中國(guó)礦業(yè)大學(xué)物理期末試題

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1、 （冶金行業(yè)）中國(guó)礦業(yè) 大學(xué)物理期末試題 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2009?2010學(xué)年第二學(xué)期 《大學(xué)物理B》試卷（B卷） 考試時(shí)間：120分鐘考試方式：閉卷適用：09級(jí)統(tǒng)考（80學(xué)時(shí)） 學(xué)院：班級(jí): 學(xué)號(hào):姓 名: 題號(hào) 選擇 題 填空 題 計(jì)算題 總分 1 — 10 11 —

2、 16 17 18 19 20 21 得分 閱卷 人 壹、選擇題（共30分） 1 .（本題3分）選無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，半徑為R的導(dǎo)體球帶電后, 其電勢(shì)為U0,則球外離球心距離為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 （A）. （B）. （C）. （D） .口 2 .（本題3分）已知壹螺繞環(huán)的自感系數(shù)為 L.若將該螺繞環(huán)鋸成 倆個(gè)半環(huán)式的螺線管，則倆個(gè)半環(huán)螺線管的自感系數(shù) （A）都等于.（B）有壹個(gè)大于，另壹個(gè)小于. （C）都大于.（D）都小于.□ 3 .(本題3分)壹簡(jiǎn)諧振動(dòng)曲線如圖所示.則振動(dòng)周期是 (A

3、)2.62s . (B)2.40s . (C)2.20s . (D)2.00s . 口 4 .(本題3分)壹彈簧振子作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，當(dāng)位移為振幅的壹平時(shí)， 其動(dòng)能為總能量的 (A)1/4.(B)1/2.(C). (D)3/4.(E). 口 5 .(本題3分)壹單色平行光束垂直照射在寬度為 1.0mm的單縫 上，在縫后放壹焦距為2.0m的會(huì)聚透鏡.已知位于透鏡焦平面處 的屏幕上的中央明條紋寬度為2.0mm ,則入射光波長(zhǎng)約為 (1nm=10 - 9m) (A)100nm (B)400nm (C)500nm (D)600nm 口 6 .(本題3分)壹束光強(qiáng)為I0的自然光垂直穿過(guò)倆個(gè)

4、偏振片，且此 倆偏振片的偏振化方向成45。角，則穿過(guò)倆個(gè)偏振片后的光強(qiáng)I為 (A) . (B)l0/4 . (C)l0/2 . (D)l0/2. 口 7 .(本題3分)若 粒子(電荷為2e)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B均勻磁場(chǎng)中 沿半徑為R的圓形軌道運(yùn)動(dòng)，則 粒子的德布羅意波長(zhǎng)是 (A).(B). (C).(D) .口 8 .(本題3分)根據(jù)玻爾的理論，氫原子在 n=5軌道上的動(dòng)量矩 和在第壹激發(fā)態(tài)的軌道動(dòng)量矩之比為 (A)5/4 . (B)5/3 . (C)5/2 . (D)5 . 口 9 .(本題3分)宇宙飛船相對(duì)于地面以速度 v作勻速直線飛行，某 壹時(shí)刻飛船頭部的宇航員向飛船尾部發(fā)

5、出壹個(gè)光訊號(hào)，經(jīng)過(guò) t（飛 船上的鐘）時(shí)間后，被尾部的接收器收到，則由此可知飛船的固有 長(zhǎng)度為（c表示真空中光速） （A）c ? t（B）v - t （C） （D） 口 10 .（本題3分）根據(jù)相對(duì)論力學(xué)，動(dòng)能為0.25MeV的電子，具運(yùn) 動(dòng)速度約等于 （A）0.1 c（B）0.5c （C）0.75 c（D）0.85 c 口 二、填空題（共20分） 11 .（本題4分）點(diǎn)電荷qi、q2、q3和q4在真空中的分布如 圖所示.圖中S為閉合曲面，則通過(guò)該閉合曲面的電場(chǎng)強(qiáng)度通量= 一式中的是點(diǎn)電荷 面閉合曲面上任壹點(diǎn)產(chǎn)生的 場(chǎng)強(qiáng)的矢量和. 12 .（本題3分）壹長(zhǎng)直載流導(dǎo)線，沿空間

6、直角坐標(biāo) Oy軸放 置，電流沿y正向.在原點(diǎn)。處取壹電流元，則該電流元在（a, 0, 0）點(diǎn)處的磁感強(qiáng)度的大小為 方向?yàn)? 13 .（本題3分）如圖，半圓形線圈（半徑為R）通有電流I.線 圈處在和線圈平面平行向右的均勻磁場(chǎng)中. 線圈所受磁力矩的大小 為 方向?yàn)?把線圈繞OO /軸轉(zhuǎn)過(guò)角度 磁力矩恰為零. 14 .（本題4分）壹質(zhì)點(diǎn)沿x軸作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振動(dòng)范圍的中心 點(diǎn)為x軸的原點(diǎn).已知周期為T(mén),振幅為A. （1）若t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)過(guò)x=0處且朝x軸正方向運(yùn)動(dòng)，則振動(dòng)方程 為 x= . （2）若t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)處于處且向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則振動(dòng)方程為 x= . 15 .（本題3分）用波長(zhǎng)為

7、 的單色光垂直照射折射率為n2的 劈形膜（如圖）圖中各部分折射率的關(guān)系是 ni

8、.細(xì)繩長(zhǎng) 3R,也有電 荷Q均勻分布在純上，如圖所示，試求圓環(huán)中心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度（圓 環(huán)中心在細(xì)繩延長(zhǎng)線上）. 18、（本題10分）圖示為壹個(gè)均勻帶電的球?qū)?，其電荷體密度為 ,球?qū)觾?nèi)表面半徑為 Ri,外表面半徑為R2.設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì) 零點(diǎn)，求空腔內(nèi)任壹點(diǎn)的電勢(shì). 19、（本題10分）載有電流的I長(zhǎng)直導(dǎo)線附近，放壹導(dǎo)體半圓環(huán) MeN和長(zhǎng)直導(dǎo)線共面，且端點(diǎn) MN的連線和長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直.半圓 環(huán)的半徑為b,環(huán)心。和導(dǎo)線相距a.設(shè)半圓環(huán)以速度平行導(dǎo)線平 移，求半圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向以及 MN 倆端的電壓 Um Un . 20、（本題10分）設(shè)入射波的表達(dá)式為，在 x=0處發(fā)生反射，反

9、射點(diǎn)為壹周定端.設(shè)反射時(shí)無(wú)能量損失，求：（1）反射波的表達(dá)式； （2）合成的駐波白表達(dá)式；（3）波腹和波節(jié)的位置. 21、（本題10分）壹雙縫，縫距 d=0.40mm ,倆縫寬度都是 a=0.080mm，用波長(zhǎng)為 =480nm（1nm=10 -9m）的平行光垂直照 射雙縫，在雙縫后放壹焦距f=2.0m的透鏡求：（1）在透鏡焦平面處 的屏上，雙縫干涉條紋的間距I; （2）在單縫衍射中央亮紋范圍內(nèi)的 雙縫干涉亮紋數(shù)目N和相應(yīng)的級(jí)數(shù). 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2009?2010學(xué)年第二學(xué)期 《大學(xué)物理B》試卷（B卷）解答 壹、選擇題（共30分） C, D, B, D, C, B, A, C, A, C

10、, 二、填空題(共20分) 11、2 分 qi、q2、q3、q42 分 12、2 分 平行z軸負(fù)向1分 13、1 分 在圖面中向上1分 (n=1 , 2, ??…)1 分 14、2 分 2分 15、3 分 16、2.52 分 4.0 X10141 分 三、計(jì)算題(共50分) 17、解：先計(jì)算細(xì)純上的電荷在 O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng).選細(xì)純頂端作 坐標(biāo)原點(diǎn)O, x軸向下為正.在x處取壹電荷元 dq= dx= Qdx/(3 R)2 分 它在環(huán)心處的場(chǎng)強(qiáng)為 2分 整個(gè)細(xì)繩上的電荷在環(huán)心處的場(chǎng)強(qiáng) 2分 圓環(huán)上的電荷分布對(duì)環(huán)心對(duì)稱(chēng)，它在環(huán)心處的場(chǎng)強(qiáng) E2=02 分 由此，

11、合場(chǎng)強(qiáng)2分 方向豎直向下. 18、解：由高斯定理可知空腔內(nèi) E=0,故帶電球?qū)拥目涨皇堑葎?shì) 區(qū)，各點(diǎn)電勢(shì)均 為U.2分 在球?qū)觾?nèi)取半徑為r-r+dr的薄球?qū)?其電荷為 dq= 4 r2dr2 分 該薄層電荷在球心處產(chǎn)生的電勢(shì)為 2分 整個(gè)帶電球?qū)釉谇蛐奶幃a(chǎn)生的電勢(shì)為 2分 因?yàn)榭涨粌?nèi)為等勢(shì)區(qū)所以空腔內(nèi)任壹點(diǎn)的電勢(shì) U為 2分 19、解：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 為計(jì)算簡(jiǎn)單，可引入壹條輔助線 MN ,構(gòu)成閉合回路MeNM，閉合 回路總電動(dòng)勢(shì) 2分 負(fù)號(hào)表示的方向和x軸相反.3分 方向N-M2分 3分 20、解：(1)反射點(diǎn)是固定端，所以反射有相位突變 ，且反射波 振幅為A

12、,因此反 射波的表達(dá)式為3分 ⑵駐波的表達(dá)式是 3分 (3)波腹位置：，2分 ,n=1,2,3,4,… 波節(jié)位置：2分 ,n=1,2,3,4,… 21、解：雙縫干涉條紋： (1)第k級(jí)亮紋條件：dsin =k 第k級(jí)亮條紋位置：xk=ftg Fsin ^kf /d 相鄰倆亮紋的間距： x=xk+i —xk=( k+ 1)f /d — kf /d = f /d =2.4 X10-3m=2.4mm5 分 ⑵單縫衍射第壹暗紋：asin 1 = 單縫衍射中央亮紋半寬度： xo=ftg i-fsin i F /a=12mm xo / x=5 ??雙縫干涉第5極主級(jí)大缺級(jí).3分 ??.在單縫衍射中央亮紋范圍內(nèi)，雙縫干涉亮紋數(shù)目 N=91分 分別為k=0 , 1 , 2, 3, 4級(jí)亮紋1分