大学物理学(第六版)模拟题答案

2分 2分 1分 2分 2分 2分 2分
6 第一级明(只填“明”也可以)
67. (本题 4分)(3217)
一 三
第
5 页
68. (本题 3分)(3528)
0，±1，±3，.........
69. (本题 3分)(3637)
3分 3分 3分 1分 2分 2分 1分
d sinϕ =kλ
3
( k =0，±1，±2,···)
(B)
44. (本题 3分)(3542)
(A)
45. (本题 3分)(5221)
(C)
第
3 页
二 填空题 ( 共93分)
46. (本题 5分)(2114)
cos ω t 2a μ 0 Iωπr 2 sin ω t 2 Ra
47. (本题 5分)(2134)
μ 0 Iπr 2
2分 3分
1.11×10- V A端
(B)
36. (本题 3分)(3213)
(D)
37. (本题 3分)(3214)
(B)
38. (本题 3分)(3173)
(B)
39. (本题 3分)(3246)
(A)
40. (本题 3分)(3248)
(B)
41. (本题 3分)(3368)
(B)
42. (本题 3分)(3369)
(C)
43. (本题 3分)(3538)
(B)
24. (本题 3分)(3689)
(B)
25. (本题 3分)(5324)
(B)
26. (本题 3分)(5325)
(C)
27. (本题 3分)(5326)
(A)
28. (本题 3分)(3356)
(C)
29. (本题 3分)(3520)
(D)
30. (本题 3分)(5215)
(D)
31. (本题 3分)(5648)
(B)
16. (本题 3分)(3497)
(B)
17. (本题 3分)(3498)
(B)
第
1 页
18. (本题 3分)(3612)
(B)
19. (本题 3分)(3676)
(D)
20. (本题 3分)(3185)
(D)
21. (本题 3分)(3186)
(B)
22. (本题 3分)(3187)
(C)
23. (本题 3分)(3345)
3λ 1.33
62. (本题 3分)(3191)
1.2
63. (本题 3分)(3510)
2 ( n – 1) e – λ /2
9λ 4n 2
或者 2 ( n – 1) e + λ /2
3分
64. (本题 3分)(3618)
3分
65. (本题 5分)(3208)
4 第一 暗
66. (本题 4分)(3207)
y1 = A cos[ω (t − L1 / u ) + π / 4] ； ω ( L1 + L2 ) u
59. (本题 4分)(3175)
(1) 使两缝间距变小． (2) 使屏与双缝之间的距离变大．
60. (本题 3分)(3178)
2分 2分 3分 2分 2分 3分
0.75
61. (本题 4分)(3179)
0 π
3分
K F1
A I C
θ
B
y
x
I D
方向沿 y 轴正向
80. (本题 5分)(2030)
K F2
解：O 处总 而 ∵ ∴ 又
B = Bab + Bbc + Bcd ，方向垂直指向纸里
1分
Bab =
μ0 I
4πa
(sin β 2 − sin β 1 )
b I O a c d
β 2 = 0 ， β1 = − π ， a = R
76. (本题 5分)(2439)
′ = ( 2 R / a ) 3 B0 B0
I = Rλω
2分
解：
1分
3
B = By =
K B 的方向与 y 轴正向一致．
77. (本题10分)(2715)
μ 0 R λω
2( R 2 + y 2 ) 3 / 2
3分 1分
解：当只有一块无穷大平面存在时，利用安培环路定理，可知板外的磁感强度值 1 B = μ 0i 为 4分 2 K K K K K K K K 现有两块无穷大平面， i1 与 i2 夹角为θ ，因 B1 ⊥i1 ， B2 ⊥i2 ，故 B1 和 B2 夹角也 为θ 或π－θ ． K K (1) 在两面之间 B1 和 B2 夹角为( π－θ )故 1 2 Bi = μ 0 (i12 + i2 − 2i1i2 cosθ )1 / 2 K K 2 (2) 在两面之外 B1 和 B2 的夹角为θ ，故 1 2 Bo = μ 0 (i12 + i2 + 2i1i2 cos θ )1 / 2 2 (3) 当 i1 = i2 = i ， θ = 0 时，有 1 Bi = 2 μ 0 i 1 − cosθ = 0 2 1 Bo = 2 μ 0 i 1 + cosθ = μ 0 i 2
sin β 1 = sin( − π / 4) = − μ I μ I μ I 1 B= 0 + 0 = 0 ( + 8 R 2πR 2 R 4 2 /2 1 ) 方向 π
∴
⊗
2分
74. (本题 8分)(2263)
解：其中 3/4 圆环在 D 处的场 AB 段在 D 处的磁感强度
B1 = 3μ 0 I /(8a)
B2 = [ μ 0 I /( 4πb)] ⋅ (
2分 2分 2分
1 2) 2 1 B3 = [ μ 0 I /( 4πb)] ⋅ ( 2 ) BC 段在 D 处的磁感强度 2 K K K B1 、 B2 、 B3 方向相同，可知 D 处总的 B 为
B=
μ 0 I 3π
4π 2a (
+
2 ) b
2分
W1 =
2 2 2 n I l d12 B 2V μ 0 = π( ) 2μ 0 2μ 0 4 1 2 W2 = μ 0 n 2 I 2 lπ(d 2 / 4) 2 2 W1 : W2 = d 12 : d 2 = 1 : 16
52. (本题 3分)(2625)
9.6 J
53. (本题 3分)(5674)
大
学
物
理 II
模
拟
试
卷
解
答
一 选择题 ( 共135分)
1. (本题 3分)(2123)
(A)
2. (本题 3分)(2315)
(B)
3. (本题 3分)(2504)
(D)
4. (本题 3分)(2505)
(E)
5. (本题 3分)(2146)
(C)
6. (本题 3分)(2156)
(C)
7. (本题 3分)(5138)
3 a1 ， λ 2 = 3λ1 / 4 ,可得 2
2 2 a、λ改变后的中央明纹宽度(Δx)2 变为原来宽度(Δx)1 的 1/2．
34. (本题 3分)(5533)
(Δx )2 = 2 fλ 2 / a 2 = 1 (2 fλ1 / a1 ) = 1 (Δx )1
(C)
35. (本题 3分)(3212)
70. (本题 3分)(3731)
71. (本题 3分)(3371)
60°(或π / 3) 9I0 / 32
72. (本题 3分)(3807)
传播速度 单轴
三 计算题 ( 共248分)
73. (本题 8分)(2261)
解：将导线分成 1、2、3、4 四部份，各部分在 O 点产生的磁感强度设为 B1、B2、 B3、B4．根据叠加原理 O 点的磁感强度为： K K K K K B = B1 + B2 + B3 + B4 K K K K K 2 3 2分 ∵ B1 、 B4 均为 0，故 B = B2 + B3
2分
2分
1分 1分
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7 页
78. (本题10分)(2274)
解：(1) 在环内作半径为 r 的圆形回路, 由安培环路定理得 B ⋅ 2πr = μNI ， B = μNI /(2πr ) 在 r 处取微小截面 dS = bdr, 通过此小截面的磁通量 μNI dΦ = B d S = bdr 2πr 穿过截面的磁通量 μNIb R2 μNI Φ= ∫ B d S = bdr = ln 2π R1 2πr S
(D)
8. (本题 3分)(5141)
(C)
9. (本题 3分)(5673)
(A)
10. (本题 3分)(5675)
(B)
11. (本题 3分)(5676)
(A)
12. (本题 3分)(5677)
(C)
13. (本题 3分)(3171)
(C)
14. (本题 3分)(3172)
(B)
15. (本题 3分)(3174)
(C)
32. (本题 3分)(5649)
(A)
第
2 页
33. (本题 3分)(5650)
(D) 参考解： 单缝衍射中央明纹两侧第一暗纹中心间距离为中央明纹宽度Δx：Δx=2f tgθ a sinθ = λ 第一暗纹中心条件： 即 sinθ = λ / a 当θ 小时， ∴ 已知： a 2 = tgθ≈ sinθ Δx≈ 2fλ / a
3分
1 2 LI 2
54. (本题 3分)(2342)
3分
3A
3分
第
4 页
55. (本题 4分)(2346)
见图．
K K H ，2 分； E ，2 分
i
K H
×
P
K E
56. (本题 3分)(2536)
1
57. (本题 3分)(5161)
3分
3分
1分 2分
ε 0 πR 2 d E / d t
58. (本题 3分)(3132)
83. (本题 5分)(2357)
解：设两圆线圈半径分别为 R1，R2，分别通以电流 I1，I2．则其中心处磁感强度 μ I μ I B10 = 0 1 ， B20 = 0 2 分别为： 2 R1 2 R2 I 1 / I 2 = R1 / R2 已知 B10 = B20 ， ∴ 2分 K K K K 设外磁场磁感强度为 B ，两线圈磁矩 p1 和 p 2 与 B 夹角均为α ，则两线圈所受 M 1 = p1 B sin α = πR12 I 1 B sin α 力矩大小 2 M 2 = p 2 B sin α = πR2 I 2 B sin α 2分 M 1 R12 I 1 R = 2 = ( 1 )3 = 8 M 2 R2 I 2 R2
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75. (本题 8分)(2360)
解：设圆线圈磁矩为 pm1，方线圈磁矩为 pm2，则 p m1 = I 1 πR 2 ， pm2 = I 2 a 2 ∴ I 2 = πR 2 I 1 /(2a 2 ) 3分 正方形一边在其中心处产生的磁感强度为 B1 = μ 0 I 2 /( 2πa) 正方形各边在其中心产生的磁感强度大小相等，方向相同，因此中心 O＇处总的 2 2μ 0 I 2 2μ 0 R 2 I1 ′= = 磁感强度的大小为 B0 3分 πa a3 2 RB0 μ I B0 = 0 1 ， 得 I 1 = ∵ 2R μ0 ∴
1 μ I B2 = ( 0 ) 方向 ⊗ 4 2R μ I 2μ 0 I B3 = 0 (sin β 2 − sin β 1 ) = 4πR 4πa = μ 0 I /(2πR) 方向 ⊗
2分
2
1 I
R a
O
4 R
β2
2分
其中
a = R / 2 ， sin β 2 = sin( π / 4) = 2 / 2
Bab 1分 1分 Bcd = 0 ， B= Bbc = μ 0 I /( 4 R )
1 2 = μ 0 I /( 4πR )
因 O 在 cd 延长线上 因此
1分 1分
μ0 I
4πR
+
μ0 I
4R
= 2.1×10-5 T
81. (本题 5分)(2032)
解：两折线在 P 点产生的磁感强度分别为： μ I 2 B1 = 0 (1 + ) 方向为⊗ 4πa 2 μ I 2 ) B2 = 0 (1 − 方向为⊙ 4πa 2 B = B1 − B2 = 2 μ 0 I /(4πa ) 方向为⊗
B ⋅ 2πr = 0 B=0
3分
5分
(2) 同样在环外( r < R1 和 r > R2 )作圆形回路, 由于 ∑ I i = 0 2分
∴
79. (本题 5分)(2294)
解 ： 长 直 导 线 AC 和 BD 受 力 大 小 相 等 , 方 向 相 反 且 在 同 一 直 线 上 ， 故 合 K 力为零．现计算半圆部分受力，取电流元 I dl ， y K K K K K d F = I d l × B 即 d F = IRB d θ 2分 dFx d F B dθ 由 于 对 称 性 ∑ d Fx = 0 dF ∴ F = Fy = ∫ d Fy = ∫ IRB sin θ d θ = 2 RIB
48. (本题 4分)(2317)
5
3分 2分
1分 1分 1分 1分
Oa 段电动势方向由 a 指向 O． 1 − BωL2 2 0 1 − ωBd (2 L − d ) 2
49. (本题 3分)(2691)
0
50. (本题 3分)(2692)
3分 3分
3分
w=
0
51. (本题 3分)(2338)
1∶16 参考解： 1 2 B / μ0 2 B = μ 0 nI
1分 2分
各1分
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82. (本题 5分)(2267)
解：利用无限长载流直导线的公式求解． (1) 取离 P 点为 x 宽度为 dx 的无限长载流细条，它的 di = δ d x 电流
dx x O P
(2) 这载流长条在 P 点产生的磁感应强度 x μ d i μ 0δ d x dB = 0 = 2πx 2πx 方向垂直纸面向里． 3分 (3) 所有载流长条在 P 点产生的磁感强度的方向都相同，所以载流平板在 P μ 0δ a +b dx μ 0δ a + b B = ∫d B = = ln 点产生的磁感强度 2分 2πx ∫ x 2πx b b 方向垂直纸面向里．