华东师大大学物理理第一学期期末试卷A卷.doc

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1、华东师范大学期末试卷（A）2008 2009 学年第 一学期课程名称：_大学物理（B）_ 专 业： 学生姓名：_ _ _ 年级/班级：_ _学 号：_ 课程性质： 1-67-12131415161718总分阅卷人签名一、 选择题（每题3分共18分）1电磁波的电场强度、磁场强度 和传播速度 的关系是： (A) 三者互相垂直，而和位相相差 (B) 三者互相垂直，而且、 构成右旋直角坐标系 (C) 三者中和是同方向的，但都与 垂直 (D) 三者中和可以是任意方向的，但都必须与 垂直 2弹簧振子在光滑水平面上作简谐振动时，弹性力在半个周期内所作的功为 (A) kA2 (B) (C) (1/4)kA2

2、D) 0 3. 一平面简谐波以速度u沿x轴正方向传播，在t = t时波形曲线如图所示则坐标原点O的振动方程为 (A) (B) (C) (D) 4沿着相反方向传播的两列相干波，其表达式为 和 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) (D) 5在双缝衍射实验中，若保持双缝S1和S2的中心之间的距离d不变，而把两条缝的宽度a略微加宽，则 (A) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变少 (B) 单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变多 (C) 单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变少(D) 单缝衍射的中央主极大变窄，其

3、中所包含的干涉条纹数目变多 SCL6在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验装置中，S为单缝，L为透镜，C为放在L的焦面处的屏幕，当把单缝S垂直于透镜光轴稍微向上平移时，屏幕上的衍射图样 (A)向上平移 (B)向下平移 (C)不动 (D)消失 二、 填空题（每空格2分共22分） 7一金属棒OA长为L，在方向垂直纸面向内的磁感应强度为的磁场中，沿反时针方向绕棒一端O转动，角速度为，该金属棒相当于_， 它的电动势是_，方向为_. wOA3a/2a8. 边长为a的正方形线圈放在一根长直导线旁，线圈与直导线共面，其中心距长直导线为3a/2，线圈的一组边与直导线平行，此时，正方形线圈与长直导线的互感系数为_，若

4、将线圈垂直于长直导线方向的两条边向外侧延长一倍而成矩形，此时的互感系数为_.9一静止的报警器，其频率为1000 Hz，有一汽车以79.2 km的时速驶向和背离报警器时，坐在汽车里的人听到报警声的频率分别是_和_（设空气中声速为340 m/s）10一平面简谐波沿Ox轴传播，波动表达式为 ，则x1 = L处介质质点振动的初相是_；与x1处质点振动状态相同的其它质点的位置是_。11把双缝干涉实验装置放在折射率为n的媒质中，双缝到观察屏的距离为D，两缝之间的距离为d (dD)，入射光在真空中的波长为l，则屏上干涉条纹中相邻明纹的间距是_12上下两块折射率分别为n1和n2的两块平板玻璃构成空气劈尖，用波

5、长为l的单色光垂直照射如果将该劈尖装置浸入折射率为n的透明液体中，且n2nn1，则劈尖厚度为e的地方在这两种情况下两反射光的光程差的改变量是_ 三、计算题（每题10分共50分）13无限长直导线旁有一与其共面的矩形线圈，直导线中通有恒定电流I，将此直导线及线圈共同置于随时间变化的而空间分布均匀的磁场中设，当线圈以速度垂直长直导线向右运动时，求线圈在如图所示位置时的感应电动势(不考虑自感与互感的影响) 14一轻弹簧在60 N的拉力下伸长30 cm现把质量为4 kg的物体悬挂在该弹簧的下端并使之静止 ，再把物体向下拉10 cm，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

6、衡位置上方5 cm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5 cm处所需要的最短时间 15两列余弦波沿Ox轴传播，波动表达式分别为 (SI)与 (SI)， 试确定Ox轴上合振幅为0.06 m的那些点的位置 16一双缝，缝距d=0.40 mm，两缝宽度都是a=0.080 mm，用波长为l=480 nm (1 nm = 10-9 m) 的平行光垂直照射双缝，在双缝后放一焦距f =2.0 m的透镜求： (1) 在透镜焦平面处的屏上，双缝干涉条纹的间距l； (2) 由于缺级，在单缝衍射中央亮纹范围内的双缝干涉亮纹数目N和相应的级数17某种单色光垂直入射到每厘米有800

7、0条刻线的光栅上，如果第一级谱线的衍射角为30那么入射光的波长是多少？能不能观察到第二级谱线？四、问答题（10分）18简谐振动的能量特征和行波中单个质元的能量特征有什么不同?从两者的动能、势能和总能量的变化规律进行说明。 答案：16、B D D D C C7、一个电源， 从A指向O 8、 , .9、 1065Hz, 935Hz10. ; ( k = 1，2，3，) 11. Dl / (dn) 12 2 ( n 1) e l /2 或者2 ( n 1) e + l /2 13、解：取顺时针方向回路正向设动生电动势和感生电动势分别用E1和E2表示，则总电动势E E= E1 + E2 5分 3分 2

8、分14解： k = f/x =200 N/m ， rad/s 2分 (1) 选平衡位置为原点，x轴指向下方（如图所示）， t = 0时， x0 = 10Acosf ，v0 = 0 = -Awsinf 解以上二式得 A = 10 cm，f = 0 2分 振动方程x = 0.1 cos(7.07t) (SI) 1分 (2) 物体在平衡位置上方5 cm时，弹簧对物体的拉力 f = m(g-a )，而a = -w2x = 2.5 m/s2 f =4 (9.82.5) N= 29.2 N 2分 (3) 设t1时刻物体在平衡位置，此时x = 0，即 0 = Acosw t1或cosw t1 = 0 此时物

9、体向上运动， v 0 w t1 = p/2， t1= p/2w = 0.222 s 1分再设t2时物体在平衡位置上方5 cm处，此时x = -5，即 -5 = Acosw t1，cosw t1 =1/2 v 0， w t2 = 2p/3， t2=2 p/3w =0.296 s 1分 Dt = t1-t2 = (0.2960.222) s0.074 s 1分15. 解：把两波写成 并令 A1 = A2 = A = 0.06 m，则对于所求的点有 3分可得 由 可得 或 4分故 m 或 m ( k = 0,1,2,) 3分16解：双缝干涉条纹： (1) 第k级亮纹条件： d sinq =kl第k级

10、亮条纹位置：xk = f tgq f sinq kfl / d相邻两亮纹的间距：Dx = xk+1xk=(k1)fl / dkfl / d=fl / d =2.410-3 m=2.4 mm 5分 (2) 单缝衍射第一暗纹： a sinq1 = l单缝衍射中央亮纹半宽度：Dx0 = f tgq1f sinq1 fl / a12 mm Dx0 / Dx =5 双缝干涉第5极主级大缺级 3分 在单缝衍射中央亮纹范围内，双缝干涉亮纹数目N = 9 1分分别为 k = 0，1，2，3，4级亮纹 1分或根据d / a = 5指出双缝干涉缺第5级主大，同样得该结论的3分17.解：由光栅公式 (ab)sinj =kl k =1， f =30，sinj1=1 / 2 l=(ab)sinj1/ k =625 nm 5分若k =2, 则 sinj2=2l / (a + b) = 1,j2=90实际观察不到第二级谱线 5分18 答：简谐振动的动能表达式为： 势能表达式为： 总能量为：说明简谐振动的动能和势能都在随着时间做周期性的变化，但总能量不变，能量不断地在动能和势能之间相互转换。 （5分）行波质元的动能和势能表达式均为质元的总能量为：说明单个质元行波的动能和势能以及总能量都在随时间做周期性的变化，动能和势能同相，即同时达到最大或最小，单个质元的总能不守恒。 （5分）