中国石油大学大物物理历年期末试题1省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、大学物理期末试卷(大学物理期末试卷(1)一、选择题一、选择题1、在静电场中,以下说法正确是:、在静电场中,以下说法正确是:A)带正电荷导体,其电势一定是正值。带正电荷导体,其电势一定是正值。B)等势面上各点场强一定相等。等势面上各点场强一定相等。C)场强为零处,电势也一定为零。场强为零处,电势也一定为零。D)场强相等处,电势梯度矢量一定相等。场强相等处,电势梯度矢量一定相等。2、电子质量为、电子质量为me,电量为电量为-e,绕静止氢原子核(即质子)绕静止氢原子核(即质子)作半径为作半径为r 匀速率圆周运动,则电子速率为:匀速率圆周运动,则电子速率为:第1页3、A、B 为导体大平板,面积均为为导
2、体大平板,面积均为S,平行放置,平行放置,A板带电荷板带电荷+Q1,B 板带电荷板带电荷+Q2,假如使假如使B板接地,则板接地,则AB间电场强度间电场强度大小大小E 为;为;4、若空间存在两根无限长直载流导线,空间磁场分布就不、若空间存在两根无限长直载流导线,空间磁场分布就不含有简单对称性,则该磁场分布:含有简单对称性,则该磁场分布:A)不能用安培环路定理计算。不能用安培环路定理计算。B)能够直接用安培环路定理求出。能够直接用安培环路定理求出。C)只能用毕奥只能用毕奥萨伐尔定律求出。萨伐尔定律求出。D)能够用安培环路定理和磁感应强度叠加原理求出。能够用安培环路定理和磁感应强度叠加原理求出。第2
3、页5、自感为、自感为0.25H线圈中,当电流在(线圈中,当电流在(1/16)S内由内由2A均匀减小均匀减小到零时,线圈中自感电动势大小为:到零时,线圈中自感电动势大小为:6、不确定关系式、不确定关系式表示在表示在X方向上:方向上:A)粒子位置不能确定。粒子位置不能确定。B)粒子动量不能确定。粒子动量不能确定。C)粒子位置和动量都不能确定。粒子位置和动量都不能确定。D)粒子位置和动量不能同时确定。粒子位置和动量不能同时确定。7、氢原子中处于、氢原子中处于3d量子态电子,描述其量子态四个量子量子态电子,描述其量子态四个量子数(数(n,l,ml,,ms)可能取值为:可能取值为:第3页8、在康普顿效应
4、试验中,若散射光波长是入射光波长、在康普顿效应试验中,若散射光波长是入射光波长1.2倍,倍,则散射光光子能量则散射光光子能量与反冲电子动能与反冲电子动能Ek之比之比/Ek为为A)2B)3C)4D)59、氩(、氩(Z=18)原子基态电子组态是:原子基态电子组态是:A、(、(1)B、(、(2)C、(、(1),(),(3)D、(、(3)E、(、(4)10、附图是导体、半导体、绝缘体在热力学温度、附图是导体、半导体、绝缘体在热力学温度T=0K时能带时能带结构图。其中属于绝缘体能带结构是:结构图。其中属于绝缘体能带结构是:空带空带禁带禁带(1)空带空带禁带禁带(2)禁带禁带导带导带(3)空带空带导带导带
5、(4)禁带禁带第4页二、填空题二、填空题1、在静电场中,场强沿任意闭合路径线积分等于零,即、在静电场中,场强沿任意闭合路径线积分等于零,即,这表明静电场中电力线,这表明静电场中电力线不闭合。不闭合。2、两点电荷在真空中相距为、两点电荷在真空中相距为r1时相互作用力等于它们在某一时相互作用力等于它们在某一“无限大无限大”各向同性均匀电介质中相距为各向同性均匀电介质中相距为r2 时相互作用力,时相互作用力,则该电介质相对电容率则该电介质相对电容率r =。3、一空气平行板电容器,两极板间距、一空气平行板电容器,两极板间距d,充电后板间电压为充电后板间电压为U。然后将电源断开,在两板间平行地插入一厚度
6、为然后将电源断开,在两板间平行地插入一厚度为d/3 金属金属板,则板间电压变成板,则板间电压变成U=第5页5、均匀磁场磁感应强度、均匀磁场磁感应强度垂直与半径为垂直与半径为r 圆面,今以该圆面,今以该圆周为边线。作二分之一球面圆周为边线。作二分之一球面S,则经过则经过S面磁通量大小为面磁通量大小为4、在相对电容率、在相对电容率r=4 各向同性均匀电介质中,与电能密度各向同性均匀电介质中,与电能密度we=2106J/cm3对应电场强度大小对应电场强度大小E=6、长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成,两导、长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成,两导体中有等值反向均匀电流体中有等值反
7、向均匀电流I经过。其间充满磁导率为经过。其间充满磁导率为均匀磁介质。介质中离中心轴距离为均匀磁介质。介质中离中心轴距离为r 某点处磁场强度某点处磁场强度大小大小H=,磁感应强度大小磁感应强度大小B=。第6页7、反应电磁场基本性质和规律积分形式麦克斯韦方程组为、反应电磁场基本性质和规律积分形式麦克斯韦方程组为试判断以下结论是包含或等试判断以下结论是包含或等效于哪一个麦克斯韦方程式。效于哪一个麦克斯韦方程式。将你确定方程式用代号填在将你确定方程式用代号填在对应结论后处:对应结论后处:1)改变磁场一定伴随有电场:)改变磁场一定伴随有电场:2)磁感应线是无头无尾:)磁感应线是无头无尾:3)电荷总伴随电
8、场:)电荷总伴随电场:第7页8、依据玻尔氢原子理论,若大量氢原子处于主量子数、依据玻尔氢原子理论,若大量氢原子处于主量子数n=5激发态,则跃迁辐射谱线能够有激发态,则跃迁辐射谱线能够有条,其中属于巴耳条,其中属于巴耳末系谱线有末系谱线有条。条。9、按照原子量子理论,原子能够经过、按照原子量子理论,原子能够经过和和两种辐射方式发光,而激光是由两种辐射方式发光,而激光是由方式产生。方式产生。自发辐射自发辐射受激辐射受激辐射受激辐射受激辐射第8页三、计算题三、计算题1 1、半径为、半径为R 长直螺线管单位长度上密绕有长直螺线管单位长度上密绕有n 匝线圈,在管匝线圈,在管 外有一包围着螺线管、面积为外
9、有一包围着螺线管、面积为S圆线圈,其平面垂直于螺圆线圈,其平面垂直于螺 线管轴线。螺线管中电流线管轴线。螺线管中电流i 随时间作周期为随时间作周期为T 改变改变.求求:圆线圈中感生电动势圆线圈中感生电动势i 。画出画出i-t 曲线,注明时间坐标。曲线,注明时间坐标。解:螺线管内磁感应强度为:解:螺线管内磁感应强度为:圆线圈磁通量为:圆线圈磁通量为:感生电动势:感生电动势:由图知:由图知:第9页第10页2、当电子德布罗意波长与可见光波长、当电子德布罗意波长与可见光波长(=5500)相同时相同时,求它动能是多少电子伏特?求它动能是多少电子伏特?(电子质量电子质量me=9.1110-31kg,普朗克
10、常量普朗克常量h=6.6310-34J.s1eV=1.610-19J)第11页四、证实题四、证实题:有一带电球壳,内、外半径分别为有一带电球壳,内、外半径分别为a和和b,电荷体密度电荷体密度=A/r,在球心处有一点电荷在球心处有一点电荷Q,证实当证实当A=Q/(2 a2)时,球时,球壳区域内场强大小壳区域内场强大小E与与r 无关。无关。证:在球壳区域内任一高斯球面,半径为证:在球壳区域内任一高斯球面,半径为r。由高斯定理:由高斯定理:与与r无关。无关。第12页大学物理期末试卷(大学物理期末试卷(2)1、如图,流出纸面电流为、如图,流出纸面电流为2I,流进纸面电流为流进纸面电流为I,则下述各则下
11、述各式中哪一个是正确?式中哪一个是正确?一、选择题一、选择题:2、一电子以速度一电子以速度垂直地进入磁感应强度为垂直地进入磁感应强度为均匀磁场中,均匀磁场中,此电子在磁场中运动轨道所围面积磁通量将此电子在磁场中运动轨道所围面积磁通量将A)正比于正比于B,反比于反比于v2.B)反比于反比于B,正比于正比于v2.C)正比于正比于B,反比于反比于v.D)反比于反比于B,正比于正比于v.第13页3、两根载流直导线相互正交放置,、两根载流直导线相互正交放置,I1 沿沿Y轴正方向流动,轴正方向流动,I2 沿沿Z轴负方向流动。若载流轴负方向流动。若载流I1 导线不能动,载流导线不能动,载流I2 导线导线能够
12、自由运动,则载流能够自由运动,则载流I2导线开始运动趋势是:导线开始运动趋势是:A)沿沿X方向平动。方向平动。B)以以X为轴转动。为轴转动。C)以以Y为轴转动。为轴转动。D)无法判断。无法判断。4、在一自感线圈中经过电流、在一自感线圈中经过电流I随时间随时间t 改变规律如图改变规律如图a所表示所表示,若以若以I正方向作为正方向作为正方向正方向,则代表线圈内自感则代表线圈内自感电动势电动势随时间改变规律曲线为下列图中哪一个随时间改变规律曲线为下列图中哪一个?(a)第14页5、如图,平行板电容器、如图,平行板电容器(忽略边缘效应忽略边缘效应)充电时,沿环路充电时,沿环路L1,L2磁场强度环流中,必
13、有磁场强度环流中,必有:第15页6、某金属产生光电效应红限波长为、某金属产生光电效应红限波长为0,今以波长为今以波长为(R,如图所表示,已知磁如图所表示,已知磁感应强度随时间改变率为感应强度随时间改变率为dB/dt,求长直导线中感应电动求长直导线中感应电动势势,并讨论其方向。并讨论其方向。由法拉第电磁感应定律:由法拉第电磁感应定律:4)为使)为使O点磁感应强度为零,则点磁感应强度为零,则即:即:第23页一、选择题(共一、选择题(共30分,每小题分,每小题3分)分)1、半径为、半径为R“无限长无限长”均匀带电圆柱静电场中各点电场强度大均匀带电圆柱静电场中各点电场强度大小小E与轴线距离与轴线距离r
14、关系曲线为:关系曲线为:(A)(B)(C)(D)大学物理期末试卷(大学物理期末试卷(3)第24页2、一封闭导体球壳、一封闭导体球壳A内有两个导体内有两个导体B和和C。A、C所带净电量为所带净电量为零,零,B点正电,则点正电,则A、B、C三导体电势三导体电势UA、UB、UC大小关系是:大小关系是:3、一个电量为、一个电量为+q、质量为、质量为m质点,以速度质点,以速度V沿沿x 轴射入磁感强度轴射入磁感强度为为B均匀磁场中,磁场方向垂直纸面向里,其范围从均匀磁场中,磁场方向垂直纸面向里,其范围从x=0延伸到延伸到无限远处,假如质点在无限远处,假如质点在x=0和和y=0处进入磁场,则它将以速度处进入
15、磁场,则它将以速度-V从磁场中某一点出来,这点坐标是从磁场中某一点出来,这点坐标是x=0和和(A)(B)(C)(D)第25页A4、顺磁物质磁导率:、顺磁物质磁导率:(A)比真空磁导率略小。比真空磁导率略小。(B)比真空磁导率略大。比真空磁导率略大。(C)远小于真空磁导率。远小于真空磁导率。(D)远大于真空磁导率。远大于真空磁导率。5、如图,导体棒、如图,导体棒AB在均匀磁场中绕经过在均匀磁场中绕经过C点垂直于棒长且沿点垂直于棒长且沿磁场方向轴磁场方向轴OO转动,转动,BC长度为棒长长度为棒长1/3,则:,则:(A)A点比点比B点电势高。点电势高。(B)A点与点与B点电势相等。点电势相等。(C)
16、A点比点比B点电势低。点电势低。(D)有稳定电流从有稳定电流从A点流向点流向B点。点。第26页6、如图,平行板电容器、如图,平行板电容器(忽略边缘效应忽略边缘效应)充电时,沿环路充电时,沿环路L1,L2磁场强度环流中,必有磁场强度环流中,必有:7、某金属产生光电效应红限波长为、某金属产生光电效应红限波长为0,今以波长为今以波长为(0),今,今在球面上挖去一很小面积在球面上挖去一很小面积dS(连同其上电荷),设其余部分电荷(连同其上电荷),设其余部分电荷仍均匀分布,则挖去以后球心处电场强度为仍均匀分布,则挖去以后球心处电场强度为 。球心球心处电势为(设无限远处电势为零)处电势为(设无限远处电势为
17、零)。二、填空题二、填空题第30页4、二分之一径为、二分之一径为R圆柱形导体,筒壁很薄,可视为无限长,圆柱形导体,筒壁很薄,可视为无限长,通以电流通以电流I,筒外有一层厚为,筒外有一层厚为d,磁导率为,磁导率为均匀顺磁性介质,均匀顺磁性介质,介质外为真空,画出此磁场介质外为真空,画出此磁场H-r 图及图及Br 图图.HRroBRroR+d第31页1.5mH22.6J/m3(2),(3),(4),(5)8、在以下给出条件中,哪些是产生激光条件,将其标号、在以下给出条件中,哪些是产生激光条件,将其标号列下:列下:.(1)自发辐射)自发辐射(2)受激辐射)受激辐射(3)粒子数反转)粒子数反转(4)三
18、能级系统)三能级系统(5)谐振腔)谐振腔7、依据量子力学理论,氢原子中电子动量矩在外磁场方向上、依据量子力学理论,氢原子中电子动量矩在外磁场方向上投影为投影为,当角量子数,当角量子数l=2时,时,Lz可能值为可能值为.6、一个中空长直螺线管上每厘米饶有、一个中空长直螺线管上每厘米饶有20匝导线,当通以电流匝导线,当通以电流I=3A时,管中磁场能量密度时,管中磁场能量密度w=.5、有两个线圈,自感系数分别为、有两个线圈,自感系数分别为L1和和L2。已知。已知L1=3mH,L2=5mH,串联成一个线圈后测得自感系数,串联成一个线圈后测得自感系数L=11mH,则两线圈,则两线圈互感系数互感系数M=.
19、第32页xpao2ldxx1、电量、电量q均匀分布在长为均匀分布在长为2l细棒上,求杆中垂线上与杆中心距细棒上,求杆中垂线上与杆中心距离为离为aP点电势(设无穷远电势为零)点电势(设无穷远电势为零)三、计算题三、计算题:整个杆上电荷产生电势:整个杆上电荷产生电势:第33页2、一真空二极管,其主要构件是一个半径、一真空二极管,其主要构件是一个半径R1=510-4m圆柱形阴极圆柱形阴极A和一个套在阴极外半径和一个套在阴极外半径R2=4.510-3m同轴圆筒形阳极同轴圆筒形阳极B,如图所表如图所表示,阳极电势比阴极高示,阳极电势比阴极高300V,忽略边缘效应求电子刚从阴极射出,忽略边缘效应求电子刚从
20、阴极射出时所受电场力。(电子电量时所受电场力。(电子电量e=1.610-19C)解:与阴极同轴作半径为解:与阴极同轴作半径为r(R1rR2)单位长度圆柱形高斯面。设阴极上电荷线单位长度圆柱形高斯面。设阴极上电荷线密度为密度为,由高斯定理得:,由高斯定理得:第34页方向沿半径指向阴极。方向沿半径指向阴极。第35页3、半径为、半径为R半圆线圈半圆线圈ACD 通有电流通有电流I1 ,置于电置于电流为流为I2无限长直线电流磁场中,直线电流无限长直线电流磁场中,直线电流I1恰过半圆直径,两导线相互绝缘。求半圆线圈受恰过半圆直径,两导线相互绝缘。求半圆线圈受到长直线电流到长直线电流I1磁力。磁力。解:取坐
21、标如图。长直线电流在半圆线解:取坐标如图。长直线电流在半圆线圈处产生磁感应强度大小为:圈处产生磁感应强度大小为:方向:方向:半圆线圈上半圆线圈上dl 线电流所受磁力大小:线电流所受磁力大小:方向如图。方向如图。由对称性知:由对称性知:第36页半圆线圈所受半圆线圈所受I1磁力大小为:磁力大小为:方向沿方向沿x轴正向。轴正向。第37页4、两条平行长直导线和一个矩形导线框共面,且导线、两条平行长直导线和一个矩形导线框共面,且导线框一边与长直导线平行,到两长直导线距离分框一边与长直导线平行,到两长直导线距离分别为别为r1、r2。已知两导线中电流都为已知两导线中电流都为I=I 0sint,其中其中I0和
22、和为常数,为常数,t 为时间,导线框长为为时间,导线框长为a,宽为宽为b,求导线框中感应电动势。求导线框中感应电动势。解:两个载同向电流长直导线解:两个载同向电流长直导线在空间任一点产生磁场为:在空间任一点产生磁场为:第38页由楞次定律判断方向:由楞次定律判断方向:0T/4:逆时针逆时针T/43T/4:顺时针顺时针3T/4T:逆时针逆时针第39页大学物理期末试卷(大学物理期末试卷(4)1、有两个点电荷电量都是、有两个点电荷电量都是+q,相距为相距为2a。今以左边点电荷所在今以左边点电荷所在处为球心,以处为球心,以a为半径作一球形高斯面。在球面上取两块相等小为半径作一球形高斯面。在球面上取两块相
23、等小面积面积S1和和S2,其位置如图所表示。设经过其位置如图所表示。设经过S1和和S2电场强度通量分电场强度通量分别为别为和和,经过整个球面电场强度通量为,经过整个球面电场强度通量为,则,则一、选择题一、选择题第40页电荷面密度为电荷面密度为和和两块两块“无限大无限大”均匀带电平行板,均匀带电平行板,放在与平面相垂直放在与平面相垂直X 轴上轴上+a 和和-a 位置上,如图所表示。位置上,如图所表示。设坐标原点设坐标原点O处电势为零,则在处电势为零,则在-a X+a 区域电势分布区域电势分布曲线为曲线为2、(A)(B)(C)(D)第41页3、在一个带有正电荷均匀带电球外,放置一电偶极子,其、在一
24、个带有正电荷均匀带电球外,放置一电偶极子,其电矩方向如图当电偶极子被释放后,该电偶极子将电矩方向如图当电偶极子被释放后,该电偶极子将A)沿逆时针方向旋转直到电矩沿径向指向球面而停顿沿逆时针方向旋转直到电矩沿径向指向球面而停顿B)沿逆时针方向旋转至沿径向指向球面,同时沿逆时针方向旋转至沿径向指向球面,同时沿电场线方向向着球面移动沿电场线方向向着球面移动C)沿逆时针方向旋转至沿径向指向球面,同时沿逆时针方向旋转至沿径向指向球面,同时逆电场线方向远离球面移动逆电场线方向远离球面移动D)沿顺时针方向旋转至沿径向朝外,同时逆电沿顺时针方向旋转至沿径向朝外,同时逆电场线方向向着球面移动场线方向向着球面移动
25、第42页4、电流、电流 I 由长直导线由长直导线1沿垂直沿垂直bc边经边经a点流入一电阻均匀分点流入一电阻均匀分布正三角形线框,再由布正三角形线框,再由b 点沿垂直点沿垂直ac边方向流出,经长边方向流出,经长直导线直导线2返回电源。若载流长直导线返回电源。若载流长直导线1、2和三角形框在框和三角形框在框中心中心O点产生磁感应强度分别用点产生磁感应强度分别用表示,则表示,则O点磁感应强度大小点磁感应强度大小A)B=0,因为因为B1=B2=B3=0。第43页6、如图,平行板电容器、如图,平行板电容器(忽略边缘效应忽略边缘效应)充电时,沿环路充电时,沿环路L1,L2磁磁场强度环流中,必有场强度环流中
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