河南理工大學(黃皮書)綜合自測題詳細答案

1、大學物理下綜合測試題1. 圖中六根無限長導線互相絕緣，圖中六根無限長導線互相絕緣，通過電流均為通過電流均為I，區(qū)域，區(qū)域I、II、III、IV均為相等的正方形，那一個區(qū)均為相等的正方形，那一個區(qū)域指向紙內的磁通量最大？域指向紙內的磁通量最大？ I區(qū)域區(qū)域; (B) II區(qū)域；區(qū)域； (C) III區(qū)域；區(qū)域； (D) IV區(qū)域；區(qū)域； (E)最大不止一個最大不止一個IIIIIIIV載流直導線載流直導線02IBa 0.01MeV; (B) 0.1MeV ； (C) 1MeV ； (D) 10MeV; (E) 100MeV.2. 一張氣泡室照片表明，質子的運動一張氣泡室照片表明，質子的運動軌跡是一

2、半徑為軌跡是一半徑為10cm的圓弧，運動軌的圓弧，運動軌跡平面與磁場垂直，磁感應強度的大跡平面與磁場垂直，磁感應強度的大小為小為0.3Wb/m2。該質子動能的數(shù)量級。該質子動能的數(shù)量級27191.67 10,1.6 10mkg eCB2Fe B mR21122meBR10.3 0.12e eBRm63 10 0.045MeV3. 如圖，長載流導線如圖，長載流導線ab和和cd相互垂直，相互垂直，它們相距它們相距l(xiāng)，ab固定不動，固定不動，cd能繞中點能繞中點O 轉動，并能靠近或離開轉動，并能靠近或離開 ab，當電流，當電流方向如圖所示時，導線方向如圖所示時，導線 cd 將將 順時針轉動同時離開順

3、時針轉動同時離開ab; 順時針轉動同時靠近順時針轉動同時靠近ab ； (C) 逆時針轉動同時離開逆時針轉動同時離開ab ； (D) 逆時針轉動同時靠近逆時針轉動同時靠近ab .abcdOIIFFabcdOIIF4. 順磁物質的磁導率：順磁物質的磁導率： 比真空的磁導率略小比真空的磁導率略小; 比真空的磁導率略大；比真空的磁導率略大； (C) 遠小于真空的磁導率；遠小于真空的磁導率； (D) 遠大于真空的磁導率遠大于真空的磁導率. 只適用于無限長密繞螺線管只適用于無限長密繞螺線管; 只適用于單匝圓線圈；只適用于單匝圓線圈； (C) 只適用于一個匝數(shù)很多且密繞的螺線管；只適用于一個匝數(shù)很多且密繞的

4、螺線管； (D) 適用于自感系數(shù)適用于自感系數(shù)L一定的任意線圈一定的任意線圈.5. 用線圈自感系數(shù)用線圈自感系數(shù)L表示載流線圈磁場能量的公式表示載流線圈磁場能量的公式 212mWLI()Ld LIddIdLLIdtdtdtdt 6. 如圖所示，如圖所示，M、N 為水平面內為水平面內兩根平行金屬導軌，兩根平行金屬導軌，ab與與cd為垂為垂直于導軌并可以在其上自由滑動直于導軌并可以在其上自由滑動的兩根直裸導線。外磁場垂直水的兩根直裸導線。外磁場垂直水平面向上，當外力使平面向上，當外力使ab向右平移向右平移時，時，cd 不動不動; 轉動轉動 ； (C) 向左移動；向左移動； (D) 向右移動向右移動

5、 。MNabcdBIFIF阻礙磁通量的變化，即阻礙面積的變化阻礙磁通量的變化，即阻礙面積的變化 7. 兩個同心圓線圈，大圓半徑為兩個同心圓線圈，大圓半徑為R，通有電流通有電流I1；小圓半徑為；小圓半徑為r，通有電，通有電流流I2，方向如圖。若，方向如圖。若rR（大線圈（大線圈在小線圈處產生的磁場近似為均勻在小線圈處產生的磁場近似為均勻磁場），當它們處在同一平面內時磁場），當它們處在同一平面內時小線圈所受磁力矩的大小為：小線圈所受磁力矩的大小為： ; ； (C) ； (D) 。201 22I I rR 20 1 22I I rR201 22I I rr 0or2I1IRnMISeBmB8. 如圖

6、兩個半徑為如圖兩個半徑為R的相同的金屬環(huán)的相同的金屬環(huán)在在 a、b兩點接觸兩點接觸(ab連線為環(huán)直徑連線為環(huán)直徑)，并相互垂直放置。電流并相互垂直放置。電流 I沿沿ab連線方連線方向由向由a 端流入，端流入，b 端流出，則環(huán)中心端流出，則環(huán)中心O點的磁感應強度的大小為點的磁感應強度的大小為 ; ； (C) ； (D) ; (E) 。028IR04IR024IR00IRabII四段導線并聯(lián)四段導線并聯(lián) 9. 一沿一沿x軸負方向傳播的平面簡諧波軸負方向傳播的平面簡諧波在在t=2s時的波形曲線如圖所示，則原時的波形曲線如圖所示，則原點點o的振動方程為的振動方程為 ; ； (C) ； (D) 。10.

7、50cos,()22ytSI0.50cos(),()2ytSI10.50cos,()22ytSI10.50cos,()42ytSI x m y muO0.51 2318160.5cos()2oytuu湊出結果湊出結果 x m y muO0.51 231解解: 設設P的振動方程為的振動方程為:0cos()oyAt已知已知:80.52Auu080.5cos()oytu由于由于02 ,0,0ots y8160.5cos()2oytuu0162u0162u 0800.5cos(2)u0880.5sin(2)0uu10. 當機械波在媒質中傳播時，當機械波在媒質中傳播時，一媒質質元的最大形變量發(fā)生在：一媒

8、質質元的最大形變量發(fā)生在： 媒質質元離開其平衡位置最大位移處媒質質元離開其平衡位置最大位移處; 媒質質元離開其平衡位置媒質質元離開其平衡位置 處；處； (C) 媒質質元在其平衡位置處媒質質元在其平衡位置處 ； (D) 媒質質元離開其平衡位置媒質質元離開其平衡位置 處處 (A是振動振幅是振動振幅).2/2A/2A16. 當一平面簡諧機械波在彈性媒質當一平面簡諧機械波在彈性媒質中傳播時，下述結論哪個是正確的？中傳播時，下述結論哪個是正確的？ 媒質質元的振動動能增大時，其媒質質元的振動動能增大時，其 彈性勢能減小，總機械能守恒彈性勢能減小，總機械能守恒; (B) 媒質質元的振動動能和彈性勢能媒質質元

9、的振動動能和彈性勢能 都作周期性變化，但二者的相位不相同都作周期性變化，但二者的相位不相同; (C) 媒質質元的振動動能和彈性勢能的相位媒質質元的振動動能和彈性勢能的相位 在任意時刻都相同，但二者的數(shù)值不相等在任意時刻都相同，但二者的數(shù)值不相等; (D) 媒質質元在其平衡位置處彈性勢能最大。媒質質元在其平衡位置處彈性勢能最大。11. 一質點作簡諧振動，其運動速度一質點作簡諧振動，其運動速度與時間的曲線如圖所示。若質點的振與時間的曲線如圖所示。若質點的振動規(guī)律用余弦函數(shù)描述，其初相應為動規(guī)律用余弦函數(shù)描述，其初相應為 ; (B) ； (C) ; (D) ; (E) 。/65 /65 /6/62

10、/3 t s/v m sOmv12mv0cos()yAt0sin()vAt 0t 001sin2mvAv 01sin20566or xOmvmv12. 如圖所示，兩列波長為如圖所示，兩列波長為 的相干的相干波在波在P點相遇。波在點相遇。波在S1點振動的初相點振動的初相是是 ，S1到到P點的距離是點的距離是r1；波在；波在S2點的初相是點的初相是 ，S2到到P點的距離是點的距離是r2 。以以k代表零或正、負整數(shù)，則代表零或正、負整數(shù)，則 P 點是點是干涉極大的條件為：干涉極大的條件為：12 ; ； ; 。21rrk212k21212/2rrk21122/2rrk1r2r1S2Sp1112r222

11、2r 仍為明條紋仍為明條紋; (B) 變?yōu)榘禇l紋；變?yōu)榘禇l紋； (C) 既非明條紋也非暗條紋；既非明條紋也非暗條紋； (D) 無法確定是明條紋還是暗條紋。無法確定是明條紋還是暗條紋。13. 在雙縫干涉實驗中，入射光的在雙縫干涉實驗中，入射光的波長為波長為 ，用玻璃紙遮住雙縫中的，用玻璃紙遮住雙縫中的一個，若玻璃紙中光程比相同厚度一個，若玻璃紙中光程比相同厚度的空氣的光程大的空氣的光程大2.5 ，則屏上原來，則屏上原來的明紋處的明紋處kxrdd 加強加強(21)2k 減弱減弱14. 如圖所示，平板玻璃和凸透鏡如圖所示，平板玻璃和凸透鏡構成牛頓環(huán)裝置，全部浸入構成牛頓環(huán)裝置，全部浸入n=1.60的

12、液體中，凸透鏡可沿的液體中，凸透鏡可沿oo移動。用移動。用波長波長 的單色光垂直入射。的單色光垂直入射。從上向下觀察，看到中心是一個暗從上向下觀察，看到中心是一個暗斑，此時凸透鏡頂點距平板玻璃的斑，此時凸透鏡頂點距平板玻璃的距離至少是距離至少是 156.3nm; (B) 148.8nm； (C) 78.1nm； (D) 74.4nm。500nm1.68n 1.58n 1.60n oo反射光干涉：光程差反射光干涉：光程差2dn (21)2k,(0,1,2,)k /278.12dnmn 2 m; (B) 1 m；(C) 0.5 m； (D) 0.2 m。15.波長波長 的單色光垂直的單色光垂直照射

13、到寬度照射到寬度a = 0.25mm的單縫上，的單縫上，單縫后面放置一凸透鏡，在凸透鏡單縫后面放置一凸透鏡，在凸透鏡的焦上放置一屏幕，用以觀測衍射的焦上放置一屏幕，用以觀測衍射條紋。今測得屏幕上中央明條紋一條紋。今測得屏幕上中央明條紋一側第三個暗條紋和另一側第三個暗側第三個暗條紋和另一側第三個暗條紋之間的距離為條紋之間的距離為d =12mm，則凸，則凸透鏡的焦距透鏡的焦距f為：為：500nmsin22bkk干涉相消干涉相消(,1,2,3,k kxfb,1,2,3,k 336xfffbbb 17. 在雙縫干涉實驗中，設縫是水平在雙縫干涉實驗中，設縫是水平的，雙縫所在的平板稍微向上平移，的，雙縫所

14、在的平板稍微向上平移，其它條件不變，則屏上的干涉條紋其它條件不變，則屏上的干涉條紋 向下移動，且間距不變向下移動，且間距不變; (B) 向上移動，且間距不變向上移動，且間距不變; (C) 不移動，但間距改變不移動，但間距改變; (D) 向上移動，且間距改變。向上移動，且間距改變。dxd ooB1s2ss1r2rd0 i19. 一束自然光自空氣射向一塊平板一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃，設入射角等于布儒斯特角玻璃，設入射角等于布儒斯特角i0，則在界面則在界面2的反射光的反射光 是自然光是自然光; (B) 是線偏振光且光矢量的振動方向垂直于入射面是線偏振光且光矢量的振動方向垂直于入射面; (C)

15、 是線偏振光且光矢量的是線偏振光且光矢量的 振動方向平行于入射面振動方向平行于入射面; (D) 是部分偏振光。是部分偏振光。201tannin10002tantancot2niiin布儒斯特角布儒斯特角0i18. 用用x射線照射物質時，可以觀察到射線照射物質時，可以觀察到康普頓效應，即在偏離入射光的各個康普頓效應，即在偏離入射光的各個方向上觀察到散射光，這種散射光中方向上觀察到散射光，這種散射光中 只包含有與入射光波長相同的成分只包含有與入射光波長相同的成分; (B) 既有與入射光波長相同的成分，也有波長變長的既有與入射光波長相同的成分，也有波長變長的成成 分，波長的變化只與散射方向有關，與散

16、射物質無關分，波長的變化只與散射方向有關，與散射物質無關; (C) 既有與入射光波長相同的成分，也有波長變長的既有與入射光波長相同的成分，也有波長變長的成成 分和波長變短的成分，波長的變化既與散射方向有關，分和波長變短的成分，波長的變化既與散射方向有關， 也與散射物質有關也與散射物質有關 ; (D) 只包含這波長變長的成分，其波長的變化只與散只包含這波長變長的成分，其波長的變化只與散射射 物質有關與散射方向無關。物質有關與散射方向無關。 0.20; (B) 0.25; (C) 0.30; (D) 0.35。20. 光子能量為光子能量為0.5MeV的的x射線，射線，入射到某種物質上而發(fā)生康普頓入

17、射到某種物質上而發(fā)生康普頓散射，若反沖電子的能量為散射，若反沖電子的能量為 0.1MeV，則散射光波長的改變量，則散射光波長的改變量與入射光波長與入射光波長 的比值為的比值為0cEhvh00hchcEE01110.40.545140.55hchchchcE21. 直接證實了電子自旋存在直接證實了電子自旋存在的最早實驗之一是的最早實驗之一是 康普頓實驗康普頓實驗; (B) 盧瑟福實驗盧瑟福實驗; (C) 戴維孫戴維孫革末實驗革末實驗; (D) 斯特恩斯特恩蓋拉赫實驗。蓋拉赫實驗。22. 按玻爾的氫原子理論，電子在按玻爾的氫原子理論，電子在以質子為中心、半徑為以質子為中心、半徑為r的圓形軌道的圓形

18、軌道上運動。如果把這樣一個原子放在上運動。如果把這樣一個原子放在均勻的外磁場中，使電子軌道平面均勻的外磁場中，使電子軌道平面與磁場垂直，如圖所示，則在與磁場垂直，如圖所示，則在r不變不變情況下，電子軌道運動的角速度將情況下，電子軌道運動的角速度將 增加增加; (B) 減小減小; (C) 不變不變; (D) 改變方向。改變方向。eBpmF2emFFmr 在均勻磁場在均勻磁場 中，取一半徑為中，取一半徑為R的的 圓，圓面的法線圓，圓面的法線 與與 成成60角。角。如如 圖所示，則通過以該圓周為邊線的圖所示，則通過以該圓周為邊線的如如 圖所示的任意曲面圖所示的任意曲面S的磁通量的磁通量BBnmSB

19、dS o60nBR212B R高斯定理高斯定理2cos1 2ssB dSBdSB R2. 真空中有一載有穩(wěn)恒電流真空中有一載有穩(wěn)恒電流I的細的細線圈，則通過包圍該線圈的封閉線圈，則通過包圍該線圈的封閉曲面曲面S的磁通量的磁通量 。若通過。若通過S面上某面元面上某面元 的元磁通為的元磁通為 ，而線圈中的電流增加為而線圈中的電流增加為2I時，通時，通過同一面元的元磁通為過同一面元的元磁通為 ，則，則 。 dS:dd dd1:20dB dS BI0sB dS3. 邊長為邊長為2a的等邊三角形線圈，的等邊三角形線圈，通有電流通有電流I，則線圈中心處的磁，則線圈中心處的磁感應強度的大小為感應強度的大小為

20、 。09/ 4Iaoaao60Ioaao30Io1500120(coscos)4IBr0roo00(cos30cos150 )4Iro03tan303raa034Ia093 4IBBa4. 有一同軸電纜，其尺寸如圖所示，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它的內外兩導體中的電流均為I，且，且在橫截面上均勻分布，但二者電流的在橫截面上均勻分布，但二者電流的流向正相反，則流向正相反，則(1)在在rR3處磁感應強度的大小為處磁感應強度的大小為1R2R3RII201/ 2rIR01R2R3RrR30B5. 在真空中，電流在真空中，電流I由長直導線由長直導線1沿沿垂直垂直bc邊方向經(jīng)

21、邊方向經(jīng)a點流入一由電阻點流入一由電阻均勻的導線構成的正三角形邊框，均勻的導線構成的正三角形邊框，再由再由b點沿平行點沿平行ac邊方向流出，經(jīng)邊方向流出，經(jīng)長直導線長直導線2返回點源返回點源(如圖如圖)。三角。三角形框每邊長為形框每邊長為l，則在該正三角形，則在該正三角形框中心框中心o點處磁感應強度的大小點處磁感應強度的大小obaIce21I034Il0120(coscos)4IBr04IBa2 /3I/3I/3I0B長直導線長直導線1和正三角形框在中心和正三角形框在中心o點產生的磁感應強度點產生的磁感應強度aoo3cos30tan3023lall034Il6. 平行板電容器的電容平行板電容器

22、的電容 C 為為20.0 ，兩板上的電壓變化，兩板上的電壓變化率為率為 ，則該平行板電容器中的位移則該平行板電容器中的位移電流為電流為 。 F5/1.50 10/dU dtV s3AddddSSDIjsstDdQCdUdtdt6520 101.50 103A12. 平行板電容器極板上的電壓變化率為平行板電容器極板上的電壓變化率為 ，在電容器內產生在電容器內產生1.0A的位移電流，則該電容器的電容量的位移電流，則該電容器的電容量為為 。F61.0 10/V s1yxoBL7. 沿弦線傳播的一入射波在沿弦線傳播的一入射波在x=L處處(B點點)發(fā)生反射，反射點為固定端發(fā)生反射，反射點為固定端(如圖如

23、圖)，設波在傳播和反射過程中，設波在傳播和反射過程中振幅不變，且反射波的表達式為振幅不變，且反射波的表達式為 2cos2xyAt1y 的表達式的表達式 。，則入射波，則入射波cos2LyAt反B解：反射波在解：反射波在B點的振動方程為：點的振動方程為：入射波在入射波在B點的振動方程為：點的振動方程為：cos2LyAt入B入射波的表達式為：入射波的表達式為：cos2LxyAt18. 如圖，半圓形線圈如圖，半圓形線圈(半徑為半徑為R)通有通有電流電流I。線圈處在與線圈平面平行向。線圈處在與線圈平面平行向右的均勻磁場中。線圈所受磁力矩的右的均勻磁場中。線圈所受磁力矩的大小為大小為 ，方向為，方向為

24、。把線圈繞把線圈繞oo軸轉過角度軸轉過角度 時，時， 磁力矩恰為零。磁力矩恰為零。ooRIB2/2R IB向上向上/2,1,2.nnnMISeBmBMISB2/2IB R9. 圈中通過的電流圈中通過的電流I 隨時間隨時間t變化變化的曲線如圖所示。試定性畫出自的曲線如圖所示。試定性畫出自感電動勢感電動勢 隨時間變化的曲線隨時間變化的曲線(以以I的正向作為的正向作為 的正向的正向)。LLLdILdt 10. 一電子以速度一電子以速度 作直線作直線運動，在電子產生的磁場中與電子相運動，在電子產生的磁場中與電子相距為距為 處磁感應強度最大值處磁感應強度最大值710/m s910dmmaxB719041

25、0/,1.6 10H m eC034qrBr02sin4eBd0max24eBd7197294101.6 10100.16410T11. (1)一列波長為一列波長為 的平面簡諧波沿的平面簡諧波沿x 軸正方向傳播，已知在軸正方向傳播，已知在 x = 處處振動方程為振動方程為 ，則該平面，則該平面簡諧波的表達式為簡諧波的表達式為 ，(2)如果在上述波的波線上如果在上述波的波線上 處放置一如圖處放置一如圖所示的反射面，且假設反射波的振幅為所示的反射面，且假設反射波的振幅為A，則反射波的，則反射波的表達式為表達式為 。/2xL LcosyAt/2xLxoL反射面反射面 波疏介質波疏介質 波密介質波密介

26、質 42cosLxyAt設波動方程為：設波動方程為：0cos2xyAt0cos2xyAtcos2LLyAtcos22oLLyAt 15. 設入射波表達式為設入射波表達式為 ，波在波在x =0處發(fā)生反射，反射點為固定端，處發(fā)生反射，反射點為固定端，則形成的駐波表達式為則形成的駐波表達式為 。cos2xyAvt2 cos 2cos 222xyAvt解：入射波在解：入射波在x=0處的振動方程：處的振動方程：1cos2yAt因半波損失，反射波在因半波損失，反射波在x=0處的振處的振動方程：動方程：則駐波方程為：則駐波方程為：x入射波入射波反射波反射波02cos 2yAt2cos 2xyAtu反射波方程

27、：反射波方程：2cos 2xAt13. 一物體同時參與同一直線上的兩個一物體同時參與同一直線上的兩個簡諧振動：簡諧振動： 合成振合成振動的振幅為動的振幅為 m。10.05cos 4/3,xtSI20.03cos 42 /3,xtSI0.022212122cosAAAA A233 220.050.032 0.05 0.03cosA 0.02mxyuOA14. 一簡諧波沿一簡諧波沿ox軸正方向傳播，軸正方向傳播，圖中所示為該波圖中所示為該波t時刻的波形圖。時刻的波形圖。欲沿欲沿ox軸形成駐波，且使坐標原軸形成駐波，且使坐標原點點o處出現(xiàn)波節(jié)，試在另一圖上處出現(xiàn)波節(jié)，試在另一圖上畫出需要疊加的另一簡

28、諧波畫出需要疊加的另一簡諧波t時刻時刻的波形圖。的波形圖。xyuOA駐波形成條件：駐波形成條件：兩列振幅相同的兩列振幅相同的相干波相向傳播相干波相向傳播xyOA1xA0t /4tT17. 圖示一簡諧波在圖示一簡諧波在t=0時刻與時刻與t=T/4時刻時刻(T為周期為周期)的波形圖，則的波形圖，則x1處質處質點的振動方程為點的振動方程為 。設波動方程為：設波動方程為：0cos2xyAtu2T00,tx0y 2cos22xyAtT000cosA0sin0A 0212cos2xyAtT16. 一束自然光自空氣入射到折射率一束自然光自空氣入射到折射率為為1.40的液體表面上，若反射光是線的液體表面上，若

29、反射光是線偏振光，則折射光的折射角偏振光，則折射光的折射角 。o(1.40)35.5arccot布儒斯特定律布儒斯特定律201tannin02i1.41.41.00tantancot1.42i18. 如圖所示，如圖所示，S1和和S2為同相位的兩為同相位的兩相干波源，相距相干波源，相距L，P點距點距S1為為r；波；波源源S1在在P點引起的振動振幅為點引起的振動振幅為A1，波，波源源S2在在P點引起的振動振幅為點引起的振動振幅為A2，兩，兩波波長都是波波長都是 ，則，則P點的振幅點的振幅A= 。Lr1S2Sp2212122cosAAAA A222L rrLr 22121222cos2AAAA ALr20. 已知在邁克爾遜干涉儀中使用波長為已知在邁克爾遜干涉儀中使用