重庆理工大学大学物理期末考试(附答案)

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1、 l l C l × × H ¢ ò 1 L × × 2 ò 1 × 2 × 重庆工学院考试试卷 06～ 07  学年第 一 学期 班级  学号  姓名  考试科目  大学物理  B 卷 闭卷  共  3  页 ·····························密················封················线··················· 学生答题不得超过此线 题号  一  二  三  四 

2、 五  六  总分  总分人 分数 一、选择题（30 分，每题 3 分） 得分 评卷人 1、一点电荷，放在球形高斯面的中心处．下列哪一种情况，通过高斯面的电场强度通量发生变化： (A) 将另一点电荷放在高斯面外． (B) 将另一点电荷放进高斯面内． (C) 将球心处的点电荷移开，但仍在高斯面内． (D) 将高斯面半径缩小． ［ ］ D E 2、如图所示，CDEF 为一矩形，边长分别为 l 和 2l．在 DC 延长线上 CA＝l 处的 A 点有点电荷＋q， 在 CF 的中点 B 点有点电荷-q，若使单位正电荷从 C 点沿

3、 CDEF 路径运动到 F 点，则电场力所作的 - 功等于： q 5 -1 q 1 - 5 (A) × ． (B) × 4pel 5 -l 4 pel 5 A +q 0 0 q 3 -1 q 5 -1 ． ［ ］ (C) × ． (D) × 4pel 3 4pel 5 0 0  q B  l  F 3、在匀强磁场中，有两个平面线圈，其面积 A = 2 A ，通有电流 I = 2 I ，它们所受的最大磁力矩之比 M / M 等于 1 2 1 2 1 2 (A) 1． (B) 2． (C) 4． (D) 1/4． ［ ］ 4、 如图所示，

4、一载流螺线管的旁边有一圆形线圈，欲使线圈产生图示方向的感应电流 i，下 列哪一种情况可以做到？  i (A) 载流螺线管向线圈靠近． (B) 载流螺线管离开线圈． (C) 载流螺线管中电流增大． (D) 载流螺线管中插入铁芯． ［ ］ 5、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自感系数 1 1 1 (A) 都等于 L ． (B) 有一个大于 L ，另一个小于 L ． 2 2 2 I 1 1 (C) 都大于 L ． (D) 都小于 L ． ［ ］ 2 2 v v 6、 如图，平板电容器(忽略边缘效

5、应)充电时，沿环路 L 的磁场强度 H 的环流与沿环路 L 的磁场强度 H 的 1 2 环流两者，必有：  v H  L  1  L  2 (A)  ò v v v v d l > H d l ¢. (B)  L ò  v v v v H d l ¢= H d l  ¢  . (C)  L ò  v v H d l  ¢<  L ò  v v H d l  ¢  . L 1  L 2 × 1 2 1 1 1

6、2 1 n 1.62 1.62 (D) ò v v H d l ¢=0.  ［ ］ L 重庆工学院考试试卷 06～ 07  学年第 一 学期 班级  学号  姓名  考试科目  大学物理  B 卷  闭卷  共  3  页 ··························密···············封··············线··················· 学生答题不得超过此线 7、 如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，

7、经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚 度为 e，并且 n ＜n ＞n ，l 为入射光在折射率为 n 的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的 1 2 3 1 1 相位差为  n  1  l  1 (A) 2pn e / ( n l)． (B)[4pn e / ( n l)] + p． n 2 (C) [4 pn e / ( n l) ]+p． (D) 4pn e / ( n l)． ［ ］ 2 1 1 2 1 1 3 8、 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  l e P

8、处形成的圆斑为 (A) 全明． (B) 全暗． (C) 右半部明，左半部暗． (D) 右半部暗，左半部明． ［ ］ 9、一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是 (A) 紫光． (B) 绿光． (C) 黄光． (D) 红光． ［ ］ 1.52 1.75 P 1.52 图中数字为各处的折射 10、 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 180°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

9、先增加，然后减小，再增加，再减小至零． ［ ］ 二、填空题（ 26 分） 得分 评卷人 11、 （ 3 分 ） 一 平 行 板 电 容 器 充 电 后 切 断 电 源 ， 若 使 二 极 板 间 距 离 增 加 ， 则 二 极 板 间 场 强 ________________ ， 电 容 ____________________． (填增大或减小或不变) 12、 （3 分）真空中均匀带电的球面和球体，如果两者的半径和总电荷都相等，则带电球面的电场能量 W 与带电球体的电场能量 1 W 相比， W ________ W (填<、=、>)． 2 1 2

10、 13、（3 分）如图，在无限长直载流导线的右侧有面积为 S 和 S 的两个矩形回路．两个回路与长直载流导线在同 1 2 一平面，且矩形回路的一边与长直载流导线平行．则通过面积为 S 的矩形回路的磁通 1 量与通过面积为 S 的矩形回路的磁通量之比为____________． 2  S a a  1  S 2 2a 14、（4 分）一个单位长度上密绕有 n 匝线圈的长直螺线管，每匝线圈中通有强度为 I 的电流，管内充满相对磁导率为m的磁介质， r 则管内中部附近磁感强度 B=__________________，磁场强度 H =____

11、______________． 15、（3 分） 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 B = mH 的关系．说明 a、b、c 各代 0 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．  B 0  a b c  H 16、（4 分）如图，在

12、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 S 缝上，中央明 1 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__________________． S  e S 1 S 2 SS =SS 1  2  条 O 屏 v 1 9 重庆工学院考试试卷 06～ 07 学年第 一 学期 班级  学号  姓名  考试科目  大学物理  B 卷 闭卷  共 3  页 ················

13、············密··················封···················线······················ 学生答题不得超过此线 17、（3 分）波长为l的单色光垂直入射在缝宽 a=4 l的单缝上．对应于衍射角 =30°，单缝处的波面可划分为_______个半波带． 18、（3 分）自然光以入射角 57°由空气投射于一块平板玻璃面上，反射光为完全线偏振光，则折射角为____________． 三、计算题（ 44 分） 得分 评卷人 19、（8 分）一半径为 R 的带电球体，其电荷体密度分布为 r  = qr

14、 πR 4  (r≤R) (q 为一正的常量) r= 0 (r>R) 试求：(1) 球内、外各点的电场强度；(2) 球内、外各点的电势．  vÄ B  R  Ä v 20、（8 分）通有电流Ｉ的长直导线在一平面内被弯成如图形状，放于垂直进入纸面的均匀磁场 B 中，求整  I  I 个导线所受的安培力(R 为已知)． Ä Ä 21、（10 分）如图所示，一根长为 L 的金属细杆 ab 绕竖直轴 O O 以角速度w在水平面内旋转．O O 1 2 1 2 在离细杆 a 端 L /5 处．若已知地磁场在竖直方向的分

15、量为 B ．求 ab 两端间的电势差 U -U ． a b  a  O w O  v B  b 22、（10 分）薄钢片上有两条紧靠的平行细缝，用波长l＝546.1 nm (1 nm=10- m)的平面光波正入射到钢 L /5 O 2 片上． 屏幕距双缝的距离为 D＝2.00 m，测得中央明条纹两侧的第五级明条纹间的距离为Dx＝12.0 mm． (1) 求两缝间的距离． (2) 从任一明条纹(记作 0)向一边数到第 20 条明条纹，共经过多大距离？ 23、（8 分）用一束具有两种波长的平行光垂直入射在光栅上，l=600

16、nm，l=400 nm (1nm=10﹣ 1 2 光  9  m)，发现距中央明纹 5 cm 处l 1 的第 k 级主极大和l 光的第(k+1)级主极大相重合，放置在光栅与屏之间的透镜的焦距 f=50 cm，试问： 2 (1) 上述 k=？ (2) 光栅常数 d=？ ò 4 pr E = ×4pr d r = 1 1 1 2 2 0 2 1 2 R r v v ò ¥ R ò ç ÷ è ø R v ò å p y v ò(v òwBldl = B 卷答案及评分标准 一、选择题（

17、共 30 分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B D C B D C C D D B 二、填空题（共 25 分） 11 不变 减小 1 分 2 分 12 13 14 < 2 分 1∶1 3 分 m m nI 2 分 0 r nI 2 分 15 铁磁质 顺磁质 抗磁质 1 分  1 分 1 分 16 上 2 分 (n-1)e 2 分 17 4 3 分 18 33° 3 分 三、计算题（共 40 分） 19 解：(1) 在球内作一半径为 r 的高斯球面，按高斯

18、定理有 1 1 r qr qr 4 2 1 2 1 e 0 pR4 eR 4 0 0 qr 2 得 E = 1 4 peR 4 0 在球体外作半径为 r 的高斯球面，按高斯定理有 4pr 2 E =q / e 2 q 得 E = 4per 2 0 2 (2) 球内电势  v (r ≤R)， E 方向沿半径向外． 1 v (r >R)， E 方向沿半径向外． 2  2 分 2 分 U = 1  ò  1 v v E ×dr + E ×dr = 1 2 R  ò r  1 qr 2 4 pe

19、R 0  4  d r +  ¥ R q 4 pe 0  r  2  d r 球外电势  = q q r3 - 1 3peR 1 2pe 0 0  R  4 q æ r 3 ö = ç4 - 1 ÷ 12peR R 3 0 (r£R 1 )  3 分 U = 2 ò r 2 v E ×dr = 2  ¥ r 2 q 4pe 0 q d r = r 2 4 pe  r 0 2 (r>R 2 )  2 分

20、 20 解：长直导线 AC 和 BD 受力大小相等,方向相反且在同一 v 现计算半圆部分受力，取电流元 I d l ， v v v d F =I d l ´B 即 d F =IRB d q 2 分 由于对称性 d F =0 x ∴ F =F =òdF =òIRBsin qd q=2 RIB 3 分 y y  v F 1  v B  A  I  y  dq q  v dF d F x dF B x I v F 2  直线上，故合力为零． 方向沿 y 轴正向 0 C D 21 解：

21、Ob 间的动生电动势： b 点电势高于 O 点．  1  =  4 L / 5 0 v v 4 L / 5 ´B ) ×dl = 0 1 4 16 wB ( L ) 2 = wBL2 2 5 50  4 分 Oa 间的动生电动势： v v ×v L / 5 L / 5 ò(v òw 3 a 点电势高于 O 点．  E 2  = 1 1 1 ´B ) d l = Bl d l = wB ( L ) 2 = wBL2 2 5 50 0 0  4 分 ∴ U -U =

22、E -E = a b 2 1 1 16 15 3 wBL2 - wBL2 =- wBL2 =- wBL2 50 50 50 10  2 分 22 解：(1) x＝ 2kDl/ d d = 2kDl/Dx 2 分 此处 k＝５ ∴ d＝10 Dl/ Dx＝0.910 mm 2 分 (2) 共经过 20 个条纹间距，即经过的距离 (3) 不变 l＝20 Dl/ d＝24 mm 2 分 2 分 23 解：(1) 由题意, l 的 k 级与l 的(k+1)级谱线相重合所以 d sinj=k l，d sinj= 1 2 1 1 1 (k+1) l ,或 kl = (k+1) l 2 1 2 l k = 2 =2 l -l 1 2 (2) 因 x / f 很小， tg j≈sinj ≈x / f 1 1 ∴ d= kl f / x=1.2 ×10- cm 1  3 分 1 分 2 分 2 分