02级大学物理下
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02级大学物理下 闭卷考试 时间:120分
一填空题(每空2分共44分)
1.一通电流为I1的无限长直导线与长度为b电流I2的导 I1 A I2 B
线段AB共面,如图所示.则A点的磁感应强度大小为 (1) , ←a →← b →
导线段AB所受的安培力大小为 (2) .
2.一通电流为I的无限长直导线与电流为I0、半径为R的圆 I0,R
试验线圈共面,如图所示.则通过线圈的磁通量数值为 (3) , I
若线圈转过90O后,其受到的磁力矩大小为 (4) . ← a →
3.两平行放置的偏振片,偏振化方向间的夹角为60º.强度为
I的自然光通过第一,第二偏振片后的光强度分别为 (5) 和 (6) .
4.一通电流I的长直螺线管长为L,截面积为S,密绕N匝线圈.则管内
的磁感应强度为 (7) ,该螺线管的自感系数为 (8) .
5.杨氏双缝实验,双缝间距为d,双缝到屏幕的距离为D,水平入射光的波长为λ,
则相邻两明纹的间距为 (9) ,第4级暗纹在屏上的位置X4 = (10) .
6.宽度为0.1mm的单缝,后面透镜的焦距为1m,波长为500nm的单色光水平入射,
则中央明纹的宽度为 (11) mm,第3级暗纹在屏上的位置X3 = (12) mm.
7.小圆孔的直径D=0.1mm,入射光波长为500nm,则屏上爱里斑的半角宽度为
(13) 弧度,该圆孔的最小分辨角为 (14) 弧度.
8.处于第一激发态(n=2)的氢原子,其电子轨道运动的半径和动能分别为
(15) A°及 (16) eV;电子跃迁到基态,其辐射光子的波长为 (17) nm,
此时要使基态氢原子电离,需要 (18) eV的能量.
9.静质量M0、静体积V0的正方体,沿其一边方向以速度v0 =0.8C(C为真空光速)
相对于地面运动,地面上测得其运动质量和密度分别为 (19) 和 (20) .
10.太阳可看成黑体,若其最大单色辐出度对应的波长为500nm,则太阳表面
温度为 (21) K,其辐出度为 (22) W.m-2
二. 计算题(56分)
1.(11′)电子和光子的波长均为3.315*10-8m,求: (1)电子和光子的动量;(2)光
子的能量(用eV表示)和质量;(3)电子的总能.
2.(8′)牛顿环平凸透镜的球面半径R=5m,通光口径d=6cm,波长λ1=600nm的单色
光垂直照射时,求:(1)最多可见的暗环数;(2)若将装置放入折射率n=1.4的液体
中,最多可见的暗环数;(3)若以波长λ1和λ2=500nm的两种单色光同时垂直照射,
最多可见的暗环数.
3.(10′)光栅每毫米有250条狭缝,刻痕宽度b是缝宽a的2倍.若波长λ=400nm
的单色光水平照射该光栅.求: (1)屏上最多可见多少条明纹; I
(2)第2级明纹的衍射角(用弧度表示);(3)若光栅后透镜的
焦距f=1m,则第±1级明纹在屏上的间距.
4.(10′)电子经加速电压5.1*108 MV的静电加速器加速后, B r2 r1 A
求:(1)电子的动质量与静质量之比;(2)电子的运动速度; ← R→←R→
(3)设银河系宽度为105光年,则从银河系和该电子系分别 L
测量电子飞越银河系需要的时间.
5.(8′)半径为R的长直圆柱形导线,电流I均匀地由下往
上流过导线横截面.求: (1)导线内、外A,B两点的磁感应
强度;(2)通过如图所示的高为L,宽为2R纵截面的磁
通量. (题5用图)
6.(9′)半径为R的圆筒形均匀磁场区,随时t变化
的磁感应强度B=B0t(B0为>0的常数),方向垂直纸面
向里,如图所示.θ=900,求(1)导线ABO中感应电动
势的大小;(2)导线OA,AB中的感应电动势的大小和
方向(O为圆心).
(题6用图)
物理常数
(电子: m 0 = 9.1*10- 31kg, e =1.6*10- 19C)
h =6.63*10-34J.s, R =1.097*107≈1.1*107m-1.
σ=5.67*10- 8 ≈6.0*10- 8W.m- 2.K-4
b=2.876*10-3m.K≈3.0*10-3m.K