06级大学物理（下）A卷及答03

06级大学物理(下)A卷

课程名称：大学物理(下) 学分：3.5 大纲号：11220804

A卷 考试方式： 笔试、闭卷 满分分值：100 考试时间：120

组卷日期： 2008年1月5日 学生班级： 06级

一． 选择题(每题4分，共24分)ABABCC

1. 真空中沿同一方向运动着的电子束，运动速度远小于真空中的光速，由于电子间有相互作用的电磁力，所以电子束将： A. 发散； B. 汇聚； C. 既不发散也不汇聚； D. 可能发散也可能汇聚。

2. 均匀磁场中有一弯成如图所示形状横截面积为S的铜线(质量密度为?)，其中OA和DO’两段保持水平，AB=BC=CD=a, 可绕OO’转动。向的夹角为?。则铜线中的电流为： A.

?SgBtg?OIBAD?BO??CI当磁感应强度的大小为B时，测得平衡时AB段和CD段与竖直方

； B. 2?Sgtg?； C. 3?Sgtg?； D.

BB2?aSgtg?。 B3. 如图所示劈尖，劈尖角为?, 以波长为?的单色光垂直入射，则在厚度为e处，反射方向两相干光的光程差为：

2n1?1.15e?n2?1.25A. 2.3e； B. 2.3e??； C. 2.5e； D. 2.5e??。

24. 空气中有一折射率为1.33，厚度均匀的肥皂膜，当与肥皂膜的法线成35度角的方向观察时，薄膜呈现??500nm的绿色。则肥皂膜的最小厚度为：

A. 52nm； B. 104nm； C. 208nm； D. 312nm。 5. 在观察单缝的夫朗和费衍射时，如果单缝平行于它后面的透

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镜的光轴向左或向右移动，屏上的衍射图样将：

A. 单缝向左则衍射图样向对称中心移动；B. 单缝向右则衍射图样向对称中心移动；

C. 单缝向左或向右移动，衍射图样都保持不动；D.不能确定； 6. 频率分别为?1和?2的单色光照射到光电管，已知两种光的强度相等，且?1??2??0(红限频率)，所产生的光电子的初动能分别为E1和E2，则：

A. E1?E2, B. E1?E2, C. E1?E2, D. 不能确定；

二． 填空题 (每空2分，共26分)

1. 一载流导线弯成如图所示形状，电流由无限远处流来，又流向无限远处。则3圆的圆心处

4O点的磁感应强度大小为(1) ，方向为 (2) ；

1. (1)3?0I?8R?0I，(2)垂直纸面向里； 4?R

2. 半径为R，长为l(R<

?0N2?R2l，(4)

?0NI

l

，(5)

?0N2?R22lI2

??3. 在纸面垂直的均匀磁场中，长为l的导体棒

ab平行于纸面匀速运动，如图。则动生电动??a??势的大小为 (6) ，且 (7) 点的电势高； (6) 3vBl，(7) a 23?v?????b?????B??30??4. 已知光从空气射向某介质，且入射角为?时，反射光为完全偏振光，则该介质的折射率为 (8) 3 ；一束强度为I0的自然

光垂直入射于两块平行放置且透光轴方向夹角为60?的偏振片，

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则透射光强度为 (9) I ；

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5. 焦距为f的透镜放在一个直径为D的圆孔后，用波长为?的平行单色光垂直照射圆孔，则在焦平面上的爱里斑半径为 (10) 1.22?f ；

D

6. 波长为?的伦琴射线，照射到某岩块的晶面上，当入射角为?时，出现第一级最强反射，则该岩块的晶面间距为 (11) ? ；

2cos?

7. 动能为Ek=0.51MeV的电子的德布罗意波长为 (12) 1.4?10 nm, 频率为 (13) 2.46?1020Hz。

?3三． （10分）同轴传输线内导线半径为a，外导线是半径为b的圆柱筒，两导线间充满介电常数为?、磁导率仍为?0的均匀绝缘介质。导线载有在芯线截面上均匀分布的电流I，此电流从外导线中流回，两导线间的电压为U，求： (1) 空间各处的磁感应强度； (2) 介质中的能流密度和传输功率。 解：

??0I???II2r?a,H?2?r??r?H?r,B?re? H?dl??I(1) ? ，int222?L?a2?a2?a???0I?I?a?r?b,H?2?r?I?H?e?,B?e?

2?r2?rr?b,H?0,B?0

(2) 设导线单位长度带电?，则介质内：

?E???12??U?U?er?er?e br2??r2??rlnbrlnaa3

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?????b??b2??U?dr?ln?U?????E?dr??a? b2??r2??a?ln???a?????U?I?IU?S?E?H?er?e??ez bb2?rrln2?r2lnaa??bIUP??S?dA??2?rdr?IU ab2?r2lna

四． （10分）一无限长直导线与N匝矩形线圈共面，相对位置和线圈尺寸如图所示，求： (1) 系统的互感系数；

(2) 若长直导线中的I?I0sin?t，则线圈中的感应电动势是多少？ 解：

1. M21?N??NII2. ?21??M21dIdtNB?dS?IIl1l2a????a?l1a?0I?Na?l1?l2dr?0l2ln2?r2?a

???0NI0a?l1?l2lncos?t 2?a

五． (8分)波长??500nm的单色平行光垂直入射到每厘米有2000条刻痕的光栅上，光栅的刻痕宽度是透光宽度的两倍。求： (1) 光栅常数；

(2) 屏上可能观察到的明条纹级数和条数。 解：①

光栅常数：a?b???1cm?5000nm； 2000500② k?a?bsin??a?b?5000?10, km?9,

b?2a,a?b?3,k??3,?6,?9为缺级， a屏上可能观察到的明条纹级数: k?0,?1,?2,?4,?5,?7,?8，共13条

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六． (6分)在牛顿环实验装置的平凸透镜和平板玻璃之间充以某种液体，观察到第10个明环的直径由充液体前的14.8cm变为充液体后的12.7cm，求这种液体的折射率 解： 明环，充液体前， r?充液体前， r??r?d?(2k?1)R?2

(2k?1)R?2n12.7

则： n?(r)2?(d)2?(14.8)2?1.36

七． (8分) π介子，相对静止时测得其平均寿命?0?1.8?10?8s，若使其以v?0.6c的速率离开加速器，求： (1) 从实验室观测，π介子的平均寿命；

(2) 若在寿命为?0的介子上测量，能测到的实验室后退的距离。 解： 1. ??1v21?2c?11?0.62?5， ????0?5?1.8?10?8?2.25?10?8s

442. l?v?0?0.6?3.0?108?1.8?10?8?3.24m

八． (8分) 求处于第一激发态的氢原子中

(1) 电子的电离能； (2) 跃迁回基态，发出光波的波长。 解： 1. n?2,?E2??3.4eV,E电离?0?(?3.4eV)=3.4eVhc1242??121.8nm ?E10.2

2. hv?hc??E， ??

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附常用物理常数

电子静止质量 m0?9.1?10?31(Kg) 电子电量 e?1.6?10?19(C) 普朗克常数 h?6.626?10?34(J?s) 真空中光速 c?3?108(m/s) 维恩位移常数

b?2.897?10?3(m?K) 斯特芬常数

??5.67?10?8(W?m?2?K?4)

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