《大学物理》下册试卷及答案

1、2008-2009大学物理(下)考试试卷一、选择题(单选题，每小题3分，共30分)：1、两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I, I以dl/dt的变化率增长，一矩形线圈位于导线平面内(如图所示)，则O(A) ,矩形线圈中无感应电流；(B) ,矩形线圈中的感应电流为顺时针方向;£(0,矩形线圈中的感应电流为逆时针方向；:(D),矩形线圈中的感应电流的方向不确定;2, 如图所示的系统作简谐运动，则其振动周期为(B),3, 在示波器的水平和垂直输入端分别余弦交变电压，屏上出现如图所示的闭 线，已知水平方向振动的频率为600Hz,则垂直方向的振动频率(A) ,200Hz; (B),

2、 400Hz; (C), 900Hz;(D), 1800Hz;4, 振幅、频率、传播速度都相同的两列相干波在同一直线上沿相反方向传播时叠加可形成驻波，对于一根长为100cm的两端固定的弦线，要形成驻波，下面哪种波长不能在其中形成驻波。(A) ,入二50cm; (B),入二100cm; (C),入二200cm; (D),入二400cm;5, 关于机械波在弹性媒质中传播时波的能量的说法，不对的 是。(A),在波动传播媒质中的任一体积元，其动能、势能、总机械能的 变化是同相位的；(B) ,在波动传播媒质中的任一体积元，它都在不断地接收和释放能 量，即不断地传播能量。所以波的传播过程实际上是能量的传播

3、过 程；(0,在波动传播媒质中的任一体积元，其动能和势能的总和时时刻 刻保持不变，即其总的机械能守恒；(D),在波动传播媒质中的任一体积元，任一时刻的动能和势能之和 与其振动振幅的平方成正比；6, 以下关于杨氏双缝干涉实验的说法，错误的有(A),当屏幕靠近双缝时，干涉条纹变密;(B) ,当实验中所用的光波波长增加时, 条 纹变密；(C) ,当双缝间距减小时，干涉条纹变疏;(D) ,杨氏双缝干涉实验的中央条纹是明条纹，当在上一个缝S处放 一玻璃时，如图所示，则整个条纹向&所在的方向移动，即向上移 动。7, 波长为600nm的单色光垂直入射在一光栅上，没有缺级现象发生,且其第二级明纹出现在

4、sing二处，则不正确的说法有。(A),光栅常数为6000nm; (B),共可以观测到19条条纹；(C) ,可以观测到亮条纹的最高级数是10;(D) ,若换用500nm的光照射，则条纹间距缩小；8, 自然光通过两个偏振化方向成60°角的偏振片，透射光强为11。今在这两个偏振片之间再插入另一偏振片，它的偏振化方向与前两 个偏振片均成30°角，则透射光强为。(A), ?人；，驰；(C),壯；(D), 3人；8429, 观测到一物体的长度为，已知这一物体以相对于观测者的速率离观测者而去，则这一物体的固有长度为O(A) , ; (B), ； (0, ; (D),;10, 某宇宙飞船

5、以的速度离开地球，若地球上接收到已发出的两个信号之间的时间间隔为10s,则宇航员测出的相应的时间间隔为。(D),;(A) , 6s;(B), 8s;(0, 10s;二、填空题(每小题4分，共20分):如图所示，aOc为一折成Z的金属导线(aO=Oc=L)位于XOY面内，磁感应強度为B的均匀磁 垂直于XOY平面。当aOc以速度沿0X轴正方向运动时，导线上a、c两点的电势差为其中点的电势高。2, 把一长为L的单摆从其平衡位置向正方向拉开一角度a (a是悬线与竖直方向所呈的角度），然后放手任其自由摆动。其来回摆动的简谐运动方程可用0 = 0m cos（曲+卩）式来描述，则此简谐运动的振幅em -；初

6、相位©=；角频率°二o3, 已知一平面简谐波的波函数为y = Acos（Bt + Cx'）,式中A、C均为正常数，则此波的波长入二，周期T二,波速IF,在波的传播方向上相距为d的两点的相位差 e二o4, 当牛顿环装置中的透镜与玻璃片间充以某种液体时，观测到第十 级暗环的直径由变成，则这种液体的折射率为。5, 已知一电子以速率运动，则其总能量为Mev,其动能为Mevo （已知电子的静能量为）三、计算题（每小题10分，共50分）:1,截面积为长方形的环形均匀密绕螺线环，其尺寸如图中所示，共 有N匝（图中仅画出少量几匝），求该螺线环的自感L。（管内为空气，相对磁导率为1）

7、o2, 一质量为的物体作简谐运动，其振幅为，周期为4s,起始时刻物 体在X二处，向OX轴负方向运动，如图x/m'A0.08-0.08 -0.04 0 0-所示。试求：（1）求其简谐运动方程;（2）、由起始位置运动到x二处所需要的最短时间;3,有一平面简谐波在介质中向ox轴负方向传播，波速u=100m/s, 波线上右侧距波源0 （坐标原点）为处的一点P的运动方程为 yp = （0.30 加）cos（2 加“）/ + ,求：2（1）、P点与0点间的相位差；（2）、波动方程。4,用波长为600nm的光垂直照射由两块平玻璃板构成的空气劈尖，劈尖角为2X10_4rado改变劈尖角，相邻两明纹间距

8、缩小了，试求劈尖角的改变量为多少5,单缝宽，缝后透镜的焦距为50cm,用波长入二的平行光垂直照射单 缝，求：(1) 透镜焦平面处屏幕上中央明纹的宽度；(2) 、第四级暗纹的位答案:选择:1, B； 2, A; 3, B; 4, D； 5, C; 6, B; 7, C; 8, B; 9, A; 10, A;填空:1, vBLsin 9 , a;1,CD;解 用方法1求解，设有电流！通过线圈，线圈回路呈长方形，如图(b)所示，由安培环路定理可求得在RL<r<R2范围内的磁场分布为B燈由于线圈由N匝相同的回路构成,所以穿过自身回路的磁链为2, 物理学下册"0,例题2部分内容。解

9、题过程简述:解：由简谐运动方程x = Acos(m + 0),按题意，A=,由T二4s得,2龙兀CD =S ,T 2以t二0时，x二，代入简谐运动方程得 0.04? = (0.08/7?) cos?,所以 © = ±彳，由旋 转矢量法，如图示，知(p = o3故 X = (0.08w)cos(y 5-1)/ 4-；(2),设物体由起始位置运动到x二处所需的最短时间为t,由旋转矢 量法得处彳=討°.667$3,物理学下册p84,题15-7部分内容。3/rX0= ; y = (0.30/?z)cos(2"1)(r +:)一兀；2100/? I - 5&quo

10、t;解题过程简述:2 加U2x75/723 兀=2100/?72法 1 :设其波动方程为 y = Acosa)(t + ) +(p0,代入 uhOOm/s, x=75m u得P点的振动方程为y = Acoscot + (0+,比较P点的振动方程 4y;l = (0.30/n)cos(2s-1 )t + y得A = 030(加),co = 27：rad - s°),(p()= 一仏 故其波动方程为 )匸(0.30讣阿35 +而冷)-刃法2：如图示，取点P为坐标原点0',沿0' XL芝1P轴向右为正方向，当波沿负方向传播时，由P °点的运动方程可得以P (O&#

11、39;)点为原点的波动方程为 y = 0.30cosp(r+ -) + -,其中各物理量均为国际单位制单位，下同。1 )0 2代入x二-75m得0点的运动方程为y = 030cos2加-;r,故以0点为原点的波动方程为y = 0.30cos2”a +佥）-刃（加）。法3:由（1）知P点和0点的相位差为M弋,且知波向0X负方2向传播时点o落后于点p为厶卩二辛的相位差，所以由p点的运动方 程的 0 点的运动方程为：y = 0.30cos27 + - = 0.30cos2r-, 故以0为原点的波动方程为y = 0.30cos2;ra +佥）-刃（加） 4,将条纹间距公式计算劈尖角改变量。/ =,得厶

12、=1.5mm；当= 0.5九时， = = 6x10-4 racla 20 20 -2/所以，改变量为：4X10rad。5,中央明纹的宽度即两个一级暗纹的间距。对于第一级暗纹6/sin6> = 2,所以，中央明纹的宽度2546.lx 10"9心=2穴g& q 2/sin& = 2/了 = 2x05x=5.46（2）第四级暗纹t/sin=42,=>sin<9.=4 d由于 siii<94 = «、42以 x4 = 心 / sin $ = / =109 q 1 mm ，d选择:1, B,楞茨定律，互感；网上下载；2, A,简谐运动，弹簧振子

13、，参考书B的P116题13-3 (3);3, B,波的合成，李萨如图；参考书B的P126题13-22:4, D,驻波，自编；5, C,波的能量，自编；6, B,杨氏双缝，自编；7, C,光栅衍射，参考书B的P146题115-27改编；8, B,偏振光，参考书B的P149题15-37；9, A,尺缩效应，物理学下册p215的题18T4改编；10, A,时间延缓，去年考题；填空:1, 动生电动势的求解及方向判断，网络下载;2, 单摆，振动的各物理量。参考书B的P227题13-2；3, 波的各物理量。课件摘录；4,牛顿环，参考书B的P143题15-16;5,质能关系；计算：1, 自感的求解；物理学中

14、册p243的题13-18;2, 简谐运动的方程及其意义，旋转矢量法；物理学下册"0,例 题2部分内容。3, 波动方程的求解及相位差的求解；物理学下册p84,题15-7 部分内容。4, 劈尖，摘自重庆大学考试题5,单缝衍射，参考书B的P145题15-25改编;第13章第14章第15章第17章第18章选择1楞茨定律选择2简谐运动， 弹簧振子选择3波的合成， 李萨如图选择4驻波选择5波的能量选择6杨氏双缝选择7光栅衍射选择8偏振光选择9尺缩效应选择时间延缓10填空1动生电动 势的求解 及方向判 断填空2单摆，振动 的各物理 量填空3波动方 程中的 各物理 量填空4牛顿环填空5质能关系计算1

15、自感的求 解计算2简谐运动 的方程及 其意义，旋 转矢量法计算3波动方 程的求 解及相位差的 求解计算4劈尖计算5单缝衍射2009-2010大学物理下考试试卷一、选择题(单选题，每小题3分，共30分)，实际得分 1、关于自感和自感电动势，以下说法中正确的是O(A) 自感系数与通过线圈的磁通量成正比，与通过线圈的电流成反 比；(B) 线圈中的电流越大，自感电动势越大；(C) 线圈中的磁通量越大，自感电动势越大；(D) 自感电动势越大，自感系数越大。2、两个同方向、同频率的简谐运动，振幅均为A,若合成振幅也为A,则两分振动的初相差为。(A) -(B) -(C) (D)6333、一弹簧振子作简谐运动

16、，当位移为振幅的一半时，其动能为总能量的o(A) 1(B) i(C)更(D)422344、当波在弹性介质中传播时，介质中质元的最大变形量发生在O(A) 质元离开其平衡位置最大位移处；(B) 质元离开其平衡位置处；2(C) 质元离开其平衡位置处；V2(D) 质元在其平衡位置处。(A为振幅)5、如图示，设有两相干波，在同一介质中沿同一方向传播，其波源A、B相距当A在波峰时，B恰在波谷，两波的振幅分别为A, 2和A?,若介质不吸收波的能量，则两列波在图示的点P相遇时，该点处质点的振幅为o(B)州-妇 (C) 盃 (D) 7?6、在杨氏双缝干涉中，若用一折射率为n,厚为d的玻璃片将下缝盖住，则对波长为

17、入的单色光，干涉条纹移动的方向和数目分别 为o(A)上移，巴；(B)上移，也二聖；2A(C) 下移，巴；(D)下移，也二巴；227、单色光垂直投射到空气劈尖上，从反射光中观看到一组干涉条纹,当劈尖角0稍稍增大时，干涉条纹将O(A)平移但疏密不变 (B)变密(C)变疏(D)不变动8、人的眼睛对可见光敏感，其瞳孔的直径约为5mm, 一射电望远镜接收波长为1mm的射电波。如要求两者的分辨本领相同，则射电望 远镜的直径应大约为。(A)(B) 1m(C) 10m(D) 100m9、一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行，如果宇航员希望把路程缩短为3光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度应是o(A)(B)(

18、C)(D)10中子的静止能量为Eq =900MeV ,动能为Ek = dOMeV ,则中子的运动速度为O(A)(B)(C)(D)二、填空题(每题4分，共20分)，实际得分 1、如下图，在一横截面为圆面的柱形空间，存在着轴向均匀磁场，磁场随时间的变化率>Oo在与垂直的平面内有回路ACDEo dt则该回路中感应电动势的值® =； %的方向为O2、一质点在Ox轴上的A、B之间作r运动。0为平衡位置，质点每秒钟往返三次。若分别以冷和X2为起始位置，箭头表示起始时的运动方向，则它们的振动方程为(1) (2) 3、如下图，有一波长为;I的平面简谐波沿Ox轴负方向传播，已知点P处质点的振动方

19、程为儿=Acos（伞-）,则该波的波函数是；厂T>P处质点在时刻的振动状态与坐标原点0处的质点ti时刻的振动状态相同。4、折射率为的油膜覆盖在折射率为的玻璃片上。用白光垂直照射油膜，观察到透射光中绿光（兄=500刃"）得到加强，则油膜的最小厚度为o5、1905年，爱因斯坦在否定以太假说和牛顿绝对时空观的基础上，提 出 了 两 条 其 本 原 理， 即和,创立了相对论。（写出原理名称即可）三、计算题（每题10分，共50分），实际得分 1、如图所示，在一无限长直载流导线的近旁放置一个矩形导体线框。 该线框在垂直于导线方向上以匀速率v向右移动，求在图示位置处 线框中的感应电动势的大小

20、和方向。2、一平面简谐波，波长为12m, T 、负向传播。图示为x = 1.0/»处质点的振动曲线，求此波的波3、有一入射波，波函数为” = (l.Oxl(T'7)cos2/r(),在距坐4.0s&0皿标原点20m处反射。(1) 若反射端是固定端，写出反射波的波函数；(2) 写出入射波与反射波叠加形成的驻波函数；求在坐标原点与反射端之间的波节的位置。4、一束光是自然光和平面偏振光的混合，当它通过一偏振片时发现透射光的強度取决于偏振片的取向，其强度可以变化5倍，求入射 光中两种光的强度各占总入射光強度的几分之几。5、已知单缝宽度Z? = l.OxlOl7H,透镜焦距f

21、= 0.50m ,用人=400讪和 22 =760n/n的单色平行光分别垂直照射，求这两种光的第一级明纹离 屏中心的距离以及这两条明纹之间的距离。若用每厘米刻有1000条 刻线的光栅代替这个单缝，则这两种单色光的第一级明纹分别距屏 中心多远这两条明纹之间的距离又是多少答案：一、DCDDA DBCCB二、J 丄岔2兰、逆时针方向16 dt2、(1 ) X = (2c/w)cos'l)r + (2) x = (2cm)cos)7isl)t -/r3、y = Acos2-(it + ) + , t. + + (k 为整数) A 32v v4、5、爱因斯坦相对性原理(狭义相对性原理)、光速不变

22、原理三、计算题1.解一：建立如图示坐标系导体eh段和fg段上处处满足:(vx /?)= 0故其电动势为零。线框中电动势为:2加/（d +厶）线框中电动势方向为efgho解二:建立如图示坐标系,设顺时针方向为线框回路的正方向。设在任意时刻t,线框左边距导线距离为则在任意时刻穿过线框的磁通量为：=j 呼 e =?）2处 + £2 龙§线框中的电动势为：)=_ “小厶上2 矿2碩纟+厶）当§ =d时,£_如“厶厶2加/（ +厶） 线框中电动势的方向为顺时针方向。2. 解:由图知，A=,当t=0时x°=处的质点在A/2处，且向Oy轴正方向运动，由旋转矢

23、量图可得，0o=-n/3,.x =处质点的简谐运动方程为:y =（0407）co$z7T< 6又g分筈io"则此波的波动方程为:3. 解:(1)入射波在反射端激发的简谐运动方程为:y20 = (l.Ox 102/m)cos2 一4.0誥血4反射端是固定端，形成波节.波反射时有相位跃变n则反射波源的简谐运动方程为:Id = (l 0x 0-讪)cos 2兀一 5龙 土；rI 4.05=(l.Ox 10 J?)cos 2/r4.0.?反射波的波函数为:儿=(l.Ox IO'2/(lOxlO'Jcoq 2午+ -' _2皿 | = (1.0xl03“)cos

24、2龙 &07 丿 '7t x< 4.058.0/7?一5龙XH4.058.0/n 丿+ 7F(2)驻波波函数为:y = ” + 儿 在X满足cos2兀一、一 + ? = 0的位置是波节，有8.0/z?2)k = 0丄2 nX +4.0/77x= 4.0k m, k = 0,1,2*.* 0WxW20m,Ak = O, 1, 2, 3, 4, 5,即波节的位置在 x=0, 4, 8, 12, 16, 20m 处。(亦可用干涉减弱条件求波节位置)4. 解：设入射混合光强为I,其中线偏振光强为xl,自然光强为(1-x) I, 则由题有：最大透射光强为/max = -(1-X)+

25、A I最小透射光強为/且人% =5, B|J 1(1 - x)+ x=5x-(- x)/ "min22解得x = 2/3即线偏振光占总入射光强的2/3,自然光占1/3。5. 解:(1)当光垂直照射单缝时，屏上明纹条件:明纹位置 x = 0f' =(2k + )f2b当 入 i=400nm、k = 1 时，Xi= X 10 3m 入 2=760nm、k = 1 时，x2= X 10 3m 条纹间距： x = X2-Xi= X10'm(2)由光栅方程(b + b )sin0 = kA (k = 0,1, 2, )光栅常数10当22=760nm、k=2W,q a sing

26、=7.6xlO'2 x2 = / tan0, a fO> = 3.8x 10"2m条纹间距：Ax = x2 -Xj =1.8x10-'m2010-2011大学物理下考试试卷一选择题（共30分）1.（本题 3 分）（1402）在边长为自的正方体中心处放置一电荷为0的点电荷，则正 方体顶角处的电场强度的大小为：(A)Q12 neoa2r 26(0Q3n£ cr(D)Q5' 2.(本题 3 分)(1255)oR图示为一具有球对称性分布的静电场的 1厂关系曲线.请指出该静电场是由下列哪种带 电体产生的.（A）半径为/?的均匀带电球面.(B) 半径为/?

27、的均匀带电球体.(0半径为/?的、电荷体密度为(A为常数)的非均匀带电球体.(D) 半径为/?的、电荷体密度为 =A/厂(A为常数)的非均匀带 电球体.3.(本题 3 分)(1171)选无穷远处为电势零点，半径为/?的导体球带电后，其电势为4, 则球外离球心距离为厂处的电场强度的大小为(A) RU.(B)% .r5R(0 竖.(D)厂 4.(本题 3 分)(1347)如图，在一带有电荷为0的导体球外，同心地包 有一各向同性均匀电介质球壳，相对介电常量为o壳外是真空.则在介质球壳中的P点处(设5P = r)的场強和电位移的大小分别为(A)E-0 /(4/), D：-Q /(4/)(B)E-Q /

28、(4D：-0 /(4/)(0E-Q /(4o rr),D = Q/ (4r2)(D)E =Q/(40D =Q /(4打15.(本题 3 分)(1218)一个平行板电容器，充电后与电源断开，当用绝缘手柄将电容 器两极板间距离拉大，则两极板间的电势差仏、电场强度的大小F、 电场能量将发生如下变化：(A) “2减小，F减小，减小.(B) &增大，F增大，增大.(0%增大，F不变，W增大.(D)% 减小， F 不 变， 不变.6.(本题 3 分)(2354)I通有电流/的无限长直导线有如图三 种形状，则P, Q, 0各点磁感强度的大小伤，B。, §间的关系为:(A)Bp Bq Bq

29、.(B) Bo> BP> B。.(0Bq Bq Bp.(D) Bo> Bo > BP.7.（本题 3 分）（2047）如图，两根直导线 力和cd沿半径方向被接到 一个截面处处相等的铁环上，稳恒电流/从日端流 入而从端流出，则磁感强度鸟沿图中闭合路径厶 的积分p-d/"等于（A） （）/ （B）孰/ (D)2“討/38.(本题 3 分)(2092)两个同心圆线圈，大圆半径为/?,通有电流 Z 人；小圆半径为r,通有电流/2,方向如图.若厂 R（大线圈在小线圈处产生的磁场近似为均匀磁 场），当它们处在同一平面内时小线圈所受磁力矩7的大小为(A)"EV22

30、R"（仏厶厂'2R(00.2r(D)9.(本题 3 分)(4725)把一个静止质量为的粒子，由静止加速到12=（G为真空中光速）需作的功等于(A)(B)/7Z)C2.(0(D) me.10.(本题 3 分)(4190)要使处于基态的氢原子受激发后能发射赖曼系（由激发态跃迁 到基态发射的各谱线组成的谱线系）的最长波长的谱线，至少应向基 态氢原子提供的能量是(A) eV. eV.(D)(C) eV 二填空题（共30分）门（本题3分）（1854）已知某静电场的电势函数U=a ( x + y),式中日为一常量, 则电场中任意点的电场强度分量Ex =, Ey =, Ez =12.(本题

31、 4 分)(1078)如图所示.试验电荷q,在点电荷+0产 生的电场中，沿半径为/?的整个圆弧的3/4 圆弧轨道由日点移到d点的过程中电场力作功为点移到无穷远处的过程中，电场力作功为13.(本题 3 分)(7058)一个通有电流/的导体，厚度为0放置在磁 感強度为3的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体的 侧表面，如图所示，则导体上下两面的电势差为|/= AIB / D 其中力为一常数).上式中力定义为系数，且力与导体中的载流子数密度门及电荷g之间的关系为14.(本题 3 分)(2586)如图所示，在真空中有一半径为m的3/4圆弧 形的导线，其中通以稳恒电流/,导线置于均匀外磁 场鸟中，且鸟与导线所

32、在平面垂直.则该载流导线力所受的磁力大小为15.(本题 3 分)(2338)真空中两只长直螺线管1和2,长度相等，单层密绕匝数相同, 直径之比d. / d, =1/4当它们通以相同电流时，两螺线管贮存的磁能之比为僅/協二.16.(本题 4 分)(0323)图示为一圆柱体的横截面，圆柱体内有一均匀 电场E,其方向垂直纸面向内，E的大小随时间亡线性增加，P为柱体内与轴线相距为厂的一点，则（1）P点的位移电流密度的方向为（2）P点感生磁场的方向为.17. （本题 3 分）（4167）子是一种基本粒子，在相对于子静止的坐标系中测得其寿命 为° =2X10" s.如果 子相对于地球的

33、速度为"=（c为真空中 光速），则在地球坐标系中测出的子的寿命=.18. （本题 4 分）（4187）康普顿散射中，当散射光子与入射光子方向成夹角 时，散射光子的频率小得最多；当 时，散射光子的频率与入射光子相同.19. （本题 3 分）（4787）在主量子数门二2,自旋磁量子数1的量子态中，能够填充 的最大电子数是三计算题（共40分）20. （本题 10 分）（1217）半径为斤的导体球，带电荷g,在它外面同心地罩一金属球壳，其内、外半径分别为用二2尺，凡二3R、,今在距球心d=4R、处放一电荷为0的点电荷，并将球壳接地（如 图所示），试求球壳上感生的总电荷.21. (本题 10

34、分)(0314)N载有电流/的长直导线附近，放一导体半圆环 %"与长直导线共面，且端点侧/的连线与长直导线 垂直.半圆环的半径为6,环心0与导线相距彳设 半圆环以速度。平行导线平移，求半圆环内感应电 动势的大小和方向以及例两端的电压仏 Un.22. (本题 10 分)(2559)一圆形电流，半径为R,电流为/.试推导此圆电流轴线上距离圆电流中心x处的磁感強度3的公式,并计算 /?=12 cm, / = 1 A的圆电流在x =10 cm处的3的值.（°二4 X10-7 N /A2 ）23.(本题 5 分)(5357)设有宇宙飞船力和耳 固有长度均为/0 = 100 m,沿同一

35、方向 匀速飞行，在飞船3上观测到飞船力的船头、船尾经过飞船3船头 的时间间隔为 t = （5/3） X10'7 s,求飞船3相对于飞船力的速度 的大小.24.（本题 5 分）（4430）已知粒子在无限深势阱中运动，其波函数为0（兀）=（2/4 sin（Kx/a） （0 Wx Wm）求发现粒子的槪率为最大的位置.答案一选择题（共30分）2.(B)3.(04. (05. (06. (D)7. (D)8.(D)8. (B)9. (C)二填空题（共30分）门.(本题3分)(1854)2 axa 012. (本题 4 分)(1078)0qO / (4.R)13. (本题 3 分)(7058)霍尔

36、1/(”)14. (本题 3 分)(2586)yilalB15.(本题 3 分)(2338)1 : 16参考解:2o2o4W2=Wr/2ln(d/4)叱:吧=沂：盃=1:1616.(本题 4 分)(0323)垂直连线向下17.(本题 3 分)(4167)18.(本题 4 分)(4187)19.(本题 3 分)(4787)04三计算题（共40分）20. （本题 10 分）（1217）解：应用高斯定理可得导体球与球壳间的场強为E = qr）（尺 V 厂 V 用）设大地电势为零，则导体球心0点电势为:q eR2 drr2根据导体静电平衡条件和应用高斯定理可知，球壳内表面上感生 电荷应为-q . 设球

37、壳外表面上感生电荷为 Q9 . 1分以无穷远处为电势零点，根据电势叠加原理，导体球心0处电 势应为：1 QQ9qq十一47100 d R、R2&假设大地与无穷远处等电势，则上述二种方式所得的0点电势应相等，由此可得0二一 30 / 42分故导体壳上感生的总电荷应是一(30/ 4) +g21.(本题 10 分)(0314)解：动生电动势私N = J(Dx鸟)d/"MN为计算简单，可引入一条辅助线他 构成闭合回路僱饰闭合 回路总电动势MtN 丁 NM=0p = P = PMeNNMMN= d = ln MNA 2祇2 兀 a-b负号表示巴他的方向与X轴相反un = -in =y2

38、ti a_b方向NM22.(本题 10 分)(2559)解：如图任一电流元在p点的磁感强度的大小 为4k/-2方向如图.此dg的垂直于x方向的分量，由于轴对称，对全部圆电流合成 为零.B = JdB“ =2(/?2+x2)3/2方向沿"轴将斤二叫/二1 a, x二ni代入可得3二X1（T T23.（本题 5 分）（5357）解：设飞船力相对于飞船3的速度大小为I/,这也就是飞船B相对于 飞船力的速度大小.在飞船3上测得飞船力的长度为故在飞船3上测得飞船A相对于飞船3的速度为v = l! M解得i； = _M£= = 2.68x10s m/s丁1 +仏/凶）2所以飞船B相对于

39、飞船A的速度大小也为X108 m/s24.（本题 5 分）（4430）解：先求粒子的位置概率密度”(%)= (2/«)sin2(7tx/a) = (2/2«)l-cos(27Lr/a) 当 cosQtuc/u) = -1时，|/(x)|"有最大值.在OWxWm范围内可得 2tuc/ a = n 1x=a22010-2011大学物理下考试试卷一、选择题（共30分，每题3分）1. 设有一“无限大”均匀带正电荷 的平面.取x轴垂直带电平面，坐 标原点在带电平面上，则其周围空 间各点的电场强度E随距平面的位置坐标x变化的关系曲线为（规定场強方向沿X轴正向为正、反之为负）：

40、q2. 如图所示，边长为日的等边三角形的三个顶 点上，分别放置着三个正的点电荷q、2q、3q.若 将另一正点电荷0从无穷远处移到三角形的中心 0处，外力所作的功为：(A)如2 兀(C)迦（D）迥。3. 一个静止的氢离子（HJ在电场中被加速而获得的速率为一静止的氧离子(03在同一电场中且通过相同的路径被加速所获速率的:(A) 2 倍.(B) 2迈倍.(04 倍(D)4 V2倍.4. 如图所示，一带负电荷的金属球，外面同心地 罩一不带电的金属球壳，则在球壳中一点P处的场 强大小与电势(设无穷远处为电势零点)分别为：(A) E：二 0, > 0.(B)E 二0, z/< 0.(0 E 二

41、0, 二 0.(D)E>0,u <05. G和G两空气电容器并联以后接电源充电.在电源保持联接的情况下，在G中插入一电介质板，如图所示，则(A) G极板上电荷增加，G极板上电荷减少.(B) G极板上电荷减少，G极板上电荷增加.(0 G极板上电荷增加，G极板上电荷不变.(D) G极板上电荷减少，G极板上电荷不变.6. 对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确.(A) 位移电流是指变化电场.(B) 位移电流是由线性变化磁场产生的.(0位移电流的热效应服从焦耳一楞次定律.(D) 位移电流的磁效应不服从安培环路定理.7. 有下列几种说法：(1) 所有惯性系对物理基本规律都是等价的.

42、(2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关. 在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同.若问其中哪些说法是正确的，答案是(A)只有、(2)是正确的.(B)只有、(3)是正确的.(0只有、(3)是正确的.(D)三种说法都是正确的. 8. 在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光速的60%,则因散 射使电子获得的能量是其静止能量的(A)2 倍.(B)倍.(0 倍(D)倍.9. 已知粒子处于宽度为m的一维无限深势阱中运动的波函数为则当n = 1时，在k二a/4 t“2二3a/4区间找到粒子的概率为(B) (A).(0 1.(D) 10. 氢原子中处于3d量子态的电子，描述其量

43、子态的四个量子数（门, /,伽，）可能取的值为(A)(3, 0, 1,-；)2(B)(1, 1, 1, -1).(0(2,1, 2, 1).2(D)(3, 2, 0,丄）.2 二、填空题（共30分）11.（本题3分）一个带电荷g、半径为/?的金属球壳，壳内是真空，壳外是介电常量为 的无限大各向同性均匀电介质，则此球壳的电势12.（本题3分）有一实心同轴电缆，其尺寸如图所示，它的内外两导体中的电流均为/,且在横截面上均匀分布，但二者电流的流向正相反，则在厂斤处磁感强度大小为13.（本题3分）磁场中某点处的磁感强度为B = 0.40F-0.207（SI）, 一电子以速度v = 0.50x106F

44、+ 1.0x106J （SI）通过该点，则作用于该电子上的磁场力尸为（基本电荷=X10 19c）14.（本题6分，每空3分）X X X X:o四根辐条的金属轮子在均匀磁场为中转动，转xxx x 轴与鸟平行，轮子和辐条都是导体，辐条长为/?,轮子转速为门，则轮子中心0与轮边缘6之间的感应电动势为,电势最高点是在处.15.（本题3分）有一根无限长直导线绝缘地紧贴在矩形线圈的中心轴 00r上，则直导线与矩形线圈间的互感系数为16.（本题3分）真空中两只长直螺线管1和2,长度相等，单层密绕匝数相同， 直径之比d/dh/4.当它们通以相同电流时，两螺线管贮存的磁 能之比为仰/侶二17.（本题3分）静止时

45、边长为50 cm的立方体，当它沿着与它的一个棱边平行 的方向相对于地面以匀速度 X108 m运动时，在地面上测得它的体积是18.（本题3分）以波长为 二H1的紫外光照射金属耙表面产生光电效应，已知耙的红限频率= X10,5赫兹，则其遏止电压|仏| =V.（普朗克常量h = X 10-34 J s,基本电荷e = X 10-19 C）19.（本题3分）如果电子被限制在边界x与x + x之间， x = A ,则电子动 量"分量的不确定量近似地为kgm/s.（取 x ph,普朗克常量/?二X10-34 J s）三、计算题(共40分)20. (本题10分)电荷以相同的面密度 分布在半径为厂i

46、 = 10 cm和厂2=20 cm 的两个同心球面上.设无限远处电势为零，球心处的电势为« = 300 V.(1) 求电荷面密度(2) 若要使球心处的电势也为零，外球面上电荷面密度应为多 少，与原来的电荷相差多少电容率 o=X10F C2/(N n?)21. (本题10分)已知载流圆线圈中心处的磁感强度为2,此圆线圏的磁矩与一边 长为日通过电流为/的正方形线圈的磁矩之比为2 : 1,求载流圆线圈的半径.22. （本题10分）如图所示，一磁感应强度为3的均匀磁场充满在 半径为/?的圆柱形体内，有一长为/的金属棒放在磁场中，如果3 正在以速率dB/dt壇加,试求棒两端的电动势的大小，并确

47、定其方 向。23. （本题10分）如图所示，一电子以初速度I/O = X 106 m/s 逆着场强方向飞入电场强度为F二500 V/m的均匀电场中，问该电子在电场中要飞行多长距离d, <可使得电子的德布罗意波长达到 二1 A（飞行过程中，电子的 质量认为不变，即为静止质量mFX10-31 kg:基本电荷e=X10-19 C;普朗克常量h = X 10-34 Js)2010-2011大学物理下考试试卷答案一选择题（共30分）1. C 2. C 3. B填空题（共30分）11. 丄4冗wR12. “o/(2 凤)13. X10作(N)14. Bnf/3 分03分15. 016.1 : 16（

48、叱：=；：；= 1 ： 16）17.18.19. X10'23三、计算题20. 解：(1)球心处的电势为两个同心带电球面各自在球心处产生 的电势的叠加，即4砖0 I r21 1'4兀扌b47U(b4tt£o 16r +r2X 10"9 C /(2)设外球面上放电后电荷而密度为o ,则应有Y(“+*)=oZ2外球面上应变成带负电，共应放掉电荷=4itar2r +r2) = 4it£jUr2 = X 10 C21. 解：设圆线圈磁矩为Q,方线圈磁矩为P2 B()= “° 厂/(2R) 4分r = 2RB°/&2分Pi =nR

49、2r = 2TtR3BQ/Q2分Pl =/又2分p、_2 _ 2冗叭 pi i 卩打iR屮)冗B°22. 解：取棒元dl,其两端的电动势为n”彳分整个金属棒两端的电动势“严办!需c“分2dB Idt2方向由曰指向b23.解：3分A = /?v2 -v = 2cideE = mea3分由式：v = h/(meA) = X 106 m/s由式：a = eE!me = X 10u m/s2由式:d =（庆一诟）/（2d）二 m = cm4分运动方向；再由旋转矢量图作判断。(A ) A点相位为龙；(B) B 点2010-2011大学物理(下册)考试试卷一、选择题(共30分,每小题3分)1一物

50、体作简谐运动，振动方程为X = Acos(<uf + 7T).则该物体在 / = 0时刻的动能与/=T/8 (了为振动周期)时刻的动能之比为D 。:4:2:1:12、一横波以速度u沿x轴负方向传播，t时刻波形图如图(a)所示,则该时刻。 A 提示：先确定各质点的运动状态，标出v . “(C) C点相位为迹;(D) D点向上运动;静止不动;3. 在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝S1、S2距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图S 中0处，现将光源S向下移动到示意图中的S 5 '位置，则 Bo(A)中央明纹向上移动，且条纹间距增大；(B) 中央明纹向上移动，且条纹间距不变；(C) 中

51、央明纹向下移动，且条纹间距增大；(D) 中央明纹向下移动，且条纹间距不变；4. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽，其他条件不变，则中 央明条纹A 。(A)宽度变小；(B)宽度变大;(0宽度不变，且中心强度也不变；(D)宽度不变，但中心强度增大5.波长2 = 550的单色光垂直入射于光栅常数" = 1.0x10氓协 的光 栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为Do .(A) 4(B) 3(0 2(D) 16. 一束光强为人的自然光，相继通过三个偏振片片、人、4后，片和 人偏振化方向相互垂直。出射光的光強为I = /()/8若以入射光线为 轴，旋转P2,要使出射光的光强为零，P2要转过的角度是Bo(A) 30°(B) 45°(C) 60°(D) 90°7、在狭义相对论中，下列几种说法：(1) 所有惯性系对物理基本规律都是等价