河南理工大学历年大学物理试卷及答案

分 数 22 得 分 阅卷人

河南理工大学 2009～2010 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

21R 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

19

C)

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 )。

)，半径为R ，

S (长为1 m ，

宽为2 R )，位置如右图中画斜线部分所示，求通过该矩形平面的磁通量。

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

1

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

2

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，1

=440 nm ，

2

=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 =

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）

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°=6

1

ο

60

sin 61λ=

d =×10-3

mm 2分

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 =

2

1

2B (D) 1B =4

1

2B

［ ］ 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 ρ

的下列几种说法中哪个是正确的

(A)H ρ

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 ρ

必为零；

(C)若闭合曲线上各点H ρ

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 ρ

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 ρ

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ωρ与B ρ

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) 2

00221??? ??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? ．

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…………………

x t

O A/2 -A

x 1

x 2

(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 =/I 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) π23． (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 ,,,

(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) )2

1

21(cos 50.0ππ-=t y ， (SI)．

(C) )2

121(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)．

(D) )21

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

x (m)

O

0.5

u

3

y (m)

2 1 -1 …………密………………………………封………………………………线…………………………

与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是α和ο90，则通过这两个偏振片后的光强I 是

(A)α2

02

1cos I (B)0 (C))2(sin 2041αI (D) α2041

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)

． (B) ．

(C) 3

/ 2 ． (D) 2

．

［ ］

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 = 0，2

1

=

s m ． (B) n = 3，l = 1，m l =-1，2

1

-=s m ．

(C) n = 1，l = 2，m l = 1，2

1

=

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

河南理工大学 2010～2011 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

C

屏

f

P

D L

A

B

λ

P S 1 S 2

r 1

n 1

n 2

t 2

r 2

t 1 专业班级： 姓名： 学号：

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

分 数 22 得 分 阅卷人

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 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，另一半以角速度张开时(线圈边长为2l)，线圈中感应电动势的大小＝____________________．(设此时的张角为，

见图)

4．一沿x 轴正方向传播的平面简谐波，频率为

，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 3和10 3 ，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

＝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＝2×10-4 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． （本题6分）

分 数 18 得 分 阅卷人

I

I 2 r R

ω θ × × × ×

d

a

b c B ?

× × × × × × × ×

O

x (m)

u A

P

-A

P

S 1

S 2

3λ

10λ/3

x

O

P

L u

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4 图

填空题5 图

A

B

E

F R

I

I

D C O 60?

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 T ，则可求得铁环的相对磁导率r

为(真空磁导率

=4×

10-7 T ·m ·A -1)

(A) ×102 (B) ×102

(C) ×102 (D)

［ ］ 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

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)

abB | cos

t

|． (B) 2abB | cos

t |

(C)

t abB ωωcos 2

1

． (D) abB | sin

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

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 ?ωω

sin 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

1

和

2

．设r 1∶r 2=1∶2，

1

∶

2

=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(

1

a

I

πμμ . (B)

200)2(

21

a

I

πμμ .

(C)

200

)(

21a

I

πμμ (D) 0 .

A I

L 2

L 1 L 3

L 4

2I

I

O B ?

a

b

ω

I 1

I 2

分 数 60 得 分

阅卷人 阅卷机

三、选择题 (每小题3分）

)(i x ?

)(j y

R q

ω O

I

2a

P

［ ］

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2

（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

)/(2cos 2λνx t A y +π=．叠加后形成驻波，其波腹位置的坐标为：

(A) x =±k

． (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， …．

［ ］

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

21(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)．

(B) )2

1

21(cos 50.0ππ-=t y ， (SI)．

(C) )2

1

(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，

则

(A) l ＝3

/ 2，＝3

． (B) l ＝3 / (2n )，＝3n ． (C) l ＝3

/ (2n )，

＝3

． (D) l ＝3n

/ 2，

＝3n

．

［ ］

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

k

m

(a)m

m

k

k k

k (b)

(c)

x (m)

O 0.5 u 3

y (m) 2 1 -1 F 1 F 2 F 3

1 A

2 A Ⅰ

Ⅱ

x

y O

b

c

d e f g a o ＇

P 1.52

1.75 1.52 图中数字为各处的折射

λ 1.62

1.62

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，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，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，

2

1

-) (B) (2，0，1，

2

1

-)

(C) (3，1，-1，

2

1

) (D) (2，1，-1，

2

1

)

［］

I

U O (A)

I

U O (B)

I

U O (C)

I

U

O (D)

L

λ

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 DB 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＝6×10-4 rad

?θ＝θ

2－θ＝4.0×10-4 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