西南科技大学2011大学物理B2(B)卷及参考答案

2011-2012-1学期《大学物理B2》-B卷第1页共7页西南科技大学2011-2012-1学期《大学物理B2》本科期末考试试卷（B卷）一、选择题（每题3分，共30分）1、磁场B对电流元的lId作用力Fd称为安培力。以下哪几点是安培力的特点？[](1)不可能用实验来验证Fd，因为孤立的lId不存在(2)Fd的方向始终与lId或B垂直(3)Fd的大小与lId和B间的夹角有关(4)两电流元之间的安培力一定满足牛顿第三定律A、(1)(2)(3)B、(2)(3)(4)C、(1)(3)(4)D、(1)(2)(4)2、将一根导线弯折成半径为R的3/4圆弧abcd，置于均匀磁场B中，B垂直于导线平面，如图所示。当导线沿角aOd的角平分线方向以速度v向右运动时，导线中产生的感应电动势i为[].A、0B、vRBC、vRB2D、22vRB3、在长直导线附近有一长方形金属薄片（重量极轻），薄片与长直导线共面，如图。当长直导线中突然通过大电流I时，由于电磁感应，薄片中将产生涡电流，因而[].A、薄片将向右运动B、薄片将向左运动C、薄片将发生转动D、薄片静止不动4、用线圈和自感系数L来表示载流线圈磁场能量的公式22LIWm[]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,且密绕的螺绕环;D、适用于自感系数L一定的任意线圈。课程代码161990112命题单位理学院：大学物理教研室ObadcvBI薄片2011-2012-1学期《大学物理B2》-B卷第2页共7页5、一个简谐振动的振动曲线如图所示。此振动的周期为[]A、12s；B、10s；C、14s；D、11s。6、如图所示，相距4的两相干波源s1和12,ss比2s的位相超前2π。比较1s、2s产生的波在R点处的位相为[]A、同相B、反相C、1s的波比2s的超前2πD、1s的波比2s的落后2π7．在图所示的干涉装置中，相邻两干涉条纹间距记为x，从棱边到金属丝之间的干涉条纹总数记为N,若把金属丝向劈棱方向推进到某一位置，则[].A、x减小，而N增大B、x增大，而N也增大C、x减小，而N也减小D、x增大，而N减小E、x减小，而N不变8、在单缝夫琅和费衍射实验中波长为的单色光垂直入射到单缝上，对应于衍射角为30的方向上，若单缝处波面可分成3个半波带，则缝宽度a等于[]A、B、1.5C、2D、39、在光栅衍射实验中，用单色光垂直照射光栅常数2aba的光栅，则在光栅衍射条纹中[]A、k=3、6、9…级数的明条纹不会出现B、k=1、3、5…级数的明条纹不会出现C、k=2、4、6…级数的明条纹不会出现D、k=1、2、3…级数的明条纹不会出现10、光从水面反射时起偏角为53°，如果一束光以53°角入射，则折射角为[].A、37°B、39°C、41°D、53°E、90°二、填空题（每题2分，共14分）1、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点的磁感强度的大小为.单色光垂直入射金属丝玻璃玻璃R41s2sIIba2011-2012-1学期《大学物理B2》-B卷第3页共7页)(my)(mxsmu/200005.0001.0Pm1001n2n3ne入射光反射光1反射光22、如图，平行的无限长直载流导线A和B，电流强度均为I，垂直纸面向外，两根载流导线之间相距为a，则磁感强度B沿图中环路L的线积分Ldl=B________________________．3、如图所示，导体棒AB在均匀磁场B中绕通过C点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO转动（角速度与B同方向），BC的长度为棒长的13，则A点比B点电势(选择高、低或相等填空)。4、如图所示为一平面简谐波在st2时刻的波形图，质点P的振动方程是.5、两个同方向同频率的简谐振动，其振动表达式分别为：211610cos(5)2xt，22210cos(5)xt它们的合振动初相位为____________6、单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，如图所示，若薄膜的厚度为e，且321nnn，1为入射光在1n中的波长，则两束反射光的光程差为______________。7、波长为500.0nm的单色光垂直入射到光栅常数为cm100.14平面衍射光栅上，第一级衍射主极大所对应的衍射角=______。三、计算题（共56分）1、半圆线圈ACB通有电流I2，置于电流为I1的无限长直线电流的磁场中，直线电流I1恰过半圆的直径，两导线相互绝缘。求半圆线圈受到长直线电流I1的磁力。（12分）10.BxAaLyPI1I2ABCOO′BBAC2011-2012-1学期《大学物理B2》-B卷第4页共7页2、如图所示，在均匀磁场中有一金属框架aOba,ab边可无磨擦自由滑动，已知OxabaOb,，磁场随时间变化规律为2/2tBt。若0t时，ab边由0x处开始以速率v作平行于X轴的匀速滑动。试求任意时刻t金属框中感应电动势的大小和方向。（12分）3、一横波沿绳子传播，其波动方程为xtyπ2π100cos05.0(SI)(1)求此波的振幅、波速、频率和波长；（4分）(2)求绳子上各质点的最大振动速度和最大振动加速度。（6分）4、在折射率为5.11n的玻璃表面上镀一层折射率为5.22n的透明介质膜可增强反射。若在度膜过程中用一束波长为=600nm的单色光从上方垂直照射在介质膜上，并用仪器测量透射光的强度。当介质膜的厚度逐渐增大时，透射光的强度发生时强时弱的变化，试求当观察到透射光的强度第三次出现最弱时，介质膜已镀了多厚？（10分）5、有波长为1和2的平行光垂直照射一单缝，在距缝很远的屏上观察衍射条纹，如果1的第一衍射极小与2的第二级衍射极小相重合。试求（1）这两种波长之间有何关系？（6分）（2）在这两种波长的衍射图样中是否还有其他的极小会互相重合？（6分）vabOB0n2n1nd2011-2012-1学期《大学物理B2》-B卷第5页共7页西南科技大学2011-2012-1学期《大学物理B2》本科期末考试试卷（B卷）参考答案及评分细则一、选择题（每题3分,共30分）1--10、ACADABEDCA。二、填空题（每题2分，共14分）1、02、0-I3、高4、]3π2π2cos[010/)t(.yP或0.01cost+（2）35、arctan3-或1arctan23+6、2112/2+nen或2112/2-nen7、300三、计算题（共56分）1、（12分）解：长直导线在周围空间产生的磁场分布为B=μ0I1/(2πr)，取xoy坐标如图所示，则在半圆线圈所在处产生的磁感应强度的大小为θRπIμBsin210（3分）方向垂直纸面向里。式中θ为场点至圆心的连线与y轴的夹角。半圆线圈上dl段线电流所受的力为θrθRπIIμlBIIFdsin2ddd21022Bl（3分）根据对称性知0ydF（2分）θFFxsindd222102100IIμππIIμdFFπxx方向垂直I1向右。（4分）2、（12分）解由于B随时间变化，同时ab导线切割磁场线，故回路中既存在感生电动势，又存在动生电动势。tBStSBtBStΦddddd)(ddd)21(dd21)21(dd2ttlxlxtB势动.（6分）课程代码161990112命题单位理学院：大学物理教研室ooyxI2I1θRdFdFydFx2011-2012-1学期《大学物理B2》-B卷第6页共7页动的方向从b指向a，感的方向为逆时针方向。将tantan,vtxlvtx代入上式，则)21(ddtan21)tan21(dd21222222tttvtvttitan32tv（4分）i的方向为逆时针方向。（2分）说明:分别正确出计算动生电动势和感生电动势,也正确.按照动生电动势得计算5分,感生电动势计算5分,方向2分判分.3、（10分）解：（1）已知波的表达式为xt.yπ2π100cos050与标准形式/xtAyπ2π2cos比较得A=0.05m,=50Hz,=1.0m，u==50m/s（4分）(2)sm715π2.Atyvmaxmax（3分）232222sm10394π4.Atyamaxmax（3分）4、（10分）解光程差为2/d22n（4分）当k时，反射光干涉加强透射光减弱；当)21(k时，反射光干涉减弱，而透射光加强。当透射光第三次最弱时，则反射光第三次最强，有2/d22n＝3（4分）)m(1034/5d72n（2分）5、（12分）解：（1）对于的21,光分别形成的第一和第二衍射极小有11sina、222sina（4分）因为衍射角21，故有：212（2分）（2）对于21,的光，其极小位置为111sinka222sinka（4分）当两种图样中的其他极小相重合时，有21，所以：2211kk将212代入上式，有122kk（2分）即还有1光线的k1级衍射极小与2光线的2k1级衍射极小重合。0n2n1nd2011-2012-1学期《大学物理B2》-B卷第7页共7页