大学物理下模拟1及答案.doc

模拟1及答案一 选择题（共21分）1（3分）电流由长直导线1沿平行bc边方向经过a点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框，由b点流出，经长直导线2沿cb延长线方向返回电源(如图)已知直导线上的电流为I，三角框的每一边长为l若载流导线1、2和三角框中的电流在三角框中心O点产生的磁感强度分别用、和表示，则O点的磁感强度大小 (A) B=0，因为B1 = B2 = B3 = 0 B) B=0，因为，B3= 0 (C) B0，因为虽然，但B30(D) B0，因为虽然B3= 0，但 2（3分）如图所示一电荷为q的点电荷，以匀角速度w作圆周运动，圆周的半径为R设t = 0 时q所在点的坐标为x0 = R，y0 = 0 ，以、分别表示x轴和y轴上的单位矢量，则圆心处O点的位移电流密度为：(A) (B) (C) (D) 3（3分）单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，如图所示，若薄膜的厚度为e，且n1n2n3，l1为入射光在n1中的波长，则两束反射光的光程差为 (A) 2n2e (B) 2n2 e - l1 / (2n1) (C) 2n2 e - n1 l1 / 2 (D) 2n2 e - n2 l1 / 2 4（3分）在迈克耳孙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l，则薄膜的厚度是 (A) l / 2 (B) l / (2n) (C) l / n (D) 5（3分）一束光强为I0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角，则穿过两个偏振片后的光强I为 (A) (B) I0 / 4 (C) I 0 / 2 (D) I0 / 2 6（3分）将波函数在空间各点的振幅同时增大D倍，则粒子在空间的分布概率将(A) 增大D2倍 (B) 增大2D倍 (C) 增大D倍 (（D） 不变 7（3分）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，) (B) (1，1，1，)(C) (2，1，2，) (D) (3，2，0，) 二 填空题（共21分）8（4分）长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成，两导体中有等值反向均匀电流I通过，其间充满磁导率为m的均匀磁介质介质中离中心轴距离为r的某点处的磁场强度的大小H=_，磁感强度的大小B=_9（5分）有两个长度相同，匝数相同，截面积不同的长直螺线管，通以相同大小的电流现在将小螺线管完全放入大螺线管里(两者轴线重合)，且使两者产生的磁场方向一致，则小螺线管内的磁能密度是原来的_倍；若使两螺线管产生的磁场方向相反，则小螺线管中的磁能密度为_(忽略边缘效应)10（3分）波长为l的平行单色光垂直照射到劈形膜上，劈形膜的折射率为n，在由反射光形成的干涉条纹中，第五条明条纹与第三条明条纹所对应的薄膜厚度之差为_11（3分）平行单色光垂直入射在缝宽为a=0.15 mm的单缝上缝后有焦距为f=400mm的凸透镜，在其焦平面上放置观察屏幕现测得屏幕上中央明条纹两侧的两个第三级暗纹之间的距离为8 mm，则入射光的波长为l=_12（3分）一束自然光从空气投射到玻璃表面上(空气折射率为1)，当折射角为30度时，反射光是完全偏振光，则此玻璃板的折射率等于_13（3分）在光学各向异性晶体内部有一确定的方向，沿这一方向寻常光和非常光的_相等，这一方向称为晶体的光轴只具有一个光轴方向的晶体称为_晶体三 计算题（共58分）14（10分）横截面为矩形的环形螺线管，圆环内外半径分别为R1和R2，芯子材料的磁导率为m，导线总匝数为N，绕得很密，若线圈通电流I，求 (1) 芯子中的B值和芯子截面的磁通量 (2) 在r R2处的B值 15（5分）通有电流的长直导线在一平面内被弯成如图形状，放于垂直进入纸面的均匀磁场中，求整个导线所受的安培力(R为已知)16（5分）一面积为S的单匝平面线圈，以恒定角速度w在磁感强度的均匀外磁场中转动，转轴与线圈共面且与垂直（ 为沿z轴的单位矢量）设t =0时线圈的正法向与同方向，求线圈中的感应电动势17（5分）在相距2r+l的平行长直载流导线中间放置一固定的字形支架，如图该支架由硬导线和一电阻串联而成且与载流导线在同一平面内两长直导线中电流的方向相反，大小均为I金属杆DE垂直嵌在支架两臂导线之间，以速度v在支架上滑动，求此时DE中的感应电动势18（10分）在双缝干涉实验中，波长l550 nm的单色平行光垂直入射到缝间距a210-4 m的双缝上，屏到双缝的距离D2 m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e6.610-5 m、折射率为n1.58的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？(1 nm = 10-9 m)19（5分）一束具有两种波长l1和l2的平行光垂直照射到一衍射光栅上，测得波长l1的第三级主极大衍射角和l2的第四级主极大衍射角均为30已知l1=560 nm (1 nm= 10-9 m)，试求:(1) 光栅常数ab (2) 波长l220（5分）以波长l = 410 nm (1 nm = 10-9 m)的单色光照射某一金属，产生的光电子的最大动能EK= 1.0 eV，求能使该金属产生光电效应的单色光的最大波长是多少？ (普朗克常量h =6.6310-34 Js)21（5分）试估计处于基态的氢原子被能量为 12.09 eV的光子激发时，其电子的轨道半径增加多少倍？22（8分）如图所示，一电子以初速度v 0 = 6.0106 m/s逆着场强方向飞入电场强度为E = 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l = 1 (飞行过程中，电子的质量认为不变，即为静止质量me=9.1110-31 kg；基本电荷e =1.6010-19 C；普朗克常量h =6.6310-34 Js)答案一 选择题1（D）2（D）3（C）4（D）5（B）6（D）7（D）二 填空题（共21分）8（4分）I / (2pr) 2分 mI / (2pr) 2分9（5分） 4 3分 0 2分10（3分）l / n 3分11（3分）500 nm(或510-4 mm) 3分12（3分） 3分13（3分）传播速度 2分单轴 1分三 计算题14（10分）解：(1) 在环内作半径为r的圆形回路, 由安培环路定理得 ， 3分在r处取微小截面dS = bdr, 通过此小截面的磁通量 穿过截面的磁通量 5分(2) 同样在环外( r R2 )作圆形回路, 由于 B = 0 2分15解：长直导线AC和BD受力大小相等,方向相反且在同一直线上，故合力为零现计算半圆部分受力，取电流元， 即 2分由于对称性 3分方向沿y轴正向16解： 2分 3分17解：取DE中点为坐标原点O在DE上距O为x处取线元dx，则dx处的磁场为 2分杆运动时杆上dx段切割磁力线其感应电动势为 整个杆上的感应电动势为 方向从D向E 3分18解：(1) Dx20 Dl / a 2分 0.11 m 2分 (2) 覆盖云玻璃后，零级明纹应满足 (n1)er1r2 2分设不盖玻璃片时，此点为第k级明纹，则应有 r2r1kl 2分所以 (n1)e = kl k(n1) e / l6.967 零级明纹移到原第7级明纹处 2分19解：(1) 由光栅衍射主极大公式得 3分 (2) nm 2分20解：设能使该金属产生光电效应的单色光最大波长为l0 由 可得 2分又按题意： 得 = 612 nm 3分21解：设激发态量子数为n, 根据玻尔理论： 对氢原子 E1 =13.6 eV (基态)， hn =12.09 eV En =1.51 eV 2分另