中國(guó)礦業(yè)大學(xué)物理期末試題

1、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)20092010學(xué)年第 二 學(xué)期大學(xué)物理B試卷（B卷）考試時(shí)間：120分鐘考試方式：閉卷 適用：09級(jí)統(tǒng)考（80學(xué)時(shí)）學(xué)院：班級(jí):學(xué)號(hào):姓名:題號(hào)選擇題填空題計(jì)算題總分1- 1011- 161718192021得分閱卷人一、選擇題（共30分）1 .（本題3分）選無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，半徑為R的導(dǎo)體球帶電后，其電勢(shì)為U。，則球 外離球心距離為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為（A）.（B）山（C）嘩.。）出1rRrr2 .（本題3分）已知一螺繞環(huán)的自感系數(shù)為L(zhǎng)若將該螺繞環(huán)鋸成兩個(gè)半環(huán)式的螺線管，則兩個(gè)半環(huán)螺線管的自感系數(shù)1 11（A）都等于-L .（B）有一個(gè)大于_L L,另一個(gè)小于-L .2 2

2、211（都大于L.（D）都小于_L L.1C一3 .（本題3分）一簡(jiǎn)諧振動(dòng)曲線如圖所示則振動(dòng)周期是(B) 2.40 s.(A) 2.62 s.(C) 2.20 s.(D) 2.00 s.14 .（本題3分）一彈簧振子作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，當(dāng)位移為振幅的一半時(shí)，其動(dòng)能為總能量的(B) 1/2.(C) 1/. 2 .(A) 1/4.(D) 3/4.(E)3/2.5.(本題3分)一單色平行光束垂直照射在寬度為1.0 mm的單縫上，在縫后放一 焦距為2.0 m的會(huì)聚透鏡.已知位于透鏡焦平面處的屏幕上的中央明條紋寬度為2.0 mm,貝U入射光波長(zhǎng)約為(1nm=109m)(A) 100 nm(B) 400 nm(C

3、) 500 nm(D) 600 nm6 .(本題3分)一束光強(qiáng)為I。的自然光垂直穿過兩個(gè)偏振片，且此兩偏振片的偏振化 方向成45。角，則穿過兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)I為(A) 1o /4、2.(B) lo/4.(C) lo/2.(D) .2 1o/2.7 .(本題3分)若 粒子(電荷為2e)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B均勻磁場(chǎng)中沿半徑為R的圓 形軌道運(yùn)動(dòng)，則粒子的德布羅意波長(zhǎng)是(A) h/(2eRB).(B) h/(eRB).(C) 1/(2eRBh).(D) 1/(eRBh).8 .(本題3分)根據(jù)玻爾的理論，氫原子在n =5軌道上的動(dòng)量矩與在第一激發(fā)態(tài)的 軌道動(dòng)量矩之比為(A)5/4. (B)5/3.(C)

4、 5/2.(D)5. 9 .(本題3分)宇宙飛船相對(duì)于地面以速度v作勻速直線飛行，某一時(shí)刻飛船頭 部的宇航員向飛船尾部發(fā)出一個(gè)光訊號(hào)，經(jīng)過t (飛船上的鐘)時(shí)間后，被尾部的接收器收到，則由此可知飛船的固有長(zhǎng)度為(c表示真空中光速)(A) c t(B) v t(D)ct.1 (v/c)210 .(本題3分)根據(jù)相對(duì)論力學(xué)，動(dòng)能為0.25 MeV的電子，其運(yùn)動(dòng)速度約等于(A) 0.1c(B) 0.5 c(C) 0.75 c(D) 0.85 c、填空題（共20分）11 .（本題4分）點(diǎn)電荷qi、q2、cp和q4在真空中的分布 如圖所示圖中S為閉合曲面，則通過該閉合曲面的電場(chǎng)強(qiáng)度通量°sE

5、d S = 式中的E是點(diǎn)電荷 閉合曲面上任一點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和.12 .（本題3分）一長(zhǎng)直載流導(dǎo)線，沿空間直角坐標(biāo)Oy軸放置，電流沿y正向.在原點(diǎn)0處取一電流元Idl,則該電流元在（a, 0, 0）點(diǎn)處的磁感強(qiáng)度的大小13 .（本題3分）如圖，半圓形線圈（半徑為R）通有電流I.線圈處在與線圈平面平行向右的均勻磁場(chǎng)B中.線圈所受磁力矩的大小為把線圈繞00/軸轉(zhuǎn)過角度時(shí)，磁力矩恰為零.14 .（本題4分）一質(zhì)點(diǎn)沿x軸作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振動(dòng)范圍的中心點(diǎn)為x軸的原點(diǎn). 已知周期為T,振幅為A.（1）若t = 0時(shí)質(zhì)點(diǎn)過x = 0處且朝x軸正方向運(yùn)動(dòng)，則振動(dòng)方程為1 k若t = °時(shí)質(zhì)點(diǎn)處于X齊處

6、且向X軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則振動(dòng)方程為15 .（本題3分）用波長(zhǎng)為的單色光垂直照射折射率為n2的劈形膜（如圖）圖中 各部分折射率的關(guān)系是mvnzVm.觀察反射光的干涉條紋，從5條暗條紋劈形膜頂開始向右數(shù)第中心所對(duì)應(yīng)的厚度e=.16 .（本題3分）當(dāng)波長(zhǎng)為3000 ?的光照射在某金屬表面時(shí)，光電子的能量范圍從0到4.0 X 10一心.在作上述光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)遏止電壓為|Ua|HzV;此金屬的紅限頻率o =（普朗克常量 h =6.63X10-34J-s；基本電荷 e=1.60x 100三、計(jì)算題（共50分）17、（本題10分）一環(huán)形薄片由細(xì)繩懸吊著，環(huán)的外半徑為R,內(nèi)半徑為R/2,并 有 電荷Q均勻分布在

7、環(huán)面上.細(xì)繩長(zhǎng)3R,也有電荷Q均勻分布在繩上，如圖所 示,試求圓環(huán)中心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度（圓環(huán)中心在細(xì)繩延長(zhǎng)線上）.18、（本題10分）圖示為一個(gè)均勻帶電的球?qū)?，其電荷體密度為 ，球?qū)觾?nèi)表面半 徑為Ri,外表面半徑為R2.設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，求空腔內(nèi)任一點(diǎn)的電勢(shì).19、（本題10分）載有電流的I長(zhǎng)直導(dǎo)線附近，放一導(dǎo)體半圓環(huán)MeN與長(zhǎng)直導(dǎo) 線 共面，且端點(diǎn)MN的連線與長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直半圓環(huán)的半徑為b,環(huán)心0與導(dǎo)線 相距a設(shè) 半圓環(huán)以速度v平行導(dǎo)線平移，求半圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向 以及MN兩端的電壓Um Un .20、（本題10分）設(shè)入射波的表達(dá)式為Acos2 （-*）,在x = 0處發(fā)生反 射，

8、反 射點(diǎn)為一固定端.設(shè)反射時(shí)無能量損失，求：（1）反射波的表達(dá)式；（2）合成的駐 波的表達(dá)式；（3）波腹和波節(jié)的位置.21、(本題10分)一雙縫，縫距d=0.40mm,兩縫寬度都是a=0.080 mm,用波長(zhǎng)為 =480 nm (1 nm = 10m)的平行光垂直照射雙縫，在雙縫后放一焦距f =2.0 m的透鏡 求：(1)在透鏡焦平面處的屏上，雙縫干涉條紋的間距I; (2)在單縫衍 射中央亮紋 范圍內(nèi)的雙縫干涉亮紋數(shù)目N和相應(yīng)的級(jí)數(shù).中國(guó)礦業(yè)大學(xué)20092010學(xué)年第二學(xué)期大學(xué)物理b試卷出卷）解答、選擇題（共30分）C, D, B, D, C, B, A, C, A, C,、填空題（共20分）

9、1 1 口2 口40 、qi> q2> q3> q412 ddl、4 a2、 平行z軸負(fù)向13 -r2,b、在圖面中向上n (n = 1, 2,14 Acos(2Tt、 Acos(2Tt15、4n216 2.5、4.0X1014三、計(jì)算題(共50分)17、解：先計(jì)算細(xì)繩上的電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)選細(xì)繩頂端作坐標(biāo)原點(diǎn)軸 O, x 向下為正.在x處取一電荷元dq = dx = Qdx/(3R)它在環(huán)心處的場(chǎng)強(qiáng)為dEi dg4 o 4R x 2QdxoR 2整個(gè)細(xì)繩上的電荷在環(huán)心處的場(chǎng)強(qiáng)Q 3RdxQ日 12 °R。,R X 216一 °R2圓環(huán)上的電荷分布對(duì)環(huán)心

10、對(duì)稱，它在環(huán)心處的場(chǎng)強(qiáng)E2=0在此，合場(chǎng)強(qiáng)E-Bi-=16 oR2方向豎直向下.18、解：由高斯定理可知空腔內(nèi)E= 0,故帶電球?qū)拥目涨皇堑葎?shì)區(qū)，各點(diǎn)電勢(shì)均為U.2分在球?qū)觾?nèi)取半徑為r-r+ dr的薄球?qū)悠潆姾蔀閐q =4 r2drrdr/o22rdr R； R；該薄層電荷在球心處產(chǎn)生的電勢(shì)為dll dq/ 4 or整個(gè)帶電球?qū)釉谇蛐奶幃a(chǎn)生的電勢(shì)為 R 2UodUooR,因?yàn)榭涨粌?nèi)為等勢(shì)區(qū)所以空腔內(nèi)任一點(diǎn)的電勢(shì)U為2 2U UoR2 Ri2 分2o19、解：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)MeN（V B） d I為計(jì)算簡(jiǎn)單，可引入一條輔助線MeNM,閉合回路總電動(dòng)勢(shì)MN,構(gòu)成閉合回路總 MeN NM 0MeNNMM

11、Na bImn (v B) dlv 2 dxMNab 2 Xo<va bIn2a b負(fù)號(hào)表示MN的方向與X軸相反.MeNIIIIUMUNolvaIn2aMN, 方向NM b°lv ,a b_ In2 a b20、解：（1）反射點(diǎn)是固定端，所以反射有相位突變，且反射波振幅為A,因此反射波的表達(dá)式為72 Acos2 （x/（2）駐波的表達(dá)式是y y. y22ACOS(2 X/1(3)波腹位置：2x/-211X(n),22波節(jié)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：雙縫干涉條紋：第k級(jí)亮紋條件：d sin =k第k級(jí)亮條紋位置:xk=ftg fsin kf / d相鄰兩亮紋的間距:x = xk+i xk=(k+ 1)f/d kf / d=f / d