工大學汽車學院大學物理(下)考試題A及答案

1、大學物理學第 1 頁 共 7 頁華南理工大學汽車學院大學物理 (下)試卷系_專業(yè)_姓名_ 學號_ 注意事項： 1. 本試卷共三大題，23 小題，滿分100 分，2考試時間2008 年 1 月 14 日 9：0011：00；3.計算題必須有解題步驟，所有答案請直接答在試卷上；題型選擇題填空題計算題總分1 2 4 得分評卷人一：選擇題（共30 分）1 （本題 3 分）一電場強度為e的均勻電場，e的方向與沿x 軸正向，如圖所示則通過圖中一半徑為r 的半球面的電場強度通量為(a) r2e(b) r2e / 2(c) 2 r2e(d) 0 . （本題 3 分）如圖所示，半徑為r 的均勻帶電球面，總電荷為

2、q，設無窮遠處的電勢為零，則球內距離球心為r 的 p 點處的電場強度的大小和電勢為：(a) e=0，rqu04(b) e=0，rqu04(c) 204rqe，rqu04(d) 204rqe，rqu04. （本題 3 分）如圖所示，一半徑為a 的“無限長”圓柱面上均勻帶電，其電荷線密度為在它外面同軸地套一半徑為b 的薄金屬圓筒，圓筒原先不帶電，但與地連接設地的電勢為零，則在內圓柱面里面、距離軸線為r 的 p 點的場強大小和電勢分別為：x o eo r r p q 大學物理學第 2 頁 共 7 頁(a) e0， uraln20(b) e0， uabln20(c) er02， urbln20(d)

3、er02，uabln20 4 （本題 3 分）一空心導體球殼，其內、外半徑分別為r1和 r2，帶電荷 q，如圖所示當球殼中心處再放一電荷為q 的點電荷時，則導體球殼的電勢(設無窮遠處為電勢零點)為(a) 104rq(b) 102rq(c) 2043rq. (d) 20rq5. （本題 3 分）一平行板電容器， 兩板間距離為d， 若插入一面積與極板面積相同而厚度為d / 2 的、相對介電常量為r的各向同性均勻電介質板(如圖所示 )，則插入介質后的電容值與原來的電容值之比c / c0為(a) 11r(b) 1rr(c) 12rr(d) 12r6 （本題 3 分）無限長直導線在p 處彎成半徑為r 的

4、圓，當通以電流i 時，則在圓心o 點的磁感強度大小等于(a) )11 (20ri(b) ri0(c) 0(d) ri207 （本題 3 分）如圖，兩根直導線ab 和 cd 沿半徑方向被接到一個截面處處相等的鐵環(huán)上，穩(wěn)恒電流 i 從 a 端流入而從d 端流出，則磁感強度b沿圖中閉合路徑l 的積分llb d等于abrp q q r1r2d/2do r p i 大學物理學第 3 頁 共 7 頁(a) 3/20i(b) i031(c) 4/0i(d) i08 （本題 3 分）在圓柱形空間內有一磁感強度為b的均勻磁場， 如圖所示b的大小以速率/db dt變化在磁場中有a、b 兩點，其間可放直導線ab 和

5、彎曲的導線ab，則(a) 電動勢只在ab導線中產生(b) 電動勢只在ab導線中產生(c) 電動勢在ab和ab中都產生，且兩者大小相等(d) ab導線中的電動勢小于ab導線中的電動勢9 （本題 3 分）在玻璃 (折射率 n21.60)表面鍍一層mgf2 (折射率 n21.38)薄膜作為增透膜 為了使波長為 500 nm(1nm=10-9m)的光從空氣 (n11.00)正入射時盡可能少反射，mgf2薄膜的最少厚度應是(a) 78.1 nm (b) ) 90.6 nm (c) 125 nm （d) 181 nm 10 （本題 3 分）兩偏振片堆疊在一起，一束自然光垂直入射其上時沒有光線通過當其中一偏

6、振片慢慢轉動 180時透射光強度發(fā)生的變化為：(a) 光強單調增加(b) 光強先增加，后又減小至零(c) 光強先增加，后減小，再增加(d) 光強先增加，然后減小，再增加，再減小至零二、填空題：（共 30 分）11 （本題 4 分）將電荷均為q 的三個點電荷一個一個地依次從無限遠處緩慢搬到x 軸的原點、 x = a 和x = 2a 處，設無限遠處電勢能為零，則外界在搬第二個點電荷到x = a 處所作之功為_； 搬第三個點電荷到x = 2a處所作之功為 _ o a b b大學物理學第 4 頁 共 7 頁12. （本題 3 分）一“無限大”均勻帶電平面a，其附近放一與它平行的有一定厚度的“無限大”平

7、面導體板b，如圖所示已知a 上的電荷面密度為 +，則在導體板b 的左表面1 上的感生電荷面密度為_；b 的右表面2 上的感生電荷面密度為_；13. （本題 3 分）有一同軸電纜，其尺寸如圖所示，它的內外兩導體中的電流均為i，且在橫截面上均勻分布，但二者電流的流向正相反，則(1)在 r r1處磁感強度大小為_(2) 在 r1 r r3處磁感強度大小為_14. （本題 4 分）如圖所示，直角三角形金屬框架abc 放在均勻磁場中，磁場b平行于 ab 邊， bc 的長度為l當金屬框架繞ab 邊以勻角速度轉動時，ac 邊產生的電動勢為 _方向為_bc 邊產生的電動勢為_方向為 _15 （本題 3 分）圖

8、示為一圓柱體的橫截面，圓柱體內有一均勻電場e，其方向垂直紙面向內，e的大小隨時間t 線性減少， p 為柱體內與軸線相距為r 的一點則(1) p 點的位移電流密度的方向為_(2) p 點感生磁場的方向為_16 （本題 3 分）如圖所示，波長為的平行單色光垂直入射在折射率為n2的薄膜上， n1 n2n3，經上下兩個表面反射的兩束光發(fā)生干涉若兩束反射光在相遇點的相位差為e4，光程差為_，薄膜厚度為 _17 （本題 3 分）a b +r1r3r2i i babclopen1n2n3e 大學物理學第 5 頁 共 7 頁在空氣中有一劈形透明膜，此透明材料的折射率n1.40其劈尖角1.010-4rad，在

9、波 長 700 nm的 單 色 光 垂 直 照 射 下 ， 其 兩 相 鄰 干 涉 明 條 紋 間 距l(xiāng) _ (1 nm=10-9 m) 18 （本題 3 分）在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，波長為的單色光垂直入射在寬度a=7的單縫上對應于衍射角30 的方向上單縫處波面可分成_個半波帶數30 角方向上形成的條紋為 _級_紋19 （本題 4 分）在以下四個圖中，前三個圖表示線偏振光入射于兩種介質分界面上，最后一圖表示入射光是自然光n1、n2為兩種介質的折射率，圖中入射角i0arctg (n2/ n1) ，ii0試在 1、2、3、4 位置上畫出圖中對應的圖中實際存在的折射光線和反射光線，并用點或短線把振

10、動方向表示出來1234三、計算題：（共分）20. （本題 1 分）圖示為一半徑為1r、帶有正電荷q 的導體球 , 球外有一內半徑為2r、外半徑為3r的帶有正電荷q的同心導體球殼設無限遠處為電勢零點1 說明靜電平衡時同心導體球殼內外表面上分布的電荷試求導體球內(1rr)任一點處的電勢試求導體球殼外點的電勢n1n2i n1n2i n1n2i0n1n2i02 3 4 1 q c o r3r2r1d 大學物理學第 6 頁 共 7 頁21.（本題 8 分）已知真空中電流分布如圖，兩個半圓共面， 且具有公共圓心，試求 o 點處的磁感強度22.（本題 10 分）如圖所示，一段長度為l 的直導線mn，水平放置

11、在載有電流為i 的豎直長導線旁與豎直導線共面，并以勻速v 平行于長直載流導線運動，求此直導線中的感應電動勢并說明和兩端的電勢差高低i i o r1r2m n a l i v大學物理學第 7 頁 共 7 頁23. 本題（ 11 分）設光柵平面和透鏡都與屏幕平行，在平面透射光柵上每厘米有5000 條刻線，用它來觀察鈉黃光（= 589 nm）的光譜線(1)當光線垂直入射到光柵上時，上、下能看到的光譜線總共有幾條？(2)當光線以 30的入射角（入射線與光柵平面的法線的夾角）從下往上斜入射到光柵上時，以零級明紋為上、下中心，則看到的光譜線的最多的條數是在下面還是在上面？是多少條（不包括零級明紋）(1nm

12、=109m) 大學物理學第 8 頁 共 7 頁華南理工大學汽車學院大學物理 (下)試卷答案一：選擇題（每題3 分）1d 210 b 二、填空題： （共 30 分）11q2 / (40a)aqaqaq243424020202每空分12121第 空 分第 空 分)2/(210rriri20每空分14221lbac221lbb c 每空分15垂直紙面向外垂直 op 連線向上第 空分第 空分ee第 空 分第 空 分l0.25 cm該空分18明條紋每空分19. i i i0i0每圖 1 分三:計算題（共分）20 （本題 1 分）解: 1. 靜電平衡時同心導體球殼內表面上分布的電荷為-q外表面上分布的電荷

13、為qq2 分(第一個問題1 分,第二個問題2 分) 2.3020101444rqqrqrqu或3020102020144444321rqqrqrqdrrqqdrrqurrr4 分(如用積分計算 ,積分過程對給3 分)大學物理學第 9 頁 共 7 頁3. rqqrqqrqrqu000024444或rqqdrrqqur0202444 分 (如用積分計算 ,積分過程對給3 分) 21. （本題 8 分）解：半徑分別為1r載流下半圓環(huán)在o 點產生的磁感強度的大小為)4/(101rib(1b方向垂直紙面向外) 4 分 (方向 2分 ) 半徑分別為2r載流上半圓環(huán)在o 點產生的磁感強度的大小為)4/(202rib(2b方向垂直紙面向外) 4分(方向 2分) o 點總磁感強度為)4/()4/(201021riribbb(b方向指向紙外) 2 分22. （本題 11 分）解：動生電動勢mnd)v(lbmenxxilblaamnd2vd)v(0mnalailn2v04 分 (積分公式對給3 分)負號表示mn的方向與x 軸相反 方向 n m2 分alaiuumnnmln2v02 分23. （本題 12