2011-2012第一学期大学物理II-2期末试题讲评.ppt

1、1 一束波长为l的平行单色光垂直入射到一单缝AB上，装置如图在屏幕D上形成衍射图样，如果P是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置，则 的长度为,(A) l / 2 (B) l (C) 3l / 2 (D) 2l ,2011-2012第一学期大学物理II-2期末试题讲评,一、单项选择题（每题3分 共24分）,2 如图a所示，一光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气劈尖，用波长l500 nm (1 nm=10-9 m)的单色光垂直照射看到的反射光的干涉条纹如图b所示有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的连线相切则工件的上表面缺陷是 (A) 不平处为凸起纹，最大高度为500 nm (B) 不

2、平处为凸起纹，最大高度为250 nm (C) 不平处为凹槽，最大深度为500 nm (D) 不平处为凹槽，最大深度为250 nm,解: 因高级次条纹被低级次条纹占据，所以膜后变小，工件的上表面缺陷为凸起纹。,知凸起纹最大高度为l/2n.,4一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数(a + b)为下列哪种情况时(a代表每条缝的宽度)，k=3、6、9 等级次的主极大均不出现？ (A) ab=2 a (B) ab=3 a (C) ab=4 a (A) ab=6 a,解：缺级是干涉极大落在衍射极小处，即有：,从上式知k=3、6、9 等级次的主极大不出现，则有：,3. 一束光强为I0的自然光，相继通过

3、三个偏振片P1、P2、P3，测得出射光强为I0/8已知P1和P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转P2，要使出射光强为零，P2最少要转过的角度是 (A) 30o (B)45o (C)60o (D)90o ,解：,P2和P3透光方向重合时，I3=0,5 关于同时性的以下结论中，正确的是 (A) 在一惯性系同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生 (B) 在一惯性系不同地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生 (C) 在一惯性系同一地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生 (D) 在一惯性系不同地点不同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生,分析：据洛仑兹变换

4、有：,6 在均匀磁场B内放置一极薄的金属片，其红限波长为l0今用单色光照射，发现有电子放出，有些放出的电子(质量为m，电荷的绝对值为e)在垂直于磁场的平面内作半径为R的圆周运动，那末此照射光光子的能量是：,解：（1）由题可知电子受磁场力作用作圆周运动,由光电效应方程有：,*7 氢原子中处于3d量子态的电子，描述其量子态的四个量子数(n，l，ml，ms)可能取的值为 (A) (3，0，1，-1/2) (B) (1，1，1，-1/2) (C) (2，1，2，1/2) (D) (3，2，0，1/2),8. 按照原子的量子理论，原子可以通过自发辐射和受激辐射的方式发光，它们所产生的光的特点是： (A)

5、 两个原子自发辐射的同频率的光是相干的，原子受激辐射的光与入射光是不相干的 (B) 两个原子自发辐射的同频率的光是不相干的，原子受激辐射的光与入射光是相干的 (C) 两个原子自发辐射的同频率的光是不相干的，原子受激辐射的光与入射光是不相干的 (D) 两个原子自发辐射的同频率的光是相干的，原子受激辐射的光与入射光是相干的,二、填空题（ 共28分）,1 （3分） 某气体在温度为T = 273 K时，压强为p=1.010-2 atm，密度r = 1.2410-2 kg/m3，则该气体分子的方均根速率为_ (1 atm = 1.013105 Pa),分析：,2（4分） 有两相同的弹簧，其劲度系数均为k

6、 （1）把它们串联起来，下面挂一个质量为m的重物，此系统作简谐振动的周期为_； （2）把它们并联起来，下面挂一个质量为m的重物，此系统作简谐振动的周期为_,分析：弹簧串联时有：,弹簧并联时有：,振动系统的频率,3（3分） 已知一简谐振动曲线如图所示，由图确定振子： (1) 在 s时速度为零(2) 在 s时动能最大 (3) 在 s时加速度取正的最大值,分析：由振子的初始条件（x=0,u0）得振子初相位j=p/2.振动方程表示为：,速度为零条件为,动能最大条件,加速度正最大值条件,4（4分）波长为 600 nm的单色平行光，垂直入射到缝宽为a=0.60 mm的单缝上，缝后有一焦距f=60 cm的透

7、镜，在透镜焦平面上观察衍射图样则：中央明纹的宽度为_，两个第三级暗纹之间的距离为_(1 nm=109 m),分析：单缝衍射中央明纹的宽度,单缝衍射暗纹条件,衍射暗纹位置坐标,两个第三级暗纹之间的距离,5（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n1、n2为两种介质的折射率，图中入射角i0arctg (n2/n1)，ii0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,6（3分）已知惯性系S相对于惯性系S系以 0.5 c的匀速度沿x轴的负方向运动，若从S系的坐标原点O沿x轴正方向发出一光波，则S系中测得此光波在真空中

8、的波速为_,c,7*(3分)钴(Z = 27 )有两个电子在4s态，没有其它n 4的电子，则在3d态的电子可有_个,参考解： 钴的电子组态为 1s2，2s2，2p6，3s2，3p6，3d7，4s2,7,8(3分) 在康普顿散射中，若入射光子与散射光子的波长分别为l和l，则反冲电子获得的动能EK =_,分析：根据能量守恒定律有,则,三、计算题（ 共48分）,1（5分） 水蒸气分解为同温度T的氢气和氧气,时，1摩尔的水蒸气可分解成1摩尔氢气和1/2摩尔氧气当不计振动自由度时，求此过程中内能的增量,解：当不计振动自由度时，H2O分子,H2分子,O2分子的自由度分别为6,5,5 1 mol H2或O2

9、的内能 ，,故内能增量, 1 mol H2O内能 E1=3RT,1 mol H2或O2的内能,2 (8分)如图，一平面波在介质中以波速u = 20 m/s沿x轴负方向传播，已知A点的振动方程为,(1) 以A点为坐标原点写出波的表达式； (2) 以距A点5 m处的B点为坐标原点，写出波的表达式,解：沿x轴负方向波函数普适式,(1) 以A点为坐标原点时，将d=0m,和其它特征参量代入（1）式得波表达式,以B点为坐标原点，将d=5m,和其它特征参量代入（1）式得波表达式,3（10分） (1) 在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长，l1=400nm，l2=760nm (1nm=10-9m)

10、已知单缝宽度a=1.010-2 cm，透镜焦距f=50cm求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离 (2) 若用光栅常数d=1.010-3 cm的光栅替换单缝，其他条件和上一问相同，求两种光第一级主极大之间的距离,解：(1) 单缝衍射一级衍射明纹条件为,而一级明纹位置坐标,两种光一级衍射明纹中心间距,(2) 光栅衍射一级衍射明纹条件为,而一级明纹位置坐标,两种光一级衍射明纹中心间距,4 (5分)一电子以0.99c (c为真空中光速)的速率运动试求： (1) 电子的总能量是多少？ (2) 电子的经典力学的动能与相对论动能之比是多少？(电子静止质量me=9.1110-31 kg),解：(1),= 4.

11、0110-14 J,8.0410-2,=5.810-13 J,= 4.9910-13 J,(2),5 当电子的德布罗意波长与可见光波长( l =5500 )相同时，求它的动能是多少电子伏特？ (电子质量me=9.1110-31 kg，普朗克常量h =6.6310-34 Js, 1 eV =1.6010-19 J),解：,=5.010-6 eV,6（5分）同时测量能量为1 keV作一维运动的电子的位置与动量时，若位置的不确定值在0.1 nm (1 nm = 10-9 m)内，则动量的不确定值的百分比Dp / p至少为何值？ (电子质量me=9.1110-31 kg，1 eV =1.6010-19 J, 普朗克常量h =6.6310-34 Js),解：1 keV的电子，其动量为,据不确定关系式：,得,Dp / p =6.2%,Dp / p =3.1%,Dp / p =19.4,7 (10分)一束光强为I0的自然光垂直入射在三个叠在一起的偏振片P1、P2、P3上，已知P1与P3的偏振化方