安慶師范學(xué)院大學(xué)物理下期末考試題庫.pdf

第 1頁共 21頁 大學(xué)物理 2 期末復(fù)習(xí)試題庫 第四篇電磁學(xué) 一 判斷題 1 關(guān)系HB 對所有各向同性線性介質(zhì)都成立 2 靜電場中任何兩條電力線不相交 說明靜電場中每一點(diǎn)的場強(qiáng)是唯一的 3 導(dǎo)體內(nèi)部處處沒有未被抵消的靜電荷 靜電荷只分布在導(dǎo)體的表面上 4 電源電動勢的方向是自正極經(jīng)電源內(nèi)部到負(fù)極的方向 5 自感系數(shù)只依賴線圈本身的形狀 大小及介質(zhì)的磁導(dǎo)率而與電流無關(guān) 6 恒定磁場中定理 Il dH 成立 7 關(guān)系ED 對所有各向同性電介質(zhì)都成立 8 0 q sdE 對任意電場均成立 9 可以把電子的自旋運(yùn)動和宏觀物體的自轉(zhuǎn)運(yùn)動相類比 10 無論是在穩(wěn)恒磁場還是非穩(wěn)恒磁場中安培環(huán)路定理 i L Il dH 都成立 11 導(dǎo)體靜電平衡的條件是導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零 12 有人把 0S SB B d稱為磁場高斯定理 它只對恒定磁場成立 在變化磁場中 0S SB B d 13 由電容計算公式 ab U q C 理解為當(dāng)0 q時電容0 C 14 洛倫茲力不能改變運(yùn)動電荷速度的大小 只能改變速度的方向 15 任何導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)都處處為零 16 由安培環(huán)路定理 Il dH 可知 H 僅與傳導(dǎo)電流有關(guān) 17 自感系數(shù)為L的載流線圈磁場能量的公式 2 2 1 LIW 只適用于無限長密繞 螺線管 18 當(dāng)一個帶電導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時 表面上電荷密度較大處電勢較高 第 2頁共 21頁 19 高斯定理 VS dVd S SD D 只對靜電場成立 對變化的電場不成立 20 在電場中 電場強(qiáng)度為零的點(diǎn) 電勢不一定為零 21 穩(wěn)恒電流磁場的磁場強(qiáng)度H 僅與傳導(dǎo)電流有關(guān) 22 當(dāng)一個帶電導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時 導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)與其表面上任一點(diǎn)的電勢差 等于零 23 有人把0 S dS SB B 稱為磁高斯定理 它只對恒定磁場成立 在變化的磁場中該 式不成立 24 運(yùn)動電荷可以產(chǎn)生電流 同樣靜止電荷也可以產(chǎn)生電流 25 磁介質(zhì)有三種 用相對磁導(dǎo)率 r 表征它們各自的特性時 順磁質(zhì)0 r 抗 磁質(zhì)0 r 鐵磁質(zhì)1 r 二 填空題 1 在真空中 半徑為R的載流圓線圈 通有電流I 其圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B 的 大小為 無限長 載流螺線管 通有電流I 其單位長度線圈 匝數(shù)為 n 則其內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度B 的大小為 2 磁場能量密度可表示為 m w 還可表示為 m w 3 如題圖所示的電路中 兩電源的電動勢分別 為 1 2 內(nèi)阻分別為 1 r 2 r 三個負(fù)載電阻 阻值分別為RRR 21 電流分別為 321 III 方 向如圖 則 A 到 的電勢增量 AB VV 為 3 一矩形線框長為 a 寬為 b 置于均勻磁場中 線框繞 OO 軸 以勻角速度旋轉(zhuǎn)如題圖所示 設(shè) t 0 時 線框平面 處 于 紙 面 內(nèi) 則 任 一 時 刻 感 應(yīng) 電 動 勢 的 大 小 為 4 積分形式的麥克斯韋方程組所包含的四個方程是 第 3頁共 21頁 5 有兩個長直密繞螺線管 長度及線圈匝數(shù)均相同 半徑分別為 1 r和 2 r 管內(nèi)充 滿均勻介質(zhì) 其磁導(dǎo)率分別為 1 和 2 設(shè)2 1 21 rr 1 2 21 當(dāng)將兩只 螺線管串聯(lián)在電路中通電穩(wěn)定后 其自感系數(shù)之比 21 L L與磁能之比 21 mm WW分 別為 6 無限長 載流長直導(dǎo)線 通有電流I 距其距離為d的P點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大小為 半徑為R的載流圓線圈 通有電流I 其圓 心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B 的大小為 7 一內(nèi)半徑為a 外半徑為b的金屬球殼 帶有電荷Q 球殼內(nèi)距球心為r處有 一點(diǎn)電荷q 設(shè)無窮遠(yuǎn)處為勢能零點(diǎn) 則球心處的總電勢為 8 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的均勻磁場中 垂直于磁場 方向的平面內(nèi)有一段載流彎曲導(dǎo)線 電流為I 如右圖所示 則其所受的安培力大小 為 方向為 9 一電子繞一帶均勻電荷的長直導(dǎo)線以 14 102 sm的勻速率作圓周運(yùn)動 已知 電子質(zhì)量kgm 31 0 101 9 電子電量Ce 19 1060 1 則為帶電直線上的線電 荷密度為 1 mC 10 在真空中 半無限長 載流長直導(dǎo)線 通有電流I 距其距離為d的P點(diǎn) 處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B 的大小為 11 一帶電量為q的點(diǎn)電荷在空間距離其為r處的電場強(qiáng)度為 電勢為 12 如圖所示 在 A B 兩點(diǎn)處放有電量分別為 q q 的點(diǎn)電荷 AB 間的距離為 2R 現(xiàn)將另 一正試驗電荷 0 q從 O 點(diǎn)經(jīng)過半圓弧移到 C 點(diǎn) 則移動過程中電場力作的功為 13 選無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn) 半徑為R的導(dǎo)體球帶電后 其電勢為 0 V 則球外離 球心距離為r處的電場強(qiáng)度的大小為 14 如圖所示 點(diǎn)電荷q和q 被包圍在高斯面S內(nèi) 則 第 4頁共 21頁 通過該高斯面的電場強(qiáng)度的通量為 sdE s 若q在高斯面內(nèi)移 動 則高斯面上的電場強(qiáng)度E 填是否改變 15 如圖所示 其中實(shí)線為某電場中的電場線 虛線表示等勢 位 面 由圖可 以看出 點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大 點(diǎn)的電勢最高 16 一載有電流I的細(xì)導(dǎo)線分別均勻密繞在半徑為R和r的長直圓筒上形成兩個 螺線管 兩螺線管單位長度上的匝數(shù)相等 設(shè)rR2 則兩螺線管中磁感強(qiáng)度 R B 和 r B大小應(yīng)滿足關(guān)系 17 如圖所示 四個帶電粒子在 O 點(diǎn)沿相同方向垂直于磁感 線射入均勻磁場后的偏轉(zhuǎn)軌跡的照片 磁場方向垂直紙面 向外 四個粒子的質(zhì)量 電荷大均相等 則其中動能最大 的帶負(fù)電的粒子所對應(yīng)的軌跡是 動能最小的帶正電的粒子所對應(yīng)的軌 跡是 18 如圖所示 長度為l的直導(dǎo)線ab在均勻磁場B 中以速 度v 移動 直導(dǎo)線ab中的電動勢為 19 載流的圓形線圈 半徑 1 a 與正方形線圈 邊長 2 a 通有相同電流I 若兩個線 圈的中心 1 O 2 O處的磁感強(qiáng)度大小相同 則半徑 1 a與邊長 2 a之比 21 a a 為 20 自感為 0 25 H 的線圈中 當(dāng)電流在 1 16 s 內(nèi)由 2A 均勻減小到零時 線圈中 自感電動勢的大小為 21 電荷為C 9 105 的試驗電荷放在電場中的某點(diǎn)時 受到N 9 1020 的向下的 力 則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為 方向為 三 選擇題 1 有電介質(zhì)時的高斯定理可表示為 i S qSdD 下列說法正確的是 A i q為封閉面 S 內(nèi)自由電荷的代數(shù)和 B i q為封閉面 S 內(nèi)電荷的代數(shù)和 C D 矢量由封閉面 S 內(nèi) 外所有自由電荷共同決定 D D 矢量僅由封閉面 S 內(nèi)的所有自由電荷共同決定 第 5頁共 21頁 2 關(guān)于D 的高斯定理 下列說法中哪一個是正確的 A 高斯面內(nèi)不包圍自由電荷 則面上各點(diǎn)電位移矢量D 為零 B 高斯面上處處D 為零 則面內(nèi)必不存在自由電荷 C 高斯面的D 通量僅與面內(nèi)自由電荷有關(guān) D 以上說法都不正確 3 在勻強(qiáng)磁場中 有兩個平面線圈 其面積 21 2AA 通有電流 21 2II 它 們所受的最大磁力矩之比 21 MM等于 A 1 B 2 C 4 D 1 4 4 圓銅盤水平放置在均勻磁場中 B 的方向垂直盤面向上 當(dāng) 銅盤繞通過中心垂直于盤面的軸沿圖所示方向轉(zhuǎn)動時 A 銅盤上有感應(yīng)電流產(chǎn)生 沿著銅盤轉(zhuǎn)動的相反方向流動 B 銅盤上有感應(yīng)電流產(chǎn)生 沿著銅盤轉(zhuǎn)動的方向流動 C 銅盤上產(chǎn)生渦流 D 銅盤上有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生 銅盤邊緣處電勢最高 E 銅盤上有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生 銅盤中心處電勢最高 5 長為L的一根銅棒 在均勻磁場中以勻角速度 旋轉(zhuǎn) 如右圖所示 B 垂直銅 棒旋轉(zhuǎn)平面 設(shè)0 t時 銅棒與 Ob 成 角 則在這根銅棒 內(nèi)感生電動勢的大小是 A cos 2 tBL B 2 1 cos 2 tBL C BL2 D 2 1 BL2 6 在一不帶電荷的導(dǎo)體球殼的球心處放一點(diǎn)電荷 并測量球殼內(nèi)外的場強(qiáng)分布 如 果將此點(diǎn)電荷從球心移到球殼內(nèi)其它位置 重新測量球殼內(nèi)外的場強(qiáng)分布 則將 發(fā)現(xiàn) A 球殼內(nèi) 外場強(qiáng)分布均無變化 B 球殼內(nèi)場強(qiáng)分布改變 球殼外不變 C 球殼外場強(qiáng)分布改變 球殼內(nèi)不變 D 球殼內(nèi) 外場強(qiáng)分布均改變 第 6頁共 21頁 7 如圖所示 空氣中有一無限長金屬薄壁圓筒 在表面上沿圓周方向均勻地流著 一層隨時間變化的面電流 ti 則 A 圓筒內(nèi)均勻地分布著變化磁場和變化電場 B 任意時刻通過圓筒內(nèi)假想的任一球面的磁通 量和電通量均為零 C 沿圓筒外任意閉合環(huán)路上磁感強(qiáng)度的環(huán)流不為零 D 沿圓筒內(nèi)任意閉合環(huán)路上電場強(qiáng)度的環(huán)流為零 8 在真空中有 A B 兩平等板 相對距離為 d 板面積為 S 其帶電量分別為 q 和 q 則這兩板間的相互作用力 f 為 A S q f 0 2 B 2 0 2 4d q f C S q f 0 2 2 D 0 f 9 一導(dǎo)體閉合圓線圈在均勻磁場中運(yùn)動 能使線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流的運(yùn)動方式是 A 線圈沿磁場方向平移 B 線圈沿垂直于磁場方向平移 C 線圈以自身的直徑為軸轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)動軸與磁場方向平行 D 線圈以自身的直徑為軸轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)動軸與磁場方向垂直 10 一運(yùn)動電荷在均勻磁場中受洛倫茲力的正確說法是 A 只要qv的大小不變 它朝何任方向所受的力都相等 B 在速度v 不變的前提下電荷q變?yōu)閝 它所受的力方向不變 C 電荷q變?yōu)閝 同時速度反向 它所受的力也將反向 D qv的大小不變 將磁場反向 它所受的力也將反向 11 一平行板電容器中充滿相對介電常量為 r 的各向同性均勻電介質(zhì) 已知介質(zhì) 表面極化電荷面密度為 則極化電荷在電容器中產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小為 A 0 B r 0 C 0 2 D r 12 已知某電場的電場線分布情況如圖所示 現(xiàn)觀察到一負(fù) 電荷從 M 點(diǎn)移到 N 點(diǎn) 有人根據(jù)這個圖作出下列幾點(diǎn)結(jié)論 其中正確的是 第 7頁共 21頁 A 電場強(qiáng)度 NM EE B 電勢 NM UU C 電勢能 NM WW D 電場力的功0 A 13 一個未帶電的空腔導(dǎo)體球殼 內(nèi)半徑為R 在腔內(nèi)離球心 的距離為d處 Rd 固定一點(diǎn)電荷q 如圖所示 用導(dǎo) 線把球殼接地后 再把地線撤去 選無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn) 則球心O處的電勢為 A 0 B d q 0 4 C R q 0 4 D Rd q11 4 0 14 如圖所示 兩根直導(dǎo)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(qiáng)度B 沿圖中閉合路徑L的積分 L lB d等于 A I 0 B 3 0I C 4 0I D 3 2 0I 15 對位移電流 d I 有下述四種說法 其中正確說法是 A d I實(shí)際上是指變化的電場 B d I是由線性變化磁場產(chǎn)生的 C d I的熱效應(yīng)服從焦耳 楞次定律 D d I的磁效應(yīng)不服從安培環(huán)路定理 四 計算與證明題 1 一半徑為R的金屬球 帶有電荷 0 q 設(shè)0 0 q 浸埋在均 勻無限大的電介質(zhì)中 如圖所示 電介質(zhì)的介電常數(shù)為 r 0 求 1 電介質(zhì)中任意一點(diǎn)的電位移D 電場強(qiáng)度E 電 極化強(qiáng)度P 2 電介質(zhì)與金屬球交界面上的極化電荷面密度 3 金屬球的電勢 R V 2 在如圖所示的電路中 已知 2 431 RRR 6 2 R V6 1 V2 2 各電池的內(nèi)阻均可忽略 求 1 當(dāng)開關(guān) K 打開時 求電路中 B C 兩點(diǎn)間的電位差 BC U 第 8頁共 21頁 x dx a I N 2 1 2 當(dāng)開關(guān) K 閉合后 若已知此時 A B 兩點(diǎn)的電位相等 求電阻R 3 由兩個 無限長 的同軸圓筒狀導(dǎo)體所組成的電纜 其間充滿磁導(dǎo)率為 的 磁介質(zhì) 電纜中沿內(nèi)圓筒和外圓筒流過的電流I大小相等而方向相反 設(shè)內(nèi) 外圓 筒的半徑分別為 1 R和 2 R 試用安培環(huán)路定理求內(nèi)圓筒之內(nèi) 內(nèi)外圓筒之間以及 外圓筒之外空間的磁場 4 如圖 總匝數(shù)為N的長方形線圈固定地置于由載流 為tII sin 0 的無限長直導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場中 線圈 與載流導(dǎo)線在同一個平面內(nèi) 求線圈中的感應(yīng)電動 勢 5 如圖所示 一半徑為 2 r電荷線密度為 的均勻帶電圓環(huán) 里 邊有一半徑為 1 r總電阻為R的導(dǎo)體環(huán) 兩環(huán)共面同心 12 rr 試證明 當(dāng)大環(huán)以變角速度 t 繞垂直于環(huán)面的中心軸旋 轉(zhuǎn)時 小環(huán)中的感應(yīng)電流為 dt td R r R i 2 2 10 6 如圖所示 長直導(dǎo)線載有電流I 在它旁邊有一段 直導(dǎo)線ab Lab 兩導(dǎo)線共面 角及d為已知 ab導(dǎo)線以速度v 運(yùn)動 v 方向垂直于載流導(dǎo)線 求 在圖示位置ab導(dǎo)線中的感應(yīng)電動勢 i 7 如圖所示 一半徑為 R 的均勻帶電無限長直圓筒 面電荷密度為 該筒以角速度 繞其軸線勻速旋 轉(zhuǎn) 試求圓筒內(nèi)部的磁感強(qiáng)度 第 9頁共 21頁 8 如圖所示 一長直導(dǎo)線中通有電流I 有一垂直于導(dǎo)線 長度為l的金屬棒 AB 在包含導(dǎo)線的平面內(nèi) 以恒定的速度v 沿與棒成 角的方向移動 開始時 棒的 A 端到導(dǎo)線的距離為 a 求任意時刻金屬棒中的動生電動勢 并指出棒哪端 的電勢高 9 如圖所示 一半徑為 R 的帶電塑料圓盤 其中半徑為 r 的陰 影部分均勻帶正電荷 面電荷密度為 其余部分均勻帶負(fù) 電荷 面電荷密度為 當(dāng)圓盤以角速度 旋轉(zhuǎn)時 測得 圓盤中心 O 點(diǎn)的磁感強(qiáng)度為零 試求 R 與 r 所滿足的關(guān)系式 10 如圖所示 有一帶電球殼 內(nèi) 外半徑分別為a b 電荷 體 密 度 為rA 在 球 心 處 有 一 點(diǎn) 電 荷Q 證 明 當(dāng) 2 2 aQA 時 球殼區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度E 的大小與半徑r無關(guān) 11 在如圖所示的電路中 已知 V0 8 1 V0 2 2 20 1 R 40 2 R 60 3 R O 點(diǎn)接地 K 為開關(guān) C 為電容 求 1 開關(guān)閉合前 A 點(diǎn)的電勢 1A V 2 開關(guān)閉合后 A 點(diǎn)的電勢 2A V 開關(guān)閉合前后 A 點(diǎn)的電勢及電容器極板 上的電荷量均指電路穩(wěn)態(tài)時的值 12 有一閉合回路由半徑為 a 和 b 的兩個同心共面半圓連 接而成 如圖所示 其上均勻分布線密度為 的電荷 當(dāng)回路以勻角速度 繞過 O 點(diǎn)垂直于回路平面的軸轉(zhuǎn)動時 求圓心 O 點(diǎn)處的磁感強(qiáng)度的大小 13 如圖所示 有一根長直導(dǎo)線 載有直流電流I 近 旁有一個兩條對邊與它平行并與它共面的矩形線圈 以 勻速度v 沿垂直于導(dǎo)線的方向離開導(dǎo)線 設(shè) t 0 時 線 圈位于圖示位置 求 1 在任意時刻t通過矩形線圈的磁通量 a b Q 第 10頁共 21頁 2 在圖示位置時矩形線圈中的電動勢 14 一平面線圈由半徑為m2 0的41圓弧和相互垂直的兩直線組成 通以電流 A2 把它放在磁感強(qiáng)度為T5 0的均勻磁場中 求 1 線圈平面與磁場垂直時 如圖所示 圓弧AC段所 受的磁力 2 線圈平面的磁矩 3 當(dāng)線圈平面與磁場成 60時 線圈所受的磁力矩 15 如圖所示 載有電流的I長直導(dǎo)線附近 放一導(dǎo)體半 圓環(huán) MeN 與長直導(dǎo)線共面 且端點(diǎn) MN 的連線與長直 導(dǎo)線垂直 半圓環(huán)的半徑為 b 環(huán)心 O 與導(dǎo)線相距 a 設(shè) 半圓環(huán)以速度v 平行導(dǎo)線平移 求半圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動勢 的大小和方向以及 MN 兩端的電壓 NM VV 16 一個半徑為 R 的均勻帶電半圓環(huán) 電荷線密度為 求環(huán)心處 O 點(diǎn)的場強(qiáng) 17 如右圖所示 在兩平行載流的無限長直導(dǎo)線的平面內(nèi)有 一矩形線圈 兩導(dǎo)線中的電流方向相反 大小相等 且電流 以 dt dI 的變化率增大 求 1 任一時刻線圈內(nèi)所通過的磁通 量 2 線圈中的感應(yīng)電動勢 18 設(shè)在真空中有一均勻帶電球體 半徑為R 帶電總量為Q 求球面內(nèi)外空間 各點(diǎn)的場強(qiáng) 19 如右圖所示的電路中 電源電動勢分別為V12 1 V8 2 V10 3 內(nèi) 阻 為 1 321 rrr 第 11頁共 21頁 2 321 RRR 1 4 R 3 5 R 求 1 a b兩點(diǎn)間的電位差 ab U 2 a b短路后 電阻 5 R上電流大小和流向 20 如右圖所示 半徑為R的半圓線圈 ACD 通有電流 2 I 置于電流為 1 I的無限長直線電流的磁場中 直線電流 1 I恰過半圓的直徑 兩導(dǎo)線 相互絕緣 求半圓線圈受到長直線電流 1 I的磁力 21 半徑為 1 R和 2 R 12 RR 的兩無限長同軸圓柱面 單位長度上分別帶有電量 和 試求 1 1 Rr 2 21 RrR 3 2 Rr 處各點(diǎn)的場強(qiáng) 22 在如右圖所示的電路中 兩電源的電動勢分別為 V9 1 和V7 2 內(nèi)阻分別為 3 1 r和 1 2 r 電阻 8R 求電阻R兩端的電位差 23 如圖 AB CD為長直導(dǎo)線 BC為圓心在O點(diǎn)的 一段圓弧形導(dǎo)線 其半徑為R 若通以電流I 求O點(diǎn) 的磁感應(yīng)強(qiáng)度 第五篇波動光學(xué) 一 判斷題 1 在光柵的夫瑯和費(fèi)衍射中 當(dāng)光柵在光柵所在平面內(nèi)沿刻線的垂直方向上作 微小移動時 則衍射花樣沒有變化 2 在等厚干涉條紋中 任何兩相鄰明紋或暗紋之間的空氣隙厚度差為2 3 一束光線由空氣射向玻璃 沒有檢測到反射光 那么入射光一定是線偏振光 I2 I1 A D C 第 12頁共 21頁 4 有兩種獲得相干光的方法 振幅分割法和波振面分割法 薄膜干涉實(shí)驗屬于 第二種方法 5 在單縫衍射圖樣上 中央明紋的寬度是其它明紋寬度的兩倍 6 由光的偏振實(shí)驗足可以證明光波不是橫波 7 當(dāng)自然光在兩種介質(zhì)分界面上發(fā)生反射和折射時 即使入射角i等于布儒斯特 角 折射光也不為完全偏振光 8 單縫夫瑯和費(fèi)衍射的明紋的計算式是 ka sin 9 雙縫干涉條紋中 相鄰明紋和相鄰暗紋的間距相等 與干涉級k無關(guān) 10 只要入射角i等于布儒斯特角則反射光和折射光都成為線偏振光 11 有兩種獲得相干光的方法 振幅分割法和波振面面分割法 楊氏雙縫干涉實(shí) 驗屬于第一種方法 12 單縫衍射圖樣上的條紋分布與干涉圖樣上條紋分布很相似 即條紋寬相等 光強(qiáng)均勻 條紋間距相等 13 由光的偏振實(shí)驗足可以證明光波不是縱波 14 只要入射角i等于布儒斯特角 反射光就成為完全偏振光 15 讓光強(qiáng)為I的自然光垂直入射到平行放置的 偏振化方向成 60角的兩偏振 片后 如果兩偏振片對光振動平行于其偏振化方向的光線均無吸收 其透射光強(qiáng) 與入射光強(qiáng)之比為 4 1 16 光程是指光在空間傳播的幾何路程 17 激光具有相干性好 單色性好 方向性好 能量集中的特點(diǎn) 18 同一光源發(fā)出的光 通過某些裝置進(jìn)行分束后 就獲得了相干光源 19 在光柵衍射中 當(dāng)光柵在光柵所在平面內(nèi)沿刻線的垂直方向上作微小移動時 則衍射花樣作與光柵移動方向相同的方向移動 20 由光的偏振實(shí)驗足可以證明光波是縱波 21 只要入射角i等于布儒斯特角折射光就成為完全偏振光 第 13頁共 21頁 二 填空題 1 在楊氏雙縫實(shí)驗中 已知屏與雙縫間的距離mD1 用鈉光燈作單色光源 A 5893 雙縫寬度mmd2 相鄰明紋間距 mmd10 相鄰明紋間距 2 波長為 589nm的光垂直照射到 1 0mm 寬的縫上 觀察屏在離縫 3 0m 遠(yuǎn)處 在中央衍射極大任一側(cè)的頭兩個衍射極小間的距離為 3 用很薄的云母片 n 1 58 覆蓋在雙縫實(shí)驗中的一條縫上 這時屏幕上的第七級 明條紋恰好移到屏幕中央零級明紋移的位置 如果入射的光波長為nm550 則這 云母片的厚度是 4 有一空氣劈尖 用波長為 589nm 的鈉黃色光垂直照射 可測得相鄰明條紋之 間的距離為 0 1cm 則劈尖的尖角 利用 sin 5 一束非偏振光入射到一個由四個偏振片所構(gòu)成的偏振片組上 每個偏振片的透 射方向相對于前面一個偏振片沿順時針方向轉(zhuǎn)過了一個 0 30角 則透過這組偏振 片的光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比 6 一雙縫干涉裝置在空氣中觀察時干涉條紋間距為 2 0mm 若將整個裝置放在水 中 干涉條紋的間距將為mm 設(shè)水的折射率為 4 3 7 一束自然光自空氣入射到水 折射率為 1 33 面上 若反射光是線偏振光 則 折射光是 折射角為 結(jié)果可用反三角函數(shù)表示 8 邁克耳孫干涉儀可用來測量單色光的波長 當(dāng) 2 M移動距離mmd3220 0 時 測得某單色光的干涉條紋移過1024 n條 則該單色光的波長為 9 一束光由光強(qiáng)為 1 I的自然光與光強(qiáng)為 2 I的線偏振光組成 垂直入射到一個偏振 片上 當(dāng)偏振片以入射光方向為軸轉(zhuǎn)動時 透射光的最大光強(qiáng)為 10 反射光的偏振化程度與入射角i有關(guān) 當(dāng)i滿足條件時反射光成 為線偏振光 11 在楊氏雙縫實(shí)驗中 屏與雙縫間的距離mD5 1 用鈉光燈作單色光源 nm3 589 雙縫間距md 3 102 則相鄰明紋間的距離為m 12 邁克耳孫干涉儀可用來測量單色光的波長 當(dāng) 2 M移動距離mmd3220 0 時 測 得 某 單 色 光 的 干 涉 條 紋 移 過1024 n條 則 該 單 色 光 的 波 長 第 14頁共 21頁 為 13 三個偏振片 1 P 2 P與 3 P堆疊在一起 片 1 P與 3 P的偏振化方向相互垂直 片 2 P 與 1 P的偏振化方向間的夾角為4 強(qiáng)度為 0 I的自然光入射于偏振片 1 P 并依次 透過偏振片 1 P 2 P與 3 P 則通過三個偏振片后的光強(qiáng)為 14 一衍射光柵寬 3 00cm 用波長 600nm的光照射 第二級主極大出現(xiàn)在衍射角 為 0 30處 則光柵上總刻線數(shù)為 三 選擇題 1 設(shè)自然光以入射角 0 57投射于平板玻璃面后 反射光為平面偏振光 試問該平 面偏振光的振動面和平板玻璃面的夾角等于多少度 A 0 B 33 C 57 D 69 E 90 2 在楊氏雙縫實(shí)驗所得的干涉圖樣中 條紋的正確變化是 A 兩縫相距越遠(yuǎn)條紋間距越大 B 入射光波長越短 條紋間距越大 C 縫與屏距離拉遠(yuǎn) 條紋間距越大 D 縫與屏距離拉近 條紋間距越大 3 一束非偏振光入射到一個由四個偏振片所構(gòu)成的偏振片組上 每個偏振片的透 射方向相對于前面一個偏振片沿順時針方向轉(zhuǎn)過了一個 0 30角 則透過這組偏振 片的光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比為 A 0 41 1 B 0 32 1 C 0 14 1 D 0 21 1 4 借助于玻璃表面上所涂的折射率為 n 1 38 的 2 MgF透明薄膜 可以減少折射率 為60 1 n 的玻璃表面的反射 若波長為 5000 0 A的單色光垂直入射時 為了實(shí)現(xiàn) 最小的反射 問此透明薄膜的厚度至少 nm A 50 B 300 C 906 D 2500 E 10500 5 馬呂斯定律可表示為 2 0cos II 下列說法正確的是 A 0 I為射向起偏器的線偏振光的光強(qiáng) B 0 I為自然光的光強(qiáng) C 0 I為自然光透過起偏器后又射向檢偏器的光強(qiáng) 第 15頁共 21頁 D 0 I為透過檢偏器的線偏振光的光強(qiáng) 6 在單縫衍射實(shí)驗中衍射圖樣上條紋的變化正確的是 A 縫越窄 中央明紋越寬 B 入射光波長越短中央明紋越寬 C 線光源離單縫越近 中央明紋越寬 D 縫后透鏡焦距越小 中央明紋越寬 7 若衍射光柵單位長度上的刻痕線數(shù)越多 則在入射光波長一定的情況下 光 柵的 A 光柵常數(shù)越小 B 衍射圖樣中亮紋亮度越小 C 衍射圖樣中亮紋間距越小 D 同級亮紋的衍射角越小 8 用波長為 650nm 之紅色光作楊氏雙縫干涉實(shí)驗 已知狹縫相距 4 10 m 從屏 幕上量得相鄰亮條紋間距為 1cm 如狹縫到屏幕間距以 m 為單位 則其大小為 A 2 B 1 5 C 3 2 D 1 8 9 強(qiáng)度為 0 I的自然光 經(jīng)兩平行放置的偏振片后 透射光強(qiáng)度為 4 0 I 兩偏振片 的偏振化方向的夾角為 A 30 B 45 C 60 D 90 10 若衍射光柵單位長度上的刻痕線數(shù)越多 則在入射光波長一定的情況下 光 柵的 A 光柵常數(shù)越小 B 衍射圖樣中亮紋亮度越小 C 衍射圖樣中亮紋間距越小 D 同級亮紋的衍射角越小 四 計算與證明題 1 利用空氣劈尖的等厚干涉條紋 可以測量精密加 工后工件表面上極小紋路的深度 如圖所示 在工 件表面上放一平板玻璃 使其間形成空氣劈尖 以 單色光垂直照射玻璃表面 用顯微鏡觀察干涉條紋 由于工件表面不平 觀察到的條紋如圖所示 試根 第 16頁共 21頁 據(jù)條紋彎曲的方向 說明工件表面上的紋路是凹的還是凸的 并證明紋路深度或 高度可用下式表示 2 b a H 2 波長為nm600 的單色光垂直入射在一光柵上 已知第二級和第三級明紋分 別出現(xiàn)在2 0sin 2 和3 0sin 3 處 第四級缺級 試問 1 光柵上相鄰兩縫 的間距是多少 2 光柵上狹縫的寬度有多大 3 按照上述得到的 a b 值 在 00 9090 的范圍內(nèi) 實(shí)際呈現(xiàn)哪些級數(shù)的光譜 3 白光垂直照射到空氣中一厚度為nm380的肥皂膜上 設(shè)肥皂膜的折射率為 33 1 試問該膜正面和背面各呈現(xiàn)什么顏色 4 利用一個每厘米有 4000 條的光柵 可以產(chǎn)生多少級完整的可見光譜 可見光波 長 400nm 700nm 5 某單色光垂直入射到一厘米刻有 6000 條刻線的光柵上 如果第一級明紋出現(xiàn) 在 0 20的方向上 已知 342 020sin 0 試問入射光的波長如何 它的第二級明 紋出現(xiàn)在什么角度 可用反三角函數(shù)表示 6 用波長不同的光nm600 1 和nm450 2 觀察牛頓環(huán) 觀察到用 1 時的第k 個暗環(huán)與用 2 時的第1 k個暗環(huán)重合 已知透鏡的曲率半徑為cm190 求 1 時第 k個暗環(huán)的半徑 7 有一單縫 寬mma1 0 在縫后放一焦距為 50cm 的會聚透鏡用平行綠光 nm546 垂直照射單縫 求位于透鏡焦面處的屏幕上的中央明條紋的寬度 如把裝置侵入水中 中央明條紋的半角寬度如何變化 8 平行放置兩偏振片 使它們的偏振化方向成 60的夾角 1 如果兩偏振片對光振動平行于其偏振化方向的光線均無吸收 則讓自然 第 17頁共 21頁 光垂直入射后 其透射光的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度之比是多少 2 如果兩偏振片對光振動平行于其偏振化方向的光線分別吸收了 10 的能 量 則透射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比是多少 3 今在這兩偏振片再平行的插入另一偏振片 使它的偏振化方向與前兩個偏 振片均成 30角 則透射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比又是多少 按無吸收的情況計 算 9 在利用牛頓環(huán)測未知單色光波長的實(shí)驗中 用波長為nm3 389的鈉黃光垂直照 射時 測得第一和第四暗環(huán)間的距離為mr 3 100 4 當(dāng)用波長未知的單色光 垂直照射時 測的第一和第四暗環(huán)的距離為mr 3 1085 3 求該單色光的波 長 10 波長 A6000 的單色光垂直入射到一光柵上 第二 第三級明條紋分別出 現(xiàn)在20 0sin 與30 0sin 處 第四級缺級 求 1 光柵常數(shù) 2 光柵上 狹縫的寬度 3 在 9090 范圍內(nèi) 實(shí)際呈現(xiàn)的全部級數(shù) 11 在單縫夫瑯和費(fèi)衍射中 若某一光波的第三級明條紋 極大點(diǎn) 和紅光 nm600 的第二級明條紋相重合 求此光波的波長 12 在折射率52 1 1 n的鏡頭表面涂有一層折射率38 1 2 n的 MgF2增透膜 如果 此膜適用于波長A 5500 的光 問膜的厚度應(yīng)取何值 13 波長為 5000A 的平行單色光垂直照射到每毫米有 200 條刻痕的光柵上 光柵 后的透鏡焦距為 60cm 求屏幕上中央明條紋與第一級明條紋的間距 第六篇量子物理學(xué) 一 判斷題 第 18頁共 21頁 1 德布羅意視電子為波長為 p h 的波 認(rèn)為電子具有波粒二像性 2 在康普頓效應(yīng)中 電子的動能可用 2 vmEk 2 1 來表示 3 黑體就是不能反射可見光的物體 4 光電效應(yīng)中 光電子從金屬表面逸出時的最大初動能與入射光的強(qiáng)度有關(guān) 5 德布羅意視電子為波長為 p h 的波 不能再視為粒子 6 玻爾假設(shè)氫原子電子運(yùn)動的軌道角動量滿足 2 h nL 7 德布羅意視電子為波長為 p h 的波 同時也可視為粒子 8 玻爾假設(shè)氫原子電子運(yùn)動的軌道角動量滿足 nL 10 德布羅意認(rèn)為不但光具有波粒二象性 實(shí)物粒子也具有波粒二象性 11 如果兩個質(zhì)量不同的粒子動量相同 則其德布羅意波長必相同 12 物質(zhì)波是概率波 其波函數(shù) 的平方正比于空間某點(diǎn)發(fā)現(xiàn)該粒子的概率 密度 13 玻爾的氫原子理論中三個假設(shè)分別是定態(tài)假設(shè) 頻率假設(shè)和角動量量子 化假設(shè) 14 只要照射光的頻率大于或等于被照射金屬的截止頻率 電路中就可能有 光電流 二 填空題 1 位置與動量的不確定關(guān)系為 能量與時間的不確定關(guān)系 為 2 當(dāng)基態(tài)氫原子吸收了 10 185eV 的光子后 將被激發(fā)到 n 的能級 此時 電子軌道半徑將變?yōu)樵瓉淼谋?基態(tài)氫原子的能量為 13 58eV 3 如果兩個質(zhì)量不同的粒子 其德布羅意波長相同 則在動量 能量 速度 動 第 19頁共 21頁 能四個物理量中這兩種粒子的也相同 4 設(shè)一維運(yùn)動的粒子 其動量的不確定量等于它的動量 則此粒子位置的不確定 量與它的德布羅意波長的關(guān)系為 5 對質(zhì)量為m 能量為E 處在勢場V中的一維運(yùn)動粒子 其定態(tài)波函數(shù)用 表 示 則 所滿足的定態(tài)薛定諤方程為 6 實(shí)驗測出鉀的截止頻率 0 5 44 1014Hz 逸出功為 如果以 波長 435 8nm 的光照射 反向遏止電壓為 7 位置與動量的不確定關(guān)系為 能量與時間的 不確定關(guān)系為 8 在光