2012-2013大物试卷

1装订线华南农业大学期末考试试卷（A卷）2012-2013学年第1学期考试科目：大学物理AII考试类型：（闭卷）考试考试时间：120分钟学号姓名年级专业题号一二三四总分得分评阅人参考数据．．．．：电子质量kgme311011.9；电子电量Ce19106.1。一、填空题（本大题共10小题，共10空，每空2分，共20分）1、平行板电容器两极板间的距离为d，两极板的面积均为S，极板间为真空，则该平行板电容器的电容CdS0。2、如图1所示一个假想的球面，其中心有一运动电荷，速度方向如图所示，则图中所标注的球面上的三个点，哪个点具有最大的磁感应强度B点3、在静电场中，导体达到静电平衡的条件是导体内部场强处处为零，即E＝0。4、以速度v相对于地球作匀速直线运动的恒星所发射的光子，其相对于地球的速度大小为________C__。5、对于频率为的光子，其能量Eh。6、自然光从空气（n=1）入射到某介质表面上，当入射角为600时，反射光成为线偏振光，则此介质的折射率为3。7、电荷为q，质量为m的带电粒子，以初速率0v进入磁感强度为B的均匀磁场中，且0v与B垂直，若略去重力作用，则带电粒子的回旋半径RqBmv0。8、真空中磁场高斯定理的数学表达式为0SdBS。得分图129、人眼的瞳孔直径约为3.0mm，对视觉较为敏感的光波波长为550nm，若在教室黑板上写一等号，其两横线相距6.71mm，则人距离黑板30m恰好能分辨这两条横线。10、匀强电场的电场强度E与半径为R的半球面对称轴平行，则通过此半球面的电通量ER2。二、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分。对的填写．．．．√．，错的填写．．．．．×．。请将判断题正确答案填在下面表格内，写在其它位置无效．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。）123456789101、依照光源、衍射孔（或障碍物）、屏三者的相互位置，可把衍射分为夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射。√2、楞次定律是能量守恒定律的一种表现。√3、可利用霍尔效应来测磁场。√4、无极分子极化时，在外电场的作用下，分子中的正、负电荷中心发生相对位移。√5、质谱仪中的速度选择器让通过正交电磁场（其电场强度为E，磁场强度为B）且速率为EB/的粒子通过狭缝。×7、静电场的环路定理反映了静电场是非保守力场。×8、场强为零的地方，电势一定为零，电势为零的地方，场强也一定为零。×9、牛顿环干涉条纹是一组明暗相间的，不等间距的，内密外疏的干涉同心圆环。×10、普朗克在解决黑体辐射的理论问题时，假设空腔壁上的带电谐振子吸收或发射的能量为nh，其中n可取任意数值。×三、选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分。请将选择题正确答案填在．．．．．．．．．．．下面表格内，写在其它位置无效．．．．．．．．．．．．．．。）123456789101112131415CABDCBBDDCCADABC1、关于静电场中某点电势值的正负，下列说法中正确的是：C（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；得分得分1.5CM3装订线（D）电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负。A2、如图2所示，将一个电荷量为q的点电荷放在一个半径为R的不带电的导体球附近，点电荷距导体球球心为d。设无穷远处为零电势，则在导体球球心点有：（A）00,4qEVd；（B）200,44qqEVdd；（C）200,44qqEVdR；（D）0,0EV。B3、一无限长载流I的导线，中部弯成如图3所示的四分之一圆周AB，圆心为O，半径为R，则在O点处的磁感应强度的大小为：（A）RI20；（B）)21(40RI；（C）RI40；（D）)21(40RI。D4、一半径为R的圆形线圈，共N匝，通以电流I，放在均匀磁场中，当线圈平面与B平行时，线圈所受力矩为：（A）0；（B）2BIR；（C）2NBIR；（D）2NBIR。C5、如图4所示，折射率为2n，厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为1n和3n，且3221,nnnn，1为入射光在1n中的波长，当单色平行光1垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束的光程差是：（A）en22；（B）11222nen；（C）112212nen；（D）122212nenB6、波长为λ的单色平行光垂直入射到一狭缝上，若第一级暗纹中心的位置对应的衍射角θ=±30o，则缝宽为：（A）3λ；（B）2λ；（C）λ/2；（D）λ。B7、一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片，两偏振片的振偏化方向成45°角，若不考虑偏振片的反射和吸收，则自然光穿过两个偏振片后的光强I为:（A）02/4I；（B）0/4I；（C）0/2I；（D）02/2I。D8、根据狭义相对论，判断下列叙述中错误的是：（A）所有惯性系对物理基本规律都是等价的；（B）在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关；图4e1n2n3n图3图2oqxR4（C）在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同；（D）质量、长度、时间的测量结果与观察者的相对运动状态无关。D9、关于光电效应（1）任何波长的可见光照射到任何金属表面都能产生光电效应；（2）对同一金属如有光电子产生，则入射光的频率不同，光电子的最大初动能也不同；（3）对同一金属由于入射光的波长不同，单位时间内产生的光电子的数目不同；（4）对同一金属，若入射光频率不变而强度增加，则饱和光电流也增加。以上说法正确的是:（A）只有(1)、(2)、（3）是正确的；（B）只有(2)、（3）、(4)是正确的；（C）只有(2)、（3）是正确的；（D）只有(2)、（4）是正确的。C10、电场中高斯面上各点的电场强度是由：（A）分布在高斯面上的电荷决定的；（B）分布在高斯面外的电荷决定的；（C）空间所有的电荷决定的；（D）高斯面内电荷代数和决定的。C11、在图5(a)和5(b)中各有一半径相同的圆形回路L1和L2，圆周内有电流I1和I2，其分布相同，且均在真空中，但在图5(b)中，L2回路外有电流I3，P1、P2为两圆形回路上的对应点，则：(A)1dLlB=2dLlB，21PPBB；(B)1dLlB2dLlB，21PPBB；(C)1dLlB=2dLlB，21PPBB；(D)1dLlB2dLlB，21PPBB。A12、两等量同号点电荷q相距为a，则将检验电荷q0从两点电荷连线中点O移到无穷远处，静电场力所作的功为：(A)00qqa；(B)002qqa；(C)002qqa；(D)0。D13、如图6所示，一根长为l的细直棒ab，绕垂直于棒且过其一端a的轴以ω的角速度旋转，棒的旋转平面垂直于均匀磁场B，则在ab棒两端感应电动势的大小和方向为：(A)2Bl，方向由a指向b；(B)212Bl，方向由a指向b；图6(C)2Bl，方向由b指向a；(D)212Bl，方向由b指向a。A14、如图7，一无限大均匀带电平面附近放置一与之平行的无限大导体平板。已知，带电平面的电荷面密度为，导体板两表面1和2感应电荷面密度为：（A）1，2；（B）2/1，2/2；图7（C）1，2；（D）2/1，2。图5P1I1I2L1(a)I3L2P2I1I2(b)5装订线B15、如图8所示，s1、s2为双缝，s是单色缝光源，当s沿平行于s1和s2的连线向上作微小移动时，中央明条纹将(A)向上移动；(B)向下移动；(C)不动；(D)无法确定。四、计算题（本大题共4小题，每小题10分，共40分）1、一个半径为R的带电球体，其内部任何一点的电荷体密度ρ与该点到球心的距离r成正比，即ρ=kr(0rR)。求：（1）空间的电场强度分布；（2）求球体表面上的电势（设无穷远处为电势零点）。1、解：（1）取半径为r的高斯面，由于对称性，设此面上的电场强度为E由高斯定理0qEds（2分）22004,4qqErEr（2分）①rR，224004,4rkrqdvrkrdrkrE（2分）②rR4420,4kRqkREr（2分）（2）43000444RqkRkRVRR（2分）得分s1s2s屏图862、已知照相机镜头n3=1.5，其上涂一层n2=1.38的氟化镁增透膜，若用波长为500nm光线从空气（n1=1）垂直入射到增透膜。（1）反射光相消干涉时，求膜的最小厚度为多少？（2）此厚度的增透膜在可见光范围内(波长400nm—760nm)，是否出现反射光干涉加强？2、解：（1）光程差为，22(21)2nek（2分）干涉相消，透射光加强，2(21)4ekn（2分）最小厚度为，mne992106.9038.14105004（2分）（2）增透膜反射光相长22nek（2分）则有1k时，nmen25022因此在可见光范围内没有反射相长的光。（2分）3、如图，在一根载有电流1I的无限长直导线产生的磁场中，一个矩形回路和1I共面，矩形回路的长为l，宽为b，矩形回路的一边与1I的距离为d。（1）若回路中不通电流，求通过矩形回路的磁通量；（2）若回路中通有电流2I，求产生在矩形回路上的合力。7装订线3、解：(1)由安培环路定理，0dlBlI，距长直导线1I水平距离x处的磁感应强度大小为012IBx（2分）方向垂直平面向里。面积元dSldx，该处的磁感应强度大小为0101ln22dbdIIldbBdSldxxd（2分）（2）所受的安培力F1、F2大小不同，且方向相反，因此线框所受的力为这两个力的合力。线框左右两边安培力大小分别为01212IIlFd（2分）01222()IIlFdb（2分）故合力大小为0120120121222()2()IIlIIlIIlbFFFddbddb（1分）合力方向朝左，指向直导线。（1分）4、在惯性系K中，有两个事件同时发生在X轴上相距m1000的两点，而在另一惯性系K（沿X轴方向相对于K系运动）中测得这两个事件发生的地点相距m2000。求在K系中测得这两个事件的时间间隔。4、在惯性系K中，有两个事件同时发生在X轴上相距m1000的两点，而在另一惯性系K8（沿X轴方向相对于K系运动）中测得这两个事件发生的地点相距m2000。求在K系中测得这两个事件的时间间隔。解：根据洛仑兹变换公式:22/1/cvcvxtt，2/1cvvtxx，得2111/1cvvtxx，2222/1cvvtxx2分在K系，两事件同时发生，21tt，则21221/1cvxxxx，∴2/1//112122xxxxcv2分解得2/3cv。2分在K系上述两事件不同时发生，设分别发生于1t和2t时刻，则22111/1/cvcvxtt，22222/1/cvcvxtt2分由此得scvcxxvtt62212211077.5/1/2分