2010-2011-1大学物理2期中考试2解析
2010-2011年第1学期大学物理（二）试卷B卷
滁州学院2010/2011学年度第一学期期末考试试卷非物理专业（本科）2009级《大学物理》B 卷（时间120分钟）一、选择题（每小题3分，共30分）1、如图，在点电荷q 的电场中，选取以q 为中心、R 为半径的球面上一点P 处作电势零点，则与点电荷q 距离为r 的P'点的电势为（ ）(A) r q04πε (B) ⎪⎭⎫⎝⎛-R r q 1140πε(C) )(40R r q-πε (D) ⎪⎭⎫ ⎝⎛-r R q 1140πε2、图示一均匀带电球体，总电荷为+Q，其外部同心地罩一内、外半径分别为1r 、2r 的金属球壳．设无穷远处为电势零点，则在球壳内半径为r 的P 点处的场强和电势为：（） (A)rQ U r Q E 0204,4πεπε==．(B) 104,0r QU E πε==(C) r QU E 04,0πε==．(D) 204,0r QU E πε==3、如图所示，流出纸面的电流为2I ，流进纸面的电流为I 。
则对于图中的L 1、 L 2、 L 3、 L 4回路，下述各式哪一个是正确的?（ ）（A ）⎰=⋅→→12L I l d H （B ）⎰=⋅→→22L I l d H（C ）⎰=⋅→→3L I l d H （D ）⎰=⋅→→42L I l d H4、无限长的直导线在A 点弯成半径为R 的园环，则当通以电流I 时，园心O 处的磁感应强度大小等于：（ ）()R IA πμ20()R IB 40μ ()0C ())11(20πμ-R I D5、平行板电容器，量板间距d ，面积S ，介质介电常数ε，每板带电Q ，面密度σ，则电容器电容为（ ）A 、d QS C =B 、d SC σ= C 、d S C ε=D 、dC εσ=6、某种介质放在空气中，它的起偏振角为600，则其折射率为（ ）：（A ）33；（B ）3；（C ）32；（D ）33。
7、两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过，当其中一偏振片慢慢转动1800时透射光强度发生的变化为（ ）（A ）光强单调增加； （B ）光强先增加，后又减小至零； （C ）光强先增加，后减小，再增加；（D ）光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零。
大学地矿专业《大学物理(二)》期中考试试题A卷 附答案
大学地矿专业《大学物理（二）》期中考试试题A卷附答案姓名：______ 班级：______ 学号：______考试须知：1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。
2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、某人站在匀速旋转的圆台中央，两手各握一个哑铃，双臂向两侧平伸与平台一起旋转。
当他把哑铃收到胸前时，人、哑铃和平台组成的系统转动的角速度_____。
2、一电子以0.99 c的速率运动(电子静止质量为9.11×10-31kg，则电子的总能量是__________J，电子的经典力学的动能与相对论动能之比是_____________。
3、一质点作半径为R的匀速圆周运动，在此过程中质点的切向加速度的方向______，法向加速度的大小______。
（填“改变”或“不变”）4、如图，在双缝干涉实验中，若把一厚度为e、折射率为n的薄云母片覆盖在缝上，中央明条纹将向__________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_________________。
5、质量为的物体，初速极小，在外力作用下从原点起沿轴正向运动，所受外力方向沿轴正向，大小为。
物体从原点运动到坐标为点的过程中所受外力冲量的大小为_________。
6、刚体绕定轴转动时，刚体的角加速度与它所受的合外力矩成______，与刚体本身的转动惯量成反比。
（填“正比”或“反比”）。
7、设在某一过程P中，系统由状态A变为状态B，如果________________________________________，则过程P为可逆过程；如果_________________________________________则过程P为不可逆过程。
8、在主量子数n=2，自旋磁量子数的量子态中，能够填充的最大电子数是______________。
9、一个中空的螺绕环上每厘米绕有20匝导线，当通以电流I=3A时，环中磁场能量密度w =_____________ ．()10、将热量Q传给一定量的理想气体：（1）若气体的体积不变，则热量转化为_____________________________。
大学物理期中考试试卷(本)-答案
2010－2011学年第二学期《大学物理》期中考试试卷一、填空题1、一质点沿半径为2m 的圆周运动，它通过的弧长s 按221t s +=（SI ）的规律变化，则它在2秒末的速率为8m/s ，切向加速度大小为 4m/s 2，法向加速度大小为 32m/s 2。
考点：4ds v t dt ==，24/τdv a m s dt ==，2nv a R=2、一质量为m 的质点在xOy 平面上运动，位置矢量为j t b i t a r ˆsin ˆcos += ，则质点的动量为 ()jt b i t a m ˆcos ˆsin +- ，20π==t t 到时间内质点所受合力的冲量为()jb i a m ˆˆ--。
考点：ˆˆsin cos dr v a t i b t j dt==-+v ，()ˆˆsin cos p mv m a t i b t j==-+v v动量定理：合力的冲量等于动量的变化量1ˆ0t p mbj ==v 时，；2ˆ-2πt p mai ==v 时，冲量()21ˆˆ-I p p m ai bj =-=+v v v或者 冲量()22200020ˆˆcos sin ππππdv I Fdt madt m dtdtm a t i b t jdt====--⎰⎰⎰⎰v v v v3、质点在外力的作用下沿直线由()0,0点运动到()4,2点的过程中,外力F对质点所做的功为 24J 。
考点：22;3xy F x y F xy =-= 直线轨迹2y x =24242233242x y A F dx F dy x dx y dy J =+=-+=⎰⎰⎰⎰4、一转动惯量为0.05kg ·m 2 的均质圆盘，当圆盘以100rad / s 的角速度作匀角速转动时，圆盘的转动动能为 250 J 。
考点：刚体的转动动能212k E J ω=5、振动方向与传播方向垂直的波称为 横波。
6、一质点沿x 轴以0=x 为平衡位置作简谐振动，频率为0,1=t Hz 时，cmx 37.0-=而速度等于零，则振幅是 0.37cm ，振动方程为 ()0.37cos 2x πt πcm =+。
大学机械专业《大学物理（下册）》期中考试试题 含答案
5、光的吸收：在光的照射下，原子吸收光而从低能级跃迁到高能级的现象。
6、波函数：波函数是量子力学中用来描述粒子的德布罗意波的函数。
三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、B
2、B
3、D
4、C
5、C
6、B
7、B
8、C
9、A
10、一维保守力的势能曲线如图所示，则总能量 为 的粒子的运动范围为________；在 ________时，粒子的动能 最大; ________时，粒子的动能 最小。
二、名词解释（共6小题，每题2分，共12分）
1、瞬时速度：
2、玻尔兹曼分布律：
3、光的衍射现象：
4、波的干涉：
5、光的吸收：
6、波函数：
A.凸起，且高度为 / 4
B.凸起，且高度为 / 2
C.凹陷，且深度为 / 2
D.凹陷，且深度为 / 4
6、把理想气体的状态方程写成 恒量时，下列说法中正确的是（ ）。
A. 对一定质量的某种气体，在不同状态下，此恒量不等
B. 对摩尔数相同的不同气体，此恒量相等
C. 对不同质量的同种气体，此恒量相等
D. 以上说法都不对
10、C
四、解答题（共4小题，每题12分，共48分）
1、解：
2、解：
（1）外力做的功
（2）设弹力为 ，
（3）此力为保守力，因为其功的值仅与弹簧的始末态有关。
3、解：设a状态的状态参量为 ，则
∵ ∴ ∵ pc Vc =RTc ∴ Tc = 27T0
(1) 过程Ⅰ
过程Ⅱ
过程Ⅲ
(2)
4、解：
（1）开始转动的瞬间
2010-2011学年第一学期期中考试 大学物理2 答案与评分标准
2010－2011学年第一学期期中考试 大学物理2 答案与评分标准一、填空题（每空3分，共30分）1、 量子 .2、1p E = 0d λπε ，2p E = 03d λπε-3、06Qε.4、04πελθ5、0Ia π,⊗ 6、004q qrπε7、0, 0σε.二、计算题：（共70分）1.解: （20分）（1）求场强。
在圆上取电荷元ϕλλd d d R l q ==，ϕRd dl =；（2分） 它在O 点产生场强大小为：20π4d d RR E εϕλ=方向沿半径向外。
（3分） 分解： ϕϕελϕd sin π4sin d d 0RE E x ==（2分） 相互抵消y E d 。
积分RR E O 000π2d sin π4ελϕϕελπ==⎰,（2分） 沿X 轴正方向。
（1分）（2）求电势。
建立如图坐标系；在圆上取电荷元ϕλλd d d R l q ==，ϕRd dl =；（2分） 它在O 点产生电势大小为：RR V 0π4d d εϕλ=（3分） 积分0004d π4ελϕελπ==⎰O V （5分）2.（15分）解法一: ⎰⎰==⋅=22210212021π4π4d d r r r r q q r r q q r F A εε )11(21r r -（5分） 61055.6-⨯-=J （5分） 解法二：=-=∆=)π4π4(20210211r q r q q U q A εε（5分） =)11(π421021r r q q -ε（5分） 外力需作的功 61055.6-⨯=-='A A J （5分）3.解： ⎰⨯=A BAB B l I F d 2（2分） da I I d I a I F AB πμπμ22210102== （3分） 方向垂直AB 向左。
（2分）⎰⨯=C AAC B l I F d 2 ，大小为： ⎰++πμ=πμ=a d d AC d a d I I r I rI F ln 22d 210102（5分） 方向垂直AC 向下（2分） 同理 BC F ，大小 ⎰+πμ=ad d Bc rI l I F 2d 102（2分） ∵ ︒=45cos d d r l （1分） ∴ ⎰++πμ=︒πμ=a d a BC d a d I I r r I I F ln 245cos 2d 210120（2分） 方向垂直BC 向上（1分）4.解: 以向外磁通为正, 无限长：r IB π20μ=（2分）⎰⋅=ΦSm S d B （3分）]ln [ln π2d π2d π2000d a d b a b Il r l rI r l r Ia b b a d d m +-+=-=Φ⎰⎰++μμμ（5分）（5分）。
(大学物理下册)2010习题2解答
作业8 波 动8-1 一个余弦横波以速度u 沿x 轴正方向传播，t 时刻波形曲线如图所示．试在图中画出A ，B ，C ，D ，E ，F ，G 各质点在该时刻的运动方向．并画出（t + T /4）时刻的波形曲线． 原题 20-18-2 地震波纵波和横波的速度分别为8000 m /s 和4450 m /s ，观测点测得这两种波到达的时间差=∆t 75.6 s ，则震中到观测点的距离 r = 7.58×105 m ． 解： t u r u r ∆=-)()(12 )(2121u u u u t r -⋅∆==…= 7.58×105 m8-3 ⑴ 有一钢丝，长2.00 m ，质量20.0×103 kg ，拉紧后的张力是1000 N ，则此钢丝上横波的传播速率为 316 m /s ．⑵ 钢棒中声速5200 m/s ，钢的密度=ρ7.8 g/cm 3，钢的弹性模量为 2.11×1011 (N/m 2).8-4 已知一波的波函数为 )6.0π10sin(105 2x t y -⨯=-⑴ 求波长，频率，波速及传播方向；⑵ 说明x = 0时波函数的意义．原题 20-3y8-5 一螺旋形长弹簧的一端系一频率为25 Hz 的波源，在弹簧上激起一连续的正弦纵波，弹簧中相邻的两个稀疏区之间的距离为24 cm ．⑴ 试求该纵波的传播速度；⑵ 如果弹簧中质点的最大纵向位移为 0.30 cm ，而这个波沿x 轴的负向传播，设波源在 x = 0 处，而x = 0 处的质点在 t = 0 时恰好在平衡位置处，且向x 轴的正向运动，试写出该正弦波的波函数．解：⑴ νλ=u = 24 ×25 = 600 cm/s⑵ 波源处 ⎭⎬⎫>-===0sin 0cos 00ϕωυϕA A y 初相位 2π-=ϕ， 波源振动方程为 )π2cos(30.000ϕν+=t y )2ππ50cos(30.0-=t波沿x 轴的负向传播的波函数为])(cos[ϕω-+=u x t A y ]2π)600π(50cos[30.0-+=x t )]24π(252sin[30.0x t += 即，该正弦波的波函数为 )]24π(252sin[30.0x t y += (cm)8-6 波源作谐振动，周期为0.01s ，经平衡位置向正方向运动时，作为时间起点，若此振动以υ= 400 ms -1的速度沿直线传播，求：⑴ 距波源为8 m 处的振动方程和初相位；⑵ 距波源为9 m 和10 m 两点的相位差． 原题 20-58-7 一平面简谐波，沿x 轴正向传播，波速为4 m/s ，已知位于坐标原点处的波源的振动曲线如图(a)所示．⑴ 写出此波的波函数； ⑵ 在图(b)中画出t = 3 s 时刻的波形图（标明尺度）P317 13.16 解： ⑴ 由图知，A = 4 cm = 4 ×10-2 m ， T = 4 s ∴ T π2=ω2π=，uT =λ= 4 × 4 = 16 m 原点处 A A y ==ϕcos 0 初相位 0=ϕ原点振动方程为 )cos(ϕω+=t A y t A ωcos =∴ 波函数为 )(cos u x t A y -=ω即 )]4(2cos[1042x t y -⨯=-π ⑵ 将t = 3 s 代入波函数，得波形曲线方程 )]43(2cos[1042x y -⨯=-π t = 3 s 时刻的波形图见图(b)．8-8 一正弦式空气波沿直径为0.14 m 的圆柱形管道传播，波的平均强度为1.8⨯10-2 J/(sm 2)，频率为300 Hz ，波速为300 m/s ，问波中的平均能量密度和最大能量密度各是多少？每两个相邻周相差为2π 的同相面之间的波段中包含有多少能量？ 原题 20-78-9 频率为100 Hz ，传播速度为300 m /s 的平面简谐波，波线上两点振动的位相差为31π，则此两点距离为 0.5 m ． 原题 20-11 解：νλu ==…= 3 m ， x ∆=∆)π2(ϕ，))π2(λϕ∆=∆x =…= 0.5 m-题8-7图 -8-10 在弹性媒质中有一波动方程为)2ππ4cos(01.0--=x t y （SI ）的平面波沿x 轴正向传播，若在x = 5.00处有一媒质分界面，且在分界面处相位突变 π，设反射后波的强度不变，试写出反射波的波函数．原题 20-108-11 一平面简谐波某时刻的波形图如图所示，此波以速率u 沿x 轴正向传播，振幅为A ，频率为v ．⑴ 若以图中B 点为坐标原点，并以此时刻为 t = 0 时刻，写出此波的波函数； ⑵ 图中D 点为反射点，且为波节，若以D 点为坐标原点，并以此时刻为 t = 0 时刻，写出入射波的波函数和反射波的波函数；⑶ 写出合成波的波函数，并定出波节和波腹的位置坐标．P326 13.29解：⑴ B 点为坐标原点，t = 0 时刻， A A y -==ϕcos 0 ♉ 初相位 π=ϕ振动方程 )cos(ϕω+=t A y ♉ )ππ2cos(+=t A y B ν∴ 波函数为 ]π)(π2cos[+-=u x t A y ν⑵ D 点为坐标原点，t = 0 时刻，入射波： ⎭⎬⎫>'-=='=0sin 0cos 00ϕωυϕA A y ♉ 初相位 2π-='ϕ 反射波：∵D 点为波节，∴初相位 2ππ=+'=''ϕϕD 点振动方程 )2ππ2cos(-=t A y D ν入， )2ππ2cos(+=t A y D ν反∴波函数为 ]2π)(π2cos[--=u x t A y ν入， ]2π)(π2cos[++=x t A y ν反⑶ 合成波的波函数 )π2cos()2ππ2cos(2t x A y y y νν+=+=反入波节：由 π)21(2ππ2+=+k u x ν 得 νu k x ⋅=2 （k = 0, -1, -2, …） 波腹：由 π2ππ2k x =+ν 得 νu k x )412(-= （k = 0, -1, -2, …） 题8-11图8-12 入射波的波函数为)( π2cos 1λx T t A y +=，在x = 0处发生反射，反射点为自由端.⑴ 写出反射波的波函数；⑵ 写出驻波的波函数；⑶ 给出波节和波腹的位置． P327 13.30解：反射点为自由端，是波腹，无半波损失，⑴ 反射波的波函数为 )( π2cos 2λx T t A y -= ⑵ 驻波的波函数为 t Tx A y y y π2cos π2cos 221λ=+= ⑶ 当1π2cos =x λ，即ππ2 k x =λ时，得波腹的位置为 2λk x =，k = 0, 1, 2, … 当0π2cos =x λ，即2π)12(π2 +=k x λ时，得波节的位置为4)2( λ+=k x ，k = 0, 1, 2, …*8-13 一平面简谐波沿x 轴正向传播，振幅为A = 10 cm ，角频率π7=ω rad/s ，当t = 1.0 s 时，x = 10 cm 处a 质点的振动状态为0=a y ，0)d d (<a t y ；同时x = 20 cm 处b 质点的振动状态为0.5=b y cm ，0)d d (>b t y ．设波长10>λcm ，求该波的波函数．P315 13.13解：当t = 1.0 s 时刻，a 质点 0cos ==a a A y ϕ，0sin )d d ( <-==a a a A t y ϕωυ，♉ 2ππ2+=k a ϕ ① b 质点 2cos A A y a b ==ϕ，0sin )d d ( >-==a b b A t y ϕωυ，♉ 3ππ2-'=k b ϕ a 、b 两点相位差 b a ϕϕϕ-=∆65π)(π2+'-=k ka 、b 两点间距λ<=-=∆10b a x x x ，∴π2<∆ϕ，则ϕ∆的取值可分两种情况 ⑴ 当0='-k k 时，b a ϕϕϕ-=∆65π=，♉λϕ2π=∆∆x ，则 )(2πϕλ∆∆=x = 24 (cm)∵波沿x 轴正向传播，可设波函数为)π2cos(0ϕλω+-=x t A y )24π2π7cos(100ϕ+-=x t 当t = 1.0 s ，x = 10 cm 时波函数的相位 a ϕϕ=+⨯-⨯01024π21.0π7 ② 由式①、②求得： 317ππ20-=k ϕ， 不妨取 k = 0，则 317π0-=ϕ 波函数为 )π31712ππ7cos(10--=x t y (cm) ⑵ 当1-='-k k 时，b a ϕϕϕ-=∆67π-= < 0，波将沿x 轴负向传播，故舍去．作业10 光的衍射10-1 如果单缝夫琅和费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为︒=30θ的方位上，所用单色光波长为500=λnm ，则单缝宽度为： 1.0 μm ．解： 暗纹公式 λθk a =sin10-2 在单缝夫琅和费衍射装置中，设中央明纹衍射角范围很小．若使单缝宽度a 变为原来的3/2，同时使入射单色光波长变为原来的3/4，则屏上单缝衍射条纹中央明纹的宽度2ρ将变为原来的 1/2 倍．解：由单缝衍射暗纹公式 λθk a =sin ，暗纹位置 θθsin tan f f x k ≈⋅=， ∴中央明半纹宽a f x λρ==1；若43λλ='，23a a =' 代入上式得 2ρρ=' 10-3 在单缝夫琅和费衍射中，设第一级暗纹的衍射角很小．若纳黄光（≈1λ589.3 nm ）中央明纹宽度为4.00 mm ，则=2λ442 nm 的兰紫色光的中央明纹宽度为 3 mm. 解：单缝衍射中央明纹半宽度a f x λρ==1，∴2121λλρρ=，1122)(22ρλλρ== 3 mm 10-4 单缝夫琅和费衍射对应三级暗纹，单缝宽度所对应的波面可分为 6 个半波带．若缝宽缩小一半，原来第三级暗纹变为第 一级明 纹．（原题22-2）解：由单缝暗纹公式 263sin λλλθ⨯===k a ∴ 单缝面分为6个半波带．若缝宽缩小一半，单缝面分为3个半波带，所以原第三级暗纹为变第一级明纹． 10-5 波长分别为1λ和2λ的两束平面光波，通过单缝后形成衍射，1λ的第一极小和2λ的第二极小重合．问：⑴1λ与2λ之间关系如何？⑵ 图样中还有其他极小重合吗？ 解：⑴ 由单缝极小条件 11sin λθ=a 222sin λθ=a而 21θθ= ∴ 212λλ=⑵ 由 111sin λθk a =与 222sin λθk a = ，如有其它级极小重合时，必有 21θθ= ，于是 2211λλk k = ，而212λλ=∴ 212k k = 即只要符合级数间的这个关系时，还有其它级次的极小还会重合．10-6 如图所示，用波长为546 nm 的单色平行光垂直照射单缝，缝后透镜的焦距为40.0 cm ，测得透镜后焦平面上衍射中央明纹宽度为1.50 mm ，求：⑴ 单缝的宽度；⑵ 若把此套实验装置浸入水中，保持透镜焦距不变，则衍射中央明条纹宽度将为多少？（水的折射率为1.33）原题22-1⑴ a = 2.912×10-4 m⑵ 中央明纹宽a f x λρ2221=== 1.13×10-3 m10-7 衍射光栅主极大公式λθk d =sin ， ,3 ,2 ,1 ,0±±±=k ．在k = 2的方向上第一条缝与第六条缝对应点发出的两条衍射光的光程差δ λ10 ．解：光栅相邻缝对应点发出的衍射光在2=k 的方向上光程差为λ2，则1=N 与6=N 对应点发出的衍射光的光程差λλδ1052=⨯=．10-8 用波长为546.1 nm 的平行单色光垂直照射在一透射光栅上，在分光计上测得第一级光谱线的衍射角︒=30θ，则该光栅每一毫米上有 916 条刻痕．解：由光栅方程 λθk d =sin ， 得 mm 91630sin 1条=︒==λd N 10-9 用一毫米内刻有500条刻痕的平面透射光栅观察钠光谱（3.589=λnm ），当光线垂直入射时，最多能看到第 3 级光谱．解：63102500101--⨯=⨯=d m ，光线垂直入射时，光栅衍射明纹条件λθk d =sin ∵1sin <θ， 得 39.3=<λd k ，取整数 3max =k 10-10 一束平行光垂直入射在平面透射光栅上，当光栅常数d /a = 3 时，k = 3, 6, 9级不出现．解：由光栅缺级条件()k a d k '=， ,3,2,1±±±='k 时， ,9,6,3±±±=k 级缺级当k '取1时，3=k ，∴a d 3=10-11 入射光波长一定时，当光线从垂直于光栅平面入射变为斜入射时，能观察到的光谱线最高级数max k 变大 （填“变小”或“变大”或“不变”）．解：正入射光栅方程λθk d =sin ；斜入射光栅方程λθk i d '=+)sin (sin ，…，题10-6图∵︒<90θ，︒<≤︒900i ，∴1sin <θ，1sin 0<<i ， ∴ m ax max k k >' 10-12 用波长范围为400~760 nm 的白光照射到衍射光栅上，其衍射光谱的第二级和第三级重叠，则第三级光谱被重叠部分的波长范围是 400 ～ 506.7 nm ． 原题22-6 解：λλ''=k k ，2323λλ=，令 2λ= 760 nm ，得 3λ = 506.7 nm 10-13 从光源射出的光束垂直照射到衍射光栅上．若波长为3.6531=λnm 和2.4102=λnm 的两光线的最大值在︒=41θ处首次重合．问衍射光栅常数为何值？ 解：由光栅方程公式有 dk d k 2211sin λλθ== ∴60.12.4103.6562112===λλk k 而1k 与 2k 必须是整数，又取尽量小的级数∴8,521==k k=︒⨯⨯==-41sin 103.6565sin 91θλk d 61000.5-⨯ m10-14 波长为500nm 的单色平行光垂直入射于光栅常数为3103-⨯=d mm 的光栅上，若光栅中的透光缝宽度3102-⨯=a mm ，问⑴ 哪些谱线缺级？⑵ 在光栅后面的整个衍射场中，能出现哪几条光谱线？解：⑴ 根据缺级条件 k ad k '=（ ,3,2,1±±±='k ）则光栅的第k 级谱线缺级（k 为整数） 本题 k k k a d k '='⨯⨯='=--2310210333 当 ='k 2、4、6….时k = 3、6、…则第±3、±6，…谱线缺级根据光栅方程 λθk d =sin ， λθsin d k = ， 令 2/πθ< 得 61050010103933=⨯⨯⨯=<---λdk ，再考虑到缺级． 只能出现 0、±1、±2、±4、±5共9条光谱线．10-15 一双缝，缝距 d = 0.40 mm ，两缝的宽度都是a = 0.080 mm ，用波长为480=λnm 的平行光垂直照射双缝，在双缝后放一焦距为f = 2.0 m 的透镜，求：⑴ 在透镜焦平面处的屏上，双缝干涉条纹的间距∆x ；⑵ 在单缝衍射中央亮纹范围内的双缝干涉亮纹数目．原题22-3⑴ ∆x = 2.4×10-3 m⑵ 在单缝衍射中央亮纹范围内有 9条 亮谱线：4 ,3 ,2 ,1 ,0±±±±级10-16 光学仪器的最小分辨角的大小[ C ](A) 与物镜直径成正比； (B) 与工作波长成反比(C) 取决于工作波长与物镜直径的比值；(D) 取决于物镜直径与工作波长的比值. 解：Dλϕ22.1δ= 10-17 人眼瞳孔随光强大小而变，平均孔径约为3.0 mm ，设感光波长为550 nm ，眼睛可分辨的角距离约为 1 分．解：取人眼孔径为3 mm ，入射光波长为550nm ，眼最小分辨角 122.1δ'≅= D λϕ10-18 在夜间人眼的瞳孔直径约为5.0 mm ，在可见光中人眼最敏感的波长为550 nm ，此时人眼的最小分辨角为 27.6 秒，有迎面驶来的汽车，两盏前灯相距1.30 m ，当汽车离人的距离为 9.69×103 m 时，人眼恰好可分辨这两盏灯．原题22-7 解： ==Dλϕ22.1δ； =∆∆=θx l 10-19 根据光学仪器分辨率的瑞利判据，要利用望远镜分辨遥远星系中的星体，可采用 增大透镜直径 或 用较短的波长 的方法．10-20 用一部照相机在距离地面20 km 的高空中拍摄地面上的物体，若要求它能分辨地面上相距为0.1m 的两点，问照相机镜头的直径至少要 13.4 cm ．（设感光波长为550 nm ）解：由 l s D ==λϕ22.1δ，得134.01.010*********.1 22.139=⨯⨯⨯⨯==-s l D λm = 13.4cm 10-21 以未知波长的X 射线掠入射于晶面间隔为10103-⨯=d m 的晶面上，测得第一级布喇格衍射角︒=51θ，则该X ． 解：λϕk d =sin 2，k = 1，……10-22 一束波长范围为0.095 ~ 0.140 nm 的X 射线照射到某晶体上，入射方向与某一晶面夹角为︒30，此晶面间的间距为0.275 nm ，求这束X 射线中能在此晶面上产生强反射的波长的大小．原题22-8=λ0.1375 nm10-23 测量未知晶体晶格常数最有效的方法是X 射线衍射法．现用波长07126.0=λ nm （钼谱线）的X 射线照射到某未知晶体上，转动晶体，在三个相互正交的方位上各测得第2级布喇格衍射角分别为59561'''︒=ϕ、79132'''︒=ϕ、14943'''︒=ϕ，请分别求出这三个相互正交方位上的晶面间距．解：晶体的衍射满足布喇格方程 λϕk d =sin 2 ϕλsin 2k d = 已知 k = 2，︒=985.61ϕ、︒=319.32ϕ、︒=161.43ϕ解得：=1d 0.586 nm ，=2d 1.231 nm ，=3d 0.982 nm（该晶体为斜方晶系的无水芒硝）习题参考答案作业2 动量与角动量 功与能2-1 0.6 N·s ； 2 g 2-2 1.41 Ns2-3 M P '=2υ；=''F 30N ，=P 45W 2-4 5.30 × 1012 m 2-5 B A a b υυ= 2-6 0.45 m 2-7)(mr k ，)2(r k -2-8 )2(22k g m2-9 )6(R GMm ，)3(R GMm - 2-10 4.23×106 J ， 151 s 2-11 31 J ，5.345 m /s2-12 22k ωq m E P =，222k ωp m E Q =222ωp m A x =，222ωq m A y -=作业4 气体动理论4-1 0.13 kg ，117升4-2 平衡状态，气体的准静态过程 4-3 1.53 × 104 Pa4-4 相同，不同，不同 4-5 kTpVN =4-6 10 : 3， 5 : 3， 1 : 1 4-7 略4-8 =∆E 41.55 J ，221007.2-⨯=∆K E 4-9 =∆T 0.481 K ，41000.2⨯=∆p Pa 4-10 R E 2，)5(2μE ，)π5(4μE4-11 υυυd )(d 100⎰⎰∞=='f NN N ，υυd )(100⎰∞=f P ，υυυυυυd )(d )(100100⎰⎰∞∞=f f4-12 D4-13 51035.1⨯=P Pa 4-14 n = 3.2×1017 m -3 ，=λ7.8 m ，=z 59.9 s -1 4-15 =⎪⎭⎫⎝⎛υ1kT m π2=， υυ1π41⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛ 4-16 )3(20υ=a ，=∆N 0.333 N ，=υ 1.220υ，=2υ 1.310υ作业6 狭义相对论基础6-1 93，10，0，2.5×10-7s 6-2 51033.3-⨯-s ，天津 6-3 3.61 m ，143369.33'︒=︒ 6-4 1.418×108 m /s = 0.473 c 6-5 12 m ，4 s6-6 =∆t 1.6 s ，='∆t 0.96 s 6-7 )(122c a υ-，)(122c mυ-，)1(22c ab mυ-6-8 cu cu l x -+=∆110,c u c u c l t -+=∆110,c =υ6-9 0.7×10-36-10 50.8%6-11 46-12 211k c -=υ 6-13 0.866 c ，0.866 c 6-14 2.94×105 eV 6-15 4.1×1066-16 m = 2.67m 0，=υ0.5c ，0031.2m m =' 6-17 c 115.0m ax =υ，=ke E 3.43×103eV ，==ke kp 1840E E 6.31×106eV作业8 波 动8-1 略 8-2 7.58×105 m 8-3 316， 2.11×10118-4 10.5m ，5Hz ，52.4m/s ，x 轴正方向x = 0处质元的振动方程 8-5 600 cm/s ，)]24π(252sin[30.0x t y +=(cm)8-6 2π9-=ϕ，2π=∆ϕ 8-7 )]4(2cos[1042x t y -⨯=-π，图略8-8 4106.0-⨯J/m 3，4102.1-⨯J/m 3；71024.9-⨯J 8-9 0.58-10 []2ππ4cos 01.0++=x t y 反 8-11 ]π)(π2cos[+-=x t A y ν]2π)(π2cos[--=x t A y ν入 ]2π)(π2cos[++=x t A y ν反波节：νu k x ⋅=2（k = 0, -1, -2, …），波腹：νu k x )412(-=（k = 0, -1, -2, …）8-12 )( π2cos 2λx T t A y -=，t Tx A y y y π2cos π2cos 221λ=+=波腹 2 λk x =，k = 0, 1, 2, …波节 4)2( λ+=k x ，k = 0, 1, 2, …8-13 )π31712ππ7cos(10--=x t y (cm)作业10 光的衍射10-1 1.0 10-2 1/2 10-3 310-4 6， 一级明10-5 212λλ=，1λ的第k 1极小和2λ的第k 2 = 2k 1极小重合． 10-6 a = 2.912×10-4m, =ρ2 1.13×10-3m 10-7 λ10 10-8 916 10-9 3 10-10 3 10-11 变大10-12 400 ～ 506.7 10-13 61000.5-⨯=d m10-14 第±3、±6，…谱线缺级，只出现 0,±1,±2,±4,±5共9条光谱线. 10-15 2.4 mm ， 9条亮纹 10-16 C 10-17 110-18 27.6， 9.69×10310-19 增大透镜直径， 用较短的波长 10-20 13.410-21 111023.5-⨯ 10-22 =λ0.1375 nm10-23 =1d 0.586 nm ，=2d 1.231 nm ，=3d 0.982 nm。
2010-2011-1大学物理2期中考试2
L1
L2
解： 电容器中流有位移电流Id
导线中流有传导电流Ic 根据电流的连续性定理，有Id = Ic 根据安培环路定理：
H
L1 L2
L1
' H dl I d (回路只包围了部分位移电流)，
L2
H dl I c
而 I’d <Id = Ic
H d l
L1
L2
H d l
图 O1
11．真空中稳恒电流I流过两个半径分别为R1，R2的同 心半圆形导线，两半圆导线间由沿直径的直导线连接， 电流沿直导线流入.(2)如果两个半圆面正交(图2),则圆心 0 I 1 1 )1/ 2 ( 2 的方向与 B0 O点的磁感强度 的大小为 ______________ y轴 2 4 R1 R2 R2 arctg 。 B0 的夹角为__________________
[C]
9
7．空气中有一无限长金属薄壁圆筒,在表面上沿圆周 方向均匀地流着一层随时间变化的面电流i(t),则 (A) 圆筒内均匀地分布着变化磁场和变化电场, (B) 任意时刻通过圆筒内假想的任一球面的磁通量和电 通量均为零, (C) 沿圆筒外任意闭合环路上磁感强度的环流不为零, (D) 沿圆筒内任意闭合环路上电场强度的环流为零。
17
14．写出麦克斯韦方程组的积分形式：
D d S dV
S V
B d S E d l t L S
Bd S 0
S
D ) d S H d l ( J t L S
18
15．波长为λ的平行单色光垂直照射到如图所示的透 明薄膜上，膜厚为e，折射率为n，透明薄膜放在折射 率为n1的媒质中，n1＜n，则上下两表面反射的两束反 4 ne 射光在相遇处的相位差 ＝__________________ 。 解： n1 n
期末试卷《大学物理2》(A)2011.1
天津工业大学（2010-2011学年第一学期）《大学物理2》期末试卷（A ）2011.1理学院)特别提示：请考生在密封线左侧的指定位置按照要求填写个人信息，若写在其它处视为作弊。
本试卷共有四道大题，请认真核对后做答，若有疑问请与选择题（每小题3分，请将答案序号写在括号内）1．当一个带电导体达到静电平衡时(A) 表面上电荷密度较大处电势较高； (B) 表面曲率较大处电势较高；(C) 导体内部的电势比导体表面的电势高；(D) 导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零。
［ ］ 2．C 1和C 2两空气电容器，把它们串联成一电容器组。
若在C 中插入一电介质板，则(A) C 1的电容增大，电容器组总电容减小； (B) C 1的电容增大，电容器组总电容增大； (C) C 1的电容减小，电容器组总电容减小；(D) C 1的电容减小，电容器组总电容增大。
［ ］12-------------------------------密封线----------------------------------------密封线----------------------------------------密封线---------------------------------------学院专业班学号姓名-------------------------------装订线----------------------------------------装订线-----------------------------------------装订线---------------------------------------3．如图，在一圆形电流I 所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路L ，则由安培环路定理可知(A) 0d =⎰⋅Ll B，且环路上任意一点B = 0； (B) 0d =⎰⋅Ll B，且环路上任意一点B ≠0；(C) 0d ≠⎰⋅Ll B，且环路上任意一点B ≠0；(D) 0d ≠⎰⋅L l B，且环路上任意一点B =常量。
大学力学专业《大学物理（二）》模拟考试试题 附解析
大学力学专业《大学物理（二）》模拟考试试题附解析姓名：______ 班级：______ 学号：______考试须知：1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。
2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、设描述微观粒子运动的波函数为，则表示_______________________；须满足的条件是_______________________；其归一化条件是_______________________。
2、在热力学中，“作功”和“传递热量”有着本质的区别，“作功”是通过__________来完成的; “传递热量”是通过___________来完成的。
3、从统计的意义来解释, 不可逆过程实质上是一个________________的转变过程, 一切实际过程都向着________________ 的方向进行。
4、同一种理想气体的定压摩尔热容大于定容摩尔热容，其原因是_______________________________________________。
5、两列简谐波发生干涉的条件是_______________，_______________，_______________。
6、将热量Q传给一定量的理想气体：（1）若气体的体积不变，则热量转化为_____________________________。
（2）若气体的温度不变，则热量转化为_____________________________。
（3）若气体的压强不变，则热量转化为_____________________________。
7、一质点作半径为0.1m的圆周运动，其运动方程为：（SI），则其切向加速度为＝_____________。
8、一个半径为、面密度为的均匀带电圆盘，以角速度绕过圆心且垂直盘面的轴线旋转；今将其放入磁感应强度为的均匀外磁场中，的方向垂直于轴线。
2009级要的《大学物理II》期中考试试卷-A卷_2010_11_3_
西北工业大学期中考试试题（卷）
2010~2011学年第一学期
开课学院理学院课程大学物理II 学时56
考试日期2010年11月3日考试时间2.0 小时考试形式（闭）（A）卷
2．在静电场中，高斯定理告诉我们：
A．穿过高斯面的E通量为零，则高斯面内必不包围电荷；
B．高斯面上各点的E只与面内电荷有关，与面外电荷无关；
C．穿过高斯面的E通量，仅与面内电荷有关，但与面内电荷分布无关；
D．穿过高斯面的E通量为零，则面上各点的E必为零。
3．在静电场中，关于环路定理下列说法错误的是：
A．环路定理表明静电场是保守力场；
B．环路定理表明静电场是无旋场；
C．环路定理表明静电场的电场线不会构成闭合曲线；
D．环路定理表明静电场是有旋场。
4．在静电场中，下列说法不正确的是：
A．把负电荷从电势高处移向电势低处，电场力做负功；
B．把正电荷从电势低处移向电势高处，电场力做负功；
C．负电荷电势能增加，电场力做正功；
D．无论正负电荷，电场力所做正功电势能必然减小。
5．对静电场，下列说法中正确的是：
A．带正电荷的导体，其电势一定是正值；
q。
大学力学专业《大学物理（下册）》期中考试试题 附答案
大学力学专业《大学物理（下册）》期中考试试题附答案姓名：______ 班级：______ 学号：______考试须知：1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。
2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、长为的匀质细杆，可绕过其端点的水平轴在竖直平面内自由转动。
如果将细杆置与水平位置，然后让其由静止开始自由下摆，则开始转动的瞬间，细杆的角加速度为_____，细杆转动到竖直位置时角加速度为_____。
2、某人站在匀速旋转的圆台中央，两手各握一个哑铃，双臂向两侧平伸与平台一起旋转。
当他把哑铃收到胸前时，人、哑铃和平台组成的系统转动角速度应变_____；转动惯量变_____。
3、图示为三种不同的磁介质的B~H关系曲线，其中虚线表示的是的关系．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关系曲线b代表__________________________的B~H关系曲线c代表__________________________的B~H关系曲线4、真空中有一半径为R均匀带正电的细圆环，其电荷线密度为λ，则电荷在圆心处产生的电场强度的大小为____。
5、刚体绕定轴转动时，刚体的角加速度与它所受的合外力矩成______，与刚体本身的转动惯量成反比。
（填“正比”或“反比”）。
6、一质点沿半径R=0.4m作圆周运动，其角位置，在t=2s时，它的法向加速度=______，切向加速度=______。
7、一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度_____。
8、质量为m的物体和一个轻弹簧组成弹簧振子，其固有振动周期为T．当它作振幅为A的自由简谐振动时，其振动能量E＝__________。
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解：无限长螺线管内的磁场：
B nI 0 r N I l
H B NI l
[D]
3
3．一矩形线圈,放在一无限长载流直导线附近,开始时线 圈与导线在同一平面内,矩形的长边与导线平行.若矩形 线圈以图(1)(2)(3)(4)所示的四种方式运动，则在开始瞬 间，以哪种方式运动的矩形线圈中的感应电流最大？ (A) 以图(1)所示方式运动;(B) 以图(2)所示方式运动； (C) 以图(3)所示方式运动;(D) 以图(4)所示方式运动。
I
(1)
(2)
(3)
v
v 以速度
v
向
纸面平移
解：长直导线外的磁场方向如图， (v B ) d l
(4)
[C]
图(1)(2)(4)中矩形线圈各边开始运动时的速度都与外 0 磁场方向接近平行，均不切割磁感线， 4
4．一根长度为L的铜棒，在均匀磁场 B 中以匀角速度 ω绕通过其一端O 的定轴旋转着，B 的方向垂直铜棒转 动的平面，如图所示。设t =0时，铜棒与Ob成θ 角（b 为铜棒转动的平面上的一个固定点），则在任一时刻t 这根铜棒两端之间的感应电动势是：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
[C]
9
7．空气中有一无限长金属薄壁圆筒,在表面上沿圆周 方向均匀地流着一层随时间变化的面电流i(t),则 (A) 圆筒内均匀地分布着变化磁场和变化电场, (B) 任意时刻通过圆筒内假想的任一球面的磁通量和电 通量均为零, (C) 沿圆筒外任意闭合环路上磁感强度的环流不为零, (D) 沿圆筒内任意闭合环路上电场强度的环流为零。
L1
6．平板电容器（忽略边缘效应）充电时，H 沿环路L1 的磁场强度的环流与沿环路L2的磁场强度 H 的环流 两者，必有：( A) H d l H d l ( B ) H d l H d l
L2
H d l
L1
L2
( D) H d l 0
d dt
7
5．在一个塑料圆筒上紧密地绕有两个完全相同的线圈 aa′和bb′,当线圈aa′和bb′如图(1)绕制时其互感系数为M1， 如图(2)绕制时其互感系数为M2，M1与M2的关系是: (A) M1 = M2 ≠0； (B) M1 = M2 = 0； b′ a a′ b (C) M1 ≠M2，M2 = 0； (D) M1 ≠M2，M2 ≠0。
《大学物理》期中试卷（B）
1
1.有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为a，厚度不计， 电流I在铜片上均匀分布，在铜片外与铜片共面，离铜 片右边缘为b处的P点的磁感强度 的大小为: 0 I 0 I a b 0 I a b I 0 ( A) (C ) ln ( B) ln ( D) 2(a b) 2 b b 2a b (a 2b)
( A) L2 B cos( t )
( B) 1 L2 B cos t 2
L O
B
b
(C )2 L2 B cos( t )
( D) L2 B
( E ) 1 L2 B 2
[ E ]5
解 1：
取微元dl,速率v = ωl, 它产生的动生电动势为: d (v B ) d l vBdl B ldl v l 整个金属棒产生的动生电动势为 A L d B ldl 1 B L2 0 O 0 2 A B ε方向: A →O. × ×v × × ω 右手定则判断也可。 ×l × dl × × L O 1 × × × × BL2 (转轴∥均匀 B ) 固定
解: dI dx I .
a 0 dI dB 2 x
b
I
x+dx x a
X
P
O
I a b
P
0 dx I
a 2 x
.
B dB
dx I ab 0 a 2 x
b
0 I ab ln 2a b
[B]
B 的方向：
2
2．用细导线均匀密绕成长为l、半径为a (l >> a)、总匝 数为N的螺线管，管内充满相对磁导率为μ r 的均匀磁介 质。若线圈中载有稳恒电流I，则管中任意一点的 (A) 磁感强度大小为B = μ0μ rNI； (B) 磁感强度大小为B = μ rNI / l； (C) 磁场强度大小为H = μ 0NI / l； (D) 磁场强度大小为H = NI / l。
2
6
均匀金属棒在均匀磁场中旋转(转轴∥ B)产生的ε.
解 2：
B
dt内棒转过dθ, 扫过的面积为： 1 dS L Ld 2 dt内磁通量的改变量为：
A
O
× ×d× × × × ×ω ×
L
固定
× × × ×
d B dS 1 2 B L d 2 d 1 2 BL dt 2
L1
L1
L2
解： 电容器中流有位移电流Id
导线中流有传导电流Ic 根据电流的连续性定理，有Id = Ic 根据安培环路定理：
H
L1 L2
L1
' H dl I d (回路只包围了部分位移电流)，
L2
H dl I c
而 I’d <Id = Ic
H d l
L1
L2
H d l
图(1) a a′ b b′
图(2) a b a′ b′
解： 塑料圆筒为弱磁质，不形成磁路。 图(2)
a b
［D ］
两线圈如图 a′ b′ (1)绕制时，有漏磁， M1 ≠M2， 两线圈如图(2)绕制时，无漏磁， 图(2)中并未把ab或a’b’连接在一起， 故 M2 ≠0。
8
(C ) H d l
解： 随时间变化的面电流产生随时间
变化的磁场和电场， 而随时间变化的电场磁场都是无源场，
i(t)
电场、磁场通过闭合曲面的通量均为零！
[B]
10
8．在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在 单缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现，那么此光 栅每个透光缝宽度a和相邻两缝间不透光部分宽度b的关 系为 (A) a=b； (B) a=b； (C) a=2b； (D) a=3 b。