2013-2014(1)B 普通物理学(2)试卷与答案.pdf

试题编号 重庆邮电大学2013 2014学年第一学期 普通物理学 2 课程试卷 期末 B 卷 闭卷 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 总 分 得 分 评卷人 一 选择题 本大题共 10 小题 每小题 4 分 选择 1 分 回答理由 3 分 共 40 分 1 如图所示 均匀电场E平行于半径为a的半球面轴线 则通过此半球面的电通量为 C A 2 4 a E B 2 2 a E C 2 a E D 0 2 真空中均匀带电的球面与球体 若它们的半径和电量都相等 则它们的静电能 B A 一定相等 B 球体的静电能大于球面的静电能 C 球体的静电能小于球面的静电能 D 上述答案都不对 3 一平行板电容器充电后仍与电源连接 若用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大 则极 板上的电荷 Q 电场强度的大小 E 和电场能量 W 将 B A Q 增大 E 增大 W 增大 B Q 减小 E 减小 W 减小 C Q 增大 E 减小 W 增大 D Q 增大 E 增大 W 减小 4 在一个平面内 有两条无限长垂直交叉但相互绝缘的导线 流过每条导线的电流相等 方向如图所示 则哪个区域中有些点的磁感应强度可能为零 D E a A 仅在象限 1 B 仅在象限 2 C 仅在象限 1 3 D 仅在象限 2 4 5 两个平行放置的圆环形导体 L R 当两环中的电流 C 时两环彼此相斥 A 都沿顺时针方向 B 都沿反时针方向 C 方向相反 D 无法判断 6 下列说法中正确的是 C A 变化的电场所产生的磁场一定也变化 B 变化的磁场所产生的电场一定也变化 C 变化的电场所产生的磁场不一定变化 D 有电流处就有磁场 无电流处就无磁场 7 在双缝干涉实验中 两条缝的宽度原来是相等的 若其中一缝的宽度略变窄 缝中心位 置不变 则 C A 干涉条纹的间距变宽 B 干涉条纹的间距变窄 C 干涉条纹的间距不变 但原极小处的强度不再为零 D 不再发生干涉现象 8 若把牛顿环装置 都是用折射率为 1 52 的玻璃制成的 由空气搬入折射率为 1 33 的水中 则干涉条纹 C A 中心暗斑变成亮斑 B 变疏 C 变密 D 间距不变 9 在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中 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 C 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 10 一束自然光自空气射向一块平板玻璃 当入射角等于布儒斯特角时 则在界面 2 的反射 光 B 屏幕 f L 单缝 A 光强为零 B 完全偏振光 且光矢量振动方向垂直于入射面 C 完全偏振光 且光矢量振动方向平行于入射面 D 部分偏振光 二 计算题 本大题共 8 小题 共 60 分 1 8分 半径为 1 R和 2 R 2 R 1 R 的两无限长同轴圆柱面 单位长度上分别带有电量 和 试求 1 空间的场强分布 2 两筒间的电势差 解 1 高斯定理 0 d q SE s 取同轴圆柱形高斯面 侧面积rlS 2 则 rlESE S 2d 对 1 Rr 0 0 Eq 21 RrR 0 q 0 E 2 电势差为 2 01 2 R ln R 2 8 分 已知长直螺线管通有电流 I 且单位长度密绕的线圈匝数为 n 请利用安培环路 定理求解空间中的磁场分布 解 选择矩形回路横跨螺线管内外 由安培环路定理可知 0 d s BlI 即 0 B ln lI 故磁场为 0 BnI 3 8 分 两段导线 ab bc 10cm 在 b 处相接成 300角 若使导线在匀强磁场中以速率 v 1 5m s 运动 方向如图所示 磁场方向垂直图面向内 B 2 5 102高斯 问 ac 间的电势差是多少 哪一端电位高 解 l dBvl dBvl dEU b c c a a c sac B a b c V 300 109 1sin 2 3 V l vB 负号表明 C 端电位高 4 8 分 如图所示 均匀磁场B 限定在半径为R的无限长圆柱体内 并以0 B t 的恒定 变化率增加 试求放在图示位置长为2R的金属棒 AC 上的感生电动势 解 oabdo dB S dt oabdooabobd SSS 2 131 2226 RRR 22 3 412 dB RR dt ac 方向 5 6 分 在制作珠宝时 为了使人造水晶 n 1 5 具有强反射本领 就在其表面镀一层一 氧化硅 n 2 0 要使波长为 560nm 的光强烈反射 这镀层至少应多厚 解 由于在一氧化硅 空气界面反射时有相位突变 所以反射光加强的条件是 2 2 knd k 1 时 有最小厚度 nmm n dm70100 7 0 24 10560 4 8 9 6 6 分 用波长 500 nm 的单色光垂直照射在由两块玻璃板 一端刚好接触成为劈棱 构 成的空气劈形膜上 已知劈尖角 2 10 4 rad 如果劈形膜内充满折射率为 1 40 的液体 求从 劈棱数起第五个明条纹在充入液体前后移动的距离 解 设第五个明纹处膜厚为 e 则有 2ne 2 5 设该处至劈棱的距离为 l 则有近似关系 e l 由上两式得 2n l 9 2 l 9 4n 充入液体前第五个明纹位置 l1 9 4 充入液体后第五个明纹位置 l2 9 4n 充入液体前后第五个明纹移动的距离 l l1 l2 9 1 1 n 4 1 61 mm 7 10 分 波长 600nm 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 求解 1 光栅常数 a b 等于多少 2 透光缝可能的最小宽度 a 等于多少 3 在选定了上述 a b 和 a 之后 求在衍射角 2 1 2 1 范围内可能观察到的全部主 极大的级次 解 1 由光栅衍射主极大公式得 a b sin k 2 4 10 4 cm 2 若第三级不缺级 则由光栅公式得 3sin ba 由于第三级缺级 则对应于最小可能的 a 方向应是单缝衍射第一级暗纹 两式比较 得 sina a a b 3 0 8 10 4 cm 3 kba sin 主极大 ka sin 单缝衍射极小 k 1 2 3 因此 k 3 6 9 缺级 又因为 4 max ab k 所以实际呈现 k 0 1 2 级明纹 8 6 分 一束线偏振光和自然光的混合光 当它通过一偏振片后 发现随偏振片的取向不 同 透射光的强度可变化四倍 求入射光束中两种光的强度各占入射光强度的百分之几 解 设自然光强为 I1 线偏振光强为 I2 则总光强为 I0 I1 I2 当光线通过偏振片时 线偏振光被吸收 最小光强为自然光强的一半 即 Imin I1 2 最大光强是线偏振光强与自然光