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选择题 5 图 Q P R O r 第 5 章 静电场 专业 学号 姓名 日期 一 选择题一 选择题 1 关于电场强度的定义 下列几个说法中正确的是 A 电场中某点电场强度的方向 就是将点电荷放在该点所受电场力的方向 B 在以点电荷为中心的球面上 由该点电荷所产生的电场强度处处相同 C 电场强度方向可由qFE 定出 其中为试验电荷的电量 可正 可负 qq F为试验电荷所受的电场力 D 以上说法都不正确 2 点电荷 Q被曲面 S 所包围 从无穷远处引入另一个点电荷至曲面外一点 如 图所示 则引入前 后 q A 对曲面 S 的不变 曲面 S 上各点电场强度也不变 e B 对曲面 S 的变化 而曲面 S上各点电场强度不变 e C 对曲面 S 的变化 曲面 S 上各点电场强度也变化 e D 对曲面 S 的不变 而曲面 S上各点电场强度变化 e 3 如图所示 一带电量为的点电荷位于立方体的 A 角上 则通过侧面的 电场强度通量等于 qabcd A 0 6 q B 0 12 q C 0 24 q D 0 48 q 4 半径为 R的均匀带电球面 若其电荷面密度为 则在球外距离球面 R 处的电场强度大小为 A 0 B 0 2 C 0 4 D 0 8 5 半径为 R的均匀带电球面 总带电量为 Q 设无穷远处的电势为零 则距离球 心为r 的 P 点处的电场强度的大小和电势为 Rr A 0 E r Q U 0 4 B 0 E R Q U 0 4 C 2 0 4r Q E r Q U 0 4 D 2 0 4r Q E R Q U 0 4 6 一个带正电荷的质点 在电场力的作用下从 A 点经 C 点运动到 B 点 其运动轨道如图所示 已知质 点运动的速率是递增的 下面关于 C 点电场强度方向的四个图示中正确的是 A B C D 7 在一个点电荷 Q的电场中 一个试验电荷从 A点分别移到 B C D点 B C D三点均在以 Q为圆心的圆周上 如图所示 则电场 力做功是 0 q A 从 A点到 B点电场力做功最大 B 从 A点到 C 点电场力做功最大 C 从 A点到 D点电场力做功最大 D 电场力做功一样大 8 在静电场中 有关静电场的电场强度与电势之间的关系 下列说法中正确的是 A 电场强度大的地方电势一定高 B 电场强度相等的各点电势一定相等 C 电场强度为零的点电势不一定为零 D 电场强度为零的点电势必定为零 二 填空题二 填空题 1 两块 无限大 的均匀带电平行平板 其电荷面密度分别为 0 及 2 如图所示 试写出各区域的电场强度E 区E的大小 方向 区E的大小 方向 区E的大小 方向 2 如图所示 真空中有一半径为 R 的均匀带电球面 总带电量为 0 Q 今在球面上挖去非常小的一块的面积S 连同电荷 且假 设挖去后不影响原来的电荷分布 则挖去 Q S 后球心处电场强度的大小 E 其方向为 3 在 无限大 的均匀带电平板附近 有一点电荷 沿电场线方向移动 距离时 电场力作的功为 A 则平板上的电荷面密度 q d 4 真空中 沿 Ox轴正方向分布着电场 电场强度为 为 正的常量 如图所示 作一边长为的正方形髙斯面 则通过髙斯 面右侧面的电通量 iEbx b a 1 S 1e 通过上表面的电通量 2 S 2e 立方体内的净电荷为 Q 5 一半径为 R的均匀带电球面 带电量为 Q 若规定该球面上电势为零 则 球面外距球心为r处的 P点处 其电势 P U 6 如图所示 有两根与纸面垂直的无限长均匀带电直线 其电荷线密度分别 为 和 分别位于2ax 及2ax 处 Oy轴上任意一点的电 场强度大小为 方向为 选择题 7 图 D C B Q A S Q q 选择题 2 图 a A b c d q 选择题 3 图 E E E E C A B C A B C A B C A B 选择题 6 图 2 填空题 1 图 填空题 2 图 R S O y z a x 2 S 1 S a O 填空题 4 图 O x 填空题 6 图 y 2 a 2 a 1 7 把一个均匀带电量 Q的球形肥皂泡由半径吹胀到 则半径为 R 的高斯球面上 任一点的电场强度大小 E 由 1 r 2 r 21 rRr R 试求 1 带电球体的总电量 2 球内 外各点的电场强度 3 球内 外各点的电势 填空题 8 图 R Q a d q q R O 计算题 1 图 4 盖革计数管由一内直径为 2cm 的金属长圆筒 以及在其中央的一根直径为 0 134mm 的金属细丝构 成 如果在金属丝与圆筒之间加上 850V 的电压 试分别求金属丝表面处和金属圆筒内表面处的电场强 度的大小 x a O b 2 PP x 1 P 计算题 2 图 2 第 6 章 静电场中的导体和电介质 专业 学号 姓名 日期 一 选择题一 选择题 1 当一个带电导体达到静电平衡时 A 导体表面上电荷密度较大处电势较高 B 导体表面曲率较大处电势较高 C 导体内部的电势比导体表面的电势高 D 导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零 2 选无穷远处为电势零点 半径为 R的导体球带电后 其电势为 则球外离球心距离为 0 Ur处的电 场强度的大小为 A 3 0 2 r UR B R U0 C 2 0 r RU D r U0 3 在一点电荷产生的静电场中 一块电介质如图放置 以点电荷所在处为球心做 一球形闭合面 则对此球形闭合面 A 高斯定理成立 且可用它求出闭合面上各点的电场强第 B 高斯定理成立 但不能用它求出闭合面上各点的电场强度 C 由于电介质不对称分布 高斯定理不成立 D 即使电介质对称分布 高斯定理也不成立 4 一平行板电容器 两极板相距为 对它充电后与电源断开 然后把电容器两极板之间的距离增大 到 2d 如果电容器内电场的边缘效应忽略不计 则 d A 电容器的电容增大一倍 B 电容器所带的电量增大一倍 C 电容器两极板间的电场强度增大一倍 D 储存在电容器中的电场能量增大一倍 5 如图所示 两个同样的平行板电容器 A 和 B 串联后接在电源上 然后把 一块相对介电常数为 r 的均匀电介质插入电容器 B 中 则电容器 A 中的电场 强度与电容器 B 中的电场强度的变化情况是 A E B E A 不变 增大 B 不变 减小 A E B E A E B E C 减小 增大 D 增大 减小 A E B E A E B E 6 两个半径不同 但带电量相同的导体球 相距很远 今用一细长导线将它 们连接起来 两球所带电量重新分配的结果是 A 各球所带电量不变 B 半径大的球带电量多 C 半径大的球带电量少 D 无法确定哪一个导体球带电量多 7 一个未带电的空腔导体球壳 内半径为 R 在腔内离球心的距离为 处 Rd 3 如图所示 在一不带电的金属球旁 有一点电荷 金属球半径为q R 点电荷 与金属球心的 间距为 q r 试求 1 金属球上感应电荷在球心处产生的电场强度 2 若取无穷远处为电势零点 金属球的电势为多少 3 若将金属球接地 球上的净电荷是多少 4 平行板电容器 两极板带电Q 极板面积 板间距为 相对介电常数分别为Sd 1 r 2 r 的电介 质各充满板间的一半 如图所示 试问 1 两介质所对的极板上自由电荷面密度各是多少 2 两介质表面的极化电荷面密度是多少 3 此电容器的电容量是多大 1 r 2 r d 2 d 2 d c ba 0U 计算题 1 图 rq R O 计算题 3 图 计算题 4 图 4 B 选择题 7 图 第 7 章 恒定磁场 专业 学号 姓名 日期 一 选择题一 选择题 1 若要使半径为的裸铜线表面的磁感应强度为 则铜线中需要通过的电流为 m104 3 T100 7 5 17 0 AmT10 4 A 0 14A B 1 4A C 14A D 2 8A 2 在同一平面上依次有 a b c 三根等距离平行放置的长直导线 通有同方向的电流依次为 1A 2A 3A 它们所受力的大小依次为 则 cba FFF c b F F 为 A 4 9 B 8 9 C 8 15 D 1 3 如图所示 在磁感应强度为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与的夹角为 B nB 则通过半球面 S 的 磁通量为 A B BR 2 BR2 2 C D sin 2B R cos 2B R 4 如图所示 无限长直导线在 Q 处弯成半径为 r 的圆 当通以电流 I 时 则在圆心 O 点的磁感应强度大小为 A r I 2 0 B r I 4 0 C 0 D 1 1 2 0 r I E 1 1 2 0 r I 5 在一圆形电流 I 所在的平面内 选取一个同心圆形闭合回路 L 则由安培环路定理可知 A 0d v L lB v 且环路上任意一点 0 B B 0d L lB vv 且环路上任意一点 0 B C 0d L lB vv 且环路上任意一点 0 B D 0d L lB vv 且环路上任意一点 B 常量 6 用细软导线做成半径为 R 0 1m 的圆环 通以 I 10A 的电流 将圆环放入磁感应强度 B 1T 的均匀 磁场中 设磁场方向与圆电流的磁矩方向一致 现有外力作用在导线环上 使其变成正方形 则在维持 电流不变的情况下 外力克服磁场力所做的功为 A 1 J B 0 314 J C 0 247 J D 6 74 10 2 J 7 一匀强磁场 其磁感应强度方向垂直于纸面向外 两带电粒子在该 磁场中的运动轨迹如图所示 则 A 两粒子的电荷必然同号 B 两粒子的电荷可以同号也可以异号 C 两粒子的动量必然不同 D 两粒子的运动周期必然不同 8 若一平面载流线圈在磁场中既不受力 也不受力矩作用 这说明 A 该磁场一定均匀 且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行 B 该磁场一定不均匀 且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行 C 该磁场一定均匀 且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直 D 该磁场一定不均匀 且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直 二 填空题二 填空题 1 如图所示 在无限长载流直导线附近 闭合球面向导线靠近 则穿过球 面的磁通量将 填 增大 不变 减小 球面上各 点的磁感应强度的大小将 填 增大 不变 减小 S S m S B 2 一长直螺线管是由直径2mm 0 d的漆包线密绕而成 当它通 以 I 0 5A 的电流时 其内部的磁感应强度 B 忽略绝缘层厚度 3 一条无限长载流导线折成如图示形状 导线上通有电流 I 10 A P 点在 cd 的延长线上 它到折点的距离 a 2 cm 则 P 点的磁感强度 B 4 如图所示 一正电荷在磁场中运动 已知其速度沿 Ovx轴正向 1 如果 电荷不受力 则磁感强度的方向 2 如果受力的方向 沿 O轴方向 且力的数值为最大 则磁感强度的方向为 3 如果受力的方向沿 O轴方向 且力的数值为最大值的一半 则磁感强度 的方向为 B zB z B 5 如图所示 在无限长直载流导线的右侧有面积为S1和S2的两个矩形回路 两个回路与长直载流导线在同一个平面内 并且矩形回路的一边与长直载流 导线平行 则通过面积为S1的矩形回路的磁通量与通过面积为S2的矩形回 路的磁通量之比为 L O I P b a c d R S n B 选择题 3 图 Q O r 选择题 4 图 S I 填空题 1 图 填空题 3 图 z O y q 填空题 4 图 x v 2a a a S2 S1 I 填空题 5 图 选择题 5 图 5 6 若电子在垂直于磁场的平面内运动 均匀磁场作用于电子上的力为 F 轨道的曲率半径为 R 则磁感 应强度的大小应为 设电子的电量大小为 质量为 e e m 7 有一半径为 流过稳恒电流为aI的 1 4 圆弧形载流导线 按图所示方式 置于均匀外磁场B中 则该载流导线所受的安培力 bc 大小为 8 均匀磁场 B 中放一均匀带正电荷的圆环 半径为 R 电荷线密度为 圆环 可绕与环面垂直的转轴旋转 转轴与磁场 B 垂直 当圆环以角速度 转动时 圆环受到的磁力矩为 三 计算题三 计算题 1 一根无限长导线弯成如图形状 设各线段都在同一平面内 纸面内 其中第二段是半径为 R 的四分之一圆弧 其余为直线 导线中通有电流 I 求图中 O 点处的磁感强度 2 在半径为 R 的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为 r 的圆柱 形成一圆柱形空腔 圆柱体与圆柱形空腔两者轴线平行 其间距为 a a r 如图所示 在此导体上 通以电流 I 电流在截面上均匀分布 方向平行于轴线 求 1 圆柱空腔轴线上磁感应强度 2 空腔中任一点的磁感应强度 3 一通有电流I的半圆形闭合回路 放在磁感应强度为的均匀磁场中 回路平面垂直于磁场方向 如图所示 求作用在半圆弧ab上的磁力及直径ab段的磁力 B 4 有一个cm8cm5 的矩形线圈 线圈平面与均匀磁场平行 磁场的磁感应强度为 求 A10 T15 0 1 如果线圈上的电流为 作用在其上的力矩是多少 2 如果线圈形状可以变化 导线中的电流不变 导线总长也相同 在此磁场中线圈所能得到的最大 力矩是多少 1 2 3 4 R R O I R O r I a O 计算题 2 图 a a o b c I 填空题 7 图 R b y B I a 计算题 3 图 xO 计算题 1 图 6 第 8 章 变化的电磁场 专业 学号 姓名 日期 一 选择题一 选择题 1 一导体圆线圈在均匀磁场中运动 能使其中产生感应电流的一种情况是 A 线圈绕自身直径轴转动 轴与磁场方向平行 B 线圈绕自身直径轴转动 轴与磁场方向垂直 C 线圈平面垂直于磁场并沿垂直磁场方向平移 D 线圈平面平行于磁场并沿垂直磁场方向平移 2 如图 长度为 l 的直导线 ab 在均匀磁场B v 中以速度移动 直导线 ab 中的电动势 为 v v A Blv B Blv sin C Blv cos D 0 3 如图所示 直角三角形金属框架abc放在均匀磁场中 磁场B v 平行于ab边 bc的长度 为l 当金属框架绕ab边以匀角速度 转动时 abc回路中的感应电动势 和a c两点间的 电势差Ua Uc为 A i 0 Ua Uc 2 2 1 lB B i 0 Ua Uc 2 2 1 lB C i U 2 lB a Uc 2 2 1 lB D i U 2 lB a Uc 2 2 1 lB 4 对于单匝线圈取自感系数的定义式为 L I 当线圈的几何形状 大小及周围磁介质分布不变 且 无铁磁性物质时 若线圈中的电流强度变小 则线圈的自感系数 L A 不变 B 变小 C 变大 与电流成反比关系 D 变大 但与电流不成反比关系 5 有两个长直密绕螺线管 长度及线圈匝数均相同 半径分别为r1和r2 管内充满均匀介质 其磁导率 分别为 1 和 2 设 2 1 21 rr1 2 21 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L1 L2与磁能之比Wm1 Wm2分别为 A L1 L2 1 1 Wm1 Wm2 1 1 B L1 L2 1 2 Wm1 Wm2 1 1 C L1 L2 1 2 Wm1 Wm2 1 2 D L1 L2 2 1 Wm1 Wm2 2 1 6 在圆柱形空间内有一磁感应强度为的均匀磁场 如图所示 的大小以 速率 BB tB dd变化 有一长度为的金属棒先后放在磁场的两个不同位置 ab 和 a b 那么 金属棒在这两个位置时棒内的感应电动势的大小关系为 0 L A 0 baab B abba C abba 21 dd LL lHlH 21 dd LL lHlH A B 的大 金属圆环共面且同心 在大圆环中通以恒定的电流 I 方向如图 如果小圆环以角速度 绕其任一方向的直径转动 并设小圆环的电阻为 R 则任一时刻 t 通过小圆环的磁通量 小圆环中的感应电流 i 4 如图 通有电流的长直导线旁 有一与其共面 且相距为的 U 形导轨 在 导轨上有电阻为 R 的金属棒 AB 其长度为 以速度向右沿导轨平动 不计一 0 Id av 切摩擦 则 AB 棒上的感应电动势为 AB 棒所受安培力的大小为 方向为 5 真空中一根无限长直导线中通有电流 I 则距导线垂直距离为 a 的某点的磁 能密度wm 6 将条形磁铁插入与冲击电流计串联的金属环中时 有的电荷通过电流计 若连接电 Cq 5 100 2 流计的电路总电阻 25R 则穿过环的磁通量的变化 7 由半径为r的两块圆板组成的平行板电容器充电后 在放电时两板间的电场强度的大小为 RC EE e 0 t 式中E0 R C均为常量 则两板间的位移电流的大小为 其方向 与电场强度方向 B v a b c l v的方向 I 填空题 2 图 O d c a b I o r 选择题 3 图 a 填空题 3 图 0 I A d R a v R 填空题 4 图 B O a a b b 选择题 6 图 7 4exp 0 tII 8 反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为 3 无限长直导线通以电流 有一与之共面的矩形线圈 其边长为 L 的长边与长直导线 平行 两长边与长直导线的距离分别为 a b 位置如图所示 L t d d d m lE s n i q 1 i dSD 1 2 求 1 矩形线圈内的感应电动势的大小和感应电动势的方向 2 导线与线圈的互感系数 L n i t I d d d e 1 i lH s 0dSB 3 4 试判断下列结论是包含于或者等效于哪一个麦克斯韦方程式的 将你确定的方程式用代号填在相应 结论后的空白处 I 1 变化的磁场一定伴随有电场 2 磁感应线是无头无尾的 3 电荷总伴随有电场 三 计算题三 计算题 1 如图所示 一长直导线中通有电流 I 有一垂直于导线 长度为 l 的金属棒 AB 在包含导线的平面内 以恒定的速度沿与棒成 角的方向移动 开始时 棒的 A 端到导线的距离为 a 求任意时刻金属棒中 的动生电动势 并指出棒哪端的电势高 v v 2 将等边三角形平面回路 ACDA 放在磁感应强度为 其中为常矢量 的均匀磁场中 回 路平面垂直于磁场方向 如图所示 回路的 CD 段为滑动导线 以匀速远离 A 端运动 且始终保持回 路为等边三角形 设滑动导线 CD 到 A 端的垂直距离为 x 且初始位置为0 x 试求回路 ACDA 中的 感应电动势 t 0 BB 0 B v 和时间 t 的关系 4 由半径为和的两个薄圆筒形导体组成的电缆 在两圆筒中间填充磁导率为 1 R 2 R 的均匀磁介质 电缆内层导体通电流 I 外层导体作为电流返回路径 如图所示 求长度为 l 的一段电缆内的磁场储存 的能量 I a l AB v v a b 计算题 3 图 L 计算题 1 图 l 1 R 2 R I I 计算题 4 图 v A C D x 计算题 2 图 8 第 12 章 波动光学 1 专业 学号 姓名 日期 一 选择题一 选择题 1 在相同的时间内 一束波长为 的单色光在空气中和在玻璃中 A 传播的路程相等 走过的光程相等 B 传播的路程相等 走过的光程不相等 C 传播的路程不相等 走过的光程相等 D 传播的路程不相等 走过的光程不相等 2 在双缝干涉实验中 两缝间距为 d 双缝与屏幕的距离为 D D d 入射光波长为 屏幕上相邻 明条纹之间的距离为 A d D B D d C d D 2 D D d 2 3 如图所示 用波长为 的单色光照射双缝干涉实验装置 若将一折 射率为n 劈角为 的透明楔块b插入光线 2 中 则当楔块b缓慢地向上 移动时 只遮住S2 屏C上的干涉条纹 A 间隔变大 向下移动 B 间隔变小 向上移动 C 间隔不变 向下移动 D 间隔不变 向上移动 4 在玻璃 折射率为 1 60 表面镀一层MgF2 折射率为 1 38 薄膜作为增透膜 为了使波长为 500nm 的光从空气 折射率为 1 00 正入射时尽可能少反射 MgF2薄膜的最小厚度应是 A 125nm B 181nm C 250nm D 78 1nm E 90 6nm 5 人们常利用劈形空气膜的干涉 以检验工件的表面的平整度 当波长为 的单色光垂直入射时 观察 到干涉条纹如图所示 图中每一个条纹弯曲部分的顶点恰好与右边相邻明条纹的直线部分相切 由图可 判断工件表面 A 有一凹陷的槽 深为 4 B 有一凹陷的槽 深为 2 C 有一凸起的梗 高为 4 D 有一凸起的梗 高为 2 6 在迈克尔逊干涉仪的一支光路中 放入一片折射率为 n 的透明介质薄膜后 测出两束光的光程差的 改变量为一个波长 则薄膜的厚度是 A 1 n B n2 C n D 1 2 n 7 在单缝夫琅和费衍射实验中 若使缝宽减小 其它条件不变 则中央明条纹 A 宽度变小 B 宽度变大 C 宽度不变 且中心的光强度也不变 D 宽度不变 但中心的光强度变小 8 在单缝夫琅和费衍射实验中 波长为 的单色光垂直入射在宽度为 a 4 的单缝上 对应于衍射角为 30 的方向 单缝处波阵面可分成的半波带数目为 A 2 个 B 4 个 C 6 个 D 8 个 二 填空题二 填空题 1 在空气中用波长为 的单色光进行双缝干涉实验时 观测到干涉条纹的间距为 1 33mm 当把实验装 置放在水中时 水的折射率 n 1 33 则相邻明条纹的间距变为 2 相干光必须满足的条件是 C S1 S2 1 2 b 选择题 3 图 1 2 3 光干涉加强的条件是 光干涉减弱的条件是 3 如图所示 若劈形空气膜上表面向上平移 干涉条纹发生的变化为 若劈形空气膜上表面向右平移 干涉条纹的变化为 若劈形空气膜的夹角增大 干涉条纹的变化为 填空题 3 图 4 当白光以入射角 30i照射折射率33 1 2 n的肥皂膜时 反射光呈现黄色 nm600 则此 肥皂膜的最小厚度应为 5 用波长为 的单色光垂直照射如图所示的牛顿环装置 观察从空气 膜 上 下表面反射的光形成的牛顿环 若使平凸透镜慢慢地垂直向上移动 从 透 镜 顶点与平面玻璃接触到两者距离为 d 的移动过程中 移过视场中某固 定 观 察点的条纹数目等于 6 在夫琅和费单缝衍射实验中 3sin a 表明在条纹对应衍射角 的方向上 单缝处的波阵面被分成 个半波带 此时在位于透镜焦平面的屏上将形成 纹 明 暗 如 果透镜焦 距为 f 则条纹在透 镜焦平面 屏上的位 置 x 7 在单缝衍射中 级次越髙的明条纹 其亮度越小 原因是 填空题 4 图 待测平板 标准平板 选择题 5 图 9 8 在夫琅和费单缝衍射试验中 设第一级暗纹的衍射角很小 若钠黄光nm 589 1 中央明纹宽度为 4 0mm 则nm442 2 的蓝紫色光的中央明纹宽度为 三 计算题三 计算题 1 用复色光垂直照射一薄膜 此薄膜处于空气中 其厚度 折射率为 试问在 可见光范围内 哪些波长的光在反射时干涉加强 m104 7 e4 1 2 n 2 在双缝干涉实验中 波长nm550 的单色平行光垂直入射到缝间距的双缝上 屏到 双缝的距离 m102 4 d m2 D 求 1 中央明纹两侧的两条第 10 级明纹中心的间距 2 用一厚度为 折射率为的云母片覆盖一缝后 零级明纹将移到原来的 第几级明纹处 m106 6 6 e58 1 n 3 如图所示 牛顿环装置的平凸透镜与平板玻璃之间有一小缝隙 现用波长为 0 e 的单色光垂直照射 已知平凸透镜的曲率半径为 R 求反射光形成的牛顿环的各暗环半径 空气 玻璃 0 e 计算题 3 图 4 一束紫色平行光垂直入射到一宽度mm5 0 a的单缝上 单缝后面放置一焦距m40 0 f的透镜 使衍射条纹呈现在位于透镜焦平面的屏幕上 若在距离中央明条纹中心为mm20 1 x处观察到明条 纹 试求入射光波长 从该方向望去 单缝处的波前被分为几个波带 10 第 12 章 波动光学 2 专业 学号 姓名 日期 一 选择题 一 选择题 1 一束白光垂直照射在一光栅上 在形成的同一级光栅光谱中 偏离中央明纹最远的是 A 紫光 B 绿光 C 黄光 D 红光 2 在光栅光谱中 假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上 因而实际上不出现 那么此光栅每个透光缝宽度 a 和相邻两缝间不透光部分宽度 b 的关系为 A B C D ba ba2 ba3 ab2 3 设一平面透射光栅 当入射的平行单色光从垂直于光栅平面入射变为斜入射时 能观察到的光谱线 的最高级次 k A 变小 B 变大 C 不变 D 无法确定 4 一束光强度为I0的自然光垂直穿过两个偏振片 此两偏振片的偏振化方向成 45 角 若不考虑偏振片 的反射和吸收 则穿过这两个偏振片后的光强度I为 A 4 2 0 I B 4 0 I C 2 0 I D 2 2 0 I 5 自然光以 60 的入射角照射到某两介质交界面时 反射光为完全偏振光 则知折射光为 A 完全偏振光且折射角是 30 B 部分偏振光 且只是在该光由真空入射到折射率为3的介质时 折射角是 30 C 部分偏振光 但须知两种介质的折射率才能确定折射角 D 部分偏振光 且折射角是 30 6 一束光强度为I0的自然光 相继通过三个偏振片P1 P2 P3后 出射光的光强度为 8 0 I I 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 则它至少要转过多大角度 才能使出射光的光 强度为零 A 30 B 45 C 60 D 90 7 一束自然光自空气射向一块平板玻璃 如图所示 设入射角等于布 儒斯特角i0 则在界面 2 的反射光为 A 自然光 B 完全偏振光 且光矢量的振动方向垂直于入射面 C 完全偏振光 且光矢量的振动方向平行于入射面 D 部分偏振光 8 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 那么入射光束中自然光与线偏振光的光强度之比为 A 2 1 B 5 1 C 3 1 D 3 2 二 填空题二 填空题 1 用波长为 的单色平行光垂直照射在光栅常量的光栅上 用焦距nm1000 2 3 dm500 0 f的透 镜将光聚在屏上 测得光栅衍射图像的第一级谱线与透镜主焦点的距离 则可知该入射光 的波长 m1667 0 l nm 2 波长为 600nm 的单色光垂直入射到一光栅上 屏上的第二级和第三级的明条纹出现在20 0sin 和 30 0sin 处 第四级为缺级 则此光栅的光栅常量为 ba 光栅狭缝宽度 为 a 根据所求出的 ba 和值 屏幕上实际呈现的全部条纹的最髙级次 为 a 3 利用光栅测定波长的一种方法是 用钠光 nm589 垂直照射在一个衍射光栅上 测得第二级谱 线的偏角是1110 当另一未知波长的单色光照射时 它的第一级谱线的衍射角为244 则此单色光 的波长为 此光栅的光栅常量为 4 用每毫米有 425 条刻痕的平面光栅观察nm589 的钠光谱 当钠光垂直入射时 能看到的最高级 次谱线是第 级 若以 30i斜入射时 能看到的最高级次谱线是第 级 原来的零级谱线 处现在是第 级 5 月球距地面大约 假设月光波长可按km10863 5 nm550 计算 那么在地球上用直径 D 500cm 的天文望远镜恰好能分辨月球表面相距为 米的两点 6 一束光垂直入射在偏振片 P 上 以入射光线为轴转动 P 观察通过 P 的光强度变化过程 若入射光 是 则将看到光强度不变 若入射光是 则将看到明暗交替变化 有时出现全暗 若入射光是 则将看到明暗交替变化 但不出现全暗 7 光的偏振现象表明 光是 波 在光波中 引起感光作用的主要是 所以 一般把矢量 称为光矢量 i0 1 2 选择题 7 图 8 如果从一平静的水面反射出来的太阳光是完全偏振的 水的折 射率为 1 33 则太阳的仰角 如图所示 大致等于 反 射 光 中 的 仰角 太阳 E矢 量 的 方 向 应 填空题 8 图 11 三 计算和作图题三 计算和作图题 1 用钠光 nm3 589 1 垂直照射到某光栅上 测得第三级光谱的衍射角为 60 1 若换用另一光源测得第二级光谱的衍射角为 30 求后一光源发出的波长 2 若以白光 400nm 760nm 照射在该光栅上 求第二级光谱的张角 2 波长nm600 的单色光垂直入射到一光栅上 测得第二级主极大的衍射角为 30 且第三级是缺级 光栅常量等于多少 ba 透光缝可能的最小宽度等于多少 a 在选定了上述和之后 求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次 ba a 3 在两个偏振化方向相互垂直的偏振片和之间放置另一个偏振片 以恒定角速度 1 P 3 P 2 P 2 P 绕沿光 传播方向的轴旋转 设入射的自然光强度为 求证 入射光通过这一组偏振片后 任一时刻的透射 光强度 0 I tII 2sin8 2 0 设0 t时 偏振片与 1的偏振化方向之间的夹角为零 2 PP 4 如图所示的情况中 以自然光或线偏振光入射到界面时 折射光和反射光各是什么性质的光 在图 中的折射光线和反射光线上 用点和短线把光矢量振动方向表示出来 图中 0210 arctaniini i i i io io io 计算和作图题 4 图 12 第 15 章 量子物理 1 专业 学号 姓名 日期 一 选择题 1 关于普朗克量子假说 下列表述正确的是 A 空腔振子的能量是非量子化的 B 振子发射或吸收能量是量子化的 C 辐射的能量等于振子的能量 D 各振子具有相同的能量 2 某单色光照射一金属时不能产生光电效应 则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是 A 增大光的强度 B 延长光照时间 C 换用频率较高的光照射 D 换用波长较短的光照射 3 用光照射某种金属 有光电子从金属表面逸出 如果换一种频率更大的光照射该金属 但光的强度 减弱 则 A 单位时间内逸出的光电子数减少 光电子的最大初动能减小 B 单位时间内逸出的光电子数增多 光电子的最大初动能减小 C 单位时间内逸出的光电子数减少 光电子的最大初动能增大 D 单位时间内逸出的光电子数增多 光电子的最大初动能增大 4 当单色光照射到金属表面产生光电效应时 已知此金属的逸出电势为U0 则这种单色光的波长 至 少应为 A 0 eU hc B 0 eU hc C hc eU0 D hc eU0 5 为了观察康普顿效应 入射光可用 A 可见光 B 红外光 C X 射线 D 宇宙射线 6 关于光的波粒二象性 下列理解正确的是 A 当光子静止时有粒子性 光子传播时有波动性 B 光是一种宏观粒子 但它按波动方式传播 C 光子在空间各点出现的可能性 概率 大小可以用波动规律来描述 D 大量光子出现的时候表现为粒子性 个别光子出现的时候表现为波动性 7 按照玻尔理论 下列关于氢原子的论述正确的是 A 第 m 个定态和第 n 个定态的轨道半径和之比为 m r n r 22 nmrr nm B 第 m 个定态和第 n 个定态的能量和之比为 m E n E 22 nmEE nm C 电子沿某一轨道绕核运动 若其圆周运动的频率是 则其发光频率也是 D 若氢原子处于能量为 E 的定态 则其发光频率为 h E 二 填空题 1 如果入射光的波长从 400 nm 变到 300 nm 则从金属表面发射的光电子的遏止电压将增大 V 2 钨的红限频率为 1 3 1015 Hz 用波长为 180 nm的紫外光照射时 从其表面上逸出的电子能量 为 3 如右图所示 一频率为 的入射光子与起始静止的自由电子发 生 碰 撞和散射 如果散射光子的频率为 反冲电子的动量为 p 则在 与 入 射 光 子 平 行 的 方 向 上 的 动 量 守 恒 定 律 的 分 量 形 式 为 4 在康普顿散射中 如果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 倍 5 氢原子的部分能级跃迁示意如右图所示 在这些能级跃迁中 1 从 n 的能级跃迁到 n 的能级时发射的光 子 的 波长最短 散射光子 反冲电子e 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 2 n 1 n 4 n 3 n 6 处于基态的一群氢原子受某种单色光照射时 只发射频率为 1 2 3 三种单色光 且 321 则照射光的频率 7 若一氢原子发射能量为 1 16 3 E 的光子后处于比基态能量高出 1 4 3 E 的激发态 则该氢原子发射光子 前后处于的能量状态分别为 1 n 能级和 2 n能级 8 根据玻尔量子理论 氢原子中电子处于第一轨道上运动的速度与处在第三轨道上运动的速度大小之 比为 13 三 计算题 1 频率为 的一束光以入射角 i 照射在平面镜上并完全反射 设光束单位体积中的光子数为 n 求 1 每一光子的能量 动量和质量 2 光束对平面镜的光压 压强 2 波长为 的单色光照射某种金属 M 表面发生光电效应 发射的光电子 电荷量绝对值为 e 质量为 m 经狭缝 S 后垂直进入磁感应强度为B v 的均匀磁场 如右图所示 今已测出电子在该磁场中作圆周运动的 最大半径为 R 求 1 金属材料的逸出功 2 遏止电势差 3 在一次康普顿散射实验中 若用波长 0 0 1 nm 的光子作为入射源 试问 1 散射角的康普顿散射波长是多少 o 45 2 分配给这个反冲电子的动能有多大 4 用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子 观察到了一定数目的光谱线 调高电子的 能量再次进行观测 发现光谱线的数目比原来增加了 5 条 求两次观测中最高激发态的量子数之差n 和调高后电子的能量 E 范围 B v e s M 14 第 15 章 量子物理 2 专业 学号 姓名 日期 一 选择题 1 如果两种不同质量的粒子 其德布罗意波长相同 则这两种粒子的 A 动量相同 B 能量相同 C 速度相同 D 动能相同 2 若 粒子在磁感应强度为 B 的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 A eRB h 2 B eRB h C eRB2 1 D eRBh 1 3 设