浙江工业大学《大学物理》期中考试试卷_2

浙江工业大学《大学物理》期中考试试卷

2009-2010第一学期

任课教师姓名_____________选课序号______________学号__________

姓名_____________班级______________成绩_________题类

选择题填空题判断题计算题1计算题2计算题3计算题4总分

得分一．单项选择题：：请将所选的各题答案按题号填入下表(每题3分，共30分)

题号12345678910选项

1．如图所示，质量为m 的物体由劲度系数为k 1和k 2的

两个轻弹簧连接在水平光滑导轨上作微小振动，则该系统的

振动频率为(A)m k k 212+=π

ν.(B)m k k 2121+=πν(C)212121

k mk k k +=πν.(D))(212121k k m k k +=

πν.2．下列函数f (x ,t )可表示弹性介质中的一维波动，式中A 、a 和b 是正的常量．其

中哪个函数表示沿x 轴负向传播的行波？

(A)f (x ,t )=A cos(ax +bt )．(B)f (x ,t )=A cos(ax −bt )．(C)f (x ,t )=A cos ax ⋅cos bt ．(D)f (x ,t )=A sin ax ⋅sin bt ．

3．两个相干波源的位相相同，它们发出的波叠加后，在下列哪条线上总是加强的？

（A ）以两波源为焦点的任意一条椭圆上；

（B ）以两波源连线为直径的圆周上；

（C ）两波源连线的垂直平分线上；

（D ）以两波源为焦点的任意一条双曲线上。

4．一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．

5．S 1和S 2是波长均为λ的两个相干波的波源，相距3λ/4，S 1的相位比S 2超前π2

1．若两波单独传播时，在过S 1和S 2的直线上各点的强度相同，不随距离变化，且两波的强度都是I 0，则在S 1、S 2连线上S 1外侧和S 2外侧各点，合成波的强度分别是

(A)4I 0，4I 0．(B)0，0．(C)0，4I 0．(D)4I 0，0．

6．在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动

(A)振幅相同，相位相同．(B)振幅不同，相位相同．(C)振幅相同，相位不同．(D)振幅不同，相位不同．

7．沿着相反方向传播的两列相干波，其表达式为)/(2cos 1λνπx t A y -=和)/(2cos 2λνπx t A y +=在叠加后形成的驻波中，各处简谐振动的振幅是

(A)A ．(B)2A ．

(C)|)/2cos(2|λπx A ．(D))

/2cos(2λπx A 8．如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上．当

平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察

到这些环状干涉条纹

(A)向右平移．(B)向中心收缩．(C)向外扩张．(D)静止不动．(E)向左平移．

9．在迈克耳孙干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n 的透明介质薄膜后，

测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ，则薄膜的厚度是(A)2λ．(B)n 2λ．(C)n λ．(D))

1(2-n λ．10．一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片．若以此入射

光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中

自然光与线偏振光的光强比值为

(A)1/2．(B)1/3．(C)1/4．(D)1/5．

二、填空题（每个空格2分，共22分）

1．一竖直悬挂的弹簧振子，自然平衡时弹簧的伸长量为x 0，此振子自由振动的

周期T =_____________．

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___________________．

3．若两个同方向不同频率的谐振动的表达式分别为

t A x π100cos 1=和t A x π102cos 2=，则合振动的拍频为________。

4．两个同方向同频率的简谐振动，其合振动的振幅为0.2m ，合振动的位相与第一个简谐振动的位相差为π/6，若第一个简谐振动的振幅为3⨯10-1m ，则第二个简谐振动的振幅为_______m ，第一、二两个简谐振动的位相差为______。

5．在单缝夫琅和费衍射中，若单缝两边缘点A 、B 发出的单色平行光到空间某点P 的光程差为1.5λ，则A 、B 间可分为____个半波带，P 点处为_____（填明或暗）条纹。若光程差为2λ，则A 、B 间可分为____个半波带，P 点处为______（填明或暗）条纹。

6．在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹角变大时，干涉条纹将向____方向移动，相邻条纹间的距离将变____。

三、作图题（共5分）

在以下五个图中，前四个图表示线偏振光入射于

两种介质分界面上，最后一图表示入射光是自然

光．n 1、n 2为两种介质的折射率，图中入射角

i 0＝arctg(n 2/n 1)，i ≠i 0．试在图上画出实际存在的折射

光线和反射光线，并用点或

短线把振动方向表示出来．四、判断题：请将判断结果（对或错）按题号填入下表(每题2分，共10分)

题号12345

判断

1．简谐振动的振幅取决于振动的能量，初相位取决于计时零点的选择。

2．平行光束通过透镜中心较厚处的光程要大于边缘较薄处。

3．根据惠更斯－菲涅耳原理，衍射现象在本质上也是一种干涉现象。

4．瑞利根据两个强度相等的点光源衍射图样的相干叠加情况，给出了判定光学仪器临界分辨的判据。

5．马吕斯定律的数学表达式为I =I 0cos 2

α．式中I 0为入射光的强度。

五、计算题（共33分）

1.(9分)一轻弹簧在60N 的拉力下伸长30cm ．现把质量为4kg 的物体悬挂在该弹簧的下端并使之静止，再把物体向下拉10cm ，然后由静止释放并开始计时．求

(1)物体的振动方程；(2)物体在平衡位置上方5cm 时弹簧对物体的拉力；

(3)物体从第一次越过平衡位置时刻起到它运动到上方5cm 处所需要的最短时间．2.(8分)一平面简谐波沿x 轴正向传播，波的振幅A =10cm ，波的角频率ω =7πrad/s.

当t =1.0s 时，x =10cm 处的a 质点正通过其平衡位置向y 轴负方向运动，而x =

20cm 处的b 质点正通过y =5.0cm 点向y 轴正方向运动．设该波波长λ >10cm ，

求该平面波的表达式．

3.(8分)如图：在双缝干涉实验中，若用薄玻璃

（折射率4.11=n ）覆盖缝S 1，用同样厚度的

玻璃片（折射率7.11=n )覆盖S 2。当用波长

4800=λ埃的单色光照射时，将使屏上原来未放

玻璃时的中央明纹所在处O 变为第五级明纹。

求玻璃片的厚度。（可以认为光线垂直穿过玻璃片）

4.(8分)一衍射光栅，每厘米200条透光缝，每条透光缝宽为a=2×10-3cm ，在光栅