下学期模拟题及答案

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1、Iabo大学物理大学物理下学期模拟测试题下学期模拟测试题一、选择题：一、选择题：1、如图所示，两个半径为、如图所示，两个半径为R的相同的金属环，在的相同的金属环，在a、 b两点接触两点接触(ab连线为环直径连线为环直径)，并互相垂直放置。，并互相垂直放置。 电流电流I沿沿 ab 边线方向由边线方向由a端流入，端流入，b 端流出，则端流出，则 环中心环中心O点的磁感应强度的大小为点的磁感应强度的大小为( )RI40RI420RI0(A) 0(B)(C)(D)B2、如图所示，半圆形线圈的半径为、如图所示，半圆形线圈的半径为R，通有电流，通有电流I， 在磁场在磁场 的作用下，从图示位置转过的作用下，

2、从图示位置转过30时，它所时，它所 受磁力矩的大小和方向分别为受磁力矩的大小和方向分别为( )IRB42IBR(A)，沿图面竖直向下；，沿图面竖直向下；42IBR(B)，沿图面竖直向上；，沿图面竖直向上；432IBR(C)，沿图面竖直向下；，沿图面竖直向下；432IBR(D)，沿图面竖直向上。，沿图面竖直向上。3、电量为、电量为q的点电荷，以匀角速的点电荷，以匀角速 绕圆心作半径为绕圆心作半径为 R的圆周运动。设的圆周运动。设t = 0 时，时，q位于位于x0 = R、y0 =0 处，则处，则t 时刻圆心处的位移电流密度为时刻圆心处的位移电流密度为( )i tRqsin42(1)kRq24i

3、tRqcos42(2)(3)cos(sin42j ti tRq(4)POSS1S2(C)不移动。不移动。4、在杨氏双缝实验中，原来缝、在杨氏双缝实验中，原来缝S到两缝到两缝S1和和S2的距的距 离是相等的离是相等的(如图如图)，现将，现将S向下移动一微小距离，向下移动一微小距离， 则屏幕上干涉条纹将如何变化则屏幕上干涉条纹将如何变化( )(A)向上平移；向上平移；(B)向下平移；向下平移；5、迈克耳逊干涉仪可用来测单色光的波长，当干涉仪、迈克耳逊干涉仪可用来测单色光的波长，当干涉仪 的动镜的动镜 M2 移动移动 d 距离时，测得某单色光的干涉条距离时，测得某单色光的干涉条 纹移过纹移过 N条，

4、则该光的波长为条，则该光的波长为( ) (A)2 d/ N (B) d/ N (C) 4 d/ N (D) 2 N/ d 6、一宇航员恰能分辨在他下面、一宇航员恰能分辨在他下面160km的地面上两个发的地面上两个发 射波长为射波长为5500的点光源，设宇航员的瞳孔直径单的点光源，设宇航员的瞳孔直径单 位位5mm，则此两点光源的间距为，则此两点光源的间距为( ) (A) 10.5m (B) 21.5m (C) 31.0m (D) 42.0m7、下列哪一个结论是正确的、下列哪一个结论是正确的( )(A) 一束光入射透明媒质时，都将产生双折射现象；一束光入射透明媒质时，都将产生双折射现象；(B) 自

5、然光以起偏角从空气射入玻璃内将产生双折自然光以起偏角从空气射入玻璃内将产生双折 射现象；射现象；(C) 光射入方解石晶体后将分裂为光射入方解石晶体后将分裂为o光和光和e光两束光；光两束光；(D) o光和光和e 光都称为部分偏振光。光都称为部分偏振光。8、静质量为、静质量为M的静止粒子自发地分裂成静质量和速度的静止粒子自发地分裂成静质量和速度 分别为分别为m1、v1和和m2、v2的两部分，则有的两部分，则有( C ) (A) M m1+m2 (B) M = m1+m2 (C) M m1+m210、波函数的物理意义表述中正确的是、波函数的物理意义表述中正确的是( ) ),(trr(A) 是是t 时

6、刻粒子出现在时刻粒子出现在 处的几率；处的几率；(B) 是是t 时刻粒子出现在时刻粒子出现在 处的几率密度；处的几率密度；),(trr9、下面关于绝对黑体的表述中，正确的是、下面关于绝对黑体的表述中，正确的是( D )(A) 绝对黑体是不反射可见光的物体绝对黑体是不反射可见光的物体(B) 绝对黑体是不辐射但能吸收可见光的物体绝对黑体是不辐射但能吸收可见光的物体(C) 绝对黑体是能吸收也能反射任何电磁波的物体绝对黑体是能吸收也能反射任何电磁波的物体(D) 绝对黑体是能吸收也能辐射任何电磁波的物体绝对黑体是能吸收也能辐射任何电磁波的物体),(trrr(C) 无直接物理意义，无直接物理意义， 是是t

7、 时刻粒时刻粒 子出现在子出现在 处的几率密度；处的几率密度；2),(tr(D) 是是 t 时刻粒子出现在时刻粒子出现在 处的几率。处的几率。2),(trV11、真空中两电子相距为、真空中两电子相距为a，以相同速度，以相同速度 同向飞行，同向飞行， 则它们相互作用的库仑力和洛仑兹力大小之比为则它们相互作用的库仑力和洛仑兹力大小之比为 。12、一半径为、一半径为R、密绕长直螺线管单位长度上的匝数密绕长直螺线管单位长度上的匝数 为为n，螺线管中的电流，螺线管中的电流 I 以恒定的速率以恒定的速率dI/dt = k增增 加，则位于距轴线加，则位于距轴线R/2处的电子的加速度处的电子的加速度a1= ；

8、 位于轴线上的电子的加速度位于轴线上的电子的加速度a2= 。13、真空中，一平面电磁波沿、真空中，一平面电磁波沿x 轴正向传播。已知电轴正向传播。已知电 场强度为场强度为 Ex = 0，Ez= 0，Ey= E0cos (t x/c)， 则磁场强度是：则磁场强度是：Hx = ，Hy = ，Hz = 。二、填空题：二、填空题：14、水的折射率为、水的折射率为1.33，玻璃的折射率为，玻璃的折射率为1.5，当光，当光 由水中射向玻璃表面反射时，起偏角等于由水中射向玻璃表面反射时，起偏角等于 ； 当光由玻璃射向水表面反射时，起偏角等于当光由玻璃射向水表面反射时，起偏角等于 。16、用波长为、用波长为

9、的单色平行光垂直照射单缝，若屏上的单色平行光垂直照射单缝，若屏上 的的P点为第二级明纹位置，则有单缝两边缘发出点为第二级明纹位置，则有单缝两边缘发出 的光到达的光到达P点的光程差为点的光程差为 ，从，从P点来看，点来看， 对该光波而言，该狭缝处的波阵面可分成半波带对该光波而言，该狭缝处的波阵面可分成半波带 数为数为 。17、由光电效应中遏止电势差与入射光频率的关系，、由光电效应中遏止电势差与入射光频率的关系， 可测得三个物理量，它们是可测得三个物理量，它们是 、 、 。 15、杨氏双缝实验中双缝间距为、杨氏双缝实验中双缝间距为0.5mm，双缝到屏的，双缝到屏的 距离为距离为1.0m，屏上可见到

10、两组干涉条纹，一组由，屏上可见到两组干涉条纹，一组由 波长为波长为4800的光产生，另一组由波长为的光产生，另一组由波长为 6000 的光产生，则在屏上两组干涉条纹的第三级明纹的光产生，则在屏上两组干涉条纹的第三级明纹 之间的距离是之间的距离是 。18、质子经、质子经206伏的电压加速后，德布罗意波长为伏的电压加速后，德布罗意波长为0.02 ，则质子的质量为，则质子的质量为 ；若质子的位置不确；若质子的位置不确 定量等于其波长，则其速率不确定量定量等于其波长，则其速率不确定量 v 。19、一飞船静止在地面上测量的长度为、一飞船静止在地面上测量的长度为20m，当它以，当它以 0.8c在空中竖直向

11、上匀速直线飞行时，地面上的在空中竖直向上匀速直线飞行时，地面上的 观察者测得其长度为观察者测得其长度为 ；若宇航员举一次；若宇航员举一次 手需手需2.4s，则地面上的观察者测得他举手的时间，则地面上的观察者测得他举手的时间 为为 。 20、在一维无限深势阱中运动粒子的波函数为：、在一维无限深势阱中运动粒子的波函数为：)(23cos1)(axaaxax则粒子在则粒子在x = 5a/6处出现的概率密度为处出现的概率密度为 。三、计算题：三、计算题：21、如图所示，导线、如图所示，导线ab与无限长直导线与无限长直导线 GE共面，共面，ab延长线与延长线与GE交于交于O点点 并成并成45角，若分别通以

12、电流角，若分别通以电流I1=20A， I2 = 10A， ab长长L = 9 cm，a端距端距 GE为为d = 1cm，求：，求：doEGabLI2I145222、如图，两根平行长直导线与矩形线圈、如图，两根平行长直导线与矩形线圈 共面，一根直导线通直流电共面，一根直导线通直流电 I0，另一根，另一根 通交流电通交流电i = I0cos t，线圈以速度，线圈以速度v 垂直垂直 于直导线向右运动。当线圈运动到图示于直导线向右运动。当线圈运动到图示 位置，恰好两直导线电流反向，且位置，恰好两直导线电流反向，且i = I0， 求这时线圈中的感应电动势。求这时线圈中的感应电动势。Lb baaI0iv2

13、3、空气中有一劈尖，折射率为、空气中有一劈尖，折射率为1.4，尖角为，尖角为10-4 rad， 在某一单色光垂直照射下，可测得两相邻明纹距在某一单色光垂直照射下，可测得两相邻明纹距 离为离为0.25cm，试求：，试求：(1)入射光的波长；入射光的波长； (2)若劈若劈 尖长尖长3.5cm，则总共可出现多少条明纹。，则总共可出现多少条明纹。求：求： ab在图示位置时所受在图示位置时所受GE产生的磁场的作用力产生的磁场的作用力24、波长为、波长为6000的平行光垂直照射在一光栅上，有两的平行光垂直照射在一光栅上，有两 个相邻明纹分别出现在个相邻明纹分别出现在sin = 0.2与与sin = 0.3

14、处，第处，第 四级缺级。求：四级缺级。求： (1) 光栅上相邻两缝之间的间距光栅上相邻两缝之间的间距a+b为多少？为多少？ (2) 光栅狭缝的最小宽度光栅狭缝的最小宽度a为多少？为多少？ (3) 按上述选定的按上述选定的a、b值，确定在值，确定在90到到 -90的范围的范围 内，实际呈现的全部级数。内，实际呈现的全部级数。25、长为、长为4m的棒静止在的棒静止在S系中系中XOY平面内，并与平面内，并与x轴成轴成30 角，角，S系以速度系以速度0.5c相对于相对于S系沿系沿X-X 轴正向运动。轴正向运动。 t = t= 0时，两坐标系的原点重合，求：时，两坐标系的原点重合，求：S系中的观系中的观

15、 察者测得此棒的长度和它与察者测得此棒的长度和它与X 轴的夹角。轴的夹角。26、 一维无限深方势阱中运动的粒子定态波函数为：一维无限深方势阱中运动的粒子定态波函数为：)0()(2), 0(0)(axaxnSinaaxxxa为势阱宽度，为势阱宽度，n为量子数。当为量子数。当n = 2 时，求：时，求：(1) 发现粒子几率最大时的位置；发现粒子几率最大时的位置；(2) 距离势阱左壁距离势阱左壁a/4宽度内发现粒子的几率。宽度内发现粒子的几率。IBRIBRMBSIBPMm200243)3090sin(2,D解： t 时刻，q 电荷在圆心O产生的 为：j ti tRqDsincos42j ti tRq

16、dtDdjcossin42模拟题一参考答案模拟题一参考答案一、选择题一、选择题1、（、（A）2、（、（D）3、（、（D）4、(A) 提示：当S在S1、S2中垂线上时，两缝位于同相面上，两 束光在P点光程差 r= S2P- S1P=K；当S向下平移 时，两缝不在同一波阵面上，此时光程 差r= (SS2 + S2P)-(SS1+S1P)=K，显然， SS2SS1， rr，K1，故 M m1+ m2 9、(D) 10、(C)二、选择题二、选择题20020202:190sin4:4:vevaevaeFFomerRBdtdBrrE22nkrdtdBrE022nkeRmmeEmFa04112、a1 = e

17、R 0nk/4m； a2 = 0。11、Fe : Fm= 1 : 0 0v2E解：右图为螺线管横截面图。作 r =R/2 的 圆形回路L。 对L回路环流为：说明：（1）由波印廷矢量 ，可定出 沿 z 方向振动； （2）由 ，得 ； （3） 、 振动为同位相。 HESH0000EH0000EHHE)(cos000cxtE13、Hx = 0； Hy = 0； Hz方向为回路切线方向，沿逆时针方向。E 解： 在杨氏双缝干涉中，明纹位置为：.2, 1, 0,2kaDkX若=4800，k =3，则有： X=2.88 10-3 m若=6000，k =3，则有： X=3.60 10-3 m所以有： X= X

18、-X = 7.2 10-4 m15、 7.2 10-4 m14、 48.44； 41.5616、5 /2；5 解：光程差 = asin = (2k+1)/2，k=1、2、 取k=2，光程差 = 5/2 显然，半波带数 2k+1 = 5OCBVa ()(Hz)0 解： 由爱因斯坦方程：和aAmvh221aeVmv 221可得遏止电势差和入射光频率的关系为：) 1 (eAehVa17、 逸出功；普朗克常数；截止频率逸出功；普朗克常数；截止频率由实验测出Va和 之间的关系曲线如图中实线，它可由方程(1)表示，故：直线截距： OC = A/e ，得逸出功 A = eOC； 直线斜率： tg = OC/

19、OB = h / e ，得普朗克常数 h = e OC/OB； Va = 0 时的入射光频率为截止频率。得0 = OBkgeUhmp27221067. 1218、 1.67 10-27 kg；vheUmvmPpp2解： (1) 质子经所给的电场加速，其速度vc，故有mpv2/2 = eU ， 质子加速后的动量大小 ，解得：(2) 由题意可知x = ，又 = h / p，p = mv，根据测不准关系 式有：x p h， 即m x v h，得： v h /mx = h /m = P / m = v19、L =12m; t = 4.0s解： (1) 已知飞船固有长度为20m，根据长度收缩，地面上观察

20、者测 得运动着飞船的长度为：20、1/(2a) 解：粒子出现在5a/6处的几率密度为： aaaxaaaxaaxax21)3cos(1123cos65656522mllll126 . 0)8 . 0(1/0200(2) 已知固有时间为2.4s，根据时间膨胀，地面上观察者测得运 动着飞船上的事件为：s0 . 40设动生电动势和感生电动势分别用1和 2表示，则总电动势为 = 1+2，取回路顺时针方向为正绕向baibaIBbaibaIBLvBLvB222200020001211oodrrIIdlrIIdlBIdF45cos2290sin2102102三、计算题三、计算题21、解：、解：doEGabLI

21、2I145在ab上取 I2dl， I2dl处的B为：rIB210方向为垂直纸面向里方向为垂直ab斜向上。22、解：、解： NdrrIIdFFoLddo445cos210103 . 145cos201,210BBIiLdrriraItsdtB2220002tIbabaLsin)(ln200drrdtdiLbaba1200)(2,020IiKtIi时(1) 由题意知反射光干涉明纹条件为：kne22两相邻明纹间距 l 由下式决定：neelkk2sin1(2) 明纹总条数： N = L / l = 14 条23、解：、解：mnlnl71072sin2即(1) 将已知条件代入光栅方程：0.2(a+b)

22、= k0.3(a+b) = (k+1)解得：a+b=10=610-6 m (2) k = 4时出现第一次缺级，有：4)(4Sinba光栅衍射缺级正是出现在单缝衍射暗纹位置，所以有：.2, 12/24kkaSin k=1时a取最小值，故4aSin 所以：a = (a+b)/4 = 1.5 10-6 m24、解：、解： (3) 令 Sin =1，代入光栅方程有：k = (a+b)/=10.2, 12/2kkaSin.2, 12/2)(kkSinba消去Sin，得缺级k值：8,49maxkk范围内，在 a/(a+b) = k/k，得：k = (a+b)k/a = 4k 故实际呈现的全部级数为：9,7

23、,6,5, 3,2, 1,0k又因单缝衍射出现暗纹，导致光栅衍射条纹出现缺级，缺级的角位置应同时满足单缝衍射暗纹方程和光栅方程，故：棒静止于S系中，固有长度为l0 = 4m，对于S系：mSinllmCoslloyox23032300000，对于S系，棒沿运动方向有收缩效应，故有：mllmcvlloyyoxx235 . 01321222，25、解：、解：相对S系的棒长为：mlllyx6 . 3232222棒与X轴的夹角为：0117 .3332tglltgyx(1) 当 n = 2时，定态波函数为：axaxSinaaxxx0)2(2, 00)(26、解：、解：由d 2(x)/dx = 0得：Sin(4x/a) = 0又d 2 2(x)/dx 2 0时为极大，故：Cos(4x/a) 0同时满足时则有：.)2, 1, 0() 12(4kkax解得： x = (2k+1)a/4 0 xa(2) 粒子出现在xx+dx内的几率为：dW = 2(x)dx， 则粒子出现在0 a/4区间的几率为：4122)(402402aadxaxSinadxxW故 x0 = a/4，x1 = 3a/4时，发现粒子的几率最大