2020-2021某大学《物理学》期末课程考试试卷合集2(含答案).pdf
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1、2020-2021 物理学期末课程考试试卷B5适用专业:考试时间:.试卷所需时间:120分钟 闭卷 试卷总分:100分我 一、填 空 题(共8小题,每题3分,共24分)1.在一个带正电的大导体附近P点处放置一点电荷q(电荷q不是足够小)实际测得它的受力为F,如果q0,则F/q与P点场强关系,如果q0,则F/q与P点场强关系 o2.一电了一速率v绕原子核旋转,若电;旋转的等效轨道半径为R,则在等效轨道中心处产生的磁感应强度大小B=,如果将电子绕原子小 核 运 动 等 效 为 一 圆 电 流,则 等 效 电 流I:,其磁矩0 -数 Pm=o3.原子核运动等效为一圆电流,则 等 效 电 流1=,其磁
2、矩Pm=4.氏为L=40cm的直导线,在均匀磁场中以v=5m.s】的速度沿垂直于磁力线的方向运动时,导线两端电势差U=0.3V,该磁场的磁感应强度B=.5.麦克斯韦在引入有旋电场和位移电流两个重要概念后,对静电场的环流定廉 理和稳恒磁场的安培环路定律进行了修改,修改后的环流定理数学表示式定 是6.光在折射率为n的介质是走过几何路程r,相当于光在真空中走过了路程,把它称为 o7.要使一束光强为的线偏振光的偏振方向转过9 0 ,至少要使该光通过块理想的偏振片,在此情况下,透射光强的最大值是原光强的 倍,底 两偏振片方向夹角6=_ _ _ _ _ _ _ _o耍 8.相干光是指,从普通光源获得相干光
3、的方法是,常用的方法有法和 法两种。二、选 择 题(共7小题,每题3分,共21分)1、电场中高斯面上各点的电场强度是由()A、分布在高斯面内的电荷决定的。B,分布在高斯面外的电荷决定的C,空间所有电荷决定的D,高斯面内电荷代数和决定的2、一点电荷q位于一立方体中心,通过立方体每个表面的电通量是()A、1 B、a C、2 D、幺16%8%4%6%3、在点电荷+q的电场中,若图中P点处为电势零点,则M点的电势为()A、一 B、一 C、一D、二4 冗%8 兀0a 4%a 8 的,a4、a粒子与质子以同一速率垂直于磁场方向入射到均匀磁场中,它们各自作圆周运动的半径比Ra/Rp和周期比Ta/Tp分别为(
4、)A、1 和 2 B、1 和 1 C、2 和 2 D、2 和 15、在以下矢量场中,属保守力场的是()A.静电场;B.涡旋电场;C.稳恒磁场;D.变化磁场.6、严格地讲,空气折射率大于1,因此牛顿环实验中若将玻璃夹层中的空气逐渐地抽去而成为真空时,牛顿环条纹将()A、变大;B、缩小;C、不变;D、消失。7.、当一束自然光以布儒斯特角从一种介质射向另一种介质的界面,则()A、反射光和折射光均为完全偏振光;B、反射光和折射光均为部分偏振光;C、反射光是完全偏振光,而折射光是部分偏振光;D、反射光是部分偏振光,而折射光是完全偏振光。三、计算题(共6题,第1题10分,其它各题每题9分,共55分)1.有
5、一无限长带电圆柱体,线电荷密度为4,半径为R,求电场分布。2.长/=1 5 cm的直导线AB上均匀地分布着线密度为;I =5 x l O e C/m的电荷(如图)。求:在导线的延长线上与导线一端B相距d=5 cm处P点的场强。5.为了用光学方法精确测定某金属细丝的直径,将细丝夹在两块光学玻璃片之间,形成一个空气劈尖,如图1 2 8所示,用波长2 =6 3 2.8?的氨岚激光垂直照射劈尖,通过显微镜观察干涉条纹,测得=2 0.0 0,第k级条纹与第2 +1 0级明条纹的间距b=8 0.0 0,求细丝的直径d。3.如图所示,有一长直导体薄板,宽度为b,有电流强度为I均匀通过薄板,方向垂直纸面向内。
6、计算位于薄板左边xo处P点的磁感应强度B。D j I 6.在杨氏双缝实验中,双缝间距d=0.2 0 m m,缝屏间距。=1.0 m,试求:(1)若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0 m m,计算此单色光的波长;(2)相邻两明条纹间的距离.4.有一同轴电缆是由圆柱导体为芯和一圆筒导体构成。使用时电流从一导体流去,从另一导体流回,且电流均匀分布在各导体的横截面上。设圆柱的半径为口,圆筒的内、外半径分别为门和门。求空间各点的磁感应强度。料*毂雁蝮2020-2021 物理学期末课程考试试卷B5答案一、填 空 题(共8小题,每题3分,共2 4分)1.F/qE 2.mv/qR;2mv/q U o;2mv
7、n R2/q U o3.1.88X10-5 T 4.0.15T 5.山=-今=-管 W 6.n r 光程 7.频率相同,存在相互平行的振动分量,具有有恒定的相位差,利用偏振片来 获 得相互平 行的 光,分 波 阵 面 法 分 振幅法8.-6 =450.4二、选 择 题(共7小题,每 题3分,共21分)l.C 2.D 3.C 4.C 5.A 6.A 7.C三、计算题(共6题,第1题10分,其它各题每题9分,共5 5分)1.解:电场分布在两大区域,圆柱体内和圆柱体外(1)当 r R 时在圆柱体内作与圆柱体同轴的圆柱面为高斯面,长度为Lv上下两底面的电场强度方向与面元的法线方向垂直).=卜=ESco
8、sO=0四=%上+如=%如=ES=里AL 2,ALr2q=WL处”=年四=E27nLALr2E 二-2九 外R(2)当 rR 时在圆柱体外作与圆柱体同轴的圆柱面为高斯面,长度为L。总=偏+。上+。卜=弧=ESE2mL=%q2.取 AB的中点为坐标原点,从 A 到 B 的方向为x 轴方向,在线上坐标为x取一线元dx,其上电荷为私,它在P 点产生的场强的大小为方向沿x 轴方向,导线上所有线元在P 点产生的场方向一致,因此 P 点 场 强 大 小 为21 Adx _ A 1 2止 十 八工)2 -4y+小)-12 2 万4叫 d L+d=9X109X5X10-9(5x10120 x10)V 尸=6.
9、75xxlO2V/?方向沿x 轴方向。3.取AB的中点为原点,沿 AB方向的轴,垂直于AB的轴为y 轴,导线上坐标为x 处取一线元,其上电荷为斯,它在Q 点产生的场强大小为_ 1 Adx,二 鬲 3+1)在导线AB上坐标为(-x)处取另一电荷元,电量亦为/Ut,它在Q点上产生的场它在Q点上产生的场强d 区的大小与d g 相同,方向与4 片的方向相对于y 轴对称,因此d 耳 x +dE2X=0dE、与d&的合强场dE的大小为dE=d%+dE2y=2阳 c o s 9 =2Adx d _ Addx4 0(x2+d2),c ,2(K+d-)2 2F(/+d )2方向沿y 轴方向,由于导线上的电荷对于
10、O点的分布是对称的,因此Q点场强大小为I 心 庐一 出 二2兀+7户Ad x2%才,八(k+小)3 m Z?0 4 乃 4 d(-+1)24=1.5 x l 0W/3.在距离P点为x 处取一线元d x,则线元d x 在 P点产生的磁感应强度为d B 二生生2册x两边积分可得到P 点的磁感应强度为M dxIrrbxIdl=B 2 n r=u o n r2I/r,2J。B=p0r I/2 n(2)对环路 L 2(n r r 2),产6 =B 2 n r=P o IB=u I/2 n r(3)对环路L 3(门 1 门)产一 dB 2 n r=ua I-2 mH-r。(4)对环路 L i(r 3 r)
11、B 2 n r=0B=03、在 L 上取一线元d i,则d F=I W XB=I2d l BF=jl2Bd/=:/,皿/J”-27d=。/I n *2乃 d(F的方向向上)2nb x04.由于对称性知:磁场的分布具有轴对称性(1)对环路L(r n)5.解:由第人级条纹与第k +10级明条纹的间距=8 0.00 ,可知相邻明条纹的间距为8.00mm,则在L=20.005 的范围内共有25条相邻的明条纹所以金属细丝的直径为c 26 32.8,/。=N =21 x-=6 6 4 4 Anm=6.6 4 4 4 2 2答:细丝的直径是6.6444mmni x I O56.解:(1)由%=上及4 知,6
12、.0=-x 2A,1 d 0.2:.A =0.6 x 1 C T,mm=6 000 A/)1 x I A?(2)A x =2=-x 0.6 x 10-3=3 mmd 0.22020-2021 物理学期末课程考试试卷B2适用专业:考试时间:.试卷所需时间:120分钟 闭卷 试卷总分:100分一、填空题(共7小题,每空1分,共15分)1、判断各数的有效数字的位数:1 2.5 0 4 0,1.030 x 1O10_.2、有效数字的计算 2 0.1+2 0 1.2 5 5=,1.2X21.0=。3、静 电 场 的 环 路 定 理 数 学 表 达 式 为.该 定 理 表 明 静 电 场 是.场。4、产生
13、动生电动势的原因是 产生感生电动势的原因是O5、当自然光以6 0 的入射角入射一透明介质表面时,反射光为线偏振光,则介质折射率为,折射光为,折射角为。6、光的干涉和衍射现象反映了光的 性质.光的偏振现象说明光波感 是;光在折射率为n的介质里走了几何路程r相当于光在真空中走了志 光 程。7、利用劈尖干涉可以测量微小角度,如果折射率为n=1.44的劈尖在单色光波长久为5500;的垂直照射下,测得两相邻明条纹的距离l=0.25cm.则该劈尖的角,;度为 弧度。然 二、选择题(共5小题,每题3分,共15分)1、根据惠更斯菲涅耳原理,若已知光在某时刻的波阵面为S,则S的前方某点P的光强决定于波阵面上所有
14、面发出的子波各自传到P点的()A.振动振幅之和 B.相干叠加C.振动振幅之和的平方 D.光强之和2、当高斯面上的E通量为。时,则()A.高斯面内必无电荷 B.高斯面外必无电荷C.高斯面内必无净电荷 D.高斯面上各面元的E通量均为03、一点电荷q位于一立方体中心,通过立方体每个表面的电通量是()A.,一 B.旦 C-16c0 8c0 4c0 6e04、有两条长直导线各载有5A的电流,分别沿x,y轴正向流动.在(40,20)(cm)的8是()A.3.5 X 10一町沿 z 负向 B.2.5 X IO-6 T 沿 z 正向C.4.5 X 10-6 T 沿 z 负向 D.5.5 X 10-6 T 沿
15、z 正向5、一束光强为/,)的自然光,相继通过三个偏振片P i,P2,P3后,出射光的光强为/=/,己知Pl和P3的偏振化方向相互垂直,若以入射光线为轴,旋转P1,问P l最少要转过多大角度才能使出射光强为零?()A.力76 B,开/4C.无 D.n/2三 计算题(共7小题,每题10分,共70分)1、设球体的半径为R,电荷体密度为P,求此均匀带电球的场强分布.2、宽度为b的无限长薄铜片,通有强度为I的稳恒电流。求铜片中心线正上方P点的磁感应强度.5、长直导线通以电流/=5A,在其右方放一长方形线圈,两者共面.线圈长b=0.06m,宽0=0.04m,线圈以速度“=0.03ms-1垂直于直线平移远
16、离.求:d=0.05m时线圈中感应电动势的大小和方向.3、一细棒被弯成半径为R的半圆形,均匀分布有正电荷,如下图所示,求圆心O点处的电场强度。(12分)6、在双缝装置中,用一很薄的云母片(n=l.58)覆盖其中的一条缝,结果使屏幕上的第七级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置.若入射光的波长为55001,求此云母片的厚度.4、一长直导线通有电流人,旁边放一导线0b长为b,其 中 通 有 电 流 且 两者共面,距长直导线距离为a,求导线所受作用力.7、在匀强磁场B中,长为L的铜棒绕其一端。在垂直于B的平面内转动,角速度为3,求在铜棒上所产生的动生电动势。(12分)X X X X X X X X
17、 X XBX X X X X X X X0 I IAX X X X X X X X X XX X X X X X X X X X2020-2021 物理学期末课程考试试卷B2答案一、填 空 题(共7小题,每 空1分,共15分)1.6,42.221.4,25.23.4 三.疝=0;保守4.受到洛仑兹力的作用;变化的磁场周围产生了涡旋电场5.1.7 3;部分偏振光;30 6 .波 动;横 波;n r7 .7.6 38 X 1 0-4ra d二、选 择 题(共5小题,每题3分,共15分)1.B 2.C 3.D 4.B 5.C三、计 算 题(共7小题,每 题10分,共70分)1 .E =?=2 长(r
18、 2 R)4兀 加 户 30 r2丸=E ds=E 4口24 q=p-n r3E噎r(r R)2.把铜片分成无穷多个宽度为d x的细长条,则d/=空,b则细长条电流在P点磁感应强度为 dB=处=2B=j dB=J dB cosB=Jr=yjy2+x2cos d=y得到B=bp 乙 _ Moi2bn-x2+yz3-=缶 方向沿x 轴正方向bn,barctg 4.解:在a b 二 取d r,它受力向上,大 小 为 =人 也-:jrr.f 座或广匕打nol j2 t a+br=I dr=I -=z In-J 2n Ja r ZJT a5.解:4 8、C D运动速度防向与磁力线平行,不产生感应电动势.
19、Z L 4产生电动势J (v x B)-df=vBb=BC产生电动势 回路中总感应电动势=4+句=1.610-9 V方向沿顺时针.6.解:设云母片厚度为e,则由云母片引起的光程差为按题意 6=7 27a 7X5500X10 10 4八,/=-=6.6 x 10m=6.6umn-l 1.58-1 L7.=-Ba)l72020-2021 物理学期末课程考试试卷B3适用专业:考试时间:试卷所需时间:1 20分钟 闭卷 试卷总分:1 0 0分一、填 空 题(共5小题,每空1分,共10分)1、在双缝干涉实验中,若使两缝之间的距离增大,则屏幕上干涉条纹间距;若使单色光波长减小,则干涉条纹间距。2、物理学的
20、研究中,把与外界既不交换物质又不交换能量的系统称为系统;把与外界仅交换能量不交换物质的系统称 系统;把与外界既交换物质又交换能量的系统称 系统。3、线偏振光的获得方法:,4、一平面简谐波,表达式x=0.0 5c o s 3t-4y+5(S I),则 该 波 的 频 率 波速 O二、选 择 题(共5小题,每题2分,共10分)1、理想流体作稳定流动时,任一水平流管中:()A流速大的地方压强小 B流速大的地方压强大C流速与压强无关 D无法判断2、一定量的理想气体,体积被压缩一半,气体经历下列哪一个过程,外界压缩气体做功最多:()A、绝热过程;B、等温过程;C、等压过程;D、都一样。3、图一为一平面简
21、谐波在t时刻的波形曲线,若此时A点处介质质元的振动动能在增大,则可知:()C B点处质元的振动动能在增大D C点处质元的弹性势能在增大图14、一点电荷q位于一立方体中心,通过立方体每个面的电通量为:()A q/1 6 o B q/8 e o C q/6 o D q/4 o5、一根无限长细导线载有电流Z,折成图2所示的形状,圆弧部分的半径为R,则圆心处磁感应强度B的大小为:()出1 C P J 3小IA 4 成 8 R%I 3氏1C 4 龙?8 R DB 砺 8 图2空+空AR 砺三、计 算 题(共7小题,1-6每题8分,第七题10分,共58分)1、己知一沿x轴作直线运动的质点的初位移为%,初速
22、度为%,加速度为常矢量。,求质点在,时刻的速度和加速度。A 波沿X轴正方向传播 B A点处质元的弹性势能在减小2、一定量的理想气体,由状态a经方到达c.(如图,a6c为一直线)5、两个无限长载流导体园柱面同轴放置。半径分别为斤,,兄z,电 流/分布如图所示。试求:磁感应强度的分布。图43、一半径r=10cm 的圆形回路放在B=0.8T的均匀磁场中.回路平面与Q垂直.当回路半径以恒定速率上=80cm sT收缩时,求回路中感应电动势的大dr小.6、杨氏双缝实验中,入射的单色光波长4=5.5x10-7/,用折射率为1.4的透明薄片挡住一条缝,发现中央明到原来的第三级明纹 处。试 求 该 薄 片 厚
23、度e是多少?4、计 算 均 匀 带 电 圆 环 轴 线 上任一 点P处的电场强度。设圆环半径为a,所 带 电 量 为q,P点 与 环 心 相 距 为x。如图所示系统,弹簧的倔强系数Z=2 5 N/m,物块町=0.6必,也二。4依,班/I AAAAAAAA与多间最大静摩擦系数为”=。$,网与地面间是光滑的。现将物块拉离平衡位 长度L=5.0000.003cm、试求体积的绝对误差和相对误差。置,然后任其自由振动,使外在振动中不致从班上滑落,问系统所能具有的最大振动能量是多少。四 实 验 题(共2 2分)(一)、填 空 题(共3小题,每 空2分,共8分)1、按有效数字的规则计算下列数字1.45x4.
24、2=_71.3+6.35-0.81+271=2、有A、B、C、D四个人,用同一把千分尺测同一钢球直径,各人所得的结果是:A:(1.2832 0.0002)厘米,B:(1.2830.0002)厘米,C:(1.280.0002)厘米,D:(1.30.0002)厘米,问哪个人表示得正确?3、游标尺的零线在主尺的3度 和4度之间,游标尺的第9条线与主尺某条线对准,则读数为_ _ _ _ _ 度。(二)、简 答 题(共3小 题,每 题3分,共6分)1、获液体粘滞系数测量中,小球在靠近筒壁处下落是否可以,为什么?2、什么叫直接测量量和间接测量量,试举例说明(三)、计 算 题(共1小题,共8分)1、用卡尺测
25、定圆柱体的体积,测得直径D=4.0000.004cm、2020-2021 物理学期末课程考试试卷B3答案一:填空题:1:变疏 变密 2:孤立系统 封闭系统 开放系统3:利用晶体的二向色性利用反射与折射 利用双折射条治,%二:选择题:1:A 2:B 3:D 4:C 5:A三:计算题1:解:哈=吁,乎。力=卬+%4 分4:解:在环上任取一线元加,其上所带电量为 dq=*dl该电贺元在P点产生的场强为 症=_ 匚 半-2分4 g)r近 在x轴向上及y轴向上的分量分别为dE和d&,由于对称性,圆环上各电荷元产生的场强在y轴向上的分量相互抵消,沿x轴向的分量相互增强,田出 工j dEn dq x 1 x
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