武汉大学C2016大学物理C期末试卷(A)
大学物理-(A)-考试卷-答案2010.6
w
3 kT 2
公式表明，理想气体分子的平均平动动能仅与温度成正比。由此可见，气体的温度是大 量气体分子平均平动动能的量度，是分子无规则热运动剧烈程度的标志。 5 分
3
3 3 3
4分 2分 1分 1分 2分
1π
2
波的表达式为
（2） x / 8 处振动方程为
y A cos[t (x / u ) 1 π] 2
1 ] A cos(t / 4) 2
4分
y A cos[t (2 / 8 )
1分
x 3 / 8 的振动方程为
t = 0， x 3 / 8 处质点振动速度
1 d y /d t A sin[(2 3 / 8 ) ] 2 A / 2 2
22 ． （本题 5 分）
1分
答：在太阳参照系中测量地球的半径在它绕太阳公转的方向缩短得最多。
R R0 1 (v / c) 2
其缩短的尺寸为：
| W1 | | W2 |
15 ． （本题 3 分）
2分 2分
x 2 10 2 cos(5t / 2 1 ) 2
16 ． （本题 3 分） 0.02 17 ． （本题 4 分）
(SI)
3分
3分 或
v 2A sin t
y1 2 A cos t
y1 2 A c o s ( t )
R = R 0 - R R =3.2 cm
2分
R0 (1 1 (v / c) 2 )
1 R0v 2 / c 2 2
3分
23 ． （本题 5 分） 解： （1） E mc 2 me c 2 / 1 (v / c) 2 =5.8×10- 13 J （2） E K 0 2分
大学物理期末考试试卷(含答案)
《大学物理（下）》期末考试（A 卷）一、选择题(共27分) 1. (本题3分)距一根载有电流为3×104 A 的电线1 m 处的磁感强度的大小为 (A) 3×10-5 T ． (B) 6×10-3 T ． (C) 1.9×10-2T ． (D) 0.6 T ．(已知真空的磁导率μ0 =4π×10-7 T ·m/A) ［ ］ 2. (本题3分)一电子以速度v 垂直地进入磁感强度为B 的均匀磁场中，此电子在磁场中运动轨道所围的面积内的磁通量将(A) 正比于B ，反比于v 2． (B) 反比于B ，正比于v 2．(C) 正比于B ，反比于v ． (D) 反比于B ，反比于v ．［ ］ 3. (本题3分)有一矩形线圈AOCD ，通以如图示方向的电流I ，将它置于均匀磁场B 中，B 的方向与x 轴正方向一致，线圈平面与x 轴之间的夹角为α，α < 90°．若AO 边在y 轴上，且线圈可绕y 轴自由转动，则线圈将(A) 转动使α 角减小．(B) 转动使α角增大． (C) 不会发生转动．(D) 如何转动尚不能判定． ［ ］ 4. (本题3分)如图所示，M 、N 为水平面内两根平行金属导轨，ab 与cd 为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线．外磁场垂直水平面向上．当外力使ab 向右平移时，cd (A) 不动． (B) 转动． (C) 向左移动． (D) 向右移动．［ ］5. (本题3分)如图，长度为l 的直导线ab 在均匀磁场B中以速度v移动，直导线ab 中的电动势为(A) Bl v ． (B) Bl v sin α． (C) Bl v cos α． (D) 0． ［ ］ 6. (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c a bd NMB(A) 都等于L 21． (B) 有一个大于L 21，另一个小于L 21． (C) 都大于L 21． (D) 都小于L 21． ［ ］7. (本题3分)在双缝干涉实验中，屏幕E 上的P 点处是明条纹．若将缝S 2盖住，并在S 1 S 2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M ，如图所示，则此时 (A) P 点处仍为明条纹．(B) P 点处为暗条纹．(C) 不能确定P 点处是明条纹还是暗条纹．(D) 无干涉条纹． ［ ］8. (本题3分)在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽，其他条件不变，则中央明条纹 (A) 宽度变小． (B) 宽度变大． (C) 宽度不变，且中心强度也不变． (D) 宽度不变，但中心强度增大． ［ ］ 9. (本题3分)若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长，在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好？(A) 5.0×10-1 mm ． (B) 1.0×10-1 mm ． (C) 1.0×10-2 mm ． (D) 1.0×10-3 mm ． ［ ］ 10. (本题3分)下述说法中，正确的是 (A) 本征半导体是电子与空穴两种载流子同时参予导电，而杂质半导体(n 型或p 型)只有一种载流子(电子或空穴)参予导电，所以本征半导体导电性能比杂质半导体好．(B) n 型半导体的导电性能优于p 型半导体，因为n 型半导体是负电子导电，p 型半导体是正离子导电．(C) n 型半导体中杂质原子所形成的局部能级靠近空带(导带)的底部，使局部能级中多余的电子容易被激发跃迁到空带中去，大大提高了半导体导电性能． (D) p 型半导体的导电机构完全决定于满带中空穴的运动． ［ ］ 二、填空题（共27分） 11 (本题3分)一根无限长直导线通有电流I ，在P 点处被弯成了一个半径为R 的圆，且P 点处无交叉和接触，则圆心O 处的磁感强度 大小为_______________________________________，方向为 ______________________________． 12. (本题3分)图示为三种不同的磁介质的B ~H 关系曲线，其中虚线表示的是B = μ0H 的关系．说明a 、b 、c 各代表哪一类磁介质的B ~H 关系曲线：a 代表______________________________的B ~H 关系曲线．b 代表______________________________的B ~H 关系曲线．c 代表______________________________的B ~H 关系曲线． 13. (本题3分一个中空的螺绕环上每厘米绕有20匝导线，当通以电流I =3 A 时，环中磁 场能量密度w =_____________ ．(μ 0 =4π×10-7 N/A 2) 14. (本题3分)一平行板空气电容器的两极板都是半径为R 的圆形导体片，在充电时，板间电场强度的变化率为d E /d t ．若略去边缘效应，则两板间的位移电流为 ________________________．15. (本题4分)如图，在双缝干涉实验中，若把一厚度为e 、折射率 为n 的薄云母片覆盖在S 1缝上，中央明条纹将向__________移动；覆盖云母片后，两束相干光至原中央明纹O 处的光程差为__________________． 16. (本题3分)某一波长的X 光经物质散射后，其散射光中包含波长________和波长 __________的两种成分，其中___________的散射成分称为康普顿散射． 17. (本题5分)设描述微观粒子运动的波函数为),(t rψ，则*ψψ表示____________________________________________________________________； ),(t rψ须满足的条件是______________________________________；其归一化条 件是__________________________________________． 18. (本题3分)在主量子数n =2，自旋磁量子数21=s m 的量子态中，能够填充的最大电子数是_________________． 三、计算题（共33分） 19. (本题10分)S 21AA ＇和CC ＇为两个正交地放置的圆形线圈，其圆心相重合．AA ＇线圈半径为20.0 cm ，共10匝，通有电流10.0 A ；而CC ＇线圈的半径为10.0 cm ，共20匝，通有电流 5.0 A ．求两线圈公共中心O 点的磁感强度的大小和方向．(μ0 =4π×10-7 N ·A -2) 20. (本题8分)用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50 μm 的玻璃片．玻璃片的折射率为1.50．在可见光范围内(400 nm ~ 760 nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强？ (1 nm=10-9 m) 21. (本题5分)强度为I 0的一束光，垂直入射到两个叠在一起的偏振片上,这两个偏振片的偏振化方向之间的夹角为60°.若这束入射光是强度相等的线偏振光和自然光混合而成的，且线偏振光的光矢量振动方向与此二偏振片的偏振化方向皆成30°角，求透过每个偏振片后的光束强度． 22. (本题5分)以波长λ = 410 nm (1 nm = 10-9 m)的单色光照射某一金属，产生的光电子的最大动能E K = 1.0 eV ，求能使该金属产生光电效应的单色光的最大波长是多少？ (普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s) 23. (本题5分)已知电子在于均匀磁场B的平面内运动，设电子的运动满足玻尔量子化条件，求电子轨道的半径r n =？四、理论推导与证明题（共5分） 24. (本题5分)一束具有动量p的电子，垂直地射入宽度为a 的狭缝，若在狭缝后远处与狭缝相距为R 的地方放置一块荧光屏，试证明屏幕上衍射图样中央最大强度的宽度)/(2ap Rh d =，式中h 为普朗克常量． 五、回答问题（共5分） 25. (本题5分)粒子(a)、(b)的波函数分别如图所示，若用位置和动量描述它们的运动状态，两者中哪一粒子位置的不确定量较大？哪一粒子的动量的不确定量较大？为什么？参考答案：一、选择题(共27分) 1. (本题3分) (2717) B 2. (本题3分)(2391) B 3. (本题3分)(2594) Bx (a)x(b)4. (本题3分)(2314)D5. (本题3分)(2125)D6. (本题3分)(2421)D7. (本题3分)(3174)B8. (本题3分)(3718)A9. (本题3分)(3215)D 10. (本题3分)(4223)C 二、填空题（共27分） 11 (本题3分)(5125))11(20π-R I μ 2分垂直纸面向里． 1分 12. (本题3分)(5134)铁磁质 1分 顺磁质 1分 抗磁质 1分 13. (本题3分)(2624)22.6 J ·m -3 3分 14. (本题3分)(5161)t E R d /d 20πε 3分 15. (本题4分)(3177)上 2分 (n -1)e 2分 16. (本题3分)(4611)不变 1分 变长 1分 波长变长 1分 17. (本题5分)(4203)粒子在t 时刻在(x ，y ，z )处出现的概率密度 2分 单值、有限、连续 1分1d d d 2=⎰⎰⎰z y x ψ 2分18. (本题3分)(4787)4 2分三、计算题（共33分） 19. (本题10分)(2567)解：AA ＇线圈在O 点所产生的磁感强度002502μμ==AA A A r I NB (方向垂直AA ＇平面) 3分 CC ＇线圈在O 点所产生的磁感强度 005002μμ==CC C C r IN B (方向垂直CC ＇平面) 3分 O 点的合磁感强度 42/1221002.7)(-⨯=+=C A B B B T 2分 B 的方向在和AA ＇、CC ＇都垂直的平面内，和CC ＇平面的夹角︒==-4.63tg 1A C B Bθ 2分20. (本题8分)(3628)解：加强， 2ne+21λ = k λ， 2分 123000124212-=-=-=k k ne k ne λ nm 2分 k = 1， λ1 = 3000 nm ，k = 2， λ2 = 1000 nm ， k = 3， λ3 = 600 nm ， k = 4， λ4 = 428.6 nm ，k = 5， λ5 = 333.3 nm ．2分∴ 在可见光范围内，干涉加强的光的波长是λ＝600 nm 和λ＝428.6 nm ． 2分 21. (本题5分)(3768)解：透过第一个偏振片后的光强为2001cos 212121⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=I I I 30° 2分＝5I 0 / 8 1分 透过第二个偏振片后的光强I 2＝( 5I 0 / 8 )cos 260°1分＝5I 0 / 32 1分22. (本题5分)(4393)解：设能使该金属产生光电效应的单色光最大波长为λ0． 由 00=-A h ν可得 0)/(0=-A hc λ A hc /0=λ 2分 又按题意： K E A hc =-)/(λ ∴ K E hc A -=)/(λ得 λλλλK K E hc hc E hc hc -=-=)/(0= 612 nm 3分A23. (本题5分)(4547)解：设轨道半径为r n ，电子运动速度为v ．则由n r m B e /2v v = 2分 n r m L n ==v 2分 得 n eB r n ⋅=2/1)/( ( n = 1，2，3……) 1分四、理论推导与证明题（共5分） 24. (本题5分)(4550)证：单缝夫朗禾费衍射各级极小的条件为： λφk a ±=sin ( k = 1，2……)令 k = 1， 得 λφ=sin a 1分 可见，衍射图形第一级极小离中心点距离 a f f R x /sin tg 1λφφ⋅=≈= 1分 又电子德布罗意波的波长 p h /=λ 2分 所以中央最大强度宽度 )/(221ap Rh x d == 1分 五、回答问题（共5分） 25. (本题5分)(4781)答：由图可知，(a)粒子位置的不确定量较大． 2分 又据不确定关系式 xp x ∆∆≥π2h可知，由于(b)粒子位置的不确定量较小，故(b)粒子动量的不确定量较大. 3分x(a)x (b)。
大学物理期末考试题目含答案
明确：首先以“环滁皆山也”五字领起，将滁州的地理环境一笔勾出，点出醉翁亭坐落在群山之中，并纵观滁州全貌，鸟瞰群山环抱之景。接着作者将“镜头”全景移向局部，先写“西南诸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南诸峰之中，视野集中到最佳处。再写琅琊山“蔚然而深秀”，点山“秀”，照应上文的“美”。又写酿泉，其名字透出了泉与酒的 关系，好泉酿好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”来。作者利用空间变幻的手法，移步换景，由远及近，为我们描绘了一幅幅山水特写。2．第二段主要写了什么？它和第一段有什么联系？明确：第二段利用时间推移，抓住朝暮及四季特点，描绘了对比鲜明的晦明变化图及四季风光图，写出了其中的“乐亦无穷”。第二段是第一段
解：（1） mg kl
k mg 5103 9.8 0.5N m1 l 9.8 0.01
圆频率 k m 10 s1
（2）系统振动的能量为
E 1 kA2 4104 J 2
第十四次 计算题2 4．1g氢气（视为理想气体），温度为1270C ，试求：
解： （1）线偏振光透过第一个偏振片后光强为
I1
I0
cos2 1
I0
cos2
30
3I0 4
经第二个偏振片后光强为
I2
I1
cos2
2
I1
cos2
60
3I0 16
8．将两个偏振化方向相交60º的偏振片叠放在一起。一束光 强为I0的线偏振光垂直入射到偏振片上，其光矢量振动方向与 第一个偏振片的偏振化方向成30º角。 （1）求透过每个偏振片后的光束强度； （2）若将原入射光束换为强度相同的自然光，求透过每个偏 振片后的光束强度。
大学物理物理c答案
大学物理答案及评分标准（C 卷）一、填空题：1、2m/s -6m/s2、是：保守力做功跟路径无关。
3、ωJ 和221ωJ 4、导体内场强处处为零 5、取向极化和位移极化 6、304r r l Id B d ⨯⋅=μπ 7、M RT 2和M RT 38、R 25和R 23 9、开尔文表述是：不可能从单一的热源吸收热量使之完全变成有用功而不引起其他的变化。
10、频率相同、振动方向相同、位相差恒定。
二、选择题：1、（B ）2、（D ）3、（B ）4、（A ）5（A ）三、判断题：１．（×） ２.（×） 3. （×） 4. （×） 5. （×） 6. （√） 7. （×） 8. （×） 9. （×）10. （√）四、解答题：1. 解：（1）根据题意：Kv a -=， 所以Kv dt dv -=，分离变量后，Kdt vdv -=，.................................(1分) 积分得，⎰⎰-=t v v Kdt v dv 00，所以有Kt e v t v -=0)(；....................... (3分) 同理，可以求得)1(00Kt e K v x x ---=。
......................................... (1分) （2）根据题意，Kx a =所以， dx Kx dx dtdv ⋅=⋅，积分得⎰⎰=x x v v Kxdx vdv 00；............. (1分) 所以有：)(202202x x K v v -+=.............................................(4分)2. 解：设导体平板的面积为S ， 各面的电荷面密度分别为1σ、 2σ、3σ、4σ，根据电荷守恒的条件：A Q S S =+21σσ (1)B Q S S =+43σσ（2）---------------------------- （2分）在金属板内取如图所示的高斯面，根据高斯定理有：032=+σσ （3）---------------------------- (3分)根据场强叠加原理，金属板内某点P 的场强为零：40302012222εσεσεσεσ-+=p E -----------------（3分） 联立求解得：SQ Q B A 241+==σσ SQ Q B A 232-=-=σσ----------------------（2分） 3. 解：由于同轴电缆导体内的电流均匀分布，其磁场轴对称分布。
《大学物理C》试卷A+答案
2008-2009年 《大学物理C1》试卷A班级 学号 姓名一、单项选择题（本大题10小题，每题空2分，共20分）1．根据瞬时速度矢量v 的定义，在直角坐标系下，其大小||v可表示为（ ）(A)dr dt ； (B)dx dy dz dt dt dt++； (C)||||||dx dy dz i j k dt dt dt++； (D)222()()()dx dy dz dt dt dt++。
2. 有三辆质量均匀为m 的车厢a 、b 、c ，被车头牵引着在轨道上作无摩擦的直线运动。
若已知车厢a 受到的牵引力为F，则车厢b 受到的合力为（ ）(A) 0； (B) F ； (C) F/2； (D) F/33. 一子弹以水平速度0υ射入一静止于光滑水平面上的木块后，随木块一起运动。
对于这一过程正确的分析是( ) (A) 子弹、木块组成的系统机械能守恒； (B) 子弹、木块组成的系统水平方向的动量守恒； (C) 子弹所受的冲量等于木块所受的冲量； (D) 子弹动能的减少等于木块动能的增加。
4. 质量和长度都相同的均匀铝细圆棒a 和铁细圆棒b ，它们对穿过各自中心且垂直于棒的轴的转动惯量分别为a J 、b J ，那么（ ）（A ） a b J J >； （B ） a b J J <； （C ） a b J J =； （D ） 不能确定。
5. 一质点作匀速率圆周运动时，（ ）(A) 它的动量不变，对圆心的角动量也不变。
(B) 它的动量不变，对圆心的角动量不断改变。
(C) 它的动量不断改变，对圆心的角动量不变。
(D) 它的动量不断改变，对圆心的角动量也不断改变。
6 关于点电荷电场强度的计算公式304q E r rπε=，以下说法正确的是（ ） (A) 0r →时，E →∞；acFb(B) 0r →时，q 不能作为点电荷，公式不适用； (C) 0r →时，q 仍是点电荷，但公式无意义；(D) 0r →时，q 已成为球形电荷，应用球对称电荷分布来计算电场。
大学物理期末考试试卷(含答案)完整版本
大学物理期末考试试卷(含答案)完整版本一、大学物理期末选择题复习1．一个质点在做圆周运动时,则有()(A) 切向加速度一定改变,法向加速度也改变(B) 切向加速度可能不变,法向加速度一定改变(C) 切向加速度可能不变,法向加速度不变(D) 切向加速度一定改变,法向加速度不变答案B2．静电场中高斯面上各点的电场强度是由：（）(A) 高斯面内的电荷决定的 (B) 高斯面外的电荷决定的(C) 空间所有电荷决定的 (D) 高斯面内的电荷的代数和决定的答案C3．图为四个带电粒子在Ｏ点沿相同方向垂直于磁力线射入均匀磁场后的偏转轨迹的照片.磁场方向垂直纸面向外，轨迹所对应的四个粒子的质量相等，电量大小也相等，则其中动能最大的带负电的粒子的轨迹是（）(A) Oa (B) Ob(C) Oc (D) Od答案C4．均匀细棒OA可绕通过其一端O而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图所示，今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆到竖直位置的过程中，下述说法正确的是( )(A ) 角速度从小到大，角加速度不变(B ) 角速度从小到大，角加速度从小到大(C ) 角速度从小到大，角加速度从大到小(D ) 角速度不变，角加速度为零答案C5．将一个带正电的带电体A 从远处移到一个不带电的导体B 附近，则导体B 的电势将（ ）（A ） 升高 （B ） 降低 （C ） 不会发生变化 （D ） 无法确定 答案A6．两根长度相同的细导线分别多层密绕在半径为R 和r 的两个长直圆筒上形成两个螺线管，两个螺线管的长度相同，R ＝2r ，螺线管通过的电流相同为I ，螺线管中的磁感强度大小B R 、B r 满足（ ）（A ） r R B B 2=（B ） r R B B =（C ） r R B B =2（D ）r R B B 4=答案C7． 一运动质点在某瞬间位于位矢(,)r x y 的端点处，对其速度的大小有四种意见，即（1）dr dt ；（2）dr dt ；（3）ds dt；（422()()dx dy dt dt +下列判断正确的是：（A ）只有（1）（2）正确 （B ）只有（2）正确（C ）只有（2）（3）正确 （D ）只有（3）（4）正确答案 D8． 质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a 表示加速度，s 表示路程，t a 表示切向加速度。
201X大学物理C试题(A卷,含答案)
…………试卷装订线………………装订线内不要答题，不要填写考生信息………………试卷装订线…………A B A B6、对已知动能的电子，其德布罗意波长可以计算出来；按非相对论情形计算获得的德布罗意波，比起按相对论情形考虑的计算结果会 [ ] （A ）大； （B ）小； （C ）相同； （D ）不能确定。
7、将波函数在空间各点的振幅同时增大C 倍，则微观粒子在空间的分布的概率密度将 [ ] （A ）增大C 倍； （B ）增大2C 倍； （C ）增大2C 倍； （D ）不变。
二、填空题（每小题3分，小计21分）1、在单位矢量为(,,)x y z e e e r r r的直角坐标系下，质量为 1 kg m =的质点在某外力的作用下运动，运动方程为()2()2x y r t t e te =+rrr（采用SI 单位制），则 1 s t =时该质点的角动量(对原点)为L =r____________2-1(kg m s )⋅⋅，第2秒内该外力对质点所做的功为_______________。
2、两个静质量都为0m 的粒子分别以速率45c 和 35c (c 为真空中光速)沿同一直线对撞后合成为一个粒子，则该合成粒子的动量大小为____________，质量M 为_____________。
3、半径为1R 的金属球1带电1Q ，半径为2R 的金属球2带电2Q ，相距很远。
现在用导线将两球连接，则达到静电平衡时两球所带的电量分别为1Q '=_____________，2Q '=____________。
4、通有电流I 的长直导线附近放一处在同一平面的单匝线圈，其边 长分别为a 和b ，平行于导线的一边到导线的距离为d （如图）， 则到导线垂直距离为r 处的磁感应强度大小为_______________， 通过矩形线圈的磁通量为______________________。
5、不考一个平行板电容器的两极板都是半径为r 的圆形导体，两极板通过导线与交流电源连接；如果极板间电场强度大小的变化率为dE dt ，忽略边缘效应，则两极板间的位移电流强度为_________________，此时流经导线的传导电流是_________________（真空静电常数为0ε）。
武汉大学大二上大学物理期末考试题
7.In a Young's double-slit experiment, a thin sheet of mica is placed over one of the two slits. As aresult, the center of the fringe pattern (on the screen) shifts by an amount corresponding to 30 dark bands. The wavelength of the light in this experiment is 480 mm and the index of the mica is 1.60.The mica thickness is:A) 0.090 mm B) 0.012 mm C) 0.014 mm D) 0.024 mm8. A diffraction pattern is produced on a viewing screen by illuminating a long narrow slit with lightof wavelength . If the slit width is decreased and no other changes are made:A) the intensity at the center of the pattern decreases and the pattern expands away from the bright centerB) the intensity at the center increases and the pattern contracts toward the bright centerC) the intensity at the center of the pattern does not change and the pattern expands away from the bright centerD) the intensity at the center of the pattern does not change and the pattern contracts toward the bright center9.Two stars that are close together are photographed through a telescope. The black and white film isequally sensitive to all colors. Which situation would result in the most clearly separated images of the stars?A)Small lens, red stars B) Large lens, blue starsC)Large lens, red stars D) Small lens, blue stars10.In a stack of three polarizing sheets the first and third are crossed while the middle one has its axisat 45°to the axes of the other two. The fraction of the intensity of an incident unpolarized beam of light that is transmitted by the stack is:A) 1/2 B) 1/3 C) 1/8 D) 1/4II. Filling in the blanks (Points: 3’×7)1. A simple harmonic oscillator consists of a mass m and anideal spring with spring constant k. Particle oscillates asshown in (i) with period T. If the spring is cut in half andused with the same particle, as shown in (ii), the springconstant is the period is2. A beam of x rays of wavelength 1x10-10m is found to diffractin second order from the face of a LiF crystal at a Bragg angleof 30°. The distance between adjacent crystal planes, in nm, isabout3. A standing wave pattern is established in a string as shown. Thewavelength of one of the component traveling waves is4.Two identical but separate strings, with the same tension, carrysinusoidal waves with the same amplitude. Wave A has afrequency that is twice that of wave B and transmits energy at a rate that is _____ that of wave B.5.Red light is viewed through a thin vertical soap film. At thesecond dark area shown, the thickness of the film, in terms of thewavelength within the film λ, is6. A diffraction grating just resolves the wavelengths 400.0 nm and400.1 nm in first order. The number of slits in the grating isIII. Calculating (49’)1. A wheel is free to rotate about its axel. A spring is attached to one of its spokes a distance rfrom the axel, as shown in the figure. Assuming that thewheel is a hoop of mass m and radius R, obtain thefrequency of a small oscillations of this system in terms ofm, R, r and the spring constant k. (12’)2. A string, tied to a sinusoidal vibrator at P and running over asupport at Q, is stretched by a block of mass m. Theseparation between P and Q is L. The amplitude of the motion at P is small enough for that point to be considered a node. (a) Determine the resonant frequency based on the wave speed v on the string and the length L of the string. (b) If L=1.2 m, the linear density of the string is 1.6g/m, and the frequency f of thevibrator is fixed at120Hz. what mass mallows the vibrator to setup the fourth harmonicon the string? (14)3.Monochromatic light of variable wavelength isincident normally on a thin sheet of plastic film inair. The reflected light is a minimum only forλ1=510nm and λ2=680nm in the visible spectrum.What is the thickness of the film? (n=1.58) (10)4.Light of wavelength 600 nm is incident normally on a diffraction grating. Two adjacent maximaoccur at angles given by sinθ=0.2 and sinθ=0.3. The fourth-order maxima are missing. (a) What is the separation between adjacent slits? (b) What is the smallest slit width this grating can have? (c) How many principle maxima are produced by the grating? (13)武汉理工大学试题标准答案及评分标准用纸 | 课程名称 大学物理AI. Selecting (only one correct answer in each of the problems. (3’×10)1.C ,2.B,3. B4.C5.D6.A ,7.D,8. A9.B, 10.CII. Filling in the blanks ( 3’×7 )1. 2. (0.2) 3. (4m) 4 (four times) 5 (3λ/4) 6(4000)III. Calculating (49’)1. (12) Ans: Solution: when the wheel rotates an angle θ from the equilibrium position, the spring force issin F kx kr θ=-=- (2)The torque acts on the wheel is:()()2cos sin cos sin cos F r Fr kr r kr ττθθθθθ=⨯⇒==-=- (2)When θ is very small 2kr I τθα≈-= (2)2I MR = (2)Thus the angular frequency is ω== (2)The frequency of the system is 2f ωπ== (2)2. (14)(a) Suppose we send a continuous sinusoidal wave along the string toward the right()1sin m y y kx t ωϕ=-+ (1)When the wave reaches the right end, it reflects and begins to travel back to left.()2sin m y y kx t ωϕπ=+++ (1)The principle of superposition gives, for the combined wave()22sin /2cos(/2)m y y kx t ϕπωπ=+++ (2) There is a node at position x=l, 2mvkl m f L π=⇒= (4)(b) For n = 4, v is the speed of the wavev mg τμμ= (2)()()2232/2120 1.2/4 1.6100.8469.8fl n m kg g μ-⨯⨯⨯===(4)3. Solution: because the reflect conditions from bottom surface and top surface are not same. Thus thepath-length difference is2/2nt δλ=+ (2)When the reflected light is a minimum, the path-length differenceis()()2/221/2/2nt m t m n λλλ+=+⇒= (2)n is the reflective index of the film. Because the reflected light isminimum only for λ1=510nm and λ2=680nm, we can get()()11221221/2/2//680/5104/3t m n m n m m λλλλ==⇒=== (2)And m 1, m 2 must satisfy the condition 121m m =+, thus m 1=4, m 2=3. (2)The thickness of the film is ()11/24510/(2 1.58)646t m n nm nm λ==⨯⨯= (2)4. (a) The location of maxima can be determined by equation of grating.sin d m θλ= (2)λ is the wavelength, and m is an integer. Let m be the order number for the line with sin θ = 0.2 and m +1 be the order number for the line with sin θ = 0.3.thus the separation of between adjacent slits can be solved out()60.30.210610d d m λλ--=⇒==⨯ (3)(b) Minima of the single-slit diffraction pattern occur at angles θ given bya sin θ = k λ, (2)Where a is the slit width. Since the fourth-order interference maximum is missing, it must fall at one of these angles.6sin 1.5104m d d a m d a m λλθ-==⇒===⨯ (3)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
武汉大学2015—2016学年下学期 大学物理C 期末试卷（A 卷）
命题人：黄慧明 审题人：沈黄晋，艾志伟
姓名 学号 班号 成绩 .
一．填空题（共10题，每题4分，共40分）
1．一质点的运动表达式为2()8m 4r t ti t j
，该质点在任意时刻t 的速度为 ，加速度为 。
2．质量2m kg 的质点沿x 轴运动，其加速度为22(53)m/s a x i。
如果该质点在0x 处时速度00 v ，则它运动到4m x 处时速度的大小为 。
3．一质点在力(32)F t i N
()的作用下由静止开始运动，在03 秒内，力的冲量为 。
4．（理工专业学生做）如图所示，一长为l 质量为m 的匀质细杆OA 可绕通过其一端O 且与杆垂直的水平光滑固定轴转动。
将
细杆从与水平方向成o
60的位置无初转速地将其释放，则当杆转至水平位置时的角加速度为 ，此时A 端的线加速度为 。
（细杆对轴的转动惯量为2
13
I ml
） 4 ．（医学药学专业学生做）某近视眼的远点在眼前0.5m 处，欲
使他能看清远物，应配屈光度为 的 （凸或凹透镜）。
5．如图所示，电场强度为E 的均匀电场与半径为a 的半球面的轴线平行，则通过此半球面的电通量为： 。
6．一根无限长的载流导线被弯曲成如图所示形状，其中bc 段是半径为R 的半圆弧，cd 段与ab 段垂直，导线中的电流强度为I ，则半圆弧圆心处的磁感应强度的大小为： 。
7．如图所示，把一半径为R 的半圆形导线ab 置于磁感强度为B 的均匀磁场中，当导线以速率v 水平向右平动时，导线中感应电动势的大小为 ， 端电势较高。
a
b
a
E
8．把折射率为 1.30n 的透明薄膜放入迈克尔逊干涉仪的一臂时产生了6条条纹的移动，则此薄膜的厚度为 。
设所用光波的波长632.8nm (9
1 nm 10m )。
9．三个偏振片P 1，P 2与P 3堆叠在一起，P 1与P 2的偏振化方向相互垂直，P 2与P 3的偏振化方向之间的夹角为45°，强度为I 0的自然光垂直入射于偏振片P 1，并依次透过偏振片 P 1，P 2与P 3，则通过3个偏振片后的光强为 。
10．在惯性系S 中，有一个边长为10cm 的静止的正方形。
当惯性系S ＇以0.8c 的速度沿正方形一条边长方向运动时，惯性系S ＇中的观测者所测得的该图形的面积为 。
二．计算题（共6题，每题10分，共60分）
11．（理工专业学生做）一长为l , 质量为m 的匀质细竿可绕过支点O 的水平光滑固定轴自由转动。
一质量为m 的子弹水平射入并留在自由下垂的竿的下端处，使竿摆动至水平位置又开始回落。
设子弹射入到停在竿内时间极短。
求：
(1) 子弹射入竿内后瞬间与竿一起摆动的角速度 ； (2) 子弹的初速率v 。
11 ．（医学药学专业学生做）设有流量1
3s 0.10m Q 的水流过截面积不均匀的圆管，A 处压强为55.010Pa ，截面积为100 2cm ，B 处截面积为402cm ，A 处比B 处高2.0m 。
(g=10m/2s )。
求：
(1) A 处和B 处的流速； (2) B 处的压强有多大？
12．一列平面简谐波沿x 轴正方向传播， 已知波的振幅 1.0m A ， 周期 2.0s T ，波长 2.0m 。
在0t 时坐标原点处的质元过平衡位置向正方向运动。
求： (1) 坐标原点处质元的振动表达式（用余弦函数表示）； (2) 该平面简谐波的波动表达式(,)y x t 。
13． 如图，半径为1R 和2R 的两均匀带电的同心球面，带电量分别为1Q 和2Q 。
求：
(1) 内外两球面之间的电势差； (2) 球心O 点的电势。
2
o
90 m
O
14．一无限长直同轴电缆，其芯线是半径为1R 的实心导线，包线是半径为2R 的薄圆筒形导线，如图所示。
稳恒电流I 由芯线流去，包线流回，并且电流在导线截面上均匀分布。
试求同轴电缆内外各区域的磁感应强度。
15．（本题10分）在双缝干涉实验中，波长550 nm 的单色平行光垂直入射到缝间距4
2.0010m d 的双缝上，屏到双缝的距离2.00 m D ．求：
(1) 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；
(2) 用一厚度为5
6.6410m e 、折射率为 1.58n 的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？
16．一束具有两种波长的平行光垂直照射入射到光栅上，测得第一种波长光的第三级主极大和第二种波长光的第二级主极大的衍射角均为300 ．已知第二种光的波长2600nm ，试求： （1）第一种光波的波长1 ； （2）光栅常数d 。
1
R 2
R I
I
I。