大物考题完整版

静电场（一）有一带负电荷的金属球，其附近某点的场强为E，若在该点放一带正电的点电荷q，测得所受的电场力为f，则（3）(1)E=f/q(2)E>f/q(3)E<f/qB+q1·AC·-q2lB+q1·AC·-q2l1l2E1E2Eθ3、如图，直角三角形ABC的A点上，有正电荷q1，B点上有负电荷q2，求C点的电场强度的大小和方向。（设AC=l1，BC=l2）解：，ABPdl4、电荷Q均匀分布在长为l的细杆AB上，P点位于AB的延长线上，且与B相距为ABPdl解：5、设电量Q均匀分布在半径为R的的半圆周上（如图），求圆心O处的电场强度E。dl解：如图所示，在半圆周上去电荷元dl，dq=λdl=λRdθdlλ=QπR，所以dq=Qπdθ，dq在O点产生的场强各电荷元在O点产生的场强大小相等，方向各异，且分布在以O为顶点的半圆内，由对称性，各电荷元在O点产生的垂直x轴的场强分量为dE⊥相互抵消，而平行x轴的分类dE∥则相互加强，对给定点OE于是得均匀带电半圆环圆心处O点的场强方向沿X轴正向，大小为E+q-+q-qQ·q·S如图所示,把单位正电荷从一对等量异号电荷的连线中点,沿任意路径移到无穷远处时,电场力作功为___0__。2、在点电荷Q旁作一高斯面S，包围Q，在S面外再引入另一点电荷q，则通过S面的电通量有无变化？_不变化____。S面上各处的电场强度有无变化？_有变化___。3、AB。。解：-3.0×10AB。。4、如图所示的电场分布，则A点的电势比B点的电势__高__（填高、低、相等）5、两个同心的球面半径分别为R1和R2(R1<R2)，带电量分别为q1和q2,则在小球面内距球心为r1处一点的电势为______________，在两球面之间距球心为r2处一点的电势为_______________。解：xPOla6、已知一带电细杆，杆长为l，其线电荷密度为λ=cx，其中c为常数。试求距杆右端距离为xPOla解：考虑杆上坐标为x的一小块dxdx在P点产生的电势为 求上式的积分,得P点上的电势为 7、求均匀带电圆环轴线上任一点P处的电场强度（圆环半径为R，带电量为Q）解：3、[3]真空中A、B两平行板相距为d，面积均为S，分别均匀带电和，不计边缘效应，则两板间的作用力为：(1);(2);(3)解：4、[3]真空中带电的导体球面与均匀带电的介质球体，它们的半径和所带的电量都相同，设带电球面的静电能为，带电球体的静电能为，则:(1);(2);(3)解：设电量为Q，半径为R.则均匀带电球面的静电能则均匀带电球体的静电能所以。5.空气电容器，保持与电源相连，再浸入煤油中，则极板间的电场强度__不变___，电容器极板上的电量__变大____，电场能量___变大____。（填变大、变小、不变）6、如图球形电容器，内外半径分别为R1和R2，二球面间充满相对介电常数为εr的均匀介质，当该电容器充电量为Q时，求：（1）介质内的大小；（2）内外球壳之间的电势差ΔV；（3）球形电容器的电容C；（4）它储有的电能We。解：R1R1R2磁场（一）1、两个载有相等电流I的圆线圈，半径均为R，一个水平放置，另一个竖直放置，如图所示，则圆心O处磁感应强度的大小为（3）（1）0；（2）；（3）；（4）oIＲ2、通有电流Ｉ的无限长导线弯成如图所示的形状，半圆部分的半径为R，则圆心处的磁感应强度的量值B=_μoI/4R_oIＲIa·O3、如图,有一边长为aIa·ObZfXacedY4、如图所示，abcdef为一闭合面，其中abfe和cdef为边长为L的正方形，均匀磁场沿X轴正向。则穿过abfe面的磁通量为__0____；穿过ade和bcf面的磁通量为__0___；穿过abcd面的磁通量为__BL2___；穿过bZfXacedY5、真空中两根无限长直载流导线L1和L2互相平行放置，I1=20A，I2=10A，如图所示，A、B两点与两导线共面，a=0.05m，求：（1）A、B两点处的磁感应强度和；（2）磁感应强度为零的点的位置。解：某点的磁感应强度大小应为两导线产生的磁感应强度大小之和。定义垂直纸面向里为正方向。对A点来说，两导线产生的磁感应强度方向都是垂直向内的。。==，B点的磁感应强度可以用同样的方法计算，但是需要注意的是，此时L1产生的磁感应强度方向是垂直于纸面向外的，所以其数值要用负值：==，负号表示其方向为垂直于纸面向外。（2）以L1为横坐标，垂直于L1为纵坐标设立坐标轴，设磁感应强度为0的点的纵坐标为y，则该点距L1的距离为y，距L2的距离为2a-y则有=0，得，即该点在L2上方（0.2-2a）=0.1m处。磁场（二）1、如图所示，半圆形线圈半径为R，通有电流I，在磁场的作用下从图示位置转过30°时，它所受磁力矩的大小和方向分别为（4）（1），沿图面垂直向下；（2），沿图面垂直向上；（3），沿图面垂直向下；（4）。沿图面垂直向上。2、如图所示，载流为I2的线圈与载流为I1的长直导线共面，设长直导线固定，则圆线圈在磁场力作用下将（1）（1）向左平移；（2）向右平移；（3）向上平移；（4）向下平移。3、质子和α粒子质量之比为1:4，电量之比为1:2，它们的动能相同，若将它们引进同一均匀磁场，且在垂直于磁场的平面内作圆周运动，则它们的回转半径之比为（2）（1）1:4；（2）1:1；（3）1:2；（4）1；4、如图所示，a、c处分别放置无限长直载流导线，P为环路L上任一点，若把a处的载流导线移至b处，则（4）（1）变，变；（2）变，不变；（3）不变，不变；（4）不变，变5、如图所示，ab导线与无限长直导线GE共面，ab延长线与GE交于O点成45°，若分别通以电流I1=20A，I2=10A，ab长cm，a端距GE为d=1cm，求ab在图示位置时所受GE产生的磁场作用力。解：，其方向为垂直于ab向左上，其大小如下计算：设ab上dl长度距GE为r，则有，r的取值范围很明显是[0.01,0.1]。于是有，代入相关数值并且积分得到，。电磁感应1、如图所示，一长为2a的细铜杆MN与载流长直导线垂直且共面，N端距长直导线距离为a，当铜杆以速度V平行长直导线移动时，则杆内出现的动生电动势大小=；N端电势较高。，负值说明M的电势低，N端的电势高。2、一矩形导线框，以恒定的加速度a向右穿过一均匀磁场区，的方向如图所示。则在下列I-t图中哪一个正确地反应了线框中电流与时间的定性关系，取逆时针方向为电流正方向。（2）（1）；（2）；（3）；（4）3、一铁芯上绕有线圈N匝，已知铁芯中磁通量与时间的关系为（Wb），则在s时线圈中的感应电动势为100πNA。，4、均匀磁场局限在半径为R的无限长圆柱形空间内，有一长为R的金属细杆MN如图所示位置放置，若磁场变化率dB/dt为常数，则杆两端的电势差UM-UN为（3）（1）0；（2）；（3）；（4）5、如图所示，一矩形线圈ABCD与长直导线共面放置，长边与长直导线平行，长l1=0.20m，宽l2=0.10m，AD变与长直导线相距a=0.10m，线圈共1000匝，保持线圈不懂，而在长直导线中通有交流电流I=10sin（100πt）A，t以秒计。求t=0.01s时线圈中的感应电动势。V机械振动1、质量为0.01千克的小球与轻弹簧组成的系统的振动规律为x=0.1cos(2πt+2π3)米，t以秒计，则该振动的周期为___1秒__，初相位为__2/3π__；t=2秒时的相位为__4+2/3π___；相位为3232、一质量为m的质点作简谐振动时的x-t曲线如图13-3所示。由图可知，它的初相为__π/2____,t=3s时，它的速率为___0____tt(s)-0.10.1x(m)042313、质点沿x轴作简谐振动，用余弦函数表示，振幅为A。当t=0时，x0=A2处且向x轴正向运动，则其初位相为[（1）14π（2）54π（3）-54、一质点同时参与两个在同一直线上的简谐振动:x1=0.03cos(5t+π/2)(SI)，x2=0.03cos(5t-π)(SI)，它们的合振动的振幅为___0.0423___，初相位为__3/4π__。解：两个简谐振动是同方向同频率的简谐振动，其合振动的振幅为：A=A12+A5、一质点沿X轴作简谐振动，振幅为0.10m，周期为2s，已知t=0时，位移x0=+0.05m，且向X轴正方向运动。(1)写出该质点的振动方程。(2)如质点质量m=0.2kg，求它的总能量。解：（1）由题意可知，质点振动的初项为-π3，圆频率ω=2πT=π，振动方程为6、一质量为100克的物体沿x轴作简谐振动，振幅为1.0cm，加速度的最大值为4.0cm/s2，求：（1）过平衡位置时的动能和总机械能；（2）动能和势能相等时的位置x解（1）简谐振动中加速度的表达式为：a=-Aω2cos⁡(ωt+φ)，amax=Aω2=4cm（2）动能=势能时Ep=Ek=12E机械波1、如图所示，一余弦横波沿X轴正向传播。实线表示t=0时刻的披形，虚线表示t=0.5s时刻的波形，此波的波动方程为（2）(1)y=0.2cos[2π(t/4-x)]m；(2)y=0.2cos[2π(t/2-x/4)+π/2]m；(3)y=0.2cos[2π(t/4-x)+π]m；(4)y=0.2cos[2π(t/2-x/4)-π/2]m。解：由波形图可知波长＝4m，故应选（2）或（4），又因为0点经0.5秒后要运动到位移负极大处，故初项应为π22、机械波通过不同的媒质时，就波长λ、频率v和波速c而言，其中____波和波长_______要改变，____频率______不改变。解：频率是波源振动的频率，与介质无关，而波速和波长则和介质有关。3.[1,3]以下关于波速的说法哪些是正确的?(1)振动状态传播的速度等于波速；(2)质点振动的速度等于波速；(3)位相传播的速度等于波速；(4)对于确定的波动和媒质，波速是一常数。4.[4]一机械波的波速为c、频率为ν，沿着X轴的负方向传播，在X轴上有两点x1和x2，如果x2>x1>0，那么x2和x1处的位相差△φ=φ2-φ1为：(1)0；(2)π；(3)2πν(x1-x2)/c；(4)2πν(x2-x1)/c。5.己知波源在原点(x=0)的平面简谐波方程为y=Acos(Bt-Gx)，式中A、B、G为恒量。试求:(1)波的振幅、波速、频率、周期和波长；(2)写出传播方向上距离波源L处一点振动方程；(3)任一时刻在波传播方向上相距为D的两点之间的位相差。解：（1）波动方程y=Acos所以波的振幅为A,波速u为GB，周期为T=频率ν＝1T=（2）把波动方程中的x用l来代，即可求得距波源l处的振动方程为y=Acos（3）Δφ＝6.一横波沿绳子传播时的波动方程为y=0.05cos(10πt-4πx)，式中y、x以米计，t以秒计。(1)求绳上各质点振动时的最大速度和最大加速度；(2)求x=0.2米处质点在t=1秒时刻的位相，它是原点处质点在哪一时刻的位相?这一位相所代表的运动状态在t=1.25秒时刻到达哪一点?在t=1.5秒时刻到达哪一点?解：（1）u=∂y所以umaxa=∂u所以amax（2）φ＝光学（一）1、在杨氏双缝实验中，原来缝S到达两缝S1和S2的距离是相等的，如图所示。现将S向下移动一微小距离，则屏上干涉条纹将如何变化?（1）(1)干涉条纹向上平移；(2)干涉条纹向下平移；(3)干涉条纹不移动；(4)干涉条纹消失。2、在杨氏双缝实验中，双缝间距为0.5mm，双缝至屏的距离为1.0m.，在屏上可见到两组干涉条纹，一组由波长为4800Â的光产生，另一组由波长为6000Â的光产生。问在屏上两组干涉条纹的第三级明纹的间距为多少?解：缝干涉条纹间距：Δx'=Daλ3、空气中有一透明薄膜，其折射率为n，用波长为λ的平行单色光垂直照射该薄膜，欲使反射光得到加强，薄膜的最小厚度应为；为使透射光得到加强，薄膜的最小厚度应为。λ4、[1]在双缝实验装置中，用一折射率为n的薄云母片覆盖其中一条狭缝，发现屏幕上的第七级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明条纹的位置，如果入射光的波长为λ，则该云母片的厚度为(1)7λ/(n-1)；(2)7λ；(3)7λ/n；(4)(n-1)λ/7。5、空气中有一劈尖，折射率n=1.4，劈尖角θ=10-4rad，在某一单色光垂直照射时可测得两相邻明条纹的距离为0.25cm，试求：(1)入射光的波长；(2)如果劈尖长3.5cm，那么总共可出现多少条明条纹？解：（1）劈尖三角形：θ=λn2（2）3.5÷0.25＝14。有14光学（二）1.用波长为λ的单色光平行垂直照射单缝，若屏上的p点为第二级明条纹位置，则由单缝两边缘发出的