河南理工大学历年大学物理试卷及答案

河南理工大学 20092010 学年第 1 学期专业班级： 姓名： 学号： 密封线大学物理试卷（A卷）总得分核分人复查人考试方式本试卷考试分数占学生总评成绩比例80 %闭卷 各位监考老师和考生请注意：1本试卷的选择题答案涂在答题卡上；答题卡上的准考证号为学号的后9位，试卷类型涂A 。2考试结束后，请监考老师把答题卡和试卷按学号从小到大的顺序排好，答题卡装在答题卡袋内和试卷一齐送交教务处负责考试人员。3考试结束30 分钟内各班班长把大学物理单元自测收齐送到理化系物理教研室。分 数18 得 分阅卷人一、填空题（每小题3分） 1沿着弯成直角的无限长直导线，流有电流在直角所决定的平面内，距两段导线的距离都是处的磁感应强度 1.71T 。（）2半径为R的金属圆板在均匀磁场中以角速度绕中心轴旋转，均匀磁场的方向平行于转轴，如图这时板中由中心至边缘上一点的感应电动势的大小为_ _。3磁场中某点处的磁感强度为，一电子以速度 (SI)通过该点，则作用于该电子上的磁场力为_0.8010-13 (N) _(基本电荷e=1.610-19C)4图示一平面简谐波在时刻的波形图，波的振幅为，周期为，则图中点处质点的振动方程为_ (SI) _5某单色光垂直入射到一个每毫米有800 条刻线的光栅上，如果第一级谱线的衍射角为30，则入射光的波长应为_6250(或625 nm) _6在光电效应中，当频率为Hz的单色光照射在逸出功为eV的金属表面时，金属中逸出的光电子的最大速率为_ _(普朗克常量，电子质量)。二、计算题 （每小题11分） 分 数22得 分阅卷人 1一无限长圆柱形铜导体(磁导率m0)，半径为R，通有均匀分布的电流I今取一矩形平面S (长为1 m，宽为2 R)，位置如右图中画斜线部分所示，求通过该矩形平面的磁通量。 解：在圆柱体内部与导体中心轴线相距为r处的磁感强度的大小，由安培环路定律可得： 2分因而，穿过导体内画斜线部分平面的磁通F1为 3分在圆形导体外，与导体中心轴线相距r处的磁感强度大小为 2分因而，穿过导体外画斜线部分平面的磁通F2为 3分穿过整个矩形平面的磁通量 1分2一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波长的光，l1=440 nm，l2=660 nm (1 nm = 10-9 m)实验发现，两种波长的谱线(不计中央明纹)第二次重合于衍射角j=60的方向上求此光栅的光栅常数d解：由光栅衍射主极大公式得 4分当两谱线重合时有 j1= j2 1分即 2分两谱线第二次重合即是 ， k1=6， k2=4 2分由光栅公式可知d sin60=6l1 =3.0510-3 mm 2分分 数60得 分阅卷人阅卷机三、选择题 (每小题3分） 1如图，边长为的正方形的四个角上固定有四个电量均为的点电荷。此正方形以角速度绕轴旋转时，在中心点产生的磁感应强度大小为；此正方形同样以角速度绕过点垂直于正方形平面的轴旋转时，在点产生的磁感应强度的大小为，则与间的关系为(A) (B) 2 (C) (D) 2如图所示带负电的粒子束垂直地射入两磁铁之间的水平磁场，则：(A)粒子向极移动 (B)粒子向极移动 (C)粒子向上偏转 (D)粒子向下偏转 3关于稳恒磁场的磁场强度的下列几种说法中哪个是正确的?(A)仅与传导电流有关；(B)若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的必为零；(C)若闭合曲线上各点均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零；(D)以闭合曲线L为边缘的任意曲面的通量均相等 4如图所示，一矩形线圈，以匀速自无场区平移进入均匀磁场区，又平移穿出在(A)、 (B)、(C)、(D)各曲线中哪种符合线圈中的电流随时间的变化关系(逆时针指向定为电流正方向，且不计线圈的自感)? 5如图，导体棒AB在均匀磁场中绕通过C点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴转动(角速度与同方向)，BC的长度为棒长的则 (A)A点比B点电势高 (B)A点与B点电势相等 (C)A点比B点电势低 (D)有稳恒电流从A点流向B点 密封线6真空中一根无限长直细导线上通有电流强度为的电流，则距导线垂直距离为的空间某点处的磁能密度为(A) (B) （C） （D） 7在圆柱形空间内有一磁感强度为的均匀磁场，如图所示，的大小以速率dB/dt变化有一长度为l0的金属棒先后放在磁场的两个不同位置1(ab)和2(ab)，则金属棒在这两个位置时棒内的感应电动势的大小关系为 (A) 0 (B) (C) (D) 8在匀强磁场中，有两个平面线圈，其面积A1 = 2 A2，通有电流I1 = 2 I2，它们所受的最大磁力矩之比M1 / M2等于 (A) 4 (B) 2 (C) 1 (D) 1/4 9对于单匝线圈取自感系数的定义式为L =F /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) 变大，与电流成反比关系 (B) 变大，但与电流不成反比关系 (C) 变小 (D) 不变 10一质点作简谐振动，周期为，当它由平衡位置向轴正方向运动时，从二分之一最大位移处到最大位移处这段路程所需要的时间为：(A) (B) (C) (D) x t O A/2 -A x1x2 11图中所画的是两个简谐振动的振动曲线若这两个简谐振动可叠加，则合成的余弦振动的初相为 (A) (B) (C) (D) 0 12一列机械横波在时刻的波形曲线如图所示，则该时刻能量为最大值的媒质质元的位置是：(A) (B) (C) (D) 13一沿x轴负方向传播的平面简谐波在t = 2 s时的波形曲线如图所示，则原点O的振动方程为 (A) ， (SI) (B) ， (SI) (C) ， (SI) (D) ， (SI) 14如图所示，波长为的平行单色光垂直入射在折射率为的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉若薄膜厚度为，而且，则两束反射光在相遇点的位相差为(A) (B) (C) (D) 密封线15某元素的特征光谱中含有波长分别为nm和nm()的光谱线在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处的谱线的级数将是(A)2，3，4，5 (B)2，5，8，11(C)2，4，6，8 (D)3，6，9，12 16使一光强为的平面偏振光先后通过两个偏振片P1 和P2，P1 和P2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是和，则通过这两个偏振片后的光强是(A) (B)0 (C) (D) 17如图，S1、S2是两个相干光源，它们到P点的距离分别为r1和r2路径S1P垂直穿过一块厚度为t1，折射率为n1的介质板，路径S2P垂直穿过厚度为t2，折射率为n2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 (A) (B) (C) (D) 18一束波长为l的平行单色光垂直入射到一单缝AB上，装置如图在屏幕D上形成衍射图样，如果P是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置，则的长度为 (A) l / 2 (B) l (C) 3l / 2 (D) 2l 19如图所示，一束动量为的电子，通过缝宽为的狭缝，在距离狭缝为处放置一荧光屏，屏上衍射图样中央最大的宽度等于(A) (B) (C) (D) 20下列各组量子数中，哪一组可以描述原子中电子的状态？ (A) n = 2，l = 2，ml = 0， (B) n = 3，l = 1，ml =-1， (C) n = 1，l = 2，ml = 1， (D) n = 1，l = 0，ml = 1， 三、选择题（每小题3分共60分）.C 2.C 3. C 4. D 5. A 6. B 7. B 8. A 9.D 10. C 11.B 12. B 13. C 14.A 15.D 16. C 17.B 18.B 19.D 20.B河南理工大学 20102011 学年第 1 学期专业班级： 姓名： 学号： 密封线大学物理试卷（A卷）总得分核分人复查人考试方式本试卷考试分数占学生总评成绩比例80 %闭卷 各位监考老师和考生请注意：1本试卷的选择题答案涂在答题卡上；答题卡上的准考证号为学号的后9位，试卷类型涂A 。2考试结束后，请监考老师把答题卡和试卷按学号从小到大的顺序排好，答题卡装在答题卡袋内和试卷一齐送交教务处负责考试人员。3考试结束后各班班长把大学物理单元自测收齐送到理化系物理教研室。分 数18 得 分阅卷人一、填空题（每小题3分） 1一自感线圈中，电流强度在 0.002 s内均匀地由10 A增加到12 A，此过程中线圈内自感电动势为 400 V，则线圈的自感系数为L =_填空题2 图2在同一平面上有两个同心的圆线圈，大圆半径为R，通有电流I1，小圆半径为r，通有电流I2 (如图)，则小线圈所受的磁力矩为_填空题3 图3如图所示，一导线构成一正方形线圈然后对折，并使其平面垂直置于均匀磁场当线圈的一半不动，另一半以角速度w张开时(线圈边长为2l)，线圈中感应电动势的大小E _(设此时的张角为q，见图) 填空题4 图4一沿x轴正方向传播的平面简谐波，频率为n ，振幅为A，已知t = t0时刻的波形曲线如图所示，则x = 0 点的振动方程为：_ 填空题5 图5如图所示，波源S1和S2发出的波在P点相遇，P点距波源S1和S2的距离分别为 3l 和10 l / 3 ，l 为两列波在介质中的波长，若P点的合振幅总是极大值，波源S1 的相位比S2 的相位领先_6 一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0 mm若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为_mm(设水的折射率为4/3)二、计算题 分 数22得 分阅卷人1在真空中将一根细长导线弯成如图所示的形状(在同一平面内，由实线表示)，大圆弧BC的半径为R，小圆弧DE的半径为，求圆心O处的磁感强度的大小和方向 （本题10分） 2如图所示，一平面简谐波沿Ox轴正向传播，波速大小为u，若P处质点的振动方程为 ，求 (1) O处质点的振动方程； (2) 该波的波动表达式； （本题6分） 3 用波长为l600 nm (1 nm10-9 m)的光垂直照射由两块平玻璃板构成的空气劈形膜，劈尖角q210-4 rad改变劈尖角，相邻两明条纹间距缩小了Dl1.0 mm，求劈尖角的改变量Dq （本题6分） 分 数60得 分阅卷人阅卷机三、选择题 (每小题3分） 1边长为l的正方形线圈中通有电流I，此线圈在A点(见图)产生的磁感强度B为 (A) (B) (C) (D) 以上均不对 2如图所示的一细螺绕环，它由表面绝缘的导线在铁环上密绕而成，每厘米绕10匝当导线中的电流I为2.0 A时，测得铁环内的磁感应强度的大小B为1.0 T，则可求得铁环的相对磁导率mr为(真空磁导率m 0 =4p10-7 TmA-1) (A) 7.96102 (B) 3.98102 (C) 1.99102 (D) 63.3 3如图，流出纸面的电流为2I，流进纸面的电流为I，则下述各式中哪一个是正确的？ (A) (B) (C) (D) 4一矩形线框长为a宽为b，置于均匀磁场中，线框绕OO轴，以匀角速度w旋转(如图所示)设t =0时，线框平面处于纸面内，则任一时刻感应电动势的大小为 (A) w abB | cosw t | (B) 2abB | cosw t | (C) (D) w abB | sinw t | 5如图，无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内，若长直导线固定不动，则载流三角形线圈将 (A) 向着长直导线平移 (B) 离开长直导线平移 (C) 转动 (D) 不动 6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) 7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m1和m2设r1r2=12，m1m2=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L1L2与磁能之比Wm1Wm2分别为： (A) L1L2=11，Wm1Wm2 =11 (B) L1L2=12，Wm1Wm2 =11 (C) L1L2=12，Wm1Wm2 =12 (D) L1L2=21，Wm1Wm2 =21 8真空中两根很长的相距为2a的平行直导线与电源组成闭合回路如图已知导线中的电流为I，则在两导线正中间某点P处的磁能密度为 (A) . (B) . (C) (D) 0 . 9三条无限长直导线等距地并排安放，导线、分别载有1 A，2 A，3 A同方向的电流由于磁相互作用的结果，导线，单位长度上分别受力F1、F2和F3，如图所示则F1与F2的比值是： (A) 7/16 (B) 5/8 (C) 7/8 (D) 5/4 10图(a)、(b)、(c)为三个不同的简谐振动系统组成各系统的各弹簧的原长、各弹簧的劲度系数及重物质量均相同(a)、(b)、(c)三个振动系统的w2（w为固有角频率）值之比为 (A) 21 (B) 124 (C) 421 (D) 112 11一列机械横波在t时刻的波形曲线如图所示，则该时刻能量为最大值的媒质质元的位置是： (A) o，b，d，f (B) a，c，e，g (C) o，d (D) b，f 12.有两列沿相反方向传播的相干波，其表达式为 和 叠加后形成驻波，其波腹位置的坐标为： (A) x =kl (B) (C) (D) 其中的k = 0，1 2， 13一沿x轴负方向传播的平面简谐波在t = 2 s时的波形曲线如图所示，则原点O的振动方程为 (A) ， (SI) (B) ， (SI) (C) , (SI) (D) ， (SI) 14真空中波长为的单色光，在折射率为n的均匀透明媒质中，从A点沿某一路径传播到B点，路径的长度为lA、B两点光振动相位差记为Df，则 (A) l3 l / 2，Df3p (B) l3 l / (2n)，Df3np (C) l3 l / (2n)，Df3p (D) l3nl / 2，Df3n