习题 波动 有答案.ppt

1、大学物理（2）测试试题三,一、选择题,一、选择题,1.有两个长直密绕螺线管,长度及线圈匝数均相同,半径,别为r1 和r2.管内充满均匀介质,其磁导率分别为1和2,设r：r:， 1:2 :，当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后，其自感系数之比L:L与磁能之比Wm1:Wm2分别为,(A),(B),(C),(D),2.对于位移电流，有下列四种说法，请指出哪一种说法正确：,（A）位移电流是由变化的电场产生的。,（B）位移电流是由线性变化磁场产生的。,（C）位移电流的热效应服从焦耳楞次定律。,（D）位移电流的磁效应不服从安培环路定理。,3.已知某简谐振动的振动曲线如图所示，位移的单位为厘米，时间单位为秒

2、，则此简谐振动的振动方程为：,(A),(B),(C),(D),(E),4.一质点作简谐振动，其振动方程为x=Acos(t+)。在求质点的振动动能时，得出下面5个表达式：,(1),(2),(3),(4),(5),其中m是质点的质量，k是弹簧的倔强系数，T是振动周期，下面结论正确的是：,(A) (1)，(4)是对的。,(B) (2)，(4)是对的。,(C) (1)，(5)是对的。,(D) (3)，(5)是对的。,(E) (2)，(5)是对的。,5.在夫朗和费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽度变小，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹,(A)对应的衍射角变大；,(B)对应的衍射角变小

3、；,(C)对应的衍射角也不变；,(D)光强也不变；,6.某元素的特征光谱中含有波长分别为1=450nm和2=750nm(1nm=10-9m)的光谱线，在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处2的谱线的级数将是,(A) 2,3,4,5,(B) 2,5,8,11,(C) 2,4,6,8,(D)3,6,9,12,7.一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，那么入射光中自然光与线偏振光的光强比值为,(A) 1/2.,(B) 1/5.,(C) 1/3.,(D) 2/3.,8.有一直尺固定在K系中，它与OX轴的夹角=

4、45，如K系以速度u沿OX方向相对于K系运动，K系中观察者测得该尺与OX轴的夹角为,(A)大于45。,(B)小于45。,(C)等于45。,(D)当K系沿OX正方向运动时大于45，而当K系沿OX负方向运动时小于45。,9.把一静止质量为m0的粒子，由静止加速到V=0.6c（c为真空中光速）需作的功等于,(A),(B),(C),(D),10.某金属产生光电效应的红限波长为0，今以波长为（ 0）的单色光照射该金属，金属释放出的电子（质量为m0)的动量的大小为：,(A),(B),(C),(E),(D),11.光电效应中发射的光电子初动能随入射光频率的变化关系如图所示。由图中的 ,可以直接求出普朗克常量

5、。,(A) OQ,(B) OP,(C) OP/OQ,(D) QS/OS,12.以一定频率的单色光照射在某金属上,测出某光电流曲线在图中用实线表示.然后保持光的频率不变,增大照射光的强度,测出其光电流曲线在图中用虚线表示.满足题意的图是,I,(A),(C),(D),13.如图所示,一束动量为P的电子,通过缝宽为a的狭缝,在距离狭缝为R处放置一荧光屏,屏上衍射图样中央最大的宽度d等于,(A),(B),(D),(C),(A),(B),(D),(C),14.若粒子(电量为2e)在磁感应强度为B均匀磁场中沿半径为R的圆形轨道运动,则粒子的德布罗意波长是,二、填空题,1.一导线被弯曲成如图所示形状，acb

6、 为半径为R的四分之一的圆弧，直线段Oa长为R。若此导线放在均匀磁场B中，B的方向垂直图面向内，导线以角速度在图面内绕O点匀速转动转动，则此导线中的动生电动势i= ，电势最高的点是 。,2.一个余弦横波以速度u沿X轴正向传播，t 时刻波形曲线如图所示。试分别指出图中A,B,C各质点在该时刻的运动方向。,A ; B ; C .,3.一平面简谐波沿X轴正方向传播，波速u=100m/s，t=0 时刻的波形曲线如图所示。波长= ；振幅A= ；频率= 。,4.如图所示，一平面简谐波沿X轴正方向传播，波长为，若P1点处质点的振动方程为y1=Acos(2t+)，则P2点处质点的振动方程为 ；与P1点处质点振

7、动状态相同的那些点的位置是 。,5.如果在固定端x=0处反射的反射波方程是,设反射波无能量损失，那么入射波的方程式是 ；形成的驻波的表达式是 。,6.一束平行单色光垂直入射在光栅上，若光栅的透明缝宽度a与不透明部分宽度b相等，则可能看到的衍射光谱的级次为 。,7.应用布儒斯特定律可以测介质的折射率。今测得此介质的起偏振角i0=56.0，这种物质的折射率为 。,8.一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃片上，就偏振状态来说则反射光为 ，反射光 矢量的振动方向 ，透射光为 。,9.分别以频率为1和2的单色光照射某一光电管。若12（均大于红限频率0），则当两种频率的入射光的光强相同时，所产生的光电子的

8、最大初动能E1 E2；为阻止光电子到达阳极，所加的遏止电压|Ua1| |Ua2|；所产生的饱和光电流 Is1 Is2。（用或=或填入）,10.氢原子的部分能级跃迁示意如图。在这些能级跃迁中,（1）从n= 的能级跃迁到n= 的能级时所发射的光子的波长最短；,（2）从n= 的能级跃迁到n= 的能级时所发射的光子的频率最小；,11.已知基态氢原子的能量为-13.6eV，当基态氢原子被12.09eV 的光子激发后，其电子的轨道半径将增加到玻尔半径的 倍。,12.如果电子被限制在边界 x与x+x之间， x=0.5埃，则电子动量x分量的不确定量近似地为 kg . m/s。（不确定关系式x. Pxh，普朗克

9、常量h=6.6310-34J.s）,13.在电子单缝衍射实验中，若缝宽为a=0.1nm (1nm=10-9m)，电子束垂直射在单缝上，则衍射的电子横向动量的最小不确定量Px= N.s。（普朗克常量h=6.6310-34J.s）,三、计算题,1.两根平行无限长之导线相距为d，载有大小相等方向相反的电流I，电流变化率 dI/dt=0。一个边长为d的正方形线圈位于导线平面内与一根导线相距d，如图示。求线圈中的感应电动势，并说明线圈中感应电流是顺时针还是逆时针方向。,Example 15-4:一平面简谐波（横波）的波动方程为： 求：（1）此波的振幅、波速、频率和波长；（2）波线上质点的最大振动速度和最

10、大加速度；（3）x1=0.2m和x2=0.7m处质点的振动的位相差。,3.杨氏双缝干涉实验中，波长为 5500的单色平行光垂直入射到缝间距a=210-4m的双缝上，屏到双缝的距离D=2m。求（1）中央明纹两侧两条第10级明纹中心的间距；（2）若用一厚度为e=6.610-6m、折射率为n=1.58的玻璃片复盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？,4.折射率为1.6的两块标准平面玻璃板之间形成一个劈尖（劈尖角很小）。用波长为600nm的单色光垂直入射，产生等厚干涉条纹。假如在劈尖内充满n=1.40 的液体时相邻两明条纹距离比空气时缩小l=0.5mm，那劈尖角应是多少？,解：如图，可有：,5.

11、在如图所示的牛顿环装置中,把玻璃平凸透镜和平面玻璃（设折射率n1=1.50）之间的空气（n2=1.00）改换成水（ n2=1.33），求第k个暗环半径的相对改变量,6.设快速运动的介子的能量约为E=3000MeV，而这种介子在静止时的能量为E0=100MeV。若这种介子的固有寿命是0=210-6s，求它运动的距离（真空中光速c=2.9979108m/s）,一、选择题,1.(C),2.(A),3.(C),4.(C),5.(B),13.(D),14.(A),6.(D),7.(A),8.(A),9.(B),10.(E),11.(C),12.(B),参考答案,一、选择题,1.有两个长直密绕螺线管,长度

12、及线圈匝数均相同,半径,别为r1 和r2.管内充满均匀介质,其磁导率分别为1和2,设r：r:， 1:2 :，当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后，其自感系数之比L:L与磁能之比Wm1:Wm2分别为,(A),(B),(C),(D),2.对于位移电流，有下列四种说法，请指出哪一种说法正确：,（A）位移电流是由变化的电场产生的。,（B）位移电流是由线性变化磁场产生的。,（C）位移电流的热效应服从焦耳楞次定律。,（D）位移电流的磁效应不服从安培环路定理。,3.已知某简谐振动的振动曲线如图所示，位移的单位为厘米，时间单位为秒，则此简谐振动的振动方程为：,(A),(B),(C),(D),(E),验证法！,

13、4.一质点作简谐振动，其振动方程为x=Acos(t+)。在求质点的振动动能时，得出下面5个表达式：,(1),(2),(3),(4),(5),其中m是质点的质量，k是弹簧的倔强系数，T是振动周期，下面结论正确的是：,(A) (1)，(4)是对的。,(B) (2)，(4)是对的。,(C) (1)，(5)是对的。,(D) (3)，(5)是对的。,(E) (2)，(5)是对的。,5.在夫朗和费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽度变小，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹,(A)对应的衍射角变大；,(B)对应的衍射角变小；,(C)对应的衍射角也不变；,(D)光强也不变；,6.某元素的特征光

14、谱中含有波长分别为1=450nm和2=750nm(1nm=10-9m)的光谱线，在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处2的谱线的级数将是,(A) 2,3,4,5,(B) 2,5,8,11,(C) 2,4,6,8,(D)3,6,9,12,7.一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，那么入射光中自然光与线偏振光的光强比值为,(A) 1/2.,(B) 1/5.,(C) 1/3.,(D) 2/3.,8.有一直尺固定在K系中，它与OX轴的夹角=45，如K系以速度u沿OX方向相对于K系运动，K系中观察者测得该尺与O

15、X轴的夹角为,(A)大于45。,(B)小于45。,(C)等于45。,(D)当K系沿OX正方向运动时大于45，而当K系沿OX负方向运动时小于45。,运动方向缩短！,9.把一静止质量为m0的粒子，由静止加速到V=0.6c（c为真空中光速）需作的功等于,(A),(B),(C),(D),10.某金属产生光电效应的红限波长为0，今以波长为（ 0）的单色光照射该金属，金属释放出的电子（质量为m0)的动量的大小为：,(A),(B),(C),(E),(D),11.光电效应中发射的光电子初动能随入射光频率的变化关系如图所示。由图中的 ,可以直接求出普朗克常量。,(A) OQ,(B) OP,(C) OP/OQ,(

16、D) QS/OS,h等于斜率！,12.以一定频率的单色光照射在某金属上,测出某光电流曲线在图中用实线表示.然后保持光的频率不变,增大照射光的强度,测出其光电流曲线在图中用虚线表示.满足题意的图是,I,(A),(C),(D),13.如图所示,一束动量为P的电子,通过缝宽为a的狭缝,在距离狭缝为R处放置一荧光屏,屏上衍射图样中央最大的宽度d等于,(A),(B),(D),(C),(A),(B),(D),(C),14.若粒子(电量为2e)在磁感应强度为B均匀磁场中沿半径为R的圆形轨道运动,则粒子的德布罗意波长是,二、填空题,1.一导线被弯曲成如图所示形状，acb 为半径为R的四分之一的圆弧，直线段Oa

17、长为R。若此导线放在均匀磁场B中，B的方向垂直图面向内，导线以角速度在图面内绕O点匀速转动转动，则此导线中的动生电动势i= ，电势最高的点是 。,O点,如图作辅助线。,2.一个余弦横波以速度u沿X轴正向传播，t 时刻波形曲线如图所示。试分别指出图中A,B,C各质点在该时刻的运动方向。,A ; B ; C .,向下,向上,向上,如图。,3.一平面简谐波沿X轴正方向传播，波速u=100m/s，t=0 时刻的波形曲线如图所示。波长= ；振幅A= ；频率= 。,0.8m,0.2m,125Hz,看图则有！,4.如图所示，一平面简谐波沿X轴正方向传播，波长为，若P1点处质点的振动方程为y1=Acos(2t

18、+)，则P2点处质点的振动方程为 ；与P1点处质点振动状态相同的那些点的位置是 。,空间周期。,5.如果在固定端x=0处反射的反射波方程是,设反射波无能量损失，那么入射波的方程式是 ；形成的驻波的表达式是 。,6.一束平行单色光垂直入射在光栅上，若光栅的透明缝宽度a与不透明部分宽度b相等，则可能看到的衍射光谱的级次为 。,0，1， 3，.,缺级：,7.应用布儒斯特定律可以测介质的折射率。今测得此介质的起偏振角i0=56.0，这种物质的折射率为 。,1.48,8.一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃片上，就偏振状态来说则反射光为 ，反射光 矢量的振动方向 ，透射光为 。,完全（线）偏振光,垂直于

19、入射面,部分偏振光,9.分别以频率为1和2的单色光照射某一光电管。若12（均大于红限频率0），则当两种频率的入射光的光强相同时，所产生的光电子的最大初动能E1 E2；为阻止光电子到达阳极，所加的遏止电压|Ua1| |Ua2|；所产生的饱和光电流 Is1 Is2。（用或=或填入）,10.氢原子的部分能级跃迁示意如图。在这些能级跃迁中,（1）从n= 的能级跃迁到n= 的能级时所发射的光子的波长最短；,（2）从n= 的能级跃迁到n= 的能级时所发射的光子的频率最小；,11.已知基态氢原子的能量为-13.6eV，当基态氢原子被12.09eV 的光子激发后，其电子的轨道半径将增加到玻尔半径的 倍。,9,

20、12.如果电子被限制在边界 x与x+x之间， x=0.5埃，则电子动量x分量的不确定量近似地为 kg . m/s。（不确定关系式x. Pxh，普朗克常量h=6.6310-34J.s）,1.3310-23,13.在电子单缝衍射实验中，若缝宽为a=0.1nm (1nm=10-9m)，电子束垂直射在单缝上，则衍射的电子横向动量的最小不确定量Px= N.s。（普朗克常量h=6.6310-34J.s）,6.6310-24,三、计算题,1.两根平行无限长之导线相距为d，载有大小相等方向相反的电流I，电流变化率 dI/dt=0。一个边长为d的正方形线圈位于导线平面内与一根导线相距d，如图示。求线圈中的感应电动势，并说明线圈中感应电流是顺时针还是逆时针方向。,解：如图建立坐标系，取顺时针为回路方向。则：,由法拉第定律,由0，则绕向为顺时针方向，线圈中的感应电流亦为顺时针方向。,Example 15-4:一平面简谐波（横波）的波动方程为： 求：（1）此波的振幅、波速、频率和波长；（2）波线上质点的最大振动