華中科技大學(xué)物理試卷

1、華中科技大學(xué)2008 2009學(xué)年第1學(xué)期 大學(xué)物理（二）課程考試試卷（A卷）（閉卷）考試日期：2008.12.21.晚 考試時(shí)間：150分鐘題號(hào)一二三四總分統(tǒng)分簽名教師簽名1234得分得 分評(píng)卷人一選擇題（單選，每題3分，共30分）1、一簡(jiǎn)諧波沿x軸負(fù)方向傳播，圓頻率為，波速為u。設(shè)t = T /4時(shí)刻的波形如圖所示，則該波的表達(dá)式為：(A)(B)(C)(D) 2、一質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧振動(dòng), 其運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)如圖所示。若質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)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(qiáng)為I0的平面偏振光先后通過(guò)兩個(gè)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(dòng)方向的夾角分別是和90°，則通過(guò)這兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)I是（A）（B）0（C）（D） （E） aLCf4、在如圖所示的單縫夫瑯和費(fèi)衍射裝置中，設(shè)中央明紋的衍射角范圍很小若使單縫寬度a變?yōu)樵瓉?lái)的3/2，同時(shí)使入射的單色光的波長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的，則屏幕上單縫衍射條紋中央明紋的寬度x將變?yōu)樵瓉?lái)的（）倍 （）倍（）倍 （） 1 / 2倍 （）倍 5、彈簧振子的振幅增加1倍，則該振動(dòng)：（）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(gè)線(xiàn)圈P和Q并聯(lián)地接到一電動(dòng)勢(shì)恒定的電源上，線(xiàn)圈P的自感和電阻分別是線(xiàn)圈Q的兩倍，線(xiàn)圈P和Q之間的互感可忽略不計(jì)。當(dāng)達(dá)

3、到穩(wěn)定狀態(tài)后，線(xiàn)圈P的磁場(chǎng)能量與Q的磁場(chǎng)能量的比值是（A）4（B）2（C）1（D）1/2 7、型半導(dǎo)體中雜質(zhì)原子所形成的局部能級(jí) (也稱(chēng)施主能級(jí))，在能帶結(jié)構(gòu)中處于(A)滿(mǎn)帶中 (B)導(dǎo)帶中 (C)禁帶中，但接近滿(mǎn)帶頂 (D)禁帶中，但接近導(dǎo)帶底 8、關(guān)于不確定關(guān)系式，下列說(shuō)法中正確的是：(A)粒子的坐標(biāo)和動(dòng)量都不能精確確定。(B)由于微觀(guān)粒子的波粒二象性，粒子的位置和動(dòng)量不能同時(shí)完全確定。(C)由于量子力學(xué)還不完備，粒子的位置和動(dòng)量不能同時(shí)完全確定。(D)不確定關(guān)系是因?yàn)闇y(cè)量?jī)x器的誤差造成的。 9、在雙縫衍射實(shí)驗(yàn)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(yàn)滾珠大小的干涉裝置如圖, S為光源, L為會(huì)聚透鏡, M為半透半反鏡,在平晶T1、T2之間放置A、B、C三個(gè)滾珠,其中A為標(biāo)準(zhǔn)件,直徑為d0，用波長(zhǎng)為l 的單色光垂直照射平晶,在M上方觀(guān)察時(shí)觀(guān)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(guān)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(píng)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(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：一束處于S態(tài)的銀原子射線(xiàn)在非均勻磁場(chǎng)中分裂為兩束，對(duì)于這種分裂用電子軌道運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量空間取向量子化難以解釋?zhuān)?/p>

6、能用_來(lái)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(kāi)，則當(dāng)極板間的距離為x時(shí)，電容器內(nèi)的位移電流密度大小為_(kāi)，方向?yàn)開(kāi)。S1S2Ane3、如圖所示，假設(shè)有兩個(gè)同相的相干點(diǎn)光源S1和S2，發(fā)出波長(zhǎng)為=500納米的光，A是它們連線(xiàn)的中垂線(xiàn)上的一點(diǎn)， 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(diǎn)恰為第四級(jí)明紋中心，則e =_納米。4、嫦娥1號(hào)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(shè)感光波長(zhǎng)為550nm，若要求它能分辨相距為0.1m的兩點(diǎn)，問(wèn)照相機(jī)鏡頭的直徑必須大于_米。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字） 5、一質(zhì)點(diǎn)沿X軸

7、作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振動(dòng)方程為。從t =0時(shí)刻起，到質(zhì)點(diǎn)位置在x = 2cm處，且向X軸正方向運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間間隔為_(kāi)秒。6、兩個(gè)同方向同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，和，則合振動(dòng)的振幅為_(kāi)cm。7、根據(jù)量子力學(xué)理論，氫原子中電子的軌道角動(dòng)量為，當(dāng)主量子數(shù)n=3時(shí)，電子軌道角動(dòng)量的可能取值為_(kāi)。8、低速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子和粒子，若它們的德布羅意波長(zhǎng)相同，則它們的動(dòng)量之比P_。O¢wOB9、法拉第電機(jī)的原理如下圖所示，半徑為R的金屬圓盤(pán)在均勻磁場(chǎng)中以角速度w 繞中心軸旋轉(zhuǎn),均勻磁場(chǎng)的方向平行于轉(zhuǎn)軸。這時(shí)圓盤(pán)中心至邊緣的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為 。10、X射線(xiàn)射到晶體上，對(duì)于間距為d的平行點(diǎn)陣平面，能產(chǎn)生衍射主極大的最大波長(zhǎng)

8、為_(kāi)。三計(jì)算題得 分評(píng)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(cè)得1的第三級(jí)主極大和2的第四級(jí)主極大的衍射角均為30°。求：（1）光柵常數(shù)d ；(2)波長(zhǎng)2得 分評(píng)卷人2、（本題10分）如下圖所示，一平面簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播，BC為波密媒質(zhì)的反射面，波由P點(diǎn)反射，在t=0時(shí)刻，O處質(zhì)點(diǎn)的合振動(dòng)是經(jīng)過(guò)平衡位置向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。（設(shè)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(dòng)表達(dá)式，（2）入射波與反射波在D點(diǎn)因干涉而產(chǎn)生的合振動(dòng)之表達(dá)式。得 分評(píng)卷人b OMND3、（本題10分）一無(wú)限長(zhǎng)圓柱，偏軸平行地挖出一小圓柱空間，兩圓柱

9、的軸線(xiàn)之間的距離為OO'=b，如圖中所示為垂直于軸線(xiàn)的截面。在兩圓柱面之間有圖示方向的均勻磁場(chǎng)，且隨時(shí)間線(xiàn)性增強(qiáng)：，在小圓柱空腔內(nèi)放置一長(zhǎng)為l的導(dǎo)線(xiàn)棒MN，它與軸線(xiàn)垂直且與OO' 連線(xiàn)的夾角為60°。（1）求小圓柱空腔中任一點(diǎn)P的感應(yīng)電場(chǎng)的大小和方向。（2）求MN中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。得 分評(píng)卷人4、（本題8分）已知一粒子在寬度為a的一維無(wú)限深勢(shì)阱中運(yùn)動(dòng)，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(gè)位置。四、簡(jiǎn)答題：(本題4分)得 分評(píng)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(zhǎng)為的平行單色光垂直照射, 觀(guān)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(nèi)畫(huà)出相應(yīng)的干涉條紋，表示出它們的形狀，條數(shù)和疏密，只畫(huà)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(dòng)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(jì)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(shè)入射波y1Acos2pnt2px/f1 反射波y2Acos2pnt2px/f2 2分 由此知入射波、反射波在P點(diǎn)引起的振動(dòng)分別為 y1PAcos2pnt(2p /)·3/4f1， y2PAcos2pnt(2p /)·3/4f2 1分 反射波在P點(diǎn)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(diǎn)處（x0）合振動(dòng)方程為yo2A cos2pntf1cos（2p·0/） 2A cos2pntf1 t0時(shí)原點(diǎn)處合振動(dòng)的旋轉(zhuǎn)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(diǎn)坐標(biāo)代入得D點(diǎn)合振動(dòng) 2分QE2r1E1PbODNM3、解：（1）用填補(bǔ)法，假設(shè)在未挖去空腔之前P點(diǎn)的感應(yīng)電場(chǎng)的大小為，且E1r1 1分挖去的空腔中，假定是有一反向的磁