2005-2006(方)浙江大学普通物理学PHYSICS期末考试试卷
浙大电磁理论期末考试

1. 一点电荷作圆周运动,角速度为w ,求圆心处的位移电流密度J (大小,方向)。
2. 如下金属光栅,问何种偏振光具有更大的透过率?3. 有一点电荷Q 作圆周运动,角速度为w ,求圆心处的位移电流密度。
4. 已知u =1/r ,求: ▽u, ▽2u5. 求出同轴电缆在a)无电阻时的传输功率,b)有电阻时的热损耗功率,c)画出同轴传输线法向横截面内的电场、磁场、波印廷矢量6. 画出双导线传输线法向横截面内的电场、磁场、波印廷矢量证明平面电磁波的E 与B 同相,且振幅比为1EHεμ=利用分离变量法求解波动方程2222210E E x v t ∂∂∂∂-=并证明其解可表示为E =Acos (w t ±kx+j )或E =Asin(w t ±kx+j )9. 当ε=ε0(1+sinwt)时,由Maxwell 方程组求出波动方程。
10.球面波电场E 是r,t 的函数(r 是点源到考察点位置的距离)1)导出于球面波相对应的波动方程 2)求波动方程解11.Orthogonal polarization state Find a polarization state which is orthogonal to thepolarization statecos (,)sin i J e δψψδψ⎛⎫= ⎪⎝⎭b) Show that the major axes of the ellipeses of two multually orthogonal polarization statesare perpendicular to the each other and senses of revolution are opposite12.某媒介σ=5/Ωm ,e r =1,当加交变电场E =25sin (1010t )时,求:传导电流和位移电流密度;欲使J =J 位,频率为何值?13.求n 2介质中,发生全反射时倏逝波的坡印廷矢量瞬时值。
2005级大学物理(I)期末试卷及解答

2005级大学物理(I )期末试卷院系: 班级:_____________ 姓名: 学号:_____________ 日期: 2006 年 7 月 10 日一 选择题(共30分)1.(本题3分)在相对地面静止的坐标系内,A 、B 二船都以2 m/s 速率匀速行驶,A 船沿x 轴正向,B 船沿y 轴正向.今在A 船上设置与静止坐标系方向相同的坐标系(x 、y 方向单位矢用i 、j表示),那么在A 船上的坐标系中,B 船的速度(以m/s 为单位)为(A) 2i +2j . (B) 2i+2j .(C) -2i -2j . (D) 2i-2j . [ B ]2.(本题3分)质量为m 的物体自空中落下,它除受重力外,还受到一个与速度平方成正比的阻力的作用,比例系数为k ,k 为正值常量.该下落物体的收尾速度(即最后物体作匀速运动时的速度)将是(A) k mg . (B) kg2 . (C)gk . (D) gk .[A ]3.(本题3分)人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动,卫星轨道近地点和远地点分别为A和B .用L 和E K 分别表示卫星对地心的角动量及其动能的瞬时值,则应有(A) L A >L B ,E KA >E kB . (B) L A =L B ,E KA <E KB . (C) L A =L B ,E KA >E KB . (D) L A <L B ,E KA <E KB . [ C ]4.(本题3分)一质点在如图所示的坐标平面内作圆周运动,有一力)(0j y i x F F作用在质点上.在该质点从坐标原点运动到(0,2R )位置过程中,力F对它所作的功为(A) 20R F . (B) 202R F .(C) 203R F . (D) 204R F . [ B ] 5.(本题3分)设图示的两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子的速率分布曲线;令 2O p v 和 2Hp v 分别表示氧气和氢气的最概然速率,则(A)图中a表示氧气分子的速率分布曲线; 2O p v / 2H p v =4.(B) 图中a表示氧气分子的速率分布曲线;2O p v / 2H p v =1/4.(C) 图中b表示氧气分子的速率分布曲线; 2O p v / 2H p v =1/4.图中b表示氧气分子的速率分布曲线; 2O p v / 2H p v = 4.[ B ]6.(本题3分)一定量的理想气体,从p -V 图上初态a 经历(1)或(2)过程到达末态b ,已知a 、b 两态处于同一条绝热线上(图中虚线是绝热线),则气体在 (A) (1)过程中吸热,(2) 过程中放热. (B) (1)过程中放热,(2) 过程中吸热. (C) 两种过程中都吸热. (D) 两种过程中都放热. [B ] 7.(本题3分)一弹簧振子作简谐振动,总能量为E 1,如果简谐振动振幅增加为原来的两倍,重物的质量增为原来的四倍,则它的总能量E 2变为f (v )pV(A) E 1/4. (B) E 1/2.(C) 2E 1. (D) 4 E 1 . [ D ] 8.(本题3分)两相干波源S 1和S 2相距/4,(为波长),S 1的相位比S 2的相位超前 21,在S 1,S 2的连线上,S 1外侧各点(例如P 点)两波引起的两谐振动的相位差是:(A) 0. (B) 21. (C). (D) 23. [ C ]9.(本题3分)在弦线上有一简谐波,其表达式为 ]34)20(100cos[100.221x t y (SI) 为了在此弦线上形成驻波,并且在x = 0处为一波腹,此弦线上还应有一简 谐波,其表达式为: (A) ]3)20(100cos[100.222x t y (SI). (B) ]34)20(100cos[100.222x t y (SI). (C) ]3)20(100cos[100.222x t y (SI). (D) ]34)20(100cos[100.222x t y (SI).[ D ] 10.(本题3分)在迈克耳孙干涉仪的一支光路中,放入一片折射率为n 的透明介质薄膜后,测出两束光的光程差的改变量为一个波长,则薄膜的厚度是(A)/ 2. (B)/ (2n ).(C) / n . (D)12 n. [ D ]二 填空题(共30分)11.(本题3分)距河岸(看成直线)500 m 处有一艘静止的船,船上的探照灯以转速为n = 1 r/min 转动.当光束与岸边成60°角时,光束沿岸边移动的速度v =_69.8 m/sS 1S 2P/4_________. 12.(本题3分)一小珠可以在半径为R 的竖直圆环上作无摩擦滑动.今使圆环以角速度绕圆环竖直直径转动.要使小珠离开环的底部 而停在环上某一点,则角速度最小应大于___R g /__________. 13.(本题3分)有一个电子管,其真空度(即电子管内气体压强)为 1.0×10-5 mmHg ,则 27 ℃ 时管内单位体积的分子数为____3.2×1017 /m 3 _____________ .(玻尔兹曼常量k =1.38×10-23 J/K , 1 atm=1.013×105 Pa =76 cmHg ) 14.(本题3分)一热机从温度为 727℃的高温热源吸热,向温度为 527℃的低温热源放热.若热机在最大效率下工作,且每一循环吸热2000 J ,则此热机每一循环作功__400_______________ J . 15.(本题3分)一简谐振动的旋转矢量图如图所示,振幅矢量长2 cm ,则该简谐振动的初相为_/4 _____.振动方程为___)4/cos(1022 t x (SI) ___________. 16.(本题3分)两个同方向同频率的简谐振动,其振动表达式分别为: )215cos(10621 t x (SI) , )5cos(10222t x (SI)它们的合振动的振辐为___4×10-2 m __________,初相为_ 21___________.17.(本题3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_上 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_____ (n -1)e _____________.t xOt =0t = tSS 1S 2 e21SS SSmORO18.(本题3分)用波长为的单色光垂直照射如图所示的牛顿环装置,观察从空气膜上下表面反射的光形成的牛顿环.若使平凸透镜慢慢地垂直向上移动,从透镜顶点与平面玻璃接触到两者距离为d 的移动过程中,移过视场中某固定观察点的条纹数目等于___2d /____________.19.(本题3分)如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30°的方位上,所用单色光波长500 nm (1 nm = 109m),则单缝宽度为____1X10-6____________m . 20.(本题3分)一束自然光自空气入射到折射率为1.40的液体表面上,若反射光是线偏振的,则折射光的折射角为35.5°(或35°32')____________.三 计算题(共40分)21.(本题10分)一根放在水平光滑桌面上的匀质棒,可绕通过其一端的竖直固定光滑轴O 转动.棒的质量为m = 1.5 kg ,长度为l = 1.0 m ,对轴的转动惯量为J = 231ml .初始时棒静止.今有一水平运动的子弹垂直地射入棒的另一端,并留在棒中,如图所示.子弹的质量为m= 0.020 kg ,速率为v = 400 m ·s -1.试问:(1) 棒开始和子弹一起转动时角速度有多大?(2) 若棒转动时受到大小为M r = 4.0 N ·m 的恒定阻力矩作用,棒能转过多大的角度?解:(1) 角动量守恒:2231l m ml l m v 2分m , lOmA B C(m 3)p 2 3.4981×1054×105O∴ l m m m31v =15.4 rad ·s -12分(2)-M r =(231ml +2l m )2分0-2=22分∴ rM l m m 23122 =15.4 rad 2分22.(本题10分)一定量的单原子分子理想气体,从A 态出发经等压过程膨胀到B 态,又经绝热过程膨胀到C 态,如图所示.试求这全过程中气体对外所作的功,内能的增量以及吸收的热量. 解:由图可看出 p A V A = p C V C从状态方程 pV =RT 可知 T A =T C , 因此全过程A →B →C 的E =0.3分B →C 过程是绝热过程,有Q BC = 0.A →B 过程是等压过程,有 )(25)( A A B B A B p AB V p V p T T C Q=14.9×105J . 故全过程A →B →C 的 Q = Q BC +Q AB =14.9×105 J . 4分 根据热一律Q =W +E ,得全过程A →B →C 的W = Q -E =14.9×105 J . 3分23.(本题10分)图示一平面简谐波在t = 0 时刻的波形图,求 (1) 该波的波动表达式;(2) P 处质点的振动方程.x (m) O -0.040.20 u = 0.08 m/sP0.400.60解:(1) O 处质点,t = 0 时 0cos 0 A y , 0sin 0 A v所以 212分又 u T / (0.40/ 0.08) s= 5 s 2分故波动表达式为 ]2)4.05(2cos[04.0 x t y (SI) 4分(2) P 处质点的振动方程为]2)4.02.05(2cos[04.0 t y P )234.0cos(04.0t (SI) 2分24.(本题10分) 波长600nm(1nm=10﹣9m)的单色光垂直入射到一光栅上,测得第二级主极大的衍射角为30°,且第三级是缺级.(1) 光栅常数(a + b )等于多少? (2) 透光缝可能的最小宽度a 等于多少?(3) 在选定了上述(a + b )和a 之后,求在衍射角-π21<<π21范围内可能观察到的全部主极大的级次.解:(1) 由光栅衍射主极大公式得 a + b =sin k =2.4×10-4 cm 3分 (2) 若第三级不缺级,则由光栅公式得3sin b a由于第三级缺级,则对应于最小可能的a ,方向应是单缝衍射第一级暗纹:两式比较,得 sin aa = (a +b )/3=0.8×10-4 cm 3分(3)k b a sin ,(主极大)k a sin ,(单缝衍射极小) (k '=1,2,3,......)因此 k =3,6,9,........缺级. 2分又因为k max =(a +b ) / 4, 所以实际呈现k=0,±1,±2级明纹.(k=±4 在/ 2处看不到.)2分。
05-06期末考试试卷及答案

一、填空题(每空 2 分,共 30 分)1、质点在力j x i y F 322+=(SI 制)作用下沿图示路径运动。
则力F在路径oa 上的功A oa = ,力在路径ab 上的功A ab = 。
2、一质点沿直线运动,其运动学方程为x = 8 t -2t 2 (SI),则在t 由0至4s 的时间间隔内,质点的位移大小为 ___________,在t 由0到4s 的时间间隔内质点走过的路程为_________________.3、真空中一半径为R 的均匀带电球面带有电荷Q (Q >0).今在球面上挖去非常小块的面积△S (连同电荷),如图所示,假设不影响其他处原来的电荷分布,则挖去△S 后球心处电场强度的大小E =_____________,其方向为____________OR △SQABE 0E 0/3E 0/3第3题图 第4题图4、A 、B 为真空中两个平行的“无限大”均匀带电平面,已知两平面间的电场强度大小为E 0,两平面外侧电场强度大小都为E 0/3,方向如图.则A 、B 两平面上的电荷面密度分别为 σA =_______________, σB =____________________.5、图示BCD 是以O 点为圆心,以R 为半径的半圆弧,在A 点有一电荷为+q 的点电荷,O 点有一电荷为-q 的点电荷.线段R BA =.现将一单位正电荷从B 点沿半圆弧轨道BCD移到D 点,则电场力所作的功为______________________ .+q A-q BO DCRS 1S 2a a2a第5题图 第6题图b(3,2)o ca xy6、如图,在无限长直载流导线的右侧有面积为S 1和S 2的两个矩形回路.两个回路与长直载流导线在同一平面,且矩形回路的一边与长直载流导线平行.则通过面积为S 1的矩形回路的磁通量与通过面积为S 2的矩形回路的磁通量之比为____________. 7、若把氢原子的核外电子轨道看作是圆轨道,已知电子轨道半径r =0.53×10-10 m ,绕核运动速度大小v =2.18×108 m/s, 则氢原子基态电子在原子核处产生的磁感强度 B的大小为____________.(e =1.6 ×10-19 C , μ0 =4π×10-7 T ·m/A) 8、有一长1m 的米尺,观察者沿该米尺长度方向匀速运动,测得米尺的长度为 0.5 m .则此米尺以速度v =__________________________m ·s -1接近观察者.9、狭义相对论的两条基本原理是________________________________________ 原理;和_________________________________________________________________________原理.10、如图所示,在一长直导线L 中通有电流I ,ABCD 为一矩形线圈,它与L 皆在纸面内,且AB 边与L 平行.矩形线圈在纸面内向右移动时,线圈中感应电动势方向为________________________________.I LA DC B二、选择题1、一光滑的内表面半径为10 cm 的半球形碗,以匀角速度ω绕其对称OC 旋转.已知放在碗内表面上的一个小球P 相对于碗静止,其位置高于碗底4 cm ,则由此可推知碗旋转的角速度约为(A) 10 rad/s . (B) 13 rad/s .(C) 17 rad/s (D) 18 rad/s .ωPCOAMBF第1题图 第2题图2、如图所示,A 、B 为两个相同的绕着轻绳的定滑轮.A 滑轮挂一质量为M 的物体,B 滑轮受拉力F ,而且F =Mg .设A 、B 两滑轮的角加速度分别为βA 和βB ,不计滑轮轴的摩擦,则有(A) βA =βB . (B) βA >βB .(C) βA <βB . (D) 开始时βA =βB ,以后βA <βB .3、 假设卫星环绕地球中心作圆周运动,则在运动过程中,卫星对地球中心的 (A) 角动量守恒,动能也守恒. (B) 角动量守恒,动能不守恒. (C) 角动量不守恒,动能守恒. (D) 角动量不守恒,动量也不守恒. (E) 角动量守恒,动量也守恒.4、如图所示,一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴O 旋转,初始状态为静止悬挂.现有一个小球自左方水平打击细杆.设小球与细杆之间为非弹性碰撞,则在碰撞过程中对细杆与小球这一系统(A) 只有机械能守恒. (B) 只有动量守恒. (C) 只有对转轴O 的角动量守恒.(D) 机械能、动量和角动量均守恒.OEO r(B) E ∝1/r 2RE O r(A) E ∝1/r 2 REOr(C) E ∝1/r 2REOr(D) E ∝1/r 2第4题图 第5题图5、半径为R 的均匀带电球面的静电场中各点的电场强度的大小E 与距球心的距离r 之间的关系曲线为:6、花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动,开始时两臂伸开,转动惯量为J 0,角速度为ω0.然后她将两臂收回,使转动惯量减少为31J 0.这时运动员转动的角速度变为(A)31ω0. (B) ()3/1 ω0. (C) 3 ω0. (D) 3 ω0.R OUrU ∝1/r(A) R OUrU ∝1/r(B) R OUrU ∝1/r(C)R OUrU ∝1/r 2(D)R OUr U ∝1/r 2 (E)第7题图7、半径为R 的均匀带电球面,总电荷为Q .设无穷远处电势为零,则该带电体所产生的电场的电势U ,随离球心的距离r 变化的分布曲线为8、有两个大小不相同的金属球,大球直径是小球的两倍,大球带电,小球不带电,两者相距很远.今用细长导线将两者相连,在忽略导线的影响下,大球与小球的带电之比为: (A) 2. (B) 1.(C) 1/2. (D) 0. 9、在点电荷+q 的电场中,若取图中P 点处为电势零点 , 则M 点的电势为(A)a q 04επ. (B) a q08επ.(C) a q 04επ-. (D) aq08επ-.aa+qPMⅠⅡⅢⅣ第9题图 第10题图10、图中,六根无限长导线互相绝缘,通过电流均为I ,区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为相等的正方形,哪一个区域指向纸内的磁通量最大?(A) Ⅰ区域. (B) Ⅱ区域. (C) Ⅲ区域. (D) Ⅳ区域.(E) 最大不止一个.11、 有下列几种说法:(1) 所有惯性系对物理基本规律都是等价的. (2) 在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关.(3) 在任何惯性系中,光在真空中沿任何方向的传播速率都相同.若问其中哪些说法是正确的, 答案是(A) 只有(1)、(2)是正确的. (B) 只有(1)、(3)是正确的.(C) 只有(2)、(3)是正确的. (D) 三种说法都是正确的.三、计算题1、一物体悬挂在弹簧上作竖直振动,其加速度为-=a ky ,式中k 为常量,y 是以平衡位置为原点所测得的坐标. 假定振动的物体在坐标y 0处的速度为v 0,试求速度v 与坐标y 的函数关系式.(本题7分) 2.质量m =1.1 kg的匀质圆盘,可以绕通过其中心且垂直盘面的水平光滑固定轴转动,对轴的转动惯量J =221mr (r 为盘的半径).圆盘边缘绕有绳子,绳子下端挂一质量m 1=1.0 kg 的物体,如图所示.起初在圆盘上加一恒力矩使物体以速率v 0=0.6 m/s 匀速上升,如撤去所加力矩,问经历多少时间圆盘开始作反方向转动.(本题7分)m 1m ,r3、如图所示,一长为10 cm 的均匀带正电细杆,其电荷为1.5×10-8 C ,试求在杆的延长线上距杆的端点5 cm 处的P 点的电场强度.(041επ=9×109 N ·m 2/C 2 )(本题8分)10 cm5 cmP4、一链条总长为 l ,质量为m ,放在桌面上,并使其下垂,下垂一端的长度为a ,设链条与桌面之间的滑动摩擦系数为μ,令链条由静止开始运动,则 到链条离开桌面的过程中,摩擦力对链条作了多少功?(本题8分)5、半径为R 的半圆线圈ACD 通有电流I 2,置于电流为I 1的无限长直线电流的磁场中,直线电流I 1恰过半圆的直径,两导线相互绝缘.求半圆线圈受到长直线电流I 1的磁力. (本题10分)I 2I 1A DC6、如图所示,有一根长直导线,载有直流电流I ,近旁有一个两条对边与它平行并与它共面的矩形线圈,以匀速度v沿垂直于导线的方向离开导线.设t =0时,线圈位于图示位置,求(1) 在任意时刻t 通过矩形线圈的磁通量Φ. (2) 在图示位置时矩形线圈中的电动势 . (本题8分)Ia bv l一、1、0 ; 18J 2、 0 m ;16 m 3、()40216/R S Q ε∆π 由圆心O 点指向△S 4、 -2ε0E 0 / 3 ; 4ε0E 0 / 3 5、 q / (6πε0R ) 6、 1∶1 7、 1.2×103 T8、 2.60×108 9、狭义相对论的两条原理说的是相对性原理和光速不变原理 10、ADCBA 绕向二、B 、C 、A 、C 、B 、D 、A 、A 、D 、B 、D 、三、1、解: yt y y t a d d d d d d d d v v v v === 又 -=a ky ∴ -k =y v d v / d y 3分⎰⎰+=-=-C ky y ky 222121 , d d v v v 3分已知 =y y 0 ,=v v 0 则 20202121ky C --=v )(220202y y k -+=v v 1分 2、撤去外加力矩后受力分析如图所示. m 1g -T = m 1a 1分Tr =J β 2分a =r β 1分 a = m 1gr / ( m 1r + J / r ) 代入J =221mr , a =mm gm 2111+= 6.32 ms -2 1分 ∵ v 0-at =0 1分 ∴ t =v 0 / a =0.095 s 1分3、解: 设P 点在杆的右边,选取杆的左端为坐标原点O ,x 轴沿杆的方向,如图,并设杆的长度为L .P 点离杆的端点距离为d .m 1 m , rβ0vPT a在x 处取一电荷元d q =(q /L )d x ,它在P 点产生场强()()20204d 4d d x d L L xq x d L q E -+π=-+π=εε 3分P 点处的总场强为()()d L d qx d L x L q E L +π=-+π=⎰00204d 4εε 3分代入题目所给数据,得E =1.8×104 N/m 1分 E 的方向沿x 轴正向. 1分4、某一时刻的摩擦力为l x l mg f )(-=μ, 4分 摩擦力作功为:2)(2)(d )(a l lmg dx x l l mg x f A l a l a f --=--=-=⎰⎰μμ 4分5、解:长直导线在周围空间产生的磁场分布为 )2/(10r I B π=μ取xOy 坐标系如图,则在半圆线圈所在处各点产生的磁感强度大小为:θμs i n 210R I B π=, 方向垂直纸面向里, 2分式中θ 为场点至圆心的联线与y 轴的夹角.半圆线圈上d l 段线电流所受的力为:l B I B l I F d d d 22=⨯=θθμd sin 2210R R I I π=2分 θcos d d F F y =.根据对称性知: F y =0d =⎰y F 2分θs i n d d F F x = , ⎰π=0x x dF F ππ=2210I I μ2210I I μ=2分∴半圆线圈受I 1的磁力的大小为: 2210I I F μ=, 方向:垂直I 1向右. 2分6、解:(1) ⎰⎰⋅π==Sr l r I S B t d 2d )(0μ Φ⎰++π=tb t a r rl I v v d 20μta tb lI v v ++π=ln20μ 4分(2)aba b lI t t π-=-==2)(d d 00v μΦE 4分x L +d -x P xd E L d d q OI 1I 2 xRyθd Fd F xd F y O。
2005-2006学年第一学期期末考试题

2005-2006学年第一学期期末考试题高三物理本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共150分。
第Ⅰ卷 (选择题 共40分)一、本题共10小题:每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选不全的是2分,有选错或不答的得0分。
1、 2001年10月,我国进行了第三次大熊猫普查,首次使用了全球卫星定位系统和RS 卫星红外遥感技术,详细调查了珍稀动物大熊猫的种群、数量、栖息地周边情况等。
红外遥感利用了红外线的 ( )A 、热效应B 、相干性C 、反射性能好D 、波长大,易衍射2、对氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道的过程,以下说法中哪些是正确的 ( )A .原子要辐射光子,电子的动能减小,电势能增大B .原子要辐射光子,电子的动能和电势能都减小C .原子要辐射光子,电子的动能增大,电势能减小D .原子要吸收光子,电子的动能和电势能都减小3、当一抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细,如图所示,观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化. ( ) A .这主要是光的干涉现象 B .这主要是光的衍射现象C .如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗D .如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细4、在带正电的金属球的正上方,一导体自由下落,如图所示。
在未碰上金属球之前的下落过程中( )A .导体内部场强为零,下端电势高B .导体内部场强为零,上端电势高C .导体内部场强为零,是等势体D .导体内部场强不为零,下端电势高5、用下列哪组物理量可计算出阿伏加德罗常数( )A 、某种物质的摩尔质量和该种物质分子的质量B 、某种物质的密度、该种物质的摩尔质量和分子的体积C 、某种物质的密度、该种物质组成的物体的体积和分子的质量D 、某种物质的密度、该种物质的摩尔体积和分子的质量6、如图所示,质量为m 的小车的水平底板两端各装一根完全一样的弹簧,小车底板上有一质量为3m的滑块,滑块与小车、小车与地面的摩擦都不计。
2005-2006大物下学期期末考试试卷及答案

2005─2006学年第一学期 《 大学物理》(下)考试试卷( A 卷)注意:1、本试卷共4页; 2、考试时间: 120分钟; 3、姓名、序号必须写在指定地方; 4、考试为闭卷考试; 5、可用计算器,但不准借用; 6、考试日期:2006.1.7.e=1.60×10-19C m e =9.11×10-31kg m n =1.67×10-27kg m p =1.67×10-27kgε0= 8.85×10-12 F/m μ0=4π×10-7H/m=1.26×10-6H/m h = 6.63×10-34 J·sb =2.897×10-3m·K R =8.31J·mol -1·K -1 k=1.38×10-23J·K -1 c=3.00×108m/s σ = 5.67×10-8 W·m -2·K -4 1n 2=0.693 1n 3=1.099 R =1.097×107m -1·一.选择题(每小题3分,共30分)1. 已知圆环式螺线管的自感系数为L 。
若将该螺线管锯成两个半环式的螺线管,则两个半环螺线管的自感系数(A) 都等于L /2. (B) 都小于L /2.(C) 都大于L /2. (D) 一个大于L /2,一个小于L /2. 2. 设某微观粒子运动时的能量是静止能量得k 倍,则其运动速度的大小为(A) c /(k -1). (B) c 21k -/k . (C) c 12-k /k . (D) c ()2+k k /(k+1).3. 空间有一非均匀电场,其电场线如图1所示。
若在电场中取一半径为R 的球面,已知通过球面上∆S 面的电通量为∆Φe ,则通过其余部分球面的电通量为(A)-∆Φe(B) 4πR 2∆Φe /∆S , (C)(4πR 2-∆S ) ∆Φe /∆S ,(D) 04. 如图2所示,两个“无限长”的半径分别为R 1和R 2的共轴圆柱面,均匀带电,沿轴线方向单位长度上的带电量分别为λ1和λ2,则在外圆柱面外面、距离轴线为r 处的P 点的电场强度大小E 为:(A)r 0212πελλ+. (B) )(2)(2202101R r R r -+-πελπελ.图1(C))(22021R r -+πελλ.(D) 20210122R R πελπελ+. 5. 边长为l 的正方形线圈,分别用图3所示两种方式通以电流I (其中ab 、cd 与正方形共面),在这两种情况下,线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为:(A) B 1 = 0 . B 2 = 0.(B) B 1 = 0 . lIB πμ0222=(C) l IB πμ0122=. B 2=0 .(D lI B πμ0122=. l IB πμ0222=.6. 如图4,一半球面的底面园所在的平面与均强电场E 的夹角为30°,球面的半径为R ,球面的法线向外,则通过此半球面的电通量为 (A) π R 2E/2 . (B) -π R 2E/2.(C) π R 2E .(D) -π R 2E .7. 康普顿散射的主要特征是(A) 散射光的波长与入射光的波长全然不同.(B)散射角越大,散射波长越短.(C) 散射光的波长有些与入射光相同,但也有变长的,也有变短的.(D) 散射光的波长有些与入射光相同,有些散射光的波长比入射光的波长长些,且散射角越大,散射光的波长变得越长 .8. 如图5,一环形电流I 和一回路l ,则积分l B d ⋅⎰l应等于(A) 0. (B) 2 I . (C) -2μ0 I . (D) 2μ0 I .9. 以下说法中正确的是(A) 场强大的地方电位一定高; (B) 带负电的物体电位一定为负;P图2图3l(1)d图5(C) 场强相等处电势梯度不一定相等; (D) 场强为零处电位不一定为零. 10. 电荷激发的电场为E 1,变化磁场激发的电场为E 2,则有 (A) E 1、E 2同是保守场. (B) E 1、E 2同是涡旋场.(C) E 1是保守场, E 2是涡旋场. (D) E 1是涡旋场, E 2是保守场.二. 填空题(每小题2分,共30分).1. 氢原子基态的电离能是 eV . 电离能为0.544eV 的激发态氢原子,其电子处在n = 的轨道上运动.2. 不确定关系在x 方向上的表达式为 .3. 真空中两条相距2a 的平行长直导线,通以方向相同,大小相等的电流I ,P 、O 两点与两导线在同一平面内,与导线的距离为a , 如图6所示.则O 点的磁场能量密度w m o ,P 点的磁场能量密度w mP .4. 在半径为R 的圆柱形空间中存在着均匀磁场B ,B 的方向与轴线平行,有一长为l 0的金属棒AB ,置于该磁场中,如图7所示,当d B /d t 以恒定值增长时,金属棒上的感应电动势εi 5. 如图8所示,将半径为R 的无限长导体薄壁管(厚度忽略)沿轴向割去一宽度为h (h <<R )的无限长狭缝后,再沿轴向均匀地流有电流,其面电流的线密度为i ,则管轴线上磁感强度的大小是 .6. 写出包含以下意义的麦克斯韦方程:(1)电力线起始于正电荷,终止于负电荷_____ __. (2)变化的磁场一定伴随有电场7. 半径为R 的细圆环带电线(圆心是O ),其轴线上有两点A 和B ,且OA=AB=R ,如图9若取无限远处为电势零点,设A 、B 两点的电势分别为U 1和U 2,则U 1/U 2为 . 8. .狭义相对论的两条基本假设是9. 点电荷q 1 、q 2、q 3和q 4在真空中的分布如图10所示,图中S 为闭合曲面,则通过该闭合曲面的电通量S E d ⋅⎰S= ,式中的E 是哪些点电荷在闭合曲面上任一点产生的场强的矢量和?答:是 .10. 氢原子光谱的巴耳末线系中,有一光谱线的波长为λ = 434nm ,该谱线是氢原子由能级E n 跃迁到能级E k 产生的,则n = ______,k= ______.图6图7图8图9三.计算题(每小题10分,共40分)1. 求均匀带电球体(343R Qπρ=)外任一点(r>R)的 电势.2. 相距为d =40cm 的两根平行长直导线1、2放在真空 中,每根导线载有电流1I =2I =20A,如图11所示。
2005级大学物理

2005级大学物理(II)期末试题解答(A卷)一选择题(共30分)1. (本题3分)(1402)(C)2.(本题3分)(1255)(B)3. (本题3分)(1171)(C)4. (本题3分)(1347)(C)5. (本题3分)(1218)(C)6. (本题3分)(2354)(D)7. (本题3分)(2047)(D)8. (本题3分)(2092)(D)9. (本题3分)(4725)(B)10. (本题3分)(4190)(C)二填空题(共30分)11. (本题3分)(1854)-2ax1分-a 1分0 1分12. (本题4分)(1078)0 2分qQ / (4πε0R) 2分13. (本题3分)(7058)霍尔1分1 / ( nq ) 2分14. (本题3分)(2586)a I B2 3分 15. (本题3分)(2338)1∶16 3分 参考解:02/21μB w =, nI B 0μ=, )4(222102220021d l I n V B W π==μμμ)4/(21222202d l I n W π=μ16:1::222121==d d W W16. (本题4分)(0323)垂直纸面向里 2分垂直OP 连线向下 2分17. (本题3分)(4167)1.29×10-5 s 3分18. (本题4分)(4187)π 2分0 2分19. (本题3分)(4787)4 3分三 计算题(共40分)20. (本题10分)(1217)解:应用高斯定理可得导体球与球壳间的场强为()304/r r q E επ=(R 1<r <R 2) 错了? 1分 设大地电势为零,则导体球心O 点电势为:⎰⎰π==212120d 4d R R R R r r q r E U ε⎪⎪⎭⎫⎝⎛-π=210114R R q ε 2分 根据导体静电平衡条件和应用高斯定理可知,球壳内表面上感生电荷应为 -q . 设球壳外表面上感生电荷为Q'. 1分 以无穷远处为电势零点,根据电势叠加原理,导体球心O 处电势应为:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-'+π=1230041R q R q R Q d Q U ε 3分 假设大地与无穷远处等电势,则上述二种方式所得的O 点电势应相等,由此可得Q '=-3Q / 4 2分故导体壳上感生的总电荷应是-[( 3Q / 4) +q ] 1分21. (本题10分)(0314)解:动生电动势 ⎰⋅⨯=MNv l B MeNd )(☜ 为计算简单,可引入一条辅助线MN ,构成闭合回路MeNM , 闭合回路总电动势0=+=NM MeN ☜☜☜总 ☜☜☜=-=2分负号表示MN 3分ba ba I MeN -+π-=ln20vμ☜ 方向N →M 2分 ba b a I U U MNN M -+π=-=-ln 20v μ☜ 3分22. (本题10分)(2559)解:如图任一电流元在P 点的磁感强度的大小为 204d d r lI B π=μ 2分方向如图. 2分此d B 的垂直于x 方向的分量,由于轴对称,对全部圆电流合成为零. 2分⎰=//d B B ⎰π=Rl rI πθμ2020d 4sin 2/32220)(2x RIR +=μ,方向沿x 轴. 2分将R =0.12 m ,I = 1 A ,x =0.1 m 代入可得B =2.37×10-6 T 2分23. (本题5分)(5357)解:设飞船A 相对于飞船B 的速度大小为v ,这也就是飞船B 相对于飞船A 的速度大小.在飞船B 上测得飞船A 的长度为20)/(1c l l v -= 1分故在飞船B 上测得飞船A 相对于飞船B 的速度为20)/(1)/(/c t l t l v v -==∆∆ 2分解得 82001068.2)/(1/⨯=+=∆∆t c l t l v m/s所以飞船B 相对于飞船A 的速度大小也为2.68×108 m/s . 2分24. (本题5分)(4430)解:先求粒子的位置概率密度)/(sin )/2()(22a x a x π=ψ)]/2cos(1)[2/2(a x a π-= 2分当 1)/2c o s(-=πa x 时, 2)(x ψ有最大值.在0≤x ≤a 范围内可得 π=πa x /2 ∴ a x 21=. 3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3X104 A 的电线1 m 处的磁感强度的大小为(A) 3X10-5T. (C) 1.9X10-2T. (已知真空的磁导率 2. (本题3分)一电子以速度D 垂直地进入磁感强度为鸟的均匀磁场中,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3. (C)正比于B,反比于以 3. (本题3分)有一矩形线圈AOCD.通以如图示方向的电流将它 置于均匀磁场鸟中,鸟的方向与X 轴正方向一致,线圈平 面与x 轴之间的夹角为,<90° .若AO 边在y 轴上, 且线圈可绕y 轴自由转动,则线圈将(A) (B) (C) (D) 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山滑动的 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. (C)向左移动. 5. (本题3分)如图,长度为/的直导线ab 在均匀磁场鸟中以速 度D 移动,直导线ab 中的电动势为(A) Blv. (B) Blvsi n . (C) Blvcos . (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(B) 6X10-3T. (D) 0.6 T.o=4 X10-7T-m/A)(B)反比于正比于*・(D)反比于B,反比于匕转动使 角减小. 转动使角增大. 不会发生转动.如何转动尚不能判定. (B)转动. (D)向右移动.[8(A)都等于11. (B)有一个大于[厶,另一个小于(C)都大于丄厶.(D)都小于丄厶.[ ]2 27. (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S2盖住,并在$S2连线的垂直平分面处放一高折射 率介质反射面",如图所示,则此时s<(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(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) 5.0X101 mm. (C) 1.0X10-2 mm. 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朵 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),则中央明条纹 (B) 1.0X10-1 mm. (D) 1.0X10-3]$2一根无限长直导线通有电流/,在P点处被弯成了一个半径为R的圆,且P点处无交义和接触,则圆心0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,其中虚件线表示的是B二°H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 \________________________________________ 。
大学物理浙江大学答案

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浙江大学2005–2006学年秋冬季学期
《普通物理II 》课程期末考试试卷
开课学院:理学院,考试形式:闭卷,允许带__计算器_入场
考试时间:_2006 年__01__月_ 13___日, 所需时间: 120 分钟
考生姓名: ____ _学号:专业: ________ 题序一二(1) 二(2)二(3)二(4)二(5)二(6)总分
得分
评卷人
Ⅰ. Fill in the space underlined. (50%)
1. Figure 1 shows a Thomson atom model of helium (He, Z=2). Two electrons, at rest, are embedded
inside a uniform sphere of positive charge 2e. The distance d of between the electrons is so that the configuration is in static equilibrium.
2. A point charge +q is a distance d/2 from a square surface of side d and is directly above the center of
the square as shown in Fig. 2. The electric flux through the square is of .
3. A resistor is in the shape of a truncated right circular cone (Fig.3). The end radii are a and b, and the
length is L. If the tape is small, we may assume that the current density is uniform across any cross section. The resistance of this subject is .
4. A capacitor has square plates, each of side a, making an angle θ with each other as shown in Figure
4. The capacitance is given by for small θ.
5. As shown in Figure 5, a current i1 flows in a circular loop of radius R. An infinite long wire carrying
a current i2 is in the plane of the loop, and at a distance d>R from the center of the loop to the wire.
The force between the wire and the loop is .
6. The negatively charged disk in Fig. 6 is rotated clockwise. The direction of the magnetic field at point
A in the plane of the disk is .
7. A rectangular loop of wire with length a, width b, and resistance R is placed near an infinitely long
wire carrying current i, as shown in Fig 7. The distance from the long wire to the loop is D. The current in the loop is as it moves away from the long wire with speed v.
8. A broad source of light (λ=680nm) illuminates normally two glass plates 120mm long that touch at
one end and are separated by a wire 0.048mm in diameter at the other end (Fig. 8). How many bright fringes appear over the 120-mm distance? .
9. The wavelength of a 1.00-keV electron is of .
10. Two ideal polarizing sheets are stacked so that none of the incident unpolarized light is transmitted. A
third polarizing sheet is slipped between the first two sheets at an angle of 45o to the bottom sheet.
The fraction of light transmitted through the entire stack is .
II. Problems (present the necessary equations in solution) (50%)
1.(8%)Please write out:
(a)The image formation equation for the spherical refracting surface with paraxial rays.
(b)The properties of electromagnetic wave at distance from a wave source.
2.(7%)What would be the action of a quarter-wave plate (λ/4波片)on
(a)Linearly polarized (assume the plane of vibration to be at 45o to the optic axis of the
plate), and
(b)Circularly polarized light.
3. (10%)A grating (N=5000) is illuminated by two monochromic lights with the wave
length of 600and 400 nm respectively. The m th principal maximum of the former light is meet the m+1 th principal maximum of the later at 3 cm from the central fringe on the screen. The focus length of the lens is 50 cm. Find the grating constant d, and the typical width of the principle fringes.
4.(13%)Figure 9 shows a parallel-plate capacitor being charged. The voltage across the
plates has a time dependence V=V0cosωt. The fringing of the electric field and radiation can be ignored.
a)To determine the electric and magnetic field in the region between plates as a
function of time t.
b)How large does the current flow in the wires and what is the time dependence of the
current density between the plates?
c)Write the Poynting vector S at the edge of the capacitor (including its magnitude
and direction).
5.(12%)As shown in Figure 10, a long cylindrical wire of radius R1carries a current i,
distributed uniformed over the cross section of the wire. And it is surrounded with a magnetic medium (磁性介质) of permeability constant κm, and with outer radius R2.
(a)Calculate the magnetic field strength H, the magnetic induction strength B in and
out of the magnetic medium.
(b)The induced current i (束缚电流) per unit length on the inner and outer surface of
the magnetic medium.。