2013-2014(1)B 普通物理學(xué)(2)試卷與答案.pdf

試題編號 重慶郵電大學(xué)2013 2014學(xué)年第一學(xué)期 普通物理學(xué) 2 課程試卷 期末 B 卷 閉卷 題 號 一 二 三 四 五 六 七 八 總 分 得 分 評卷人 一 選擇題 本大題共 10 小題 每小題 4 分 選擇 1 分 回答理由 3 分 共 40 分 1 如圖所示 均勻電場E平行于半徑為a的半球面軸線 則通過此半球面的電通量為 C A 2 4 a E B 2 2 a E C 2 a E D 0 2 真空中均勻帶電的球面與球體 若它們的半徑和電量都相等 則它們的靜電能 B A 一定相等 B 球體的靜電能大于球面的靜電能 C 球體的靜電能小于球面的靜電能 D 上述答案都不對 3 一平行板電容器充電后仍與電源連接 若用絕緣手柄將電容器兩極板間距離拉大 則極 板上的電荷 Q 電場強度的大小 E 和電場能量 W 將 B A Q 增大 E 增大 W 增大 B Q 減小 E 減小 W 減小 C Q 增大 E 減小 W 增大 D Q 增大 E 增大 W 減小 4 在一個平面內(nèi) 有兩條無限長垂直交叉但相互絕緣的導(dǎo)線 流過每條導(dǎo)線的電流相等 方向如圖所示 則哪個區(qū)域中有些點的磁感應(yīng)強度可能為零 D E a A 僅在象限 1 B 僅在象限 2 C 僅在象限 1 3 D 僅在象限 2 4 5 兩個平行放置的圓環(huán)形導(dǎo)體 L R 當(dāng)兩環(huán)中的電流 C 時兩環(huán)彼此相斥 A 都沿順時針方向 B 都沿反時針方向 C 方向相反 D 無法判斷 6 下列說法中正確的是 C A 變化的電場所產(chǎn)生的磁場一定也變化 B 變化的磁場所產(chǎn)生的電場一定也變化 C 變化的電場所產(chǎn)生的磁場不一定變化 D 有電流處就有磁場 無電流處就無磁場 7 在雙縫干涉實驗中 兩條縫的寬度原來是相等的 若其中一縫的寬度略變窄 縫中心位 置不變 則 C A 干涉條紋的間距變寬 B 干涉條紋的間距變窄 C 干涉條紋的間距不變 但原極小處的強度不再為零 D 不再發(fā)生干涉現(xiàn)象 8 若把牛頓環(huán)裝置 都是用折射率為 1 52 的玻璃制成的 由空氣搬入折射率為 1 33 的水中 則干涉條紋 C A 中心暗斑變成亮斑 B 變疏 C 變密 D 間距不變 9 在如圖所示的單縫夫瑯禾費衍射實驗中 若將單縫沿透鏡光軸方向向透鏡平移 則屏幕 上的衍射條紋 C A 間距變大 B 間距變小 C 不發(fā)生變化 D 間距不變 但明暗條紋的位置交替變化 10 一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃 當(dāng)入射角等于布儒斯特角時 則在界面 2 的反射 光 B 屏幕 f L 單縫 A 光強為零 B 完全偏振光 且光矢量振動方向垂直于入射面 C 完全偏振光 且光矢量振動方向平行于入射面 D 部分偏振光 二 計算題 本大題共 8 小題 共 60 分 1 8分 半徑為 1 R和 2 R 2 R 1 R 的兩無限長同軸圓柱面 單位長度上分別帶有電量 和 試求 1 空間的場強分布 2 兩筒間的電勢差 解 1 高斯定理 0 d q SE s 取同軸圓柱形高斯面 側(cè)面積rlS 2 則 rlESE S 2d 對 1 Rr 0 0 Eq 21 RrR 0 q 0 E 2 電勢差為 2 01 2 R ln R 2 8 分 已知長直螺線管通有電流 I 且單位長度密繞的線圈匝數(shù)為 n 請利用安培環(huán)路 定理求解空間中的磁場分布 解 選擇矩形回路橫跨螺線管內(nèi)外 由安培環(huán)路定理可知 0 d s BlI 即 0 B ln lI 故磁場為 0 BnI 3 8 分 兩段導(dǎo)線 ab bc 10cm 在 b 處相接成 300角 若使導(dǎo)線在勻強磁場中以速率 v 1 5m s 運動 方向如圖所示 磁場方向垂直圖面向內(nèi) B 2 5 102高斯 問 ac 間的電勢差是多少 哪一端電位高 解 l dBvl dBvl dEU b c c a a c sac B a b c V 300 109 1sin 2 3 V l vB 負號表明 C 端電位高 4 8 分 如圖所示 均勻磁場B 限定在半徑為R的無限長圓柱體內(nèi) 并以0 B t 的恒定 變化率增加 試求放在圖示位置長為2R的金屬棒 AC 上的感生電動勢 解 oabdo dB S dt oabdooabobd SSS 2 131 2226 RRR 22 3 412 dB RR dt ac 方向 5 6 分 在制作珠寶時 為了使人造水晶 n 1 5 具有強反射本領(lǐng) 就在其表面鍍一層一 氧化硅 n 2 0 要使波長為 560nm 的光強烈反射 這鍍層至少應(yīng)多厚 解 由于在一氧化硅 空氣界面反射時有相位突變 所以反射光加強的條件是 2 2 knd k 1 時 有最小厚度 nmm n dm70100 7 0 24 10560 4 8 9 6 6 分 用波長 500 nm 的單色光垂直照射在由兩塊玻璃板 一端剛好接觸成為劈棱 構(gòu) 成的空氣劈形膜上 已知劈尖角 2 10 4 rad 如果劈形膜內(nèi)充滿折射率為 1 40 的液體 求從 劈棱數(shù)起第五個明條紋在充入液體前后移動的距離 解 設(shè)第五個明紋處膜厚為 e 則有 2ne 2 5 設(shè)該處至劈棱的距離為 l 則有近似關(guān)系 e l 由上兩式得 2n l 9 2 l 9 4n 充入液體前第五個明紋位置 l1 9 4 充入液體后第五個明紋位置 l2 9 4n 充入液體前后第五個明紋移動的距離 l l1 l2 9 1 1 n 4 1 61 mm 7 10 分 波長 600nm 的單色光垂直入射到一光柵上 測得第二級主極大的衍射角為 30 且第三級是缺級 求解 1 光柵常數(shù) a b 等于多少 2 透光縫可能的最小寬度 a 等于多少 3 在選定了上述 a b 和 a 之后 求在衍射角 2 1 2 1 范圍內(nèi)可能觀察到的全部主 極大的級次 解 1 由光柵衍射主極大公式得 a b sin k 2 4 10 4 cm 2 若第三級不缺級 則由光柵公式得 3sin ba 由于第三級缺級 則對應(yīng)于最小可能的 a 方向應(yīng)是單縫衍射第一級暗紋 兩式比較 得 sina a a b 3 0 8 10 4 cm 3 kba sin 主極大 ka sin 單縫衍射極小 k 1 2 3 因此 k 3 6 9 缺級 又因為 4 max ab k 所以實際呈現(xiàn) k 0 1 2 級明紋 8 6 分 一束線偏振光和自然光的混合光 當(dāng)它通過一偏振片后 發(fā)現(xiàn)隨偏振片的取向不 同 透射光的強度可變化四倍 求入射光束中兩種光的強度各占入射光強度的百分之幾 解 設(shè)自然光強為 I1 線偏振光強為 I2 則總光強為 I0 I1 I2 當(dāng)光線通過偏振片時 線偏振光被吸收 最小光強為自然光強的一半 即 Imin I1 2 最大光強是線偏振光強與自然光