运动方程用余弦函数表示若 t = 0 时， (1) 振子在负的最大位移处，则初相为_； (2) 振子在平衡位置向正方向运动，则初相为_； (3) 振子在位移为 A/2 处，且向负方向运动，则初相为_ 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 _ x (m) t (s)O 0.04 -0.04 1 2 x (m)O-0.11u=30 m/sy (m)234 第 2 题图 第 3 题图 3图为 t = T / 4 时一平面简谐波的波形曲线，则其波的表达式为 _ 4设反射波的表达式是 (SI) 波在 x = 0 处发生21)0(1cos5.02 xty 反射，反射点为自由端，则形成的驻波的表达式为 _ 5波长为 600 nm 的单色平行光，垂直入射到缝宽为 a=0.60 mm 的单缝上，缝后有一 焦距 =60 cm 的透镜，在透镜焦平面上观察衍射图样则：中央明纹的f 宽度为_，两个第三级暗纹之间的距离为_(1 nm =109 m) 6一平面简谐波的表达式为 (SI)，其角频率)37.0125cos(0.xty =_，波速 u =_，波 长 = _ 7在单缝的夫琅禾费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为 _ 个半波带，若将缝宽缩小一半，原来第三级暗纹处将是 _纹 8惠更斯引入_的概念提出了惠更斯原理，菲涅耳再用 _的思想补充了惠更斯原理，发展成了惠更斯菲涅耳原理 9一束单色光垂直入射在光栅上，衍射光谱中共出现 5 条明纹若已知此光栅缝宽 度与不透明部分宽度相等，那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第 _级和第_级谱线 10一 束 自 然 光 垂 直 穿 过 两 个 偏 振 片 ， 两 个 偏 振 片 的 偏 振 化 方 向 成45角 已 知 通 过 此 两 偏 振 片 后 的 光 强 为 I， 则 入 射 至 第 二 个 偏 振 片 的 线 偏 振 光 强 度 为_ 二、 选择题(每题 3 分，共 30 分) 1.用余弦函数描述一简谐振子的振动若其速度时间 （vt）关系曲线如图所示,则振动的初相位为 (A) /6. (B) /3. (C) /2. (D) 2/3. (E) 5/6. v (m/s) t (s) O m21 - vm 第 1 题图 第 2 题图 2.两个同周期简谐振动曲线如图所示x 1 的相位比 x2 的相位 (A) 落后 /2 (B) 超前 (C) 落后 (D) 超前 3. 一质点作简谐振动，周期为 T质点由平衡位置向 x 轴正方向运动时，由平衡位置 到二分之一最大位移这段路程所需要的时间为 (A) T /4. (B) T /6 (C) T /8 (D) T /12 x O x1 x2 4一沿 x 轴负方向传播的平面简谐波在 t = 2 s 时的波形曲线如图所示，则原点 O 的 振动方程为 (A) ， (SI) )21(cos50.ty (B) ， (SI) (C) ， (SI) )(cs.ty (D) ， (SI) 214o50 x (m)O0.5 u3y (m)21-1 xyO1/2Aab-A 第 4 题图 第 5 题图 5某时刻驻波波形曲线如图所示，则 a、b 两点振动的相位差是 (A) 0 (B) 21 (C) (D) 5/4 6一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 7一机车汽笛频率为 750 Hz，机车以时速 90 公里远离静止的观察者观察者听到 的声音的频率是（设空气中声速为 340 m/s） (A) 810 Hz (B) 699 Hz (C) 805 Hz (D) 695 Hz 8波长 =550 nm(1nm=109m)的单色光垂直入射于光栅常数 d=210-4 cm 的平面衍 射光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为 (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 9一束光强为 I0 的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成 45 角，则穿过两个偏振片后的光强 I 为 (A) (B) I0 / 4 4/ (C) I 0 / 2 (D) I0 / 2 10在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽，其他条件不变，则中央明条纹 (A) 宽度变小 (B) 宽度变大 (C) 宽度不变，且中心强度也不变 (D) 宽度不变，但中心强度增大 第 4 页 共 7 页 三、 计算题(每题 8 分，共 40 分) 1.如图，有一水平弹簧振子，弹簧的劲度系数 k = 24 N/m，重物的质量 m = 6 kg，重 物静止在平衡位置上设以一水平恒力 F = 10 N 向左作用于物体（不计摩擦） ，使之 由平衡位置向左运动了 0.05 m 时撤去力 F当重物运动到左方最远位置时开始计时， 求物体的运动方程 O F x m 2. 一质点同时参与两个同方向的简谐振动，其振动方程分别为 x1 =510-2cos(4t + /3) (SI) , x2 =310-2sin(4t - /6） (SI) 画出两振动的旋转矢量图，并求合振动的振动方程 3如图所示为一平面简谐波在 t = 0 时刻的波形图，设此简谐波的频率为 250 Hz， 且此时质点 P 的运动方向向下，求 (1) 该波的表达式； (2) 在距原点 O 为 100 m 处质点的振动方程与振动速度表达式 x (m)10-A PO 2/ y (m) 4在双缝干涉实验中，波长 550 nm 的单色平行光垂直入射到缝间距 a210 -4 m 的双缝上，屏到双缝的距离 D2 m求： (1) 中央明纹两侧的两条第 10 级明纹中心的间距； (2) 用一厚度为 e6.610 -5 m、折射率为 n1.58 的玻璃片覆盖一缝后，零级明 纹将移到原来的第几级明纹处？(1 nm = 10 -9 m) 5如图所示，三种透明介质、的折射率分别为 n1、n2、n3 它们之间的两个 交界面互相平行一束自然光以起偏角 i0 由介质 射向介质，欲使在介质和介 质的交界面上的反射光也是线偏振光，三个折射率 n1、n2 和 n3 之间应满足什么关 系？ n3n2n1 i0 第 6 页 共 7 页 南昌大学 20052006 学年第 1学期期终考试 A(3)类 A卷解答 一、1. 、- /2 、 2. 3. )21cos(04.tx (SI)30/(165cos0. xty 4. (SI) 5. 1.2 mm 3.6 mm )21cos(2. ty 6. 125 rad/s 、 338 m/s 、 17m 7. 6 、 第一级明( 只填“明”也 可以) 8. 子波 、子波干涉(或答“子波相干叠加”) 9. 一 、三 10. 2I 二.、A、B、D、 C、C、B 、B、B、B、A 三、 1 解：设物体的运动方程为 )cos(tx 恒外力所做的功即为弹簧振子的能量： F0.05 = 0.5J 当物体运动到左方最远位置时，弹簧的最大弹性势能为 0.5 J，即： J， A = 0.204 m 2 分5.021k A 即振幅 (rad/s)2 4/2 = 2 rad/s 2 分 按题目所述时刻计时，初相为 = 物体运动方程为 2 分 (SI) 2 分)cos(04.tx 2 解： x2 = 310-2 sin(4t - /6) = 310-2cos(4t - /6- /2) = 310-2cos(4t - 2/3) 作两振动的旋转矢量图，如图所示 图 2 分 由图得：合振动的振幅和初相分别为 A = (5-3)cm = 2 cm， = /3 4 分 合振动方程为 x = 210-2cos(4t + /3) (SI) 2 分 3 解：(1) 由 P 点的运动方向，可判定该波向左传播 原点 O 处质点，t = 0 时 xO A12 第 7 页 共 7 页 , cos2/A0sin0Av 所以 4/ O 处振动方程为 (SI) 3 分)15(0ty 由图可判定波长 = 200 m，故波动表达式为 (SI) 2 分4)20(cosxtA (2) 距 O 点 100 m 处质点的振动方程是 1 分)5(1ty 振动速度表达式是 (SI) 2 分)40cos(tAv 4 解：(1) x20 D / a 0.11 m 2 分 (2) 覆盖云玻璃后，零级明纹应满足 (n1)er 1r 2 2 分 设不盖玻璃片时，此点为第 k 级明纹，则应有 r2r 1k 2 分 所以 (n1)e = k k(n1) e / 6