中国矿业大学物理期末试题.docx
中国矿业大学20092010学年第 二 学期大学物理B试卷（B卷）考试时间：120分钟考试方式：闭卷 适用：09级统考（80学时）学院：班级:学号:姓名:题号选择题填空题计算题总分1- 1011- 161718192021得分阅卷人一、选择题（共30分）1 .（本题3分）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U。，则球 外离球心距离为r处的电场强度的大小为（A）.（B）山（C）哗.。）出1rRrr2 .（本题3分）已知一螺绕环的自感系数为L若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管，则两个半环螺线管的自感系数1 11（A）都等于-L .（B）有一个大于_L L,另一个小于-L .2 2211（都大于L.（D）都小于_L L.1C一3 .（本题3分）一简谐振动曲线如图所示则振动周期是(B) 2.40 s.(A) 2.62 s.(C) 2.20 s.(D) 2.00 s.14 .（本题3分）一弹簧振子作简谐振动，当位移为振幅的一半时，其动能为总能量的(B) 1/2.(C) 1/. 2 .(A) 1/4.(D) 3/4.(E)3/2.5.(本题3分)一单色平行光束垂直照射在宽度为1.0 mm的单缝上，在缝后放一 焦距为2.0 m的会聚透镜.已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.0 mm,贝U入射光波长约为(1nm=109m)(A) 100 nm(B) 400 nm(C) 500 nm(D) 600 nm6 .(本题3分)一束光强为I。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) 1o /4、2.(B) lo/4.(C) lo/2.(D) .2 1o/2.7 .(本题3分)若 粒子(电荷为2e)在磁感应强度为B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) h/(2eRB).(B) h/(eRB).(C) 1/(2eRBh).(D) 1/(eRBh).8 .(本题3分)根据玻尔的理论，氢原子在n =5轨道上的动量矩与在第一激发态的 轨道动量矩之比为(A)5/4. (B)5/3.(C) 5/2.(D)5. 9 .(本题3分)宇宙飞船相对于地面以速度v作匀速直线飞行，某一时刻飞船头 部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过t (飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为(c表示真空中光速)(A) c t(B) v t(D)ct.1 (v/c)210 .(本题3分)根据相对论力学，动能为0.25 MeV的电子，其运动速度约等于(A) 0.1c(B) 0.5 c(C) 0.75 c(D) 0.85 c、填空题（共20分）11 .（本题4分）点电荷qi、q2、cp和q4在真空中的分布 如图所示图中S为闭合曲面，则通过该闭合曲面的电场强度通量sE d S = 式中的E是点电荷 闭合曲面上任一点产生的场强的矢量和.12 .（本题3分）一长直载流导线，沿空间直角坐标Oy轴放置，电流沿y正向.在原点0处取一电流元Idl,则该电流元在（a, 0, 0）点处的磁感强度的大小13 .（本题3分）如图，半圆形线圈（半径为R）通有电流I.线圈处在与线圈平面平行向右的均匀磁场B中.线圈所受磁力矩的大小为把线圈绕00/轴转过角度时，磁力矩恰为零.14 .（本题4分）一质点沿x轴作简谐振动，振动范围的中心点为x轴的原点. 已知周期为T,振幅为A.（1）若t = 0时质点过x = 0处且朝x轴正方向运动，则振动方程为1 k若t = 时质点处于X齐处且向X轴负方向运动，则振动方程为15 .（本题3分）用波长为的单色光垂直照射折射率为n2的劈形膜（如图）图中 各部分折射率的关系是mvnzVm.观察反射光的干涉条纹，从5条暗条纹劈形膜顶开始向右数第中心所对应的厚度e=.16 .（本题3分）当波长为3000 ?的光照射在某金属表面时，光电子的能量范围从0到4.0 X 10一心.在作上述光电效应实验时遏止电压为|Ua|HzV;此金属的红限频率o =（普朗克常量 h =6.63X10-34J-s；基本电荷 e=1.60x 100三、计算题（共50分）17、（本题10分）一环形薄片由细绳悬吊着，环的外半径为R,内半径为R/2,并 有 电荷Q均匀分布在环面上.细绳长3R,也有电荷Q均匀分布在绳上，如图所 示,试求圆环中心O处的电场强度（圆环中心在细绳延长线上）.18、（本题10分）图示为一个均匀带电的球层，其电荷体密度为 ，球层内表面半 径为Ri,外表面半径为R2.设无穷远处为电势零点，求空腔内任一点的电势.19、（本题10分）载有电流的I长直导线附近，放一导体半圆环MeN与长直导 线 共面，且端点MN的连线与长直导线垂直半圆环的半径为b,环心0与导线 相距a设 半圆环以速度v平行导线平移，求半圆环内感应电动势的大小和方向 以及MN两端的电压Um Un .20、（本题10分）设入射波的表达式为Acos2 （-*）,在x = 0处发生反 射，反 射点为一固定端.设反射时无能量损失，求：（1）反射波的表达式；（2）合成的驻 波的表达式；（3）波腹和波节的位置.21、(本题10分)一双缝，缝距d=0.40mm,两缝宽度都是a=0.080 mm,用波长为 =480 nm (1 nm = 10m)的平行光垂直照射双缝，在双缝后放一焦距f =2.0 m的透镜 求：(1)在透镜焦平面处的屏上，双缝干涉条纹的间距I; (2)在单缝衍 射中央亮纹 范围内的双缝干涉亮纹数目N和相应的级数.中国矿业大学20092010学年第二学期大学物理b试卷出卷）解答、选择题（共30分）C, D, B, D, C, B, A, C, A, C,、填空题（共20分）1 1 口2 口40 、qi> q2> q3> q412 ddl、4 a2、 平行z轴负向13 -r2,b、在图面中向上n (n = 1, 2,14 Acos(2Tt、 Acos(2Tt15、4n216 2.5、4.0X1014三、计算题(共50分)17、解：先计算细绳上的电荷在O点产生的场强选细绳顶端作坐标原点轴 O, x 向下为正.在x处取一电荷元dq = dx = Qdx/(3R)它在环心处的场强为dEi dg4 o 4R x 2QdxoR 2整个细绳上的电荷在环心处的场强Q 3RdxQ日 12 R。,R X 216一 R2圆环上的电荷分布对环心对称，它在环心处的场强E2=0在此，合场强E-Bi-=16 oR2方向竖直向下.18、解：由高斯定理可知空腔内E= 0,故带电球层的空腔是等势区，各点电势均为U.2分在球层内取半径为r-r+ dr的薄球层其电荷为dq =4 r2drrdr/o22rdr R； R；该薄层电荷在球心处产生的电势为dll dq/ 4 or整个带电球层在球心处产生的电势为 R 2UodUooR,因为空腔内为等势区所以空腔内任一点的电势U为2 2U UoR2 Ri2 分2o19、解：动生电动势MeN（V B） d I为计算简单，可引入一条辅助线MeNM,闭合回路总电动势MN,构成闭合回路总 MeN NM 0MeNNMMNa bImn (v B) dlv 2 dxMNab 2 Xo<va bIn2a b负号表示MN的方向与X轴相反.MeNIIIIUMUNolvaIn2aMN, 方向NM blv ,a b_ In2 a b20、解：（1）反射点是固定端，所以反射有相位突变，且反射波振幅为A,因此反射波的表达式为72 Acos2 （x/（2）驻波的表达式是y y. y22ACOS(2 X/1(3)波腹位置：2x/-211X(n),22波节位置：2 /1 x/ n2t/T)1 1)cos(2 t/T2 2n ,n = 1,2, 3, 4,123分3分2分2分1x n , n = 1,2, 3, 4, 221、解：双缝干涉条纹：第k级亮纹条件：d sin =k第k级亮条纹位置:xk=ftg fsin kf / d相邻两亮纹的间距:x = xk+i xk=(k+ 1)f/d kf / d=f / d=2.4X 1 Of m=2.4 mm5 分单缝衍射第一暗纹：a sin 1 =单缝衍射中央亮纹半宽度：xo = ftgr fsimf/a= 12 mmxo/ x =5 双缝干涉第土 5极主级大缺级.3分 在单缝衍射中央亮纹范围内，双缝干涉亮纹数目N = 91分分别为k = 0, 土 1, 2, 3, 4级亮纹1分
