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大 学 物 理 下 综 合 测 试 题 1. 图中六根无限长导线互相绝缘， 通过电流均为 I，区域 I、 II、 III、 IV均为相等的正方形，那一个区 域指向纸内的磁通量最大？ (A) I区域 ; (B) II区域； (C) III区域； (D) IV区域； (E)最大不止一个 I II III IV 载流直导线 0 2 IB a (A) 0.01MeV; (B) 0.1MeV ； (C) 1MeV ； (D) 10MeV; (E) 100MeV. 2. 一张气泡室照片表明，质子的运动 轨迹是一半径为 10cm的圆弧，运动轨 迹平面与磁场垂直，磁感应强度的大 小为 0.3Wb/m2。该质子动能的数量级 2 7 1 91 . 6 7 1 0 , 1 . 6 1 0m k g e C B 2F e B m R 211 22 m e B R 1 0 . 3 0 . 1 2 e eBR m 63 1 0 0 .0 4 5 M eV 3. 如图，长载流导线 ab和 cd相互垂直， 它们相距 l， ab固定不动， cd能绕中点 O 转动，并能靠近或离开 ab，当电流 方向如图所示时，导线 cd 将 (A) 顺时针转动同时离开 ab; (B) 顺时针转动同时靠近 ab ； (C) 逆时针转动同时离开 ab ； (D) 逆时针转动同时靠近 ab . a b c d O I I F F a b c d O I I F 4. 顺磁物质的磁导率： (A) 比真空的磁导率略小 ; (B) 比真空的磁导率略大； (C) 远小于真空的磁导率； (D) 远大于真空的磁导率 . (A) 只适用于无限长密绕螺线管 ; (B) 只适用于单匝圆线圈； (C) 只适用于一个匝数很多且密绕的螺线管； (D) 适用于自感系数 L一定的任意线圈 . 5. 用线圈自感系数 L表示载流线圈磁场能量的公式 21 2mW L I () L d LId d I d LLI d t d t d t d t 6. 如图所示， M、 N 为水平面内 两根平行金属导轨， ab与 cd为垂 直于导轨并可以在其上自由滑动 的两根直裸导线。外磁场垂直水 平面向上，当外力使 ab向右平移 时， cd (A) 不动 ; (B) 转动 ； (C) 向左移动； (D) 向右移动 。 M N a b c d B I FI F 阻碍磁通量的变化，即阻碍面积的变化 7. 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 rR（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) 。 2 0 1 2 2 I I r R 2 0 1 2 2 I I r R 2 0 1 2 2 I I r r 0 o r 2I 1I R nM I S e B m B 8. 如图两个半径为 R的相同的金属环 在 a、 b两点接触 (ab连线为环直径 )， 并相互垂直放置。电流 I沿 ab连线方 向由 a 端流入， b 端流出，则环中心 O点的磁感应强度的大小为 (A) ; (B) ； (C) ； (D) ; (E) 。 02 8 I R 0 4 I R 02 4 I R 0 0I R a b I I 四段导线并联 9. 一沿 x轴负方向传播的平面简谐波 在 t=2s时的波形曲线如图所示，则原 点 o的振动方程为 (A) ; (B) ； (C) ； (D) 。 10.50 c os , ( ) 22y t SI 0 . 5 0 c o s ( ) , ( )2y t S I 10.5 0 c os , ( ) 22y t SI 10.5 0 c os , ( ) 42y t SI xm ym u O 0.5 1 2 31 8 1 60 . 5 c o s ( ) 2oyt uu 凑出结果 xm ym u O 0.5 1 2 31 解 : 设 P的振动方程为 : 0c o s ( )oy A t 已知 : 8 0 .5 2A uu 0 80 .5 c o s( ) oyt u 由于 02 , 0 , 0ot s y 8 1 60 . 5 c o s ( ) 2oyt uu 0 16 2 u 0 16 2u 0 80 0 .5 c o s ( 2 ) u 0 880 .5 sin ( 2 ) 0 uu 10. 当机械波在媒质中传播时， 一媒质质元的最大形变量发生在： (A) 媒质质元离开其平衡位置最大位移处 ; (B) 媒质质元离开其平衡位置 处； (C) 媒质质元在其平衡位置处 ； (D) 媒质质元离开其平衡位置 处 (A是振动振幅 ). 2 / 2A /2A 16. 当一平面简谐机械波在弹性媒质 中传播时，下述结论哪个是正确的？ (A) 媒质质元的振动动能增大时，其 弹性势能减小，总机械能守恒 ; (B) 媒质质元的振动动能和弹性势能 都作周期性变化，但二者的相位不相同 ; (C) 媒质质元的振动动能和弹性势能的相位 在任意时刻都相同，但二者的数值不相等 ; (D) 媒质质元在其平衡位置处弹性势能最大。 11. 一质点作简谐振动，其运动速度 与时间的曲线如图所示。若质点的振 动规律用余弦函数描述，其初相应为 (A) ; (B) ； (C) ; (D) ; (E) 。 /6 5 /6 5 / 6 /6 2 / 3 ts /v m s O mv 1 2 mv 0c o s ( )y A t 0s i n ( )v A t 0t 00 1s in 2 mv A v 0 1si n 2 0 5 66or xO mv mv 12. 如图所示，两列波长为 的相干 波在 P点相遇。波在 S1点振动的初相 是 ， S1到 P点的距离是 r1；波在 S2 点的初相是 ， S2到 P点的距离是 r2 。 以 k代表零或正、负整数，则 P 点是 干涉极大的条件为： 1 2 (A) ; (B) ； (C) ; (D) 。 21r r k 21 2 k 2 1 2 12 / 2r r k 2 1 1 22 / 2r r k 1 1 1 2 r 2 2 2 2 r (A) 仍为明条纹 ; (B) 变为暗条纹； (C) 既非明条纹也非暗条纹； (D) 无法确定是明条纹还是暗条纹。 13. 在双缝干涉实验中，入射光的 波长为 ，用玻璃纸遮住双缝中的 一个，若玻璃纸中光程比相同厚度 的空气的光程大 2.5 ，则屏上原来 的明纹处 k xrd d 加强 ( 2 1) 2k 减弱 14. 如图所示，平板玻璃和凸透镜 构成牛顿环装置，全部浸入 n=1.60 的液体中，凸透镜可沿 oo移动。用 波长 的单色光垂直入射。 从上向下观察，看到中心是一个暗 斑，此时凸透镜顶点距平板玻璃的 距离至少是 (A) 156.3nm; (B) 148.8nm； (C) 78.1nm； (D) 74.4nm。 500 nm 1.68n 1.58n 1.60n o o 反射光干涉：光程差 2dn ( 2 1 ) 2k , ( 0 , 1 , 2 , )k /2 7 8 . 1 2d n mn (A) 2 m; (B) 1 m； (C) 0.5 m； (D) 0.2 m。 15.波长 的单色光垂直 照射到宽度 a = 0.25mm的单缝上， 单缝后面放置一凸透镜，在凸透镜 的焦上放置一屏幕，用以观测衍射 条纹。今测得屏幕上中央明条纹一 侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗 条纹之间的距离为 d =12mm，则凸 透镜的焦距 f为： 500 nm s i n 2 2b k k 干涉相消 (暗纹 ) , 1 , 2 , 3 ,k kxf b , 1 , 2 , 3 ,k 3 3 6x f f f b b b 17. 在双缝干涉实验中，设缝是水平 的，双缝所在的平板稍微向上平移， 其它条件不变，则屏上的干涉条纹 (A) 向下移动，且间距不变 ; (B) 向上移动，且间距不变 ; (C) 不移动，但间距改变 ; (D) 向上移动，且间距改变。 dx d oo B 1s 2s s 1r 2r d 0i 19. 一束自然光自空气射向一块平板 玻璃，设入射角等于布儒斯特角 i0， 则在界面 2的反射光 (A) 是自然光 ; (B) 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面 ; (C) 是线偏振光且光矢量的 振动方向平行于入射面 ; (D) 是部分偏振光。 2 0 1 t an ni n 1 0 0 0 2 t a n t a n c o t 2 ni i i n 布儒斯特角 0i 18. 用 x射线照射物质时，可以观察到 康普顿效应，即在偏离入射光的各个 方向上观察到散射光，这种散射光中 (A) 只包含有与入射光波长相同的成分 ; (B) 既有与入射光波长相同的成分，也有波长变长的成 分，波长的变化只与散射方向有关，与散射物质无关 ; (C) 既有与入射光波长相同的成分，也有波长变长的成 分和波长变短的成分，波长的变化既与散射方向有关， 也与散射物质有关 ; (D) 只包含这波长变长的成分，其波长的变化只与散射 物质有关与散射方向无关。 (A) 0.20; (B) 0.25; (C) 0.30; (D) 0.35。 20. 光子能量为 0.5MeV的 x射线， 入射到某种物质上而发生康普顿 散射，若反冲电子的能量为 0.1 MeV，则散射光波长的改变量 与入射光波长 的比值为 0 cE hv h 0 0 hc hc EE 0 11 10. 4 0. 5 4 5 1 4 0. 5 5 hc hc hc hc E 21. 直接证实了电子自旋存在 的最早实验之一是 (A) 康普顿实验 ; (B) 卢瑟福实验 ; (C) 戴维孙 革末实验 ; (D) 斯特恩 盖拉赫实验。 22. 按玻尔的氢原子理论，电子在 以质子为中心、半径为 r的圆形轨道 上运动。如果把这样一个原子放在 均匀的外磁场中，使电子轨道平面 与磁场垂直，如图所示，则在 r不变 情况下，电子轨道运动的角速度将 (A) 增加 ; (B) 减小 ; (C) 不变 ; (D) 改变方向。 e B p mF 2 emF F mr 1. 在均匀磁场 中，取一半径为 R的 圆，圆面的法线 与 成 60 角。如 图所示，则通过以该圆周为边线的如 图所示的任意曲面 S的磁通量 B Bn m S B d S o60 n B R 21 2 BR 高斯定理 2 c os 1 2 ss B dS BdS BR 2. 真空中有一载有稳恒电流 I的细 线圈，则通过包围该线圈的封闭 曲面 S的磁通量 。若通过 S面上某面元 的元磁通为 ， 而线圈中的电流增加为 2I时，通 过同一面元的元磁通为 ，则 。 dS :dd d d 1:2 0 d B d S BI 0 s B d S 3. 边长为 2a的等边三角形线圈， 通有电流 I，则线圈中心处的磁 感应强度的大小为 。 09 / 4Ia o aa o60 I o aa o30 I o150 0 12 0 ( c os c os ) 4 IB r 0r oo0 0 ( c o s 3 0 c o s 1 5 0 ) 4 I r o 0 3t a n 30 3 r a a 03 4 I a 093 4 IBB a 4. 有一同轴电缆，其尺寸如图所示， 它的内外两导体中的电流均为 I，且 在横截面上均匀分布，但二者电流的 流向正相反，则 (1)在 rR3处磁感应强度的大小为 1R 2R 3R I I 201/2rI R 0 1R 2R 3R rR3 0B 5. 在真空中，电流 I由长直导线 1沿 垂直 bc边方向经 a点流入一由电阻 均匀的导线构成的正三角形边框， 再由 b点沿平行 ac边方向流出，经 长直导线 2返回点源 (如图 )。三角 形框每边长为 l，则在该正三角形 框中心 o点处磁感应强度的大小 o b a I ce 2 1 I 03 4 I l 0 12 0 ( c os c os ) 4 IB r 0 4 IB a 2 /3I /3I /3I0B 长直导线 1和正三角形框在中心 o点产生的磁感应强度 a oo 3c os 30 t a n 30 23 la l l 03 4 I l 6. 平行板电容器的电容 C 为 20.0 ，两板上的电压变化 率为 ， 则该平行板电容器中的位移 电流为 。 F 5/ 1 . 5 0 1 0 /d U d t V s 3A dd ddSS DI j s s t D d Q Cd U d t d t 652 0 1 0 1 . 5 0 1 0 3 A 12. 平行板电容器极板上的电压变化率为 ， 在电容器内产生 1.0A的位移电流，则该电容器的电容量 为 。F 61 .0 1 0 /Vs 1 y xo B L 7. 沿弦线传播的一入射波在 x=L处 (B点 )发生反射，反射点为固定端 (如图 )，设波在传播和反射过程中 振幅不变，且反射波的表达式为 2 cos 2 xy A t 1y 的表达式 。，则入射波 c o s 2 Ly A t 反 B 解：反射波在 B点的振动方程为： 入射波在 B点的振动方程为： c o s 2 Ly A t 入 B 入射波的表达式为： c o s 2 Lxy A t 1 8. 如图，半圆形线圈 (半径为 R)通有 电流 I。线圈处在与线圈平面平行向 右的均匀磁场中。线圈所受磁力矩的 大小为 ，方向为 。 把线圈绕 oo轴转过角度 时， 磁力矩恰为零。 o o R I B 2 /2R IB 向上 / 2 , 1 , 2 . . .nn nM I S e B m B M ISB 2 /2IB R 9. 圈中通过的电流 I 随时间 t变化 的曲线如图所示。试定性画出自 感电动势 随时间变化的曲线 (以 I的正向作为 的正向 )。 L L L dIL dt 10. 一电子以速度 作直线 运动，在电子产生的磁场中与电子相 距为 处磁感应强度最大值 71 0 /ms 910dm maxB 7 1 90 4 1 0 / , 1 . 6 1 0H m e C 0 34 qrB r 0 2 s i n 4 eB d 0 m a x 24 eB d 7 19 7 29 4 10 1. 6 10 10 0. 16 4 10 T 11. (1)一列波长为 的平面简谐波沿 x 轴正方向传播，已知在 x = 处 振动方程为 ，则该平面 简谐波的表达式为 ， (2)如果在上述波的波线上 处放置一如图 所示的反射面，且假设反射波的振幅为 A，则反射波的 表达式为 。 /2x L L co sy A t /2 xL xo L 反射面 波疏介质 波密介质 42 c os Lxy A t 设波动方程为： 0c o s 2 xy A t 0 c o s 2 xy A t c o s 2L Ly A t c o s 2 2o LLy A t 15. 设入射波表达式为 ， 波在 x =0处发生反射，反射点为固定端， 则形成的驻波表达式为 。 c o s 2 xy A v t 2 c os 2 c os 222xy A v t 解：入射波在 x=0处的振动方程： 1 c o s 2y A t 因半波损失，反射波在 x=0处的振 动方程： 则驻波方程为： x 入射波 反射波0 2 c o s 2y A t 2 c o s 2 xy A t u 反射波方程： 2c o s 2 xAt 13. 一物体同时参与同一直线上的两个 简谐振动： 合成振 动的振幅为 m。 1 0 . 0 5 c o s 4 / 3 ,x t S I 2 0 . 0 3 c o s 4 2 / 3 ,x t S I0.02 22 1 2 1 22 c o sA A A A A 2 33 220 . 0 5 0 . 0 3 2 0 . 0 5 0 . 0 3 c o sA 0.02m x y u O A 14. 一简谐波沿 ox轴正方向传播， 图中所示为该波 t时刻的波形图。 欲沿 ox轴形成驻波，且使坐标原 点 o处出现波节，试在另一图上 画出需要叠加的另一简谐波 t时刻 的波形图。 x y u O A 驻波形成条件： 两列振幅相同的 相干波相向传播 x y O A 1x A 0t /4tT 17. 图示一简谐波在 t=0时刻与 t=T/4 时刻 (T为周期 )的波形图，则 x1处质 点的振动方程为 。 设波动方程为： 0c o s 2 xy A t u 2 T 0 0 ,tx 0y 2c o s 2 2 xy A t T 0 00 c o sA 0s i n 0A 0 2 1 2c os 2xy A tT 16. 一束自然光自空气入射到折射率 为 1.40的液体表面上，若反射光是线 偏振光，则折射光的折射角 。 o( 1 . 4 0 ) 3 5 . 5a r c c o t 布儒斯特定律 2 0 1 t an ni n 0 2i 1 .4 1 .4 1 .0 0t a n t a n c ot 1.42i 18. 如图所示， S1和 S2为同相位的两 相干波源，相距 L， P点距 S1为 r；波 源 S1在 P点引起的振动振幅为 A1，波 源 S2在 P点引起的振动振幅为 A2，两 波波长都是 ，则 P点的振幅 A= 。 22 1 2 1 22 c o sA A A A A 22 2L r r L r 221 2 1 2 22 c o s 2A A A A A L r 20. 已知在迈克尔逊干涉仪中使用波长为 的单色光，在 干涉仪的可动反射镜移动距离 d的过程中，干涉条纹将移 动 条。 2dN 2 dN 19. 如图在双缝干涉实验中，若把一厚度 为 e、折射率为 n的薄云母片覆盖在 S1缝 上，中央明条纹将向 移动；覆盖 云母片后，两束相干光至原中央明纹 O 处的光程差为 。 O P e 1S 2S S 12SS SS 上 (n-1)e 11r r e n e 12 1r e n e r n e 找光程差等于零的点 光轴 方解石 e o n 0 0 589 355 1.658 nmn 589 396 1.486e e nmn 21. 一束线偏振的平行光，在真空中 波长为 589nm，垂直入射到方解石晶 体上，晶体的光轴和表面平行，如图 所示。已知方解石晶体对此单色光的 折射率为 no = 1.658， ne = 1.486。这种 晶体中的寻常光的波长 ， 非常光的波长 。o e 24. 电子的自旋磁量子数 ms只能取 和 两个值。 25. 锂 (Z=3)原子中有 3个电子，电子的量子态可用 (n,l,ml,ms) 四个量子数来描述，若已知基态锂原子中一个电子的量子态 为 (1,0,0,1/2)，则其余两个电子的量子态分别为 ( )和 ( ) 。 1,0,0,-1/2 2,0,0, 1/2 或 2,0,0, -1/2 1/2 -1/2 量子化定态假设 量子化跃迁的频率法则， / k n n kv E E h 角动量量子化假设， / 2 , 1 , 2 , . . .L n h n 23. 玻尔的氢原子理论的三个基本假设是： (1) , (2) , (3) 。 22. 在主量子数 n=2，自旋磁量子数 ms=1/2的量子态中，能 够填充的最大电子数是 。4
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