河南大学普通物理(二)复习卷1.pdf

普通物理（二）复习卷一普通物理（二）复习卷一 一、一、 单项选择题 1、关于静电场中某点电势值的正负，下列说法中正确的是： （ ） A. 电势值的正负取决于置于该点的试验电荷的正负； B. 电势值的正负取决于电场力对试验电荷作功的正负； C. 电势值的正负取决于电势零点的选取； D. 电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负。 2、某电场的电力线分布情况如图所示，一负电荷从M点移到N点。下列几点结 论正确的是： （ ） A. 电场强度 MN EE； B. 电势 MN UU； C. 电势能 MN WW； D. 电场力的功0A。 3、高斯定理 S in q SdE 0 中，关于闭合面上每一点的电场强度E说法正确 的是： （ ） A. 仅仅由面内电荷激发； B. 仅仅由面外电荷激发； C. 由面内和面外电荷共同激发； D. 无法判断。 4、金属圆锥体带正电荷时，其表面： （ ） A. 圆锥顶点处电势最高； B. 圆锥顶点场强最大； C. 圆锥顶点处电势最低； D. 圆锥表面附近场强处处相等。 5、 两平行放置的无限大带电平面， 其中一个的电荷面密度为， 另一个为3。 则两板中间电场强度的大小为： （ ） A. 0 ； B. 0 2 ； C. 0； D. 0 3 。 6、如右图在磁感应强度为B的均匀磁场中作一半径为r的半 球面S，S边线所在平面的法线方向单位矢量n与B的夹角 M N S B n 为，则通过半球面S的磁通量为 （ ） A. 2 r B； B. 2 2 r B； C. 2 sinr B； D. 2 cosr B。 7、如右图所示，两根直导线ab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I从a端流入而从d端流出，则 磁感应强度B沿图中闭合路径L的积分等于 （ ） A. 0I ； B. 0 1 3 I； C. 0 1 4 I； D. 0 2 3 I 8、如右图所示，无限长直载流导线与方形载流线圈（ 2 I顺时针）在 同一平面内，若长直导线固定不动，则载流线圈将： （ ） A. 向着长直导线平移； B. 离开长直导线平移； C. 转动； D. 不动。 9、在双缝干涉实验中，两缝隙间距离为d，双缝与屏幕之间的距离 为DDd。波长为的平行单色光垂直照射到双缝上。屏幕上干涉条纹中相 邻暗纹之间的距离是： （ ） A. 2 D d ； B. d D ； C. dD ； D. D d 10、 折射率为 2 n、 厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别 为 1 n和 3 n，已知 123 nnn。若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上， 则从薄膜上、下两表面反射的光束的光程差是： （ ） A. 2 2n e； B. 2 2 2 n e ； C. 2 2n e； D. 2 2 2 2 n e n 二、二、填空题填空题（每空 2 分，共 20 分） 1、电场中，电场线上任一点的切线方向和该点处的 方向一致，电场线 密的地方，电场较 ，稀疏的地方电场较 。 2、有两个彼此远离的金属球，一大一小，所带电荷同号等量，这两个球的电势 （填：相等或不相等） ；其电容 （填：相等或不相等） 。 3、麦克斯韦方程组的积分形式是： a 120 b c d I I L 2 I 1 I 学号：学号： 姓名：姓名： 年级：年级： 专业：专业： 密 封 线 ； ； ； 。 4、由普通光源获得相干光的方法有两种：分波振面法和 。 三、简答题三、简答题（每题 5 分，共 10 分） 1、有一平板电容器，保持板上电荷量不变（充电后切断电源） ，现在使两极板间的 距离增大。试问：电容是增大还是减小？两极板的电势差有何变化？极板间的电场 强度有何变化？说明理由并给出必要的公式。 2、在均匀磁场中，有两个面积相等、通有相同电流的线圈，一个是三角形，一个 是圆形。 两线圈的磁矩是否相等？所受的最大磁力矩是否相等？说明理由并给出 必要的公式。 四、计算题四、计算题（本题共 4 题，共 40 分） 1、两个均匀带电的金属同心球面，内球面半径为 1 R（厚度不计） ，带电量为 1 q，外 球面半径分别为 2 R，所带总电量为 2 q。 求： （1）两球面之间（ 21 RrR） （2）外球面外( 3 Rr )的某点的电场强度 1 R 2 R 2、 如图， 一长直导线中通有电流AI20， 在其附近有一长ml2 . 0的金属棒 AB， 以smv/4的速度平行于长直导线作匀速运 动 ， 如 果 棒 的 近 导 线 的 一 端 距 离 导 线 md1 . 0，求金属棒 AB 中的动生电动势。 （10 分） 3、一长直导线中通有交变电流 0sin IIt，式中I表示瞬时电流， 0 I是电流振 幅，是角速率， 0 I和都是常量，在长直导线旁平行放置一矩形线圈，线圈面 积与直导线在同一平面内。已知线圈长为 1 l，宽为 2 l，线圈近直线的一边离直导线 的距离为a（如右图） 。求任一瞬时线圈中的感应电动势的大小。 （10 分） 4、用波长为500nm的单色光垂直照射到由两块光 学平玻璃构成的空气劈尖上。在观察反射光的干涉 现象中，距劈尖棱边1.56lcm的A处是从棱边算 起的第四条暗条纹中心。求此空气劈尖的劈尖角。 （10 分） d I A B l v 普通物理（二）复习普通物理（二）复习卷一答案卷一答案 一、单项选择题（本题共 10 题，每题 2 分，共 20 分） 1、C；2、C；3、C；4、B；5、A；6、D；7、D；8、A；9、D；10、B 二、二、填空题填空题（本题共 20 空，每空 1 分，共 20 分） 1、电场强度，强，弱； 2、不相等，不相等； 3、 S D dSq ， LS B E dldS t ， 0 S B dS ， LSS D H dldSdS t ； 4、分振幅法； 三、简答题三、简答题（本题共 2 题，每题 5 分，共 10 分） 1、答：两极板间的距离增大，电容器电容值减小（ S C d ） ；（2 分） 电荷量不变，则两极板的电势差增大（CUq ） ；（2 分） 极板间的电场强度不变（ 0 E） 。（1 分） 2、答：两线圈的磁矩是否相等（pIS） ；（3 分） 所受的最大磁力矩是否相等（MpB） ；（2 分） 四、计算题四、计算题（本题共 4 题，共 40 分） 1、解：过所求点作同心球面为高斯面，根据高斯定理得： 0 2 4 q rEdSEdSESdE SSS （4 分） （1） 21 RrR 2 0 1 1 4r q E （3 分） 3 Rr 2 0 21 1 4r qq E （3 分） 2、解：在 AB 上选微元dx，距长直导线为x，则其所在处的磁感应强度为B 为: x I B 2 0 (2 分) 微元运动产生的电动势为：Bvdxd (4 分) 由于各微元运动产生的电动势相串联，则 AB 棒运动产生的电动势为： VBvdxd ld d 5 1075. 1 (4 分) 3、解： （10 分）在某一瞬时，距直导线为x处的磁感应强度由安培环路定理可以 求得为： 0 2 I B x （2 分） 选顺时针的转向作为矩形线圈的绕行正方向，则通过图中阴影面积 1 dSl dx的磁 通量为： 0 1 cos0 2 o I dBdSl dx x （3 分） 在该瞬时，通过整个线圈所围面积的磁通量为 2 00 0 12 1 sin ln 22 a l a I ltalI dl dx xa （3 分） 由于电流随时间变化，通过线圈面积的磁通量也随时间变化，故线圈内的感应电动 势为 0 0 10 0 122 lnsinlncos 22 i I lI lalaldd tt dtadta （2 分） 4、解： （1）根据劈尖干涉得： 1 2 sin 2 kk lee n （4 分） 由题设条件可知上式中 3 1.56 0.525.2 10 3 cm lcmm ， 7 5005.0 10nmm ， 2 1n 则 （2 分） 7 5 3 2 5.0 10 sin4.8 10 22 1 5.2 10n l （2 分） 故此空气劈尖的劈尖角 5 sin4.8 10rad （2 分） 普物二复习卷普物二复习卷二 1、在自感为 0.25 H 的线圈中，电流的变化为42 2 tI(A)。2 s 时线圈中感应 电动势的大小为： 。 2、杨氏双缝干涉实验中明条纹的位置：x = ； 暗条纹的位置：x = 。 3、将一根导线弯成半径为 R1m 的半圆形，并把它放在磁感应强度随 时间均匀变化的磁场中。若 21 2 10 dB TS dt ，则导线上的感应电动势 为_；其方向为_；感生电场强度大小为_。 4、两束光或者多束光的相干条件是 ； ； 在观察时间内各光波之间的相位差保持恒定。 二 选择题 1、如图所示，圆形回路 L 与圆电流 I 同心同面，则磁场强度H 的环流为 A. 0l dH ，因为 L 上的 B 处处为零； B. 0l dH ，因为 L 上的 B 处处与 L 垂直； L I C. Il dH ，因为 L 的 B 上处处包围电流 I; D. Il dH ,因为 L 上的 B 包围电流 I 且环绕方向与 I 相反。 2、牛顿环实验中，用平行单色光从上向下垂直入射，并从上向下观察，看到许多 明暗相间的同心圆环，这些圆环的特点是： A 接触点是明的，同心圆环是等距离的； B. 接触点是明的，同心圆是不等距离的； C. 接触点是暗的，同心圆是等距离的； D. 接触点是暗的，同心圆是不等距离的。 3、波长为的平行光垂直入射在空气中的透明薄膜（折射率为 n）上，反射光发 生相长干涉，则薄膜的最小厚度为： A. 4 B. 4n C. 2 D. 2n 4、 一个宇航员声称， 他恰好能分辨在他下面 160 km 地面上两个发射波长为 550nm 的点光源。假定宇航员的瞳孔直径为 5.0mm.如此两点光源的间距以 m 为单位，则 为 A. 21.5 B. 10.5 C. 31 D. 42 5、在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法 是： (A) 使屏靠近双缝。 (B) 把两个缝的宽度稍微调窄。 (C) 使两缝的间距变小。 (D) 用波长较小的单色光源。 6、 一束光强为 0 I的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化 方向成 45 度角，则穿过两个偏振片后的光强 I 为： (A) 0 4 2 I (B) 0 4 1 I (C) 0 2 1 I (D) 0 2 2 I 7、线圈 1、2 的互感系数分别为 M12、M21，若它们分别流过 1 I、 2 I的 变化电流。 并且 dt dI dt dI 21 ， 2 I变化在线圈 1 中产生的电动势为 12 ， 由 1 I 变化在线圈 2 中产生的电动势为 21 ，判断下列哪个论断正确： (A) 2112 MM 2112 (B) 2112 MM 2112 (C) 2112 MM 2112 (D) 2112 MM 2112 三、分析题三、分析题 一束光入射到两种透明介质的分界面上时， 发现只有透射光而无反射光， 试说明这束光是怎样入射的？其偏振状态如何？ 四、 计算题 1 利用劈尖的等厚干涉条纹可以测量很小的角度。今在很薄的劈尖玻璃 板上，垂直地射入波长为 589.3nm 的钠光，相邻暗条纹间距为 5.0mm， 玻璃的折射率为 1.52，求此劈尖的夹角。 2、一载流I的无限长直导线，与金属棒 AB 共面。已知 AB 长为 L ,与导 线间距为 a；金属棒 AB 以 v 的速度向上运动，求金属棒 AB 内感应电动 势的方向和大小。 3、在均匀稳恒磁场 B 中有一长为 L 的金属棒 ab。设金属棒绕 a 点在垂 直于 B 的平面内以 匀速转动，求 ab 上的动生电动势。 4、在杨氏双缝干涉实验中，入射光波长为 =5.0010-7m，若在上面狭缝 后放置一厚度 e =1.0 10-5m 的透明介质，问原来的条纹将如何移动，如 果观察到零级明纹移到原来的 5 级处，求该透明介质的折射率。 普通物理（二） 复习卷二卷参考答案与评分标准复习卷二卷参考答案与评分标准 一、填空题 1、2V； 2、) .2 , 1 , 0( k d D k，) .2 , 1 , 0( 2 ) 12(k d D k； 3、 10-2, a 到 b, 10-2 4 光矢量存在相互平行的分量 频率相同 二、单项选择题 1、B 2、D 3、B 4、A 5 C 6 B 7 C 三、简答题 要点： 这束光以布儒斯特角入射， 这束光是光矢量的振动平行于入射面的线偏振光。 四、计算题 1 、 解：注意考虑半波损失 设玻璃折射率为 n，在厚度为 e 处，两束反射光叠加时的光程差 2 2 ne 与第 k 级暗条纹相应的厚度为 ek满足下式 2 ) 12( 2 2 knek 学号： 姓名： 年级： 专业： 密封线 n k ek 2 n eel kk 2 sin 1 5 3 9 1088. 3 100 . 552. 12 103 .589 2 sin nl 劈尖夹角rad 5 1088. 3sin 2、 解： 解法一 用动生电动势公式求解。如图(a)所示，将金属棒看成为由许多线元组成，选取 距 O 点为 x，长度为 dx 的线元，动生电动势xdBvdE ,由题意分析可知，v 竖直向上，B 垂直纸面向内，v 垂直于B ,而Bv 的方向与线元xd的方向相反， 在 x 处B 的大小为： x I B 1 2 0 所以对于整个金属棒来说，其电动势为 a LaIv dx x Iv xdBvdEE La a La a ln 2 1 2 00 结果表明，0E，即与Bv 的方向相反，即 A 端电势高于 B 端电势，电动势E 的方向由 B 指向 A, 大小为 a LaIv ln 2 0 (伏特) 解法二： 也可用法拉第电磁感应定律求解。从图（b）中可以看出，在 dt 时间内金属棒 AB从初始位置移动到A1B1， AB扫过矩形面的磁通量等于图(b)中扇形矩形ABB1A1 面内的磁通量，vdtBBAA 11 。在 x 处B 的大小为： x I B 1 2 0 长度为 dx 的线元扫过矩形的面积vdtdxdS 则有 a aLIvdt vdtdx x I SdB La a m ln 2 1 2 00 根据楞次定律可知：A 端电势高于 B 端电势，即电动势 E 的方向由 B 指向 A。 所以由法拉第电磁感应定律可得感应电动势大小为： a aLIv dt a aLIvdt dt d E m ln 2 ln 20 0 (伏特) 3 ab=-BL2/2 4 解：零级明纹出光程差=0，上面狭缝对应的光 程增加，所以原来的零级明纹将向上移动。 设 p 点处为零级明纹，此处两相干光的光程差 为零，即 r2-(r1-l+nl）=0 而未加透明介质时，pdianwei 第 5 级条纹，两束光光程差为 r2-r1=5 由以上两式得 n=5/l+1=5510-7/(1 10-5)+1=1.25 普通物理（二） 复习卷三复习卷三 一、填空题 1、一空心导体，空腔内电荷电量为q，导体带电量为Q，当达到静电平 衡时，导体内部场强为 ，在导体的外表面外表面分布的电荷量为 。孤立导 体表面曲率曲率愈大处，电荷的面密度愈 。 2、 一个无铁芯的线圈的自感系数的大小与线圈的形状大小 ， 与线圈 匝数 ，与线圈中的电流 。 （填： “有关”或“无关” ） 3、麦克斯韦电磁场理论的两个重要假说是： （1） 电场假说； （2） 电流假说。其中第一个假说的电场线是 。 （填： “闭合 的”或“不闭合的” ） 4、如右图所示，在半径为R的不带电导体球外 A 处有一点电荷，与球心 O 相距r，并且所带电量为q，在导体球内有一点 B 位 于 AO 的延长线上，且 OBa，那么 B 点的电势 为 。 5、两束光或多束光的相干条件是 、 和 。 6、在杨氏双缝干涉的一条光路中，放入一折射率为n，厚度为d的透明 薄片，放入后，这条光路的光程改变了 。 7、某天文台反射式望远镜的通光孔径为 2.5 米，它能分辨的双星的最小 夹角为 （设光的有效波长nm 550） 。 二二、单项单项选择题选择题 1、静电场环流定理0 L l dE ，说明静电场的性质是： （ ） （A）静电场是保守场； （B）静电场是非保守场； （C）静电场是有源场； （D）静电场是无源场。 2、如右图在磁感应强度为B的均匀磁场中作一半径为r的半球面S，S边线所在 平面的法线方向单位矢量n与B的夹角为，则通过半球面S的磁通 n B S q B A O r a 量为 （ ） （A） 2 r B； （B） 2 2 r B； （C） 2 sinr B； （D） 2 cosr B。 3、图中两条垂直于纸面无限长导线中的电流分别为A10 21 II，则 1 L、 2 L、 3 L的环路积分中正确的是： （ ） （A）A8 1 l dH L ； （B）10A 2 l dH L ； （C）0 3 l dH L ； （D）以上结果都不正确。 4、 如右图所示， 导体abc在匀强磁场B 中以速度v向上运动， lbcab，则ac的感应电动势为（ ） （A）Blv （B）sinBlv （C）cosBlv （D）)cos1 (Blv 5、在如图所示的单缝夫琅和费衍射实验中，若将单缝沿透镜 光 轴 方 向 向 透 镜 平 移 ， 则 屏 幕 上 的 衍 射 条 纹 ( ) (A) 间距变大。 (B) 间距变小。 (C) 不发生变化。 (D) 间距不变，但明暗条纹的位置交替变化 6、一束光强为 0 I的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成 45，则穿过两个偏振片后的光强I为： ( ) （A） 0 4 2 I； (B) 0 4 1 I ； （C） 0 2 1 I ； (D) 0 2 2 I 三、简答题三、简答题 a b c v 学号：学号： 姓名：姓名： 年级：年级： 专业：专业： 密 封 线 1L 2L 3L 1 I 2 I f L 单缝 屏幕 试举例说明下列说法是否正确。 （1） 静电场中场强为零的地方，电势也一定为零； （2） 静电场中，如果高斯面上的场强处处不为零，则高斯面内必有电荷。 四、计算题四、计算题 1、 两个同心球面的半径分别为 21 RR 和， 内外球面各带电荷 21 QQ 和。 求： （1） 各区域的场强分布； （2）两球面间的电势差为多少？ 2、一长直载流导线旁有一长为a、宽为b的N匝矩形线圈，线圈与导线 共面，长度为a的边与导线平行，且左边框与载流导线 相 距 为d， 如 图 长 直 导 线 中 通 以 交 变 电 流 tII 2sin 0 。试求线圈中的感应电动势。 1 R 2 R I b d a 3、一折射率5 . 1n，顶角为rad102 4 的劈尖放在空气中，用某单色光的 垂直照射下，在反射光中测得 21 条暗纹之间的距离为 2.0 cm 。问： （1）劈尖的 棱边观察到的是什么