大学物理下期末试题及答案.pdf

大学物理（下）试卷（大学物理（下）试卷（A A 卷）卷）院系：班级:_ 姓名:一、选择题（共 30 分，每题 3 分）1.设有一“无限大”均匀带正电荷的平面取 x轴垂直带电平面，坐标原点在带电平面上，则其学号:(A)EOx(B)EOExx周围空间各点的电场强度E随距平面的位置坐标 x 变化的关系曲线为(规定场强方向沿 x 轴正EEE1/|x|(D)(C)向为正、反之为负)：OOxx2.如图所示，边长为 a 的等边三角形的三个顶点上，分别放置着q三个正的点电荷 q、2q、3q若将另一正点电荷 Q 从无穷远处移到三角形的中心 O 处，外力所作的功为：(A)3qQ3qQ(B)20a0aaOa2q3q3 3qQ2 3qQa(C)(D)20a0a+3.一个静止的氢离子(H+)在电场中被加速而获得的速率为一静止的氧离子(O2)在同一电场中且通过相同的路径被加速所获速率的：(A)2 倍(B)22倍(C)4 倍(D)42倍4.如图所示，一带负电荷的金属球，外面同心地罩一不带电的金属球壳，则在球壳中一点 P 处的场强大小与电势(设无穷远处为电势零点)分别为：(A)E=0，U 0(B)E=0，U 0，U 0C15.C1和 C2两空气电容器并联以后接电源充电 在电源保持联接的情况下，在 C1中插入一电介质板，如图所示,则(A)C1极板上电荷增加，C2极板上电荷减少(B)C1极板上电荷减少，C2极板上电荷增加(C)C1极板上电荷增加，C2极板上电荷不变PC21(D)C1极板上电荷减少，C2极板上电荷不变6.对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确(A)位移电流是指变化电场(B)位移电流是由线性变化磁场产生的(C)位移电流的热效应服从焦耳楞次定律(D)位移电流的磁效应不服从安培环路定理7.有下列几种说法：(1)所有惯性系对物理基本规律都是等价的(2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关(3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同若问其中哪些说法是正确的,答案是(A)只有(1)、(2)是正确的(B)只有(1)、(3)是正确的(C)只有(2)、(3)是正确的(D)三种说法都是正确的8.在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光速的60，则因散射使电子获得的能量是其静止能量的(A)2 倍(B)1.5 倍(C)0.5 倍(D)0.25 倍9.已知粒子处于宽度为a 的一维无限深势阱中运动的波函数为n(x)2nxsin，n=1,2,3,aa则当 n=1 时，在 x1=a/4 x2=3a/4 区间找到粒子的概率为(A)0.091(B)0.182(C)1.(D)0.81810.氢原子中处于 3d 量子态的电子，描述其量子态的四个量子数(n，l，ml，ms)可能取的值为11)(B)(1，1，1，)2211(C)(2，1，2，)(D)(3，2，0，)22(A)(3，0，1，二、填空题（共 30 分）11.（本题 3 分）一个带电荷 q、半径为 R 的金属球壳，壳内是真空，壳外是介电常量为的无限大各向同性均匀电介质，则此球壳的电势U=_2R312.（本题 3 分）R1I有一实心同轴电缆，其尺寸如图所示，它的内外两导体中的电R2流均为 I，且在横截面上均匀分布，但二者电流的流向正相反，则在r R1处磁感强度大小为_I13.（本题 3 分）磁场中某点处的磁感强度为B0.40i0.20 j(SI)，一电子以速度v 0.50106i 1.0106j(SI)通 过 该 点，则 作 用 于 该 电 子 上 的 磁 场 力F为_(基本电荷 e=1.61019C)14.（本题 6 分，每空 3 分）四根辐条的金属轮子在均匀磁场B中转动，转轴与B平行，轮OR子和辐条都是导体，辐条长为 R，轮子转速为 n，则轮子中心 O 与轮边缘 b 之间的感应电动势为 _，电势最高点是在Bb_处O15.（本题 3 分）有一根无限长直导线绝缘地紧贴在矩形线圈的中心轴OO上，则直导线与矩形线圈间的互感系数为_O16.（本题 3 分）真空中两只长直螺线管 1 和 2，长度相等，单层密绕匝数相同，直径之比 d1/d2=1/4 当它们通以相同电流时，两螺线管贮存的磁能之比为W1/W2=_17.（本题 3 分）静止时边长为 50 cm 的立方体，当它沿着与它的一个棱边平行的方向相对-于地面以匀速度 2.4108 ms1运动时，在地面上测得它的体积是_18.（本题 3 分）以波长为=0.207 m 的紫外光照射金属钯表面产生光电效应，已知钯的红限频率=1.211015赫兹，则其遏止电压|Ua|=_V-(普朗克常量 h=6.631034 Js，基本电荷 e=1.601019 C)19.（本题 3 分）如果电子被限制在边界 x 与 x+x 之间，x=0.5，则电子动量x 分量的不确定量近似-地为_kgms(取xph，普朗克常量 h=6.631034 Js)3三、计算题（共 40 分）20.（本题 10 分）电荷以相同的面密度分布在半径为 r110 cm 和 r220 cm 的两个同心球面上设无限远处电势为零，球心处的电势为U0300 V(1)求电荷面密度(2)若要使球心处的电势也为零，外球面上电荷面密度应为多少，与原来的电荷相差多少？-电容率08.851012 C2/(Nm2)21.（本题 10 分）已知载流圆线圈中心处的磁感强度为 B0，此圆线圈的磁矩与一边长为 a 通过电流为 I的正方形线圈的磁矩之比为21，求载流圆线圈的半径22（本题 10 分）如图所示，一磁感应强度为 B 的均匀磁场充满在半径为R 的圆柱形R体内，有一长为l 的金属棒放在磁场中，如果B 正在以速率 dB/dt 增加，oa试求棒两端的电动势的大小，并确定其方向。bl423.（本题 10 分）如图所示，一电子以初速度 v0=6.0106 m/s 逆着场强方向飞入电场强度为 E=500 V/m的均匀电场中，问该电子在电场中要飞行多长距离 d，可使得电子的德布罗意波长达到=1(飞行过程中，电子的质量认为不变，即为静止质量me=9.1110-31 kg；基本电荷 e=1.6010-19 C；普朗克常量 h=6.6310-34 Js)Eev05大学物理（大学物理（II II）期末试题解答（）期末试题解答（A A 卷）卷）一选择题（共 30 分）1.C2.C3.B4.B5.C6.A7.D8.D9.D10.D二、填空题（共 30 分）q11.4R12.0rI/(2R12)13.0.8010-13k(N)14.BnR23 分O3 分15.021:16)16.116(W1:W2 d12:d217.0.075m318.0.9919.1.3310-23三、计算题20.解：(1)球心处的电势为两个同心带电球面各自在球心处产生的电势的叠加，即1q1q214r124r22 U040r1r240r1r2r1 r23 分0U008.8510-9 C/m22 分r1r2(2)设外球面上放电后电荷面密度为，则应有6 U010r1r2=0r12 分r2即 外球面上应变成带负电，共应放掉电荷r1q 4r224r221r2 4r2r1 r2 40U0r26.6710-9 C3 分21.解：设圆线圈磁矩为 p1，方线圈磁矩为 p2B00I/(2R)I 2RB0/0p1 R2I 2R3B0/0p22a Ip2又1p212R3B00a I1/32，R()20a IB022 解：取棒元 dl，其两端的电动势为dErgdlrr dB2 dtcosdl3 分整个金属棒两端的电动势Erdlrllr dBcosdl02 dt2 分lR2(l)2r dB202 dtrdldB l2R2(l2)2dt3 分方向由 a 指向 b.2 分23.解：h/(mev)v2v202adeEmea由式：v h/(me)7.28106 m/s由式：a eE/me8.781013 m/s2由式：d (v2v20)/(2a)=0.0968 m=9.68 cm4分2 分2 分2 分RoraElb3 分3 分4 分7