1、- 1 -中国矿业大学 20092010 学年第 二 学期大学物理 B 试卷（B 卷）考试时间：120 分钟 考试方式：闭卷 适用：09 级统考（80 学时）学院： 班级:_ 学号: 姓名:_ 选择题 填空题 计算题题号110 1116 17 18 19 20 21总分得分阅卷人一、选择题（共 30 分）1.（本题 3 分）选无穷远处为电势零点，半径为 R 的导体球带电后，其电势为 U0，则球外离球心距离为 r 处的电场强度的大小为 (A) (B) (C) (D) 302URR020rUr02. （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
2、自感系数 (A) 都等于 (B) 有一个大于 ，另一个小于 L2121L21(C) 都大于 (D) 都小于 L3.（本题 3 分）一简谐振动曲线如图所示则振动周期是 (A) 2.62 s (B) 2.40 s (C) 2.20 s (D) 2.00 s 4.（本题 3 分）一弹簧振子作简谐振动，当位移为振幅的一半时，其动能为总能量的 (A) 1/4. (B) 1/2. (C) . 2/(D) 3/4. (E) . 2/35.（本题 3 分）一单色平行光束垂直照射在宽x (cm) t (s) O 4 2 1 - 2 -度为 1.0 mm 的单缝上，在缝后放一焦距为 2.0 m 的会聚透镜已知位于
3、透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为 2.0 mm，则入射光波长约为 (1nm=109m)(A) 100 nm (B) 400 nm (C) 500 nm (D) 600 nm 6. （本题 3 分）一束光强为 I0 的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成45角，则穿过两个偏振片后的光强 I 为 (A) (B) I0 / 4 4/0I2(C) I 0 / 2 (D) I0 / 2 7. （本题 3 分）若 粒子( 电荷为 2e)在磁感应强度为 B 均匀磁场中沿半径为 R 的圆形轨道运动，则 粒子的德布罗意波长是 (A) (B) )2/(eRBh)/(Rh(C) (D) 11e
4、8. （本题 3 分）根据玻尔的理论，氢原子在 n =5 轨道上的动量矩与在第一激发态的轨道动量矩之比为 (A) 5/4 (B) 5/3 (C) 5/2 (D) 5 9. （本题 3 分）宇宙飞船相对于地面以速度 v 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过t(飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为 (c 表示真空中光速 ) (A) ct (B) vt (C) (D) 2)/(1v 2)/(1ctc10. （本题 3 分）根据相对论力学，动能为 0.25 MeV 的电子，其运动速度约等于 (A) 0.1c (B) 0.5 c (C) 0
5、.75 c (D) 0.85 c 二、填空题（共 20 分）11. （本题 4 分）点电荷 q1、q 2、q 3 和 q4 在真空中的分布如图所示图中 S 为闭合曲面，则通过该闭合曲面的电场强度通量 _，式中的 是点电荷_dSEAE在闭合曲面上任一点产生的场强的矢量和 12. （本题 3 分）一长直载流导线，沿空间直角坐标 Oy 轴放置，电流沿 y 正向在原点Sq1 q2q4q3- 3 -O 处取一电流元 ，则该电流元在(a，0，0)点处的磁感强度的大小为 _，方lId向为_13. （本题 3 分）如图，半圆形线圈(半径为 R)通有电 流 I线圈处在与线圈平面平行向右的均匀磁场 中线圈所受磁力
6、矩的大B 小为_，方向为_把线圈绕 OO轴转过 角度_时，磁力矩恰为零14. （本题 4 分）一质点沿 x 轴作简谐振动，振动范围 的中心点为 x 轴的原点已知周期为 T，振幅为 A (1) 若 t = 0 时质点过 x = 0 处且朝 x 轴正方向运动，则振动方程为x =_ (2) 若 t = 0 时质点处于 处且向 x 轴负方向运动，则振动方程为21x =_ 15. （本题 3 分）用波长为 的单色光垂直照射折射率为 n2 的劈形膜( 如图) 图中各部分折射率的关系是n1n 2n 3观察反射光的干涉条纹，从劈形膜顶开始向右数第 5 条暗条纹中心所对应的厚度 e_ 16. （本题 3 分）当
7、波长为 3000 的光照射在某金属表面时，光电子的能量范围从 0 到 4.010-19 J在作上述光电效应实验时遏止电压为 |Ua| =_V；此金属的红限频率 0 =_Hz (普朗克常量 h =6.6310-34 Js；基本电荷 e =1.6010-19 C) 三、计算题（共 50 分）17、 （本题 10 分）一环形薄片由细绳悬吊着，环的外半径为 R，内半径为 R/2，并有电荷 Q 均匀分布在环面上细绳长 3R，也有电荷 Q 均匀分布在绳上，如图所示,试求圆环中心 O 处的电场强度(圆环中心在细绳延长线上)O O R I B n1 n2n3OR3RR/2- 4 -18、 （本题 10 分）图
8、示为一个均匀带电的球层，其电荷体密度为 ，球层内表面半径为 R1，外表面半径为 R2设无穷远处为电势零点，求空腔内任一点的电势 19、 （本题 10 分）载有电流的 I 长直导线附近，放一导体半圆环 MeN 与长直导线共面，且端点 MN 的连线与长直导线垂直半圆环的半径为 b，环心 O 与导线相距 a设半圆环以速度 平行导线平移，求半圆环内感应电动势的大小和方向v 以及 MN 两端的电压 UM UN O R1 R2 b M N e a I O v - 5 -20、 （本题 10 分）设入射波的表达式为 ，在 x = 0 处发生反射，反射点为)(2cos1TtxAy一固定端设反射时无能量损失，求
9、： (1) 反射波的表达式； (2) 合成的驻波的表达式；(3) 波腹和波节的位置21、 （本题 10 分）一双缝，缝距 d=0.40 mm，两缝宽度都是 a=0.080 mm，用波长为 =480 nm (1 nm = 10-9 m) 的平行光垂直照射双缝，在双缝后放一焦距 f =2.0 m 的透镜求： (1) 在透镜焦平面处的屏上，双缝干涉条纹的间距 l； (2) 在单缝衍射中央亮纹范围内的双缝干涉亮纹数目N 和相应的级数- 6 -中国矿业大学 20092010 学年第 二 学期大学物理 B试卷（ B 卷）解答一、选择题（共 30 分）C ，D，B ， D，C ，B，A，C，A，C， 二、填
10、空题（共 20 分）11、 2 分042/qq1、q 2、q 3、q 4 2 分12、 2 分0dalI平行 z 轴负向 1 分13、 1 分IBR2在图面中向上 1 分(n = 1，2，) 1 分14、 2 分cosTtA2 分)3(15、 3 分249n16、2.5 2 分4.01014 1 分三、计算题（共 50 分）17、解：先计算细绳上的电荷在 O 点产生的场强选细绳顶端作坐标原点 O，x 轴向下为正在 x 处取一电荷元 dq = dx = Qdx/(3R) 2 分它在环心处的场强为 2014qE- 7 -2 分20412dxRQ整个细绳上的电荷在环心处的场强 2 分203021 1
11、64RQxdER圆环上的电荷分布对环心对称，它在环心处的场强 E2=0 2 分由此，合场强 2 分ii2016方向竖直向下 18、解：由高斯定理可知空腔内 E0，故带电球层的空腔是等势区，各点电势均为 U . 2 分在球层内取半径为 rrdr 的薄球层其电荷为 dq = 4r2dr 2 分该薄层电荷在球心处产生的电势为 2 分00/rU整个带电球层在球心处产生的电势为 2 分21000dd21 RrR因为空腔内为等势区所以空腔内任一点的电势 U 为 2 分21019、解：动生电动势 MNvlBed)(E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 0e总2 分M
12、NMNxIlBbaMNd2d)(0vvEbaIln0v负号表示 的方向与 x 轴相反 3 分NE方向 NM 2 分IMel03 分baIUMNln20vE20、解：(1) 反射点是固定端，所以反射有相位突变，且反射波振幅为 A，因此反射波的表达式为 3 分)/(cos2 TtxAy(2) 驻波的表达式是 1y3 分)21/cos()21/( t(3) 波腹位置： , nx2/ 2 分 v e I a b M N O Bx - 8 -, n = 1, 2, 3, 4, )21(nx波节位置： 2 分21/x, n = 1, 2, 3, 4, x21、解：双缝干涉条纹： (1) 第 k 级亮纹条件： d sin=k第 k 级亮条纹位置： xk = f tgf sin kf / d相邻两亮纹的间距：x = x k+1x k=(k1)f / dkf / d=f / d=2.410-3 m=2.4 mm 5 分(2) 单缝衍射第一暗纹： a sin1 = 单缝衍射中央亮纹半宽度： x0 = f tg1f sin 1f / a12 mmx0/x =5 双缝干涉第5 极主级大缺级 3 分 在单缝衍射中央亮纹范围内，双缝干涉亮纹数目 N = 9 1 分分别为 k = 0，1，2，3，4 级亮纹 1 分
