華中科技大學物理試卷

1、華中科技大學2008 2009學年第1學期 大學物理（二）課程考試試卷（A卷）（閉卷）考試日期：2008.12.21.晚 考試時間：150分鐘題號一二三四總分統(tǒng)分簽名教師簽名1234得分得 分評卷人一選擇題（單選，每題3分，共30分）1、一簡諧波沿x軸負方向傳播，圓頻率為，波速為u。設t = T /4時刻的波形如圖所示，則該波的表達式為：(A)(B)(C)(D) 2、一質點作簡諧振動, 其運動速度與時間的關系曲線如圖所示。若質點的振動規(guī)律用余弦函數(shù)描述，則其初相位為：(A) (B) (C) (D) (E) 3、使一光強為I0的平面偏振光先后通過兩個偏振片P1和P2，P1和P2的偏振化方向與原入

2、射光光矢量振動方向的夾角分別是和90°，則通過這兩個偏振片后的光強I是（A）（B）0（C）（D） （E） aLCf4、在如圖所示的單縫夫瑯和費衍射裝置中，設中央明紋的衍射角范圍很小若使單縫寬度a變?yōu)樵瓉淼?/2，同時使入射的單色光的波長變?yōu)樵瓉淼?，則屏幕上單縫衍射條紋中央明紋的寬度x將變?yōu)樵瓉淼模ǎ┍?（）倍（）倍 （） 1 / 2倍 （）倍 5、彈簧振子的振幅增加1倍，則該振動：（）周期增加1倍； （）總能量增加2倍；（）最大速度增加1倍；（）最大速度不變。 6、兩個線圈P和Q并聯(lián)地接到一電動勢恒定的電源上，線圈P的自感和電阻分別是線圈Q的兩倍，線圈P和Q之間的互感可忽略不計。當達

3、到穩(wěn)定狀態(tài)后，線圈P的磁場能量與Q的磁場能量的比值是（A）4（B）2（C）1（D）1/2 7、型半導體中雜質原子所形成的局部能級 (也稱施主能級)，在能帶結構中處于(A)滿帶中 (B)導帶中 (C)禁帶中，但接近滿帶頂 (D)禁帶中，但接近導帶底 8、關于不確定關系式，下列說法中正確的是：(A)粒子的坐標和動量都不能精確確定。(B)由于微觀粒子的波粒二象性，粒子的位置和動量不能同時完全確定。(C)由于量子力學還不完備，粒子的位置和動量不能同時完全確定。(D)不確定關系是因為測量儀器的誤差造成的。 9、在雙縫衍射實驗中，若保持雙縫S1和S2的中心之間的距離d不變，而把兩條縫的寬度a稍微加寬，下列

4、敘述正確的是： (A)單縫衍射的中央主極大變寬，其中所包含的干涉條紋數(shù)目可能變少。(B)單縫衍射的中央主極大變寬，其中所包含的干涉條紋數(shù)目可能變多。(C)單縫衍射的中央主極大變寬，其中所包含的干涉條紋數(shù)目可能不變。(D)單縫衍射的中央主極大變窄，其中所包含的干涉條紋數(shù)目可能變少。(E)單縫衍射的中央主極大變窄，其中所包含的干涉條紋數(shù)目可能變多。 10、檢驗滾珠大小的干涉裝置如圖, S為光源, L為會聚透鏡, M為半透半反鏡,在平晶T1、T2之間放置A、B、C三個滾珠,其中A為標準件,直徑為d0，用波長為l 的單色光垂直照射平晶,在M上方觀察時觀察到等厚條紋如圖所示, 輕壓C端, 條紋間距變大,

5、則B珠的直徑d1、C珠的直徑d2與d0的關系分別為: ¬æsfM45°LT1T290°(a)ABC(b)(A) d1 = d0 +l , d2 = d0 + 3 l .(B) d1 = d0 l , d2 = d03 l .(C) d1 = d0 +l /2, d2 = d0 + 3 l /2 . (D) d1 = d0l/2 , d2 = d03 l /2 . 得 分評卷人二填空題（每題3分，共30分）1、1921年施特恩和蓋拉赫在實驗中發(fā)現(xiàn)：一束處于S態(tài)的銀原子射線在非均勻磁場中分裂為兩束，對于這種分裂用電子軌道運動的角動量空間取向量子化難以解釋，只

6、能用_來解釋。2、一平行板電容器與一電壓為V的電源相連，如圖所示。若將電容器的一極板以速率u拉開，則當極板間的距離為x時，電容器內的位移電流密度大小為_，方向為_。S1S2Ane3、如圖所示，假設有兩個同相的相干點光源S1和S2，發(fā)出波長為=500納米的光，A是它們連線的中垂線上的一點， 若在S1與A之間插入厚度為e，折射率為n =1.5的薄玻璃片，A點恰為第四級明紋中心，則e =_納米。4、嫦娥1號衛(wèi)星在距離月球表面200公里的繞月軌道上拍攝月球表面上的物體，設感光波長為550nm，若要求它能分辨相距為0.1m的兩點，問照相機鏡頭的直徑必須大于_米。（結果保留三位有效數(shù)字） 5、一質點沿X軸

7、作簡諧振動，振動方程為。從t =0時刻起，到質點位置在x = 2cm處，且向X軸正方向運動的最短時間間隔為_秒。6、兩個同方向同頻率的簡諧振動，和，則合振動的振幅為_cm。7、根據(jù)量子力學理論，氫原子中電子的軌道角動量為，當主量子數(shù)n=3時，電子軌道角動量的可能取值為_。8、低速運動的質子和粒子，若它們的德布羅意波長相同，則它們的動量之比P_。O¢wOB9、法拉第電機的原理如下圖所示，半徑為R的金屬圓盤在均勻磁場中以角速度w 繞中心軸旋轉,均勻磁場的方向平行于轉軸。這時圓盤中心至邊緣的感應電動勢的大小為 。10、X射線射到晶體上，對于間距為d的平行點陣平面，能產(chǎn)生衍射主極大的最大波長

8、為_。三計算題得 分評卷人1、（本題8分）一束含有1和2的平行光垂直照射到一光柵上，1=560nm，測得1的第三級主極大和2的第四級主極大的衍射角均為30°。求：（1）光柵常數(shù)d ；(2)波長2得 分評卷人2、（本題10分）如下圖所示，一平面簡諧波沿x軸正方向傳播，BC為波密媒質的反射面，波由P點反射，在t=0時刻，O處質點的合振動是經(jīng)過平衡位置向負方向運動。（設入射波、反射波的振幅均為A，頻率為n）求：（1）入射波在O處引起的振動表達式，（2）入射波與反射波在D點因干涉而產(chǎn)生的合振動之表達式。得 分評卷人b OMND3、（本題10分）一無限長圓柱，偏軸平行地挖出一小圓柱空間，兩圓柱

9、的軸線之間的距離為OO'=b，如圖中所示為垂直于軸線的截面。在兩圓柱面之間有圖示方向的均勻磁場，且隨時間線性增強：，在小圓柱空腔內放置一長為l的導線棒MN，它與軸線垂直且與OO' 連線的夾角為60°。（1）求小圓柱空腔中任一點P的感應電場的大小和方向。（2）求MN中的感應電動勢的大小。得 分評卷人4、（本題8分）已知一粒子在寬度為a的一維無限深勢阱中運動，其波函數(shù)為 （0<x<a）。求：（1）歸一化波函數(shù)；（2）粒子在空間分布的概率密度；（3）粒子出現(xiàn)的概率最大的各個位置。四、簡答題：(本題4分)得 分評卷人空氣平玻璃柱面平凹透鏡圓柱面741如圖所示由平板

10、玻璃和柱面平凹透鏡組成的干涉裝置，用波長為的平行單色光垂直照射, 觀察空氣薄膜上下表面反射光形成的等厚干涉條紋。試在裝置圖下方的方框內畫出相應的干涉條紋，表示出它們的形狀，條數(shù)和疏密，只畫暗條紋。參考答案一、選擇題：D，C，C，D，C，D，D，B，D，C，二、填空題1、 電子自旋的角動量的空間取向量子化； 2、； 向左。 3、40004、1.34； 5、3/4s； 6、105cm； 7、0，；8、1：1； 9、； 10、2d三、計算題：1、解：（1）dsin=k3分d=k/sin=3×560/0.5=3.36×106m2分(2)k11=k222分=k11/k2 =3

11、5;560/4=420(nm)1分2、 解：(1)設入射波y1Acos2pnt2px/f1 反射波y2Acos2pnt2px/f2 2分 由此知入射波、反射波在P點引起的振動分別為 y1PAcos2pnt(2p /)·3/4f1， y2PAcos2pnt(2p /)·3/4f2 1分 反射波在P點有半波損失，故 2pnt(2p /)·3/4f22pnt(2p /)·3/4f1p ，f2 f12p 1分 代入得 反射波y2Acos2pnt2px/f12pf 由 得 駐波yy1y22A cos（2px/）cos2pntf1 原點處（x0）合振動方程為yo2A cos2pntf1cos（2p·0/） 2A cos2pntf1 t0時原點處合振動的旋轉矢量圖如右 ， f1fp/2 y10Acos2pnt+p/2 2分(2)駐波yy1y22A cos（2px/） cos2pntp/2 2分 將D點坐標代入得D點合振動 2分QE2r1E1PbODNM3、解：（1）用填補法，假設在未挖去空腔之前P點的感應電場的大小為，且E1r1 1分挖去的空腔中，假定是有一反向的磁