河南理工大学物理试卷

1

分 数 22 得 分

阅卷人

河南理工大学 2007～2008 学年第 1 学期

《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。

1．沿着弯成直角的无限长直导线，流有电流A 10=I ．在直角所决

定的平面内，距两段导线的距离都是cm 20=a 处的磁感应强度=B

?510- 。（270A N 104-?=πμ）

2．半径为R 的金属圆板在均匀磁场中以角速度ω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______ 2

2

1R B ω_________。

3．磁场中某点处的磁感强度为)SI (20.040.0j i B

-=，一电子以速度

j i

66100.11050.0?+?=v (SI)通过该点，则作用于该电子上的磁场力F 为

×10-13

k (N) ________．(基本电荷e =×10-19C)

4．图示一平面简谐波在s 2=t 时刻的波形图，波的振幅为m 2.0，周期为s 4，

则图中P 点处质点的振动方程为_ )cos(2.021

21ππ-=t y p (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15103?Hz 的单色光照射在逸出功为0.4eV 的金属表面时，金属中逸出的光电子的最大速率为____ 61072.1?____s m (普朗克常量

s J 1063.634??=-h ，电子质量kg 1011.931-?=m )。

μ0)，半径为R ，通S (长为1 m ，宽

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：

)(22

0R r r R

I

B ≤π=

μ 2分

因而，穿过导体内画斜线部分平面的磁通Φ1为

???==S B S B d d 1 Φr r R

I

R

d 2020?π=μπ=40I μ 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

)(20R r r

I

B >π=

μ 2分

因而，穿过导体外画斜线部分平面的磁通Φ2为

??=S B d 2Φr r I R R

d 220?π=μ2ln 20π=I

μ 3分

穿过整个矩形平面的磁通量 21ΦΦΦ+=π=40I μ2ln 20π

+I

μ 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，λ1=440 nm ，λ2=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?=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 111sin λ?k d = 222sin λ?k d =

2

1

2122112132660440sin sin k k k k k k =??==λλ?? 4分

当两谱线重合时有 ?1= ?2 1分

即

6

9

462321===k k ．．．．．．． 2分 两谱线第二次重合即是

4

6

21=k k ， k 1=6， k 2=4 2分 由光栅公式可知d sin60°=6λ1

60

sin 61λ=

d =×10-3

mm 2分 分 数 18 得 分 阅卷人

I S 2R

1 m

专业班级： 姓名： 学号：

…………………………密………………………………封………………………………线…………………………

一、填空题（每小题3分） 二、计算题 （每小题11分）

2

x t

O A/2 -A

x 1

x 2

1．如图，边长为a 的正方形的四个角上固定有四个电量均为q 的点电荷。

此正方形以角速度ω绕AC 轴旋转时，在中心O 点产生的磁感应强度大小为

1B ；此正方形同样以角速度ω绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时，在O

点产生的磁感应强度的大小为2B ，则1B 与2B 间的关系为

(A) 1B =2B (B) 1B =22B (C) 1B =212B (D) 1B =412B

［ ］ 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N 极移动． (B)粒子向S 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H

的下列几种说法中哪个是正确的?

(A)H

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H

必为零；

(C)若闭合曲线上各点H

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H

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t I ~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B

中绕通过C 点的垂直于棒长

且沿磁场方向的轴O O '转动(角速度ω

与B 同方向)，BC 的长度为

棒长的31．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．

［ ］

6．真空中一根无限长直细导线上通有电流强度为I 的电流，则距导线垂直距离为a 的空间某点处的磁能密度为

(A) 200221??? ??a I πμμ (B) 2

00221??? ??a I πμμ （C ）2

0221???? ??I a μπ （D ）2

00221??

?

??a I μμ ［ ］

7．在圆柱形空间内有一磁感强度为B 的均匀磁场，如图所示，B

的

大小以速率d B /d t 变化．有一长度为l 0的金属棒先后放在磁场的两个不同位置1(ab )和2(a ＇b ＇)，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) 12εε=≠0． (B) 12εε? ． (C) 12εε? ． (D) 012==εε ．

［ ］

8．在匀强磁场中，有两个平面线圈，其面积A 1 = 2 A 2，通有电流I 1 = 2 I 2，它们所受的最大磁力矩之比M 1 / M 2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 =Φ /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T ，当它由平衡位置向X 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) 4/T (B) 12/T (C) 6/T (D) 8/T

［ ］

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) π2

3． (B) π．

(C) π2

1． (D) 0．

［ ］

12．一列机械横波在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) f d b o ,,,,' (B)g e c a ,,,

a a'

O

b b'l 0

?B

分 数 60 得 分 阅卷人 阅卷机

三、选择题 (每小题3分）

…………………………密………………………………封………………………………线…………………………

3

(C) d o ,' (D) f b ,

［ ］

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) )21

(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)． (B) )21

21(cos 50.0ππ-=t y ， (SI)．

(C) )2121(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)． (D) )2

1

41(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)．

［ ］

14．如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为2n 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e ，而且1n >2n >3n ，则两束反射光在相遇点的位相差为

(A)λπe n 24 (B) λπe n 22 (C) π+λπe n 24 (D) π-λπe n 22

［ ］

15．某元素的特征光谱中含有波长分别为4501=λnm 和7502=λnm(m 10nm 1-9=)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2λ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0I 的平面偏振光先后通过两个偏振片P 1 和P 2，P 1 和P 2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是α和 90，则通过这两个偏振片后的光强I 是

(A)α2

021cos I (B)0 (C))2(sin 2

041αI (D)

α204

1

sin I

［ ］

17．如图，S 1、S 2是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为r 1和r 2．路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2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) )()(111222t n r t n r +-+ (B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+

(C) )()(111222t n r t n r --- (D) 1122t n t n -

［ ］

18．一束波长为λ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BC 的长度为 (A) λ / 2． (B) λ．

(C) 3λ / 2 ． (D) 2λ ．

［ ］

19．如图所示，一束动量为P 的电子，通过缝宽为a 的狭缝，在距 离狭缝为R 处放置一荧光屏，屏上衍射图样中央最大的宽度d 等于

(A)R a /22 (B) P ha /2 (C))/(2RP ha (D))/(2aP Rh

［ ］

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，m l = 0，21

=s m ．

(B) n = 3，l = 1，m l =-1，21

-=s m ．

(C) n = 1，l = 2，m l = 1，21

=s m ．

(D) n = 1，l = 0，m l = 1，2

1

-=s m ．

［ ］ 三、选择题（每小题3分共60分）．

１.C 3. C 4. D 5. A 6. B 7. B 8. A 10. C 12. B 13. C 16. C

C

屏

f P

D L

A

B

λ

x (m) O 0.5 u

3 y (m) 2 1 -1 …………………………密………………………………封………………………………线…………………………

P S 1

S 2 r 1

n 1 n 2

t 2 r 2 t 1