河南理工大学历年大学物理试卷及答案

河南理工大学 2009～2010 学年第 1 学期

《大学物理》试卷（A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

1.71?5

10-T。（2

7

A

N

10

4-

?

=π

μ）

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

Bω_________。

3．磁场中某点处的磁感强度为)

SI

(

20

.0

40

.0j

i

B

-

=，一电子以速度

j

i

6

610

0.1

10

50

.0?

+

?

=

v(SI)通过该点，则作用于该电子上的磁场力F

为

__________0.80310-13k

(N) ________．(基本电荷e=1.6×10-19C)

4．图示一平面简谐波在s2

=

t时刻的波形图，波的振幅为m

2.0，

周期为s4，

则图中P点处质点的振动方程为_)

cos(

2.0

2

1

2

1π

π-

=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15

10

3?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____6

10

72

.1?____m(普朗克常量

s

J

10

63

.634?

?

=-

h，电子质量kg

10

11

.931-

?

=

m)。

μ0)，半径为R，通

S (长为1 m，宽

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

2

2

?

π

=

μ

π

=

4

I

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

)

(

2

0R

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

2

Φr

r

I

R

R

d

2

2

?

π

=

μ

2

ln

2

π

=

I

μ

3分

穿过整个矩形平面的磁通量

2

1

Φ

Φ

Φ+

=

π

=

4

I

μ

2

ln

2

π

+

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

1

1

1

sinλ

?k

d=

2

2

2

sinλ

?k

d=

2

1

2

1

2

2

1

1

2

1

3

2

660

440

sin

sin

k

k

k

k

k

k

=

?

?

=

=

λ

λ

?

?

4分

当两谱线重合时有?1= ?21分

即

6

9

4

6

2

3

2

1=

=

=

k

k

．．．．．．．2分

两谱线第二次重合即是

4

6

2

1=

k

k

，k1=6，k2=4 2分

由光栅公式可知d sin60°=6λ1

60

sin

6

1

λ

=

d=3.05310-3 mm 2分专

业

班

级

：

姓

名

：

学

号

：

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

密

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

封

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

线

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

一、填空题（每小题3分）

A/

-A

q的点电荷。

此正方形以角速度绕AC轴旋转时，在中心O点产生的磁感应强度大小为

1

B；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

2

B，则

1

B与

2

B间的关系为

(A)

1

B=

2

B(B)

1

B=2

2

B

(C)

1

B=

2

1

2

B(D)

1

B=

4

1

2

B

［］

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

3

1．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)

2

02

2

1

?

?

?

?

?

a

I

π

μ

μ(B)

2

2

2

1

?

?

?

?

?

a

I

π

μ

μ

（C）

2

2

2

1

??

?

?

?

?

I

a

μ

π

（D）

2

2

2

1

?

?

?

?

?

a

I

μ

μ

［］

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l0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)

1

2

ε

ε=≠0．(B)

1

2

ε

ε?．

(C)

1

2

ε

ε?．(D) 0

1

2

=

=ε

ε．

［］

8．在匀强磁场中，有两个平面线圈，其面积A1 = 2 A2，通有电流I1 = 2 I2，它们所受的最

大磁力矩之比M1 / M2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) π

2

3．(B) π．

(C) π

2

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,

,

,

l0

…

…

…

…

…

…

…

…

…

密

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

封

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

线

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

(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

01cos 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 2.C 3. C 4. D 5. A 6. B 7. B 8. A 9.D 10. C 11.B 12. B 13. C 14.A 15.D 16. C 17.B 18.B 19.D 20.B

…………………………密………………………………封……………………………

…线…………………………

S 1

S 2

河南理工大学 2010～2011 学年第 1 学期

《大学物理》试卷（A 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．考试结束后各班班长把《大学物理单元自测》收齐送到理化系物理教研室。

1．一自感线圈中，电流强度在 0.002 s 内均匀地由10 A 增加到12 A ，此过程中线圈内自感电动势为 400 V ，则线圈的自感系数为L =____________．

2．在同一平面上有两个同心的圆线圈，大圆半径为R ，通有电流I 1，小圆半

径为r ，通有电流I 2 (如图)，则小线圈所受的磁力矩为________． 3．如图所示，一导线构成一正方形线圈然后对折，并使其平面垂直置于均匀磁场B ．当线圈的一半不动，另一半以角速度ω张开时(线圈边长为2l)，线圈

中感应电动势的大小E ＝____________________．(设此时的张角为θ，见图)

4．一沿x 轴正方向传播的平面简谐波，频率为ν ，振幅为A ，已知t = t 0时刻的波形曲线如图所示，则x = 0 点的振动方程为： ______________ ．

5．如图所示，波源S 1和S 2发出的波在P 点相遇，P 点距波源S 1和S 2的距离分别为 3λ 和10 λ / 3 ，λ 为两列波在介质中的波长，若P 点的合振幅总是极大值，波源S 1 的相位比S 2 的相位领 先_________________．

6． 一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0 mm ．若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为____________________mm ．(设水的折射率为4/3)

1．在真空中将一根细长导线弯成如图所示的形状(在同一平面内，

由实线表示)，R EF AB ==，大圆弧BC 的半径为R ，小圆弧DE 的半径为R 2

1

，求圆心O 处的磁感强度B 的大小和方

向． （本题10分）

2．如图所示，一平面简谐波沿Ox 轴正向传播，波速大小为u ，

若P 处质点的振动方程为 )cos(φω+=t A y P ，求 (1) O 处质点的振动方程；

(2) 该波的波动表达式； （本题6分）

3． 用波长为λ＝600 nm (1 nm ＝10-9 m)的光垂直照射由两块平玻璃板构成的空气劈形膜，

劈尖角θ＝2310-4 rad ．改变劈尖角，相邻两明条纹间距缩小了?l ＝1.0 mm ，求劈尖角的改变量?θ． （本题6分）

I

ω θ × × × ×

d

a

b c B

× × × × × × × ×

P

S S 2

专业班级： 姓名： 学号：

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

一、填空题（每小题3分） 二、计算题 填空题3 图

填空题2 图

填空题5 图

1．边长为l 的正方形线圈中通有电流I ，此线圈在A 点(见图)产生的磁感强度B 为

(A) l I π420μ． (B) l I

π220μ．

(C) l

I

π02μ． (D) 以上均不对．

［ ］

2．如图所示的一细螺绕环，它由表面绝缘的导线在铁环上密绕而成，每厘米绕10匝．当导线中的电流I 为2.0 A 时，测得铁环内的磁感应强度的大小B 为1.0 T ，则可求得铁环的相对磁导率μr 为(真空磁导率μ 0 =4π310-7 T 2m 2A -1)

(A) 7.963102 (B) 3.983102

(C) 1.993102 (D) 63.3

［ ］

3．如图，流出纸面的电流为2I ，流进纸面的电流为I ，则下述各式中哪一个是正确的？

(A) I l H L 2d 1=?? ． (B) I l H L =??2

d

(C) I l H L -=??3

d

． (D)

I l H L -=??4

d

．

［ ］ 4．一矩形线框长为a 宽为b ，置于均匀磁场中，线框绕OO ′轴，以匀角速度ω旋转(如图所示)．设t =0时，线框平面处于纸面内，则

任一时刻感应电动势的大小为

(A)

ω abB | cos ω t |． (B) 2abB | cos ω t |

(C)

t abB ωωcos 2

1

． (D) ω abB | sin ω t | ．

［ ］

5．如图，无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内，若

长直导线固定不动，则载流三角形线圈将 (A) 向着长直导线平移． (B) 离开长直导线平移． (C) 转动． (D) 不动． ［ ］

6．如图所示．一电荷为q 的点电荷，以匀角速度ω作圆周运动，圆周的半径为R ．设t = 0

时q 所在点的坐标为x 0 = R ，y 0 = 0 ，以i 、j

分别表示x 轴和y 轴上的

单位矢量，则圆心处O 点的位移电流密度为：

(A) i t R q ωωsin 42π (B) )cos (sin 42

j t i t R q ωωω-π (C) k R

q 2

4πω (D) j t R q ωω

cos 42π ［ ］

7．有两个长直密绕螺线管，长度及线圈匝数均相同，半径分别为r 1和r 2．管内充满均匀

介质，其磁导率分别为μ1和μ2．设r 1∶r 2=1∶2，μ1∶μ2=2∶1，当将两只螺线管串联在电

路中通电稳定后，其自感系数之比L 1∶L 2与磁能之比W m 1∶W m 2分别为： (A) L 1∶L 2=1∶1，W m 1∶W m 2 =1∶1． (B) L 1∶L 2=1∶2，W m 1∶W m 2 =1∶1． (C) L 1∶L 2=1∶2，W m 1∶W m 2 =1∶2．

(D) L 1∶L 2=2∶1，W m 1∶W m 2 =2∶1．

［ ］

8．真空中两根很长的相距为2a 的平行直导线与电源组成闭合回路如

图．已知导线中的电流为I ，则在两导线正中间某点P 处的磁能密度为

(A) 200)2(1a I πμμ . (B) 2

00)2(21a

I πμμ .

(C)

200)(

21

a

I

πμμ (D) 0 .

［ ］

9．三条无限长直导线等距地并排安放，导线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别载有1 A ，2 A ，3 A 同方向的电流．由于磁相互作用的结果，导线Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ单位长度上分别受力F 1、F 2和F 3，如图所示．则F 1与F 2的比值是： (A) 7/16． (B) 5/8．

(C) 7/8． (D) 5/4． ［ ］ 10．图(a)、(b)、(c)为三个不同的简谐振动系统．组成各系统的各弹簧的原长、各弹簧的劲度系数及重物质量均相同．(a)、

(b)、(c)三个振动系统的ω2（ω为固有角频率）值之比为 (A) 2∶1∶2

1

． (B) 1∶2∶4 ． (C) 4∶2∶1 ． (D) 1∶1∶2 ．

［ ］

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

(C) o ＇，d ． (D) b ，f ．

［ ］

12.有两列沿相反方向传播的相干波，其表达式为)/(2cos 1λνx t A y -π= 和 )/(2c o s 2λνx t A y +π=．叠加后形成驻波，其波腹位置的坐标为：

(A) x =±k λ． (B) λ)12(2

1

+±=k x ．

(C) λk x 2

1

±=． (D) 4/)12(λ+±=k x ．

其中的k = 0，1 2， …．

［ ］

4

I 1

(a)

(b)

(c)

F 1 F 2 F 3

1 A

2 A

3 A Ⅰ Ⅱ Ⅲ

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) )2121(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)．

(B) )21

21(cos 50.0ππ-=t y ， (SI)． (C) )21

(cos 50.0ππ+=t y , (SI)

(D) )2

1

41(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)．

［ ］

14．真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明媒质中，从A 点沿某一路径传播到B 点，路径的长度为l ．A 、B 两点光振动相位差记为?φ，则 (A) l ＝3 λ / 2，?φ＝3π． (B) l ＝3 λ / (2n )，?φ＝3n π．

(C) l ＝3 λ / (2n )，?φ＝3π． (D) l ＝3n λ / 2，?φ＝3n π．

［ ］

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1λ的谱线的级数将是

(A)2，3，4，5…… (B)5，10，15，20…… (C)2，4，6，8…… (D)3，6，9，12……

［ ］

16．在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照

射，在反射光中看到干涉条纹，则在接触点P 处形成的圆斑为

(A) 全明． (B) 全暗．

(C) 右半部明，左半部暗．

(D) 右半部暗，左半部明．

［ ］

17．

在双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5 λ，则屏上原来的明纹处 (A) 仍为明条纹；

(B) 变为暗条纹；

(C) 既非明纹也非暗纹； (D) 无法确定是明纹，还是暗纹．

［ ］

18．如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L ，夹在两块平晶的中间，形成空气劈形膜，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹．如果滚柱之间的距离L 变小，则在L 范围内干涉条纹的

(A) 数目减少，间距变大． (B) 数目不变，间距变小． (C) 数目增加，间距变小．

(D) 数目减少，间距不变．

［ ］

19以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流曲线在图中用实线表示，然后保持光的频率不变，增大照射光的强度，测出其光电流曲线在图中用虚线表示．满足题意的图是

［ ］

20．在氢原子的L 壳层中，电子可能具有的量子数(n ，l ，l m ，s m )是：

(A) (1，0，0，21-

) (B) (2，0，1，21

-) (C) (3，1，-1，21) (D) (2，1，-1，2

1

)

［ ］

图中数字为各处的折射

河南理工大学 2009～2010 学年第 1 学期

《大学物理》试卷（A ）答案

一、填空题．

１． 0. 4H ２。 0 ３。 2 l 2B ωsin θ

４ ]2

1)(2c o s [0π+-π=t t A y ν (SI)

5． 2π/3 6。 0.75 二、计算题. 1．

解：(1) AB ，CD ，EF 三条直线电流在O 点激发的磁场为零；

)8/(0R I B BC μ=

)6/(0R I B D B μ=

∴ R

I

R I R I B 24860000μμμ=-= 方向为从O 点穿出纸面指向读者． 2．

解：(1) O 处质点振动方程 ])(c o s [0φω

+-=u L

t A y (2) 波动表达式 ])(cos[φω++-=u

L

x t A y

3．

解：解：原间距 l 1＝λ / 2θ＝1.5 mm 改变后， l 2＝l 1－?l ＝0.5 mm θ 改变后， θ2＝λ / 2l 2＝6310-4 rad 改变量 ?θ＝θ2－θ＝4.0310-4 rad

三、选择题

１.A 2.B 3. D 4. A 5. B 6. B 7. C 8. C 9.C 10. B 11.B 12. A 13. A 14. C 15.B 16. D 17.B 18.B 19.B 20.D