大学物理下册试卷及答案

2008-2009《大学物理》（下）考试试卷

一、选择题（单选题，每小题3分，共30分）：

1、两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I ，I 以dI/dt 的变化率增长，一矩形线圈位于导线平面内（如图所示），则 。

(A),矩形线圈中无感应电流；

(B),矩形线圈中的感应电流为顺时针方向； (C),矩形线圈中的感应电流为逆时针方向； (D),矩形线圈中的感应电流的方向不确定；

2,如图所示的系统作简谐运动，则其振动周期为 。 (A),k m T π2=；(B), k m T θπsin 2=； (C), k m T θ

πcos 2=； (D), θ

θ

π

cos sin 2k m T =；

3，在示波器的水平和垂直输入端分别加上余弦交变电压，屏上出现如图所示的闭合曲

线，已知水平方向振动的频率为600Hz ，则垂直方向的振动频率为 。

(A),200Hz；(B), 400Hz；(C), 900Hz；

(D), 1800Hz；

4，振幅、频率、传播速度都相同的两列相干波在同一直线上沿相反方向传播时叠加可形成驻波，对于一根长为100cm的两端固定的弦线，要形成驻波，下面哪种波长不能在其中形成驻波？。

(A),λ=50cm；(B), λ=100cm；(C), λ=200cm；(D), λ=400cm；5，关于机械波在弹性媒质中传播时波的能量的说法，不对的是。

(A),在波动传播媒质中的任一体积元，其动能、势能、总机械能的变化是同相位的；

(B), 在波动传播媒质中的任一体积元，它都在不断地接收和释放能量，即不断地传播能量。所以波的传播过程实际上是能量的传播过程；

(C), 在波动传播媒质中的任一体积元，其动能和势能的总和时时刻刻保持不变，即其总的机械能守恒；

(D), 在波动传播媒质中的任一体积元，任一时刻的动能和势能之和及其振动振幅的平方成正比；

6，以下关于杨氏双缝干涉实验的说法，错误的有。

(A),当屏幕靠近双缝时，干涉条纹变密；

(B), 当实验中所用的光波波长增加时，干涉

条 纹变密；

(C),当双缝间距减小时，干涉条纹变疏；

(D),杨氏双缝干涉实验的中央条纹是明条纹，当在上一个缝S 1处放一玻璃时，如图所示，则整个条纹向S 1所在的方向移动，即向上移动。

7，波长为600nm 的单色光垂直入射在一光栅上，没有缺级现象发生，且其第二级明纹出现在sin θ=0.20处，则不正确的说法有 。 (A),光栅常数为6000nm ；(B),共可以观测到19条条纹； (C),可以观测到亮条纹的最高级数是10； (D),若换用500nm 的光照射，则条纹间距缩小；

8，自然光通过两个偏振化方向成60°角的偏振片，透射光强为I1。今在这两个偏振片之间再插入另一偏振片，它的偏振化方向及前两个偏振片均成30°角，则透射光强为 。 (A), 189I ；(B), 149I ；(C), 129

I ；(D),

13I ；

9，观测到一物体的长度为8.0m ，已知这一物体以相对于观测者0.60c 的速率离观测者而去，则这一物体的固有长度为 。 (A),10.0m ；(B),4.8m ；(C),6.4m ；(D),13.33m ；

10，某宇宙飞船以0.8c 的速度离开地球，若地球上接收到已发出的两个信号之间的时间间隔为10s ，则宇航员测出的相应的时间间隔为 。

(A), 6s ； (B), 8s ； (C), 10s ； (D), 16.7s ；

二、填空题（每小题4分，共20分）： 1，如图所示，aOc 为一折成∠形的金属导线（aO=Oc=L ）位于XOY 平面内，磁感应强度为B 的均匀磁场垂直于XOY 平面。当aOc 以速度

v

沿OX 轴正方向运动时，导线上a 、c 两点的电势差为 ，其中 点的电势高。

2，把一长为L 的单摆从其平衡位置向正方向拉开一角度α(α是悬线及竖直方向所呈的角度)，然后放手任其自由摆动。其来回摆动的简谐运动方程可用)cos(?ωθθ+=t m 式来描述，则此简谐运动的振幅

m θ= ；初相位?= ；角频率ω= 。

3，已知一平面简谐波的波函数为)cos(Cx Bt A y +=，式中A 、B 、C 均为正常数，则此波的波长λ= ，周期T= ,波速u= , 在波的传播方向上相距为D 的两点的相位差△φ= 。

4，当牛顿环装置中的透镜及玻璃片间充以某种液体时，观测到第十级暗环的直径由 1.40cm 变成 1.27cm ，则这种液体的折射率为 。

5，已知一电子以速率0.80c 运动，则其总能量为 Mev ，其动能为 Mev 。（已知电子的静能量为0.510Mev ）

三、计算题（每小题10分，共50分）：

1，截面积为长方形的环形均匀密绕螺线环，其尺寸如图中所示，共有N 匝（图中仅画出少量几匝），求该螺线环的自感L 。 (管内为空气，相对磁导率为1)。

2，一质量为0.01kg 的物体作简谐运动，其振幅为0.08m ，周期为4s ，起始时刻物体在x=0.04m 处，向ox 轴负方向运动，如图所示。试求： （1）、求其简谐运动方程； （2）、由起始位置运动到x=-0.04m 处所需要的最短时间；

3，有一平面简谐波在介质中向ox 轴负方向传播，波速u=100m/s ，波线上右侧距波源O （坐标原点）为75.0m 处的一点P 的运动方程为

]2

)2cos[()30.0(1π

π+=-t s m y p ，求：

（1）、P 点及O 点间的相位差；（2）、波动方程。

4,用波长为600nm 的光垂直照射由两块平玻璃板构成的空气劈尖，劈尖角为2×10－4rad 。改变劈尖角，相邻两明纹间距缩小了1.0mm ，试求劈尖角的改变量为多少？

5,单缝宽0.10mm，缝后透镜的焦距为50cm，用波长λ=546.1nm的平行光垂直照射单缝，求：

（1）、透镜焦平面处屏幕上中央明纹的宽度；

（2）、第四级暗纹的位

答案： 选择：

1，B ；2，A ；3，B ；4，D ；5，C ；6，B ；7，C ；8，B ；9，A ；10，A ； 填空：

1，vBLsin θ，a ； 2，α，0，

l

g

； 3，C π2，B π2，C B ，

CD ；

4，1

21λ

λkR r r n kR r =

?=

/27.140.1=n kR λ，22.1215.1)27.140.1(2≈==n ； 5，0.85Mev ，0.34Mev ； 计算： 1，

2，《物理学》下册p10，例题2部分内容。 解题过程简述：

解：由简谐运动方程)cos(?ω+=t A x ,按题意，A=0.08m ，由T=4s 得，

1

2

2-==

s T ππω， 以t=0时，x=0.04m ，代入简谐运动方程得?cos )08.0(04.0m m =，所以

3

π

?±=，由旋转矢量法，如图示，知

3

π

?=

。

故]3

)2

cos[()08.0(1π

π

+=-t s m x ；

(2),设物体由起始位置运动到x=0.04m 处所需的最短时间为t ，由旋转矢量法得s s t t 667.03

2

3==

?=

π

ω 3，《物理学》下册p84，题15-7部分内容。

23π?=

?；])100)(2cos[()30.0(11ππ-?+=--s

m x

t s m y ； 解题过程简述：

2

31007522π

πλ

π?=

?=

?=

?m m x

； 法1：设其波动方程为])(cos[0?ω++=u

x

t A y ，代入u=100m/s,x=75m 得P 点的振动方程为]4

3cos[0?ωπ

ω++

=t A y ，比较P 点的振动方程]

2

)2cos[()30.0(1π

π+=-t s m y p ，

，故其波动方程为

得π?πω-=?==-01),(2),(30.0s rad m A ])100)(2cos[()30.0(1

1ππ-?+

=--s m x

t s m y

法2：如图示，取点P 为坐标原点O ’，沿O ’X 轴向右为正方向，当波沿负方向传播时，由P 点的运动方程可得以P （O ’） 点为原点的波动方程为

]2

)100(2cos[30.0π

π++

=x t y ，

其中各物理量均为国际单位制单位，下同。代入x=-75m 得O 点的运动方程为]2cos[30.0ππ-=t y ，故以O 点为原

点的波动方程为)]()100

(2cos[30.0m x

t y ππ-+

=。 法3：由（1）知P 点和O 点的相位差为2

3π

?=?，且知波向OX 负方

向传播时点O 落后于点P 为2

3π

?=?的相位差，所以由P 点的运动方

程的O 点的运动方程为：)](2cos[30.0]2

322cos[30.0m t t y πππ

ππ-=-+=，

故以O 为原点的波动方程为)]()100

(2cos[30.0m x

t y ππ-+=

4，将条纹间距公式计算劈尖角改变量。

。时，；当得rad l

mm l mm l l 42110625.05.12,2-?======

λθθλθλ 所以，改变量为：4×10－4rad 。

5，中央明纹的宽度即两个一级暗纹的间距。对于第一级暗纹

λθ=sin d ，所以，中央明纹的宽度

mm d f f ftg x 46.510

1.0101.5465.022sin 223

9=????==≈=?--λ

θθ （2）第四级暗纹λθ4sin 4=d ，d λθ4sin 4=?，由于14sin 4<<=d

λ

θ，所以，mm mm d

f

f ft

g x 119.104sin 444≈==≈=λ

θθ

选择：

1， B,楞茨定律，互感；网上下载； 2， A ，简谐运动，弹簧振子，参考书B 的P116题13-3（3）； 3， B ，波的合成，李萨如图；参考书B 的P126题13-22；

4， D ，驻波，自编；

5，C，波的能量，自编；

6，B，杨氏双缝，自编；

7，C, 光栅衍射，参考书B的P146题115-27改编；

8，B，偏振光，参考书B的P149题15-37；；

9，A，尺缩效应，《物理学》下册p215的题18-14改编；

10，A，时间延缓，去年考题；

填空：

1，动生电动势的求解及方向判断，网络下载；

2，单摆，振动的各物理量。参考书B的P227题13-2；

3，波的各物理量。课件摘录；

4，牛顿环，参考书B的P143题15-16；

5，质能关系；

计算：

1，自感的求解；《物理学》中册p243的题13-18；

2，简谐运动的方程及其意义，旋转矢量法；《物理学》下册p10，例题2部分内容。

3，波动方程的求解及相位差的求解；《物理学》下册p84，题15-7部分内容。

4，劈尖，摘自重庆大学考试题

5，单缝衍射，参考书B的P145题15-25改编；

2009-2010《大学物理》下考试试卷

一、选择题（单选题，每小题3分，共30分）， 实际得分 1、关于自感和自感电动势，以下说法中正确的是 。

（A ） 自感系数及通过线圈的磁通量成正比，及通过线圈的电流成反

比；

（B ） 线圈中的电流越大，自感电动势越大； （C ） 线圈中的磁通量越大，自感电动势越大； （D ） 自感电动势越大，自感系数越大。

2、两个同方向、同频率的简谐运动，振幅均为A ，若合成振幅也为A ，则两分振动的初相差为 。

（A ）6π （B ）3π （C ）

3

2π

（D ）2

π 3、一弹簧振子作简谐运动，当位移为振幅的一半时，其动能为总能量的 。

（A ）41

（B ）2

1 （C ）2

2 （D ）

4

3

4、当波在弹性介质中传播时，介质中质元的最大变形量发生在 。

（A ） 质元离开其平衡位置最大位移处； （B ） 质元离开其平衡位置

2

A

处；

（C ） 质元离开其平衡位置

2

A 处； （D ） 质元在其平衡位置处。（A

为振幅）

5、如图示，设有两相干波，在同一介质中沿同一方向传播，其波源A 、B 相距λ2

3

，当A 在波峰时，B 恰在波谷，两波的振幅分别为A 1和A 2，若介质不吸收波的能量，则两列波在图示的点P 相遇时，该点处质点的振幅为 。

（A ）21A A + （B ）21A A - （C ）2221A A + （D ）2221A A -

6、在杨氏双缝干涉中，若用一折射率为n ，厚为d 的玻璃片将下缝盖住，则对波长为λ的单色光，干涉条纹移动的方向和数目分别为 。

（A ）上移，

λnd ； （B ）上移，λd n )1(-； （C ）下移，λnd ； （D ）下移，λ

d

n )1(-；

7、单色光垂直投射到空气劈尖上，从反射光中观看到一组干涉条纹，当劈尖角θ稍稍增大时，干涉条纹将 。

（A ）平移但疏密不变 （B ）变密 （C ）变疏 （D ）不变动

8、人的眼睛对可见光敏感，其瞳孔的直径约为5mm ，一射电望远镜接收波长为1mm 的射电波。如要求两者的分辨本领相同，则射电望

远镜的直径应大约为 。

（A ）0.1m （B ）1m （C ）10m （D ）100m

9、一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行，如果宇航员希望把路程缩短为3光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度应是 。

（A ）0.5c （B ）0.6c （C ）0.8c （D ）0.9c

10、中子的静止能量为MeV E 9000=，动能为MeV E k 60=，则中子的运动速度为 。

（A ）0.30c （B ）0.35c （C ）0.40c （D ）0.45c

二、填空题（每题4分，共20分），实际得分

1、 如下图，在一横截面为圆面的柱形空间，存在着轴向均匀磁场，

磁场随时间的变化率

0>dt

dB

。在及B 垂直的平面内有回路ACDE 。则该回路中感应电动势的值=i ε ；i ε的方向为 。

（已知圆柱形半径为r ，OA=r ， 30=θ）