大学普通物理(下册)期末考试题解析.docx

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1、大学物理学下册考试题1两根长度相同的细导线分别密绕在半径为R和r的两个长直圆筒上形成两个螺线管，两个螺线管的长度相同， R = 2r ,螺线管通过的电流相同为 I ,螺线管中的磁感应强度大小Br、Br ,满足()(A)Br=2B,(B)Br= B.(C)2Br =B,( D)Br=4B,选择(c) 2N二R =2N 二r = N =2N2一个半径为r的半球面如图放在均匀磁场中，通过半球面的磁通量为()2222 .(A) 2nr B(B) nr B (C) 2nr Bcosot(D) nr Bcosot18选择（D）3在图（a）和（b）中各有一半经相同的圆形回路Li、L2,圆周内有电流Ii、I2

2、,其分布相同，且均在真空中，但在（点，则 （）b）图中L2回路外有电流I3, Pi、P2为两圆形回路上的对应（a）习题13图（b）(B) b dl =二B dl,BpLiL2.1T42d4(D) b dl 打B d,BpL1L2=BP2二 BP2(A) b dl =lB dl B =Bp2LiL21T 42 d 4(C)酗3 =b dl,Bp ,Bp2L1L2选择（c）4在磁感应强度为 B的均匀磁场中，有一圆形载流导线， a、b、c、是其上三个长度相等的电流元 ，则它们所受安培 力大小的关系为：(A)7/； FC (C)FbFcF.选择(c)二，填空题1、如图5所示，几种载流导线在平面内分布，

3、电流均为I,他们在o点的磁感应强度分别为（C）(a) (b) (c) （a）图5LI , 一 LI 1 , 一LI1 , 一（a） 上（向外）（b） 上（1）（向里）（c） （1+一）（向外）8R2R 二4R2 二2已知一均匀磁场的磁感应强度 B=2特斯拉，方向沿X轴正方向，如图所示，c点为原点，则 通过bcfe面的磁通量 0 ；通过adfe面的磁通量 2x0.10x0.40=0.08Wb ,通过abcd面的磁通 量 0.08Wb 。3、长直导线aa与一半径为R勺导体圆环相切于a点,另一长直导线bb沿半径方向与圆 环接于b点，如图所示。现有稳恒电流I从a端流入而从b端流出，则磁感应强度沿图中所

4、示 f 1_ _ B- 二氏I .的顺时针的闭合路径L的路积分为， B *dl =*L4、在一马蹄形磁铁下面放一铜盘，铜盘可自由绕轴转动，如图所示.当上面的磁铁迅速旋 转时，下面的铜盘也跟着以相同转向转动起来.这是因为铜盘内产生感生电流，磁场对电流作用所致.5、如图所示，假设有两个同相的相干点光源SDS2,发出波长为 九的光。A是它们连线的中垂线上的一点。若在 G与A之间插入厚度为e、折射率为n的薄玻璃片，则两光源发 出的光在A点的相位差* =;若已知九= 500nm, n=1.5 , A点 恰为第四级明纹中心，则 e=nm。2 红(n -1)e5. 九 ,4000nm；6、平行单色光垂直入射

5、于单缝上，观察夫琅禾费衍射。若屏上P点处为第二级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为 个半波带。若将单缝宽度缩小一半，P点处将是级 纹。6. 4,第一，暗；三计算题1在半彳5为R的木球上紧密地绕有细导线，相邻线圈可视为相互平行，盖住半个球面，如 图所示.设导线中电流为I,总匝数为N,求球心O处的磁感应强度B = ?解答四分之阅的弧长为C =很2,单位弧氐上线圈函数为用二在四分之一圆上取一孤元d/ 二做18 线圈匝数为 环由流大小为 坏电流的半径为 离口卢的距离为cLV = /xl/ =普度dZ=AW =再而 8、=弁血&y =在h点产生的磁感应理度为AB = a： = sm- 6a 6 = snr

6、 OaO 2*2宜 R方向沿着*的反方向，积分得小点的磁感应强度为2、边长为l=0.1m的正三角形线圈放在磁感应强度B=1T的均匀磁场中，线圈平面与磁场方O(1)线圈每边所受的安培力向平行，如图所示，使线圈通以电流I=10A,求B(2)对OO的磁力矩大小解(1)Fbc =Il 父百=0Fab =IBl sin(1200) =0.866N方向垂直纸面向外Fca = IBl sin(1200) =0.866N方向垂直纸面向外里 M =Pm mB一 ,3 2M = ISB = I l B = 0.0433 N m484.电流为的无限长宣导线旁有一弧形导线,圆心角为120 , 几何尺寸及位置如图所示口

7、求当圆弧形导线以速度r平行于长直 导线方向运动时，弧形导线中的动生电动势，-R*。解法r 1用等效法)连接八口、0H,圆弧形导线与40、0B口|一总7-*7形成闭合回路，闭合问路的电动势为。所以圆弧形音线电动势与AOB 4导线的噌动势相等：所=-ax =-出S、 In 2 ,=J(vx)-zf7 =-1 - -a x = 上“ 2jtxA7% 5In -.2弦4594.(本题10分)波长儿=600nm的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级明条纹的衍射一 0角为30 ,第三级缺级，求：(1) 光栅常数a+b为多少？(2) 透光缝的最小宽度 a为多少？(3) 在选定了 a +b与a后，屏幕上可能呈

8、现的明条纹最高级次为多少？4. (1)(a b)sin k 1(a b)k ,sin ：_ 2 600 100sin 300_ -6= 2.4 10 m(2)ab =a=1(a b)=8.0 10，ma k , k =1,3kmax(a b)sin 二45 平面简谐波沿 x 轴正向传播，其振幅为 A ,频率为f ,波速为u .设 t=t时刻的波形曲线如图所示.求(1 ) x=0处质点振动方程;(2 )该波的波动方程.解：(1 )设 x=0由图可知，t = t时 y= Acos2 t -0dy - -2二、Asin 2二、t j :0n ,=2Kt2x=0处的振动方程为y = A cos(2 )

9、该波的波动方程为 y=Acos2.t-x/u g一、 选择题(每题2分，共20分)1. 一定量的理想气体经历 acb过程时吸热500J,则经历acbda过程时，吸热为(A) -1200J(B) -700J(C) -400J(D) 800Jp (x 105 Pa)41O_3m3)2.设图示的两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子的速率分布曲线；令(Vp)O2和(Vp)”分别表示氧气和氢气的最概然速率，则(A)图中a表示氧气分子的速率分布曲线;(B)图中a表示氧气分子的速率分布曲线;(C)图中b表示氧气分子的速率分布曲线;(D)图中b表示氧气分子的速率分布曲线;(v p) 02 4Vp ) H

10、2 = 4o(v p)024V p)H2 - 1/ 4(Vp)O2/(Vp)H2 =1/4(v p)O2 /(v p)H2 = 43.理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图中阴影部分)分别为S1和S2,则二者的大小关系是 (A)S1S2(B)(C)S1 = S2(D)无法确定4.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)右半部半部明5.如图所示，L1、L2分别为凸透镜和凹透镜，前图中数字为各处的折射暗，左面放一小物，移动屏幕到 L2后20cm的S1处接收到像。现将凹透镜

11、 L2撤去，将屏幕移前 5cm至S2处，重新接收到像，凹透镜 L2的焦距为20cm5cmS2Si(A)-20cm(B) -40cm(C)-60cm(D)-80cm6 . 一衍射光栅对某一定波长的垂直入射光，在屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该(A)换一个光栅常数较小的光栅。(B)换一个光栅常数较大的光栅。(C)将光栅向靠近屏幕的方向移动。(D)将光栅向远离屏幕的方向移动。7 .光强为I 0的自然光依次通过两个偏振片P和P2。若P和P2的偏振化方向的夹角口 =30,则透射偏振光的强度I是(A)1。/4(B)-3I0/4 (C)I 0 / 8 (D)3I0/88

12、.普朗克量子假说是为了解释(A)光电效应实验规律而提出的。(8) X射线散射实验规律而提出的。(C)黑体辐射的实验规律而提出的。 (D)原子光谱的规律而提出的。9. 一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如图所示。已知金属板(A)板a一定不放出光电子(B)板a 一定放出光电子(C)板c 一定不放出光电子(D)板c 一定放出光电子10.已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动,其波函数为：中(x) =-jL cos(圭)(一a w x w a), a 2a5a那么粒子在 x =处出现的几率留度为(D)6(A)。( B) 。( C) -。2aa.2a填

13、空题(每空i分，共10分)1 .已知1mol的某种理想气体（其分子可视为刚性分子）。在等压过程中温度上升 1K,内能增加了 20.78J,则气体对外作功为 ,气体吸收热量为2 .已知f（v）为N个质量为m（ N很大）的理想气体分子组成的系统的速率分布函数，则速率小于v1的分子数为 3、如图所示，假设有两个同相的相干点光源S和S2,发出波长为 九的光。A邑是它们连线的中垂线上的一点。若在S1与A之间插入厚度为e、折射率为n的 薄玻璃片，则两光源发出的光在 A点的相位差平=;若已 知九=500nm, n=1.5 , A点恰为第四级明纹中心，则 e=nm。4、平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅禾费

14、衍射。若屏上P点处为第二级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为 个半波带。若将单缝宽度缩小一半，P点处将是级 纹。5、可见光的波长范围是 400nm-760nm。用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时， 它产生的不与另一级光谱重叠的完整的可见光光谱是第 级光谱。a 6、试求一维无限深势阱中粒子处在中100状态下，粒子出现在 x=0到x= 区间的几100率。三、判断题（每题1分，共10分）1、气体温度标志着气体内部分子无规则热运动的剧烈程度，乃是气体分子平均动能大小的 量度。（）2、相同温度、相同物质的量的氢气与二氧化碳具有相同的气体分子平均动能。（）3、气体既能自由膨胀也能自由收缩。（）4、绝热自

15、由膨胀时，理想气体的内能不变，温度不变，系统做功为零，也没有热量传递。（）5、只有横波才有偏振现象。（）6、薄透镜不引起附加的光程差。（）7、霓虹灯发的光不是热辐射，熔炉中的铁水发的光是热辐射。（）8、增大透镜的直径，采用频率小的光都能提高仪器的分辨率。（）9、光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。（）10、一般说来，如果光栅有N条狭缝，那么两主极大明纹之间就有N-2条暗纹，有N-1条次级明纹。（）四、简答题（每题 5分，共10分）1、某束光可能是：（1）线偏振光；（2）部分偏振光；（3）自然光。你如何用实验决定这束光究竟是那一种光？2、完成下列图中经反射镜反射之光的前进方向。其

16、中。为平行主轴的光线为射向曲率中心的光线为任意光线(1)五、计算题（共50分）1.（本题10分）1mol单原子理想气体的循环过程的V -T图如图所示，已知Vc = 2Va , a点的温度为Ta。（1） 试画出此循环的 p v图，说明此循环是热机循环还是制冷循环？（2） 试以Ta、普适气体常量 R表示a-b、b-c、c-a过程中吸收的热量。（3） 求此循环效率。2.（本题10分）计算氨气和氧气（视为刚性分子）在T=27C时的最概然速率、方均根速率、平均速率、分子的平均平动动能 ，、分子的平均动能？3.（本题10分）白光垂直照射在空气中的厚度为0.4叩的玻璃片上，玻璃片的折射率为1.5。试求在可见

17、光范围内（九=400-760nm）,哪些波长的光在反射中加强？哪些波长的光在 透射中加强?4.（本题10分）波长儿=600nm的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级明条纹的衍射角为30,第三级缺级，求：（4） 光栅常数a+b为多少？（5） 透光缝的最小宽度 a为多少?（6） 在选定了 a +b与a后，屏幕上可能呈现的明条纹最高级次为多少?5.(本题10分)设一粒子沿。痔由方向运动，相应的波函数为w (x) =C/(l+ix).求:(1)常数C；(2)概率密度函数；(3)何处出现粒子的概率最大？参考答案(赵志凯)一选择题(每题2分，共20分)1.B 2,B 3.C 4.D 5.C 6.B 7.D

18、 8.C 9.D 10.A填空题(每空1分，共10分)1. 8.31J ,29.09J ；2.三（n -1）e3.,4000nm；4.6. 0.01三、判断题（每题1分，共10分）1、X2、X3、X4、，5、，6、，7、四、简答题（每题5分，共10分）v1v1 1 - 21fN f (v)dv N 0 -mv f(v)dv 0,2；4,第一，暗；5.1；，8、X 9、，10、X1、答案：使三束光通过偏振片，旋转偏振片观察出射光的强度变化。若出射光 强出现消光现象，则这束光为线偏振光；若出射光强出现强弱周期变化，但无 消光现象，则这束光为部分偏振光；若出现光线不发生变化，则这束光是自然 光。2、

19、五、计算题（每题10分，共50分）1. （1）图略，热机循环Qab =Cp(Tb -Ta) =CpTa = 5 RTa (2)2Qbc=Cv(Tc-Tb) = -CvTa=-3RTa2Qca = RTa ln Va = -RTa ln 2Vc=1 -Q2 =1 -CV Rln2 =12.27%(3) Q1Cp2. He :最概然速率1579m/s,方均根速率1934 m/s,平均速率1782 m/s,分子的平均平动动能6.21 M10?J,分子的平均动能6.21 M01 JO2 :最概然速率394.7m/s,方均根速率837.4m/s,平均速率445.4 m/s,分子的平均平动动能6.21 m

20、102j,分子的平均动能1.04 10-0J2nd 一 二 k ,= 4nd3.反射加强： 2,2k-1,k =3,=0.48 即2nd - = (2k 1)1 = 4nd透射加强：22, 2kk =2,3, =0.40 叩,0.60 m4. (I)(a +b)sin 中=k?=(a b)_ _ 9k _ 2 600 10sin :sin 300= 2.4 10-6m(a b)sin kmax 二2 4 4九a =1 (a b) = 8.0 10-7 m(2)k =1,3，)5. (1)W(X)=1二(1 x2)(3)在x=0处出现的概率最大填空题6、考解才设4=400卬%4 =4的第；统光谱线的衍射先为4 4f的加级光滑畿的衍射的为勺.光谶常数为/ ,则0inq_34/d 3K40(归0访4 = %3 = 2区7砌4 *21可见光第二跳光谱的末端(jM光谙的前端部分地币金,只有箫一级光谱是定整的*