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学 院专业装订线 2009-2010学年第一学期物理试卷（A卷） 一 选择题（共36分）（请将答案填入答题卡）1（本题3分）半径为R的均匀带电球体的静电场中各点的电场强度的大小E与距球心的距离r的关系曲线为： 2（本题3分）当一个带电导体达到静电平衡时： (A) 表面上电荷密度较大处电势较高 (B) 表面曲率较大处电势较高 (C) 导体内部的电势比导体表面的电势高 (D) 导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零 3（本题3分） 在半径为R的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为r的长直圆柱体，两柱体轴线平行，其间距为a，如图今在此导体上通以电流I，电流在截面上均匀分布，则空心部分轴线上O点的磁感强度的大小为 (A) (B) (C) (D) 4（本题3分） 两个同心圆线圈，大圆半径为R，通有电流I1；小圆半径为r，通有电流I2，方向如图若r R (大线圈在小线圈处产生的磁场近似为均匀磁场)，当它们处在同一平面内时小线圈所受磁力矩的大小为 (A) (B) (C) (D) 0 5（本题3分）三条无限长直导线等距地并排安放，导线I、III分别载有1 A，2 A，3 A同方向的电流由于磁相互作用的结果，导线I，III单位长度上分别受力F1、F2和F3，如图所示则F1与F2的比值是： (A) 7/16 (B) 5/8 (C) 7/8 (D) 5/4 6（本题3分） 在真空中一个通有电流的线圈a所产生的磁场内有另一个线圈b，a和b相对位置固定若线圈b中电流为零(断路)，则线圈b与a间的互感系数： (A) 一定为零 (B)一定不为零 (C) 可为零也可不为零, 与线圈b中电流无关 (D) 是不可能确定的 7（本题3分） 在双缝干涉实验中，屏幕E上的P点处是明条纹若将缝S2盖住，并在S1 S2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M，如图所示，则此时 (A) P点处仍为明条纹 (B) P点处为暗条纹 (C) 不能确定P点处是明条纹还是暗条纹 (D)无干涉条纹 8（本题3分） 如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹 (A) 向右平移 (B) 向中心收缩 (C) 向外扩张 (D) 静止不动 (E) 向左平移 9（本题3分） 在迈克耳孙干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长l，则薄膜的厚度是 (A) l / 2 (B) l / (2n) (C) l / n (D) 10（本题3分） 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的光强度决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到P点的 (A) 振动振幅之和 (B) 光强之和 (C) 振动振幅之和的平方 (D) 振动的相干叠加 11（本题3分） 三个偏振片P1，P2与P3堆叠在一起，P1与P3的偏振化方向相互垂直，P2与P1的偏振化方向间的夹角为30强度为I0的自然光垂直入射于偏振片P1，并依次透过偏振片P1、P2与P3，则通过三个偏振片后的光强为 (A) I0 / 4 (B) 3 I0 / 8 (C) 3I0 / 32 (D) I0 / 16 12（本题3分） 若a粒子(电荷为2e)在磁感应强度为B均匀磁场中沿半径为R的圆形轨道运动，则a粒子的德布罗意波长是 (A) (B) (C) (D) 二 填空题（共28分）（请将答案填入答题卡）13（本题4分）两个平行的“无限大”均匀带电平面， 其电荷面密度分别为s和2 s，如图所示，则A、B两个区域的电场强度分别为：EA_，EB_ (设方向向右为正) 14（本题4分）截面积为S，截面形状为矩形的直的金属条中通有电流I金属条放在磁感强度为的匀强磁场中，的方向垂直于金属条的左、右侧面(如图所示)在图示情况下金属条的上侧面将积累_电荷（正或负），载流子所受的洛伦兹力fm =_ (注：金属中单位体积内载流子数为n ) 15（本题2分）一无限长载流直导线，通有电流I，弯成如图形状设各线段皆在纸面内，则P点磁感强度的大小为_ 16（本题2分）半径为r的小绝缘圆环，置于半径为R的大导线圆环中心，二者在同一平面内，且r R在大导线环中通有正弦电流（取逆时针方向为正）I =I0sinwt，其中w、I0为常数，t为时间，则任一时刻小线环中感应电动势（取逆时针方向为正）为_17（本题2分）一无铁芯的长直螺线管，在保持其半径和总匝数不变的情况下，把螺线管拉长一些，则它的自感系数将_ 18（本题2分） 用波长为l的单色光垂直照射如图所示的、折射率为n2的劈形膜(n1n2 ，n3n2)，观察反射光干涉从劈形膜顶开始，第2条明条纹对应的膜厚度e_ 19（本题4分） 在单缝的夫琅禾费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为_ 个半波带，若将缝宽缩小一半，原来第三级暗纹处将是_纹20（本题2分）在通常亮度下，人眼瞳孔直径约为3 mm对波长为550 nm的绿光，最小分辨角约为_rad(1 nm = 10-9 m)21（本题2分） 假设某一介质对于空气的临界角是45，则光从空气射向此介质时的布儒斯特角是_22（本题4分）康普顿散射中，当散射光子与入射光子方向成夹角f = _时，散射光子的频率小得最多；当f = _ 时，散射光子的频率与入射光子相同 三 计算题（共36分）（请将答案填入答题卡）23（本题10分） 如图所示，在纸面所在的平面内有一载有电流I的无限长直导线，其旁另有一边长为l的等边三角形线圈ACD该线圈的AC边与长直导线距离最近且相互平行今使线圈ACD在纸面内以匀速远离长直导线运动，且与长直导线相垂直求当线圈AC边与长直导线相距a时，线圈ACD各边的动生电动势EAC、EAD、ECD及线圈ACD内总的动生电动势E 24（本题10分） 图示为一个均匀带电的球层，其电荷体密度为r，球层内表面半径为R1，外表面半径为R2设无穷远处为电势零点，求空腔内任一点的电势 25（本题10分） 波长l=600nm(1nm=109m)的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大的衍射角为30，且第三级是缺级 (1) 光栅常数(a + b)等于多少？ (2) 透光缝可能的最小宽度a等于多少？ (3) 在选定了上述(a + b)和a之后，求在衍射角-j 范围内可能观察到的全部主极大的级次26（本题6分） 光电管的阴极用逸出功为A = 2.2 eV的金属制成，今用一单色光照射此光电管，阴极发射出光电子，测得遏止电势差为| Ua | = 5.0 V，试求： (1) 光电管阴极金属的光电效应红限波长； (2) 入射光波长 （普朗克常量h = 6.6310-34 Js， 基本电荷e = 1.610-19 C）天津科技大学2009-2010第一学期大学物理A卷答案一、 选择题BDCDC CBBDD CA二、 填空题13 s / (2e0) ； 3s / (2e0) 14 负 ； IB / (nS) 15 16 17 减小 18 19 6 ； 第一级明（只填“明”也可以）20 2.2410-4 21 54.722 p ；023解：设线圈回路以ACDA的绕向为动生电动势E 的正向，与直导线平行的AC边产生的动生电动势 3分其它两边产生的动生电动势大小相等绕向相同如图所示，在CD边上选一线元，则其上的动生电动势 3分令 2分 E = E11 +2 E12 2分24解: 由高斯定理可知空腔内E0，故带电球层的空腔是等势区，各点电势均为U . 2分 在球层内取半径为rrdr的薄球层其电荷为 dq = r 4pr2dr 2分该薄层电荷在球心处产生的电势为 2分整个带电球层在球心处产生的电势为 2分因为空腔内为等势区所以空腔内任一点的电势U为 2分若根据电势定义计算同样给分. 25解：(1) 由光栅衍射主极大公式得 a + b =2.410-4 cm 3分 (2) 若第三级不缺级，则由光栅公式得 由于第三级缺级，则对应于最小可能的a，j方向应是单缝衍射第一级暗纹：两式比较，得 a = (a + b)/3=0.810-4 cm 3分 (3) ，(主极大) ，(单缝衍射极小) (k=1，2，3，.) 因此 k=3，6，9，.缺级 2分又因为kmax=(ab) / l=4, 所以实际呈现k=0，1，2级明纹(k=4在p / 2处看不到) 2分26解：(1) 由 得 5.6510-7 m = 565 nm 3分 (2) 由 , 得 1.7310-7 m = 173 nm 3分姓名学 号第 9 页 （共 9 页）
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