大学物理(下)试题2.ppt

一 选择题 共24分 1 本题3分 A 其动能改变 动量不变 B 其动能和动量都改变 C 其动能不变 动量改变 D 其动能 动量都不变 C 一运动电荷q 质量为m 以初速度进入均匀磁场中 若与磁场的方向夹角为 则 2 本题3分 两根很长很长的平行直导线 其间距离为d 与电源组成回路 如图 已知导线上的电流为I 两根导线的横截面的半径均为r0 设用L表示两导线回路单位长度的自感系数 则沿导线单位长度的空间内的总磁能Wm为 A B C D A I 3 本题3分 如图 用波长为 的单色光照射双缝干涉装置 若将一折射率为n 劈角为 的透明劈尖b插入光线2中 则当劈尖b缓慢向上移动时 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 C 4 本题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 若不考虑偏振片的反射和吸收 则穿过两个偏振片后的光强I为 B I0 4 C I0 2 B A D 5 本题3分 一束自然光自空气射向一块平板玻璃 如图 设入射角等于布儒斯特角i0 则在界面2的反射光 A 是自然光 B 是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面 C 是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面 D 是部分偏振光 B 6 本题3分 根据玻尔理论 氢原子在n 5的轨道上的动量矩与在第一激发态的轨道动量矩之比为 A 5 2 B 5 3 C 5 4 D 5 A 7 本题3分 一个宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行 如果宇航员希望把这路径缩短为3光年 则他所乘的光箭相对于地球的速度应是 c表示真空中光速 A v 1 2 c B v 3 5 c C v 4 5 c D v 9 10 c C 8 在下面几种说法中 正确的说法是 A 波源不动时 波源的振动周期与波动的周期在数值上是不同的 B 波源振动的速度与波速相同 C 在波源方向上的任一质点振动相位总是比波源的相位滞后 按差值不大于 计 D 在波源方向上的任一质点振动相位总是比波源的相位超前 按差值不大于 计 C 9 本题3分 已知某单色光照射到一金属表面发生了光电效应 若此金属的逸出电势是U0 使电子从金属逸出需做功eU0 则此单色光的波长 必须满足 A 二 填空题 共36分 1 本题3分 将半径为R的无限大导体薄壁管 厚度忽略 沿轴向割去一宽度为h h R 的无限长狭缝后 再沿轴向均匀地流有电流 其面电流密度为i 如图 则管轴线上的磁感应强度的大小是 2 本题5分 设描述微观粒子运动的波函数为 则表示 须满足的条件是 t时刻在 x y z 处发现粒子的几率 2分 3 本题5分 四根辐条的金属轮子在均匀磁场中转动 转轴与平行 轮子和辐条都是导体 辐条长为R 轮子的转速n 则轮子中心a与边缘b之间的感应电动势为 电势最高点是在处 3分 a 2分 4 本题3分 有两个线圈 自感系数分别为L1和L2 已知L1 3mh L2 5mh 串联成一个后测得自感系数L 11mh 则两线圈的互感系数M 1 5mh L 2M L1 L2 5 本题5分 写出麦克斯韦方程组的积分形式 1分 1分 1分 2分 6 本题3分 若一双缝装置分别被折射率为n1和n2的两块厚度均为e的透明介质所遮盖 此时由双缝分别到屏上原中央极大所在处的两束光光程差 n2 n1 e或者 n1 n2 e均可 3分 7 本题3分 用 6000 的单色光垂直照射牛顿环装置时 从中央向外数第4个暗环对应的空气膜厚度为 m 1 2 在麦克耳逊干涉仪的一条光路中 插入一块折射率为n 厚度为d的透明薄片 插入这块薄片使这条光路的光程改变了 8 本题3分 2 n 1 d 2d 2 2k 1 2 d k 2 k 4 d 2 1 2 m 9 本题3分 惠更斯 菲涅耳原理的基本内容是波振面上各面积元所发出的子波在观察点P的决定了P点的合振动及光强 干涉 或答 相干叠加 10 本题3分 若硅用锑 5价元素 掺杂 则成为型半导体 请在所附的能带图中定性地画出施主能级或受主能级 n 1分 能级图见图 2分 11 一物体悬挂在弹簧上 在竖直方向上振动 其振动方程为y Asin t 其中A 均为常量 则 1 物体的速度与时间的函数关系为 2 物体的速度与坐标的函数关系为 三 计算题 共30分 1 本题10分 解 在真空中 电流由长直导线1沿底边ac方向经a点流入一电阻均匀分布的三角形线框 再由b点沿平行底边ac方向从三角形框流出 经长直导线2返回电源 如图 已知直导线的电流强度为I 三角形框的每一边长为l 求正三角形中心O点的磁感应强度 令 和分别代表长直导线1 2和三角形框的ac cb边及ab边在O点产生的磁感应强度 则 直线1和三角形框的各边到O的距离相等 用s表示这个距离 则s 由于电阻均匀分布 而且ab和ac cb并联 有 方向垂直图面向里 方向垂直图面向外 因此 3分 B的大小为 方向是垂直图面向里 1分 2 本题10分 解 设圆环半径为a 转动惯量为J 细导线横截面为A 在t时刻 圆环所围面积的法向与的方向夹角为 磁通量为 a2Bcos 2分 如图所示 一质量密度为 电导率为 的均匀细导线圆环 在磁感应强度为的均匀磁场中 绕着通过圆环直径的光滑轴旋转 已知t 0时 角速度为 0 圆环面与垂直 假设损耗的能量全部变成焦耳热 求它的角速度降低到初始值的1 e所需的时间 感应电动势为 1分 1分 能量损失的功率 P I2R a2B sin 2 R 1分 每旋转一圈能量损失的平均功率为 1分 1分 3 一平面简谐波沿x轴正向传播 其振幅和角频率分别为A和 波速为u 设t 0时的波形曲线如图所示 1 写出此波的表达式 2 求距O点分别为 8和3 8两处质点的振动方程 3 求距O点分别为 8和3 8两处质点在t 0时的振动速度 1 写出此波的表达式 解 以O点为坐标原点 由图可知 该点振动的初始条件为 2 求距O点分别为 8和3 8两处质点的振动方程 3 求距O点分别为 8和3 8两处质点在t 0时的振动速度 4 本题10分 一衍射光栅 每厘米有200条透光缝 每条透光缝宽为a 2 10 3cm 在光栅后放一焦距f 1m的凸透镜 现以 6000 的单色平行光垂直照射光栅 求 1 透光缝a的单缝衍射中央明条纹宽度为多少 2 在该宽度内 有几个光栅衍射主极大 解 光栅常数d a b 1 200cm 5 10 5m a 2 10 5m 所以 中央明纹的宽度为 x 2x 0 06m 1分 四 证明题 共10分 1 本题5分 取 2 所以共有0 1 2共5级主极大 2分 证明 由洛伦兹变换 在S 系的圆方程变换到S系后的方程为 2 本题5