大学物理试期末卷4.doc

大学物理模拟试卷四

一、选择题：（每小题3分，共10小题，30分）
1、关于静电场中某点电势值的正负，下列说法中正确的是【     】
 （A）电势值的正负取决于置于该点的试验电荷的正负
 （B）电势值的正负取决于电场力对试验电荷作功的正负
 （C）电势值的正负取决于电势零点的选取
 （D）电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负
2.在点电荷q的电场中，选取q为中心、R为半径的球面上一点P作为电势零点，则与电荷q距离为r处的Q点的电势为【     】                                   
(A)    (B)      (C)     (D)
3．在一个孤立的导体球壳内，若在偏离球中心处放置一个点电荷，则在球壳内、外表面上将出现感应电荷，其分布将是【     】
（A）             内表面不均匀，外表面均匀    （B）内表面均匀，外表面也均匀
（C）内表面均匀，外表面不均匀          （D）内表面不均匀，外表面也不均匀
4．两个半径相同的金属球，一为空心，一为实心，两者的电容值相比较【     】
（A）空心球电容值大；           （B）空心球电容值大；
（C）两球电容值相等；           （D）大小关系无法确定。
5．电磁波的电场强度、磁场强度和传播速度的关系是【     】
（A）  三者互相垂直，而和位相相差/2；
（B）      三者互相垂直，而、、构成右旋直角坐标系；
（C）       三者中和是同方向的，但都与垂直；
（D）      三者中和可以是任意方向的，但都必须与与垂直；
6．用白光光源进行双缝实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则【     】
       （A）干涉条纹的宽度将发生变化     （B）产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹
（C）干涉条纹的亮度将发生变化     （D）不产生干涉条纹
7．两块平面玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢的向上平移，则干涉条纹【     】
（A）向棱边方向平移，条纹间隔变小；       （B）向棱边方向平移，条纹间隔变大；
（C）向棱边方向平移，条纹间隔不变； （D）向远离棱边的方向平移，条纹间隔不变；
（E）向远离棱边的方向平移，条纹间隔变小
8．在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a=4的单缝上，对应于衍射角为30°的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为【     】
（A）2 个；       （B）4 个；       （C）6个  ；   （D）8个
9．一束光强为I0的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后，出射光的光强为I=I0/8。已知P1和P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴旋转P2，问P2最少要转过多大角度，才能使出射光的光强为零。【     】
（A）30°；   （B）45°；     （C）60°；      （D）90°
10．用频率为1的单色光照射某种金属时，测的光电子的最大初动能为Ek1；用频率为2的单色光照射另一种金属时，测得光电子的最大初动能为Ek2。如果Ek1> Ek2，那么【     】
   （A）1一定大于2  ；  （B）1一定小于2    
   （C）1一定等于2   ； （D）1可能大于也可能小于2

二、填空题：（每小题3分，共10小题，30分）
11．一均匀静电场，电场强度为E=400i+600jV/m，则点a（3，2）和b（1，0）之间的电势差=                     （x，y以米计）。
12．在场强为E的匀强电场中，有一半径为R，长为L的圆柱体，其轴线与E的方向垂直，在通过轴线并垂直E的方向将此柱面切去一半，则穿过剩下的半圆柱面的电场强度通量等于______________。
13．在电容为C的平行板空气电容器中，平行的插入一厚度为两极板距离一半的金属板，这时电容器的电容C=_______________。
14．若电子在垂直于磁场的平面内运动，均匀磁场作用在电子上的力大小为F，轨道的曲率半径为R，则磁感应强度的大小为                  。（设电子电量绝对值为e，电子质量为m）
15．一平行板电容器的两极板都是半径为r的圆板，略去边缘效应，其中的电场视为均匀的，在充电时场强大小的变化率为dE /dt，则两板间的位移电流强度ID=                     。
16．在双缝干涉实验中，若使两缝之间的距离增大，则屏上干涉条纹间距                 ，若使单色光波长减小，则干涉条纹间距                 。
17．用λ=5000 Å的单色光垂直照射牛顿环装置时，第3级暗环对应的空气膜厚度为                     。
18．应用布儒斯特定律可以测介质的折射率，今测得此介质的起偏振角i0=56.0°，这种物质的折射率为                  。（可用三角函数表示）
19．康普顿散射中，当出射光子与入射光子方向成夹角=              时，光子的频率减少的最多，当=                   时，光子的频率保持不变。
20．根据玻尔的理论，氢原子在n=5轨道上的角动量与在第一激发态的轨道角动量之比为              。
三、计算题：（每小题10分，共4小题，40分）
21．求均匀带电细圆环轴线上与环心距离为x处P点的场强（细圆环半径为R，电荷线密度为λ）。

22．如图所示，载流长直导线与矩形回路ABCD共面，且导线平行于AB．
求：（１）长直导线中电流I恒定，ABCD以垂直于导线的恒定速度远离导线运动。求图示时刻ABCD中的感应电动势。（5分）
（2）长直导线中电流，ABCD在图示位置保持不动。求任意t时刻ABCD中的感应电动势（5分）。

v

23．设光栅平面和透镜都与屏幕平行，在透射光栅上每厘米有5000条刻线，用它来观察钠黄光（）的光谱线。
求：（1）当光线垂直入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数是多少？
（2）当光线以的入射角（入射光线与光栅平面的法线的夹角）斜入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数是多少？

24．载有电流和的长直导线ab和cd互相平行，相距为3r，今有载有电流的
d

导线，其两端分别与和的距离都是r，ab、cd和 共面，且垂直于ab、cd。电流的方向如图所示。求长直导线ab和cd对导线的安培力的合力大小和方向。

d

大学物理模拟试卷四答案及评分标准

一、选择题：（每小题3分，共10小题，30分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
A
C
B
D
C
B
B
A

二、填空题：（每小题3分，共10小题，30分）
11．
12、2ELR
13、
14、
15、
16、减小，减小
17、（或750nm）
18、（或1.48）
19、180；0
20、5：2

三、计算题：（每小题10分，共4小题，40分）
21.  解：（1）均匀带电细圆环上取一段长为dl的电荷元dq，，    （1分）
dq在P点产生的场强大小为      （2分）
由电荷分布的对称性知，电场强度的方向沿轴线。
       （2分）
所以
     （2分）

       （3分）
22.  解：（1）长直导线附近距离导线为的一点磁感强度大小为，在矩形框各边所在范围内，B的方向垂直纸面向里。
由动生电动势公式，得
  （1分）
同理，（1分）
所以，回路中的感应电动势为
      （2分）
方向为：顺时针方向。       （1分）
（2）以顺时针方向为回路绕行方向，则任意t时刻回路ABCD中的磁通量为
      （1分）
＝     （1分）

（1分）
任意t时刻回路ABCD中的感应电动势为
       （1分）
  （1分）
23. 解：
（1）光栅常数为
       （1分）
由光栅方程，    （1分）
当衍射角时，级数最高。
由此得：能看到的光谱线的最高级数
      （1分）
得       （2分）
（2）由光栅方程
，  （1分）
当衍射角时，级数最高。
由此得：能看到的光谱线的最高级数
     （1分）
       （1分）
得     （2分）
24.  解：（1）在MN上取一段电流元I3dl，设该电流元到ab导线的距离为x，则该处的磁感应强度大小为
    （1分）
其方向为：垂直于纸面向里。    （1分）
该电流元受到的安培力为
    （1分）
其大小为
（2分）
所以MN受到的安培力的合力大小为
（1分）
    （2分）
其方向为：垂直于MN向上，与ab和cd平行。    （2）