学年第一学期期末考试A卷.docx
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学年第一学期期末考试A卷
A卷
2014—2015学年第一学期
《大学物理(2-2)》期末试卷
(机自专业、车辆专业)
专业班级
姓名
学号
开课系室基础物理系
考试日期2014年12月7日8:
30-10:
30
题号
一
二
三
总分
1
2
3
4
5
得分
阅卷人
注意事项:
1.请在试卷正面答题,反面及附页可作草稿纸;
2.答题时请注意书写清楚,保持卷面整洁;
3.本试卷共三道大题,满分100分;试卷本请勿撕开,否则作废;
4.本试卷正文共8页。
本大题满分30分
本大题得分
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分,请将正确答案填在题后对应的中括号内!
)
1、下列几个说法中哪一个是正确的?
(A)电场中某点场强的方向,就是将点电荷放在该点所受电场力的方向.
(B)在以点电荷为中心的球面上,由该点电荷所产生的场强处处相同.
(C)场强可由
定出,其中q为试验电荷,q可正、可负,
为试验电荷所受的电场力.
(D)以上说法都不正确.
[]
2、如图所示,半径为R的均匀带电球面,总电荷为Q,设无穷远处的电势为零,则球内距离球心为r的P点处的电场强度的大小和电势为:
(A)E=0,
.(B)E=0,
.
(C)
.(D)
[]
3、有一边长为a的正方形平面,在其中垂线上距中心O点a/2处,有一电荷为q的正点电荷,如图所示,则通过该平面的电场强度通量为
(A)
.(B)
(C)
.(D)
[]
4、无限长直圆柱体,半径为R,沿轴向均匀流有电流.设圆柱体内(r
(A)Bi、Be均与r成正比.(B)Bi、Be均与r成反比.
(C)Bi与r成反比,Be与r成正比.(D)Bi与r成正比,Be与r成反比.
[]
5、一载有电流I的细导线分别均匀密绕在半径为R和r的长直圆筒上形成两个螺线管,两螺线管单位长度上的匝数相等.设R=2r,则两螺线管中的磁感强度大小BR和Br应满足:
(A)BR=2Br.(B)BR=Br.
(C)2BR=Br.(D)BR=4Br.
[]
6、一运动电荷q,质量为m,进入均匀磁场中,
(A)其动能改变,动量不变.(B)其动能和动量都改变.
(C)其动能不变,动量改变.(D)其动能、动量都不变.
[]
7、在无限长的载流直导线附近放置一矩形闭合线圈,开始时线圈与导线在同一平面内,且线圈中两条边与导线平行,当线圈以相同的速率作如图所示的三种不同方向的平动时,线圈中的感应电流
(A)以情况Ⅰ中为最大.(B)以情况Ⅱ中为最大.
(C)以情况Ⅲ中为最大.(D)在情况Ⅰ和Ⅱ中相同.
[]
8、如图所示,一载流螺线管的旁边有一圆形线圈,欲使线圈产生图示方向的感应电流i,下列哪一种情况可以做到?
(A)载流螺线管向线圈靠近.
(B)载流螺线管离开线圈.
(C)载流螺线管中电流增大.
(D)载流螺线管中插入铁芯.
[]
9、在某地发生两件事,静止位于该地的甲测得时间间隔为4s,若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5s,则乙相对于甲的运动速度是(c表示真空中光速)
(A)(4/5)c.(B)(3/5)c.
(C)(2/5)c.(D)(1/5)c.
[]
10、由氢原子理论知,当大量氢原子处于n=3的激发态时,原子跃迁将发出:
(A)一种波长的光.(B)两种波长的光.
(C)三种波长的光.(D)连续光谱.[]
二、简答题(共5小题,每小题6分,共30分)
本大题满分30分
本大题得分
1、下列关于高斯定理
的各说法是否正确?
如有错误请改正.
(1)∑q为闭合面内所有电荷的代数和.
(2)闭合面上各点场强
仅由面内电荷决定,与面外电荷无关.
(3)闭合面的电场强度通量仅取决于面内电荷,与面外电荷无关.
2、在稳恒电流的磁场中,任意选取的闭合积分回路,安培环路定理
都能成立,因此利用安培环路定理可以求出任何电流回路在空间任一处产生的磁感应强度.以上看法如有错请指出并改正.
3、如图所示,在一长直导线L中通有电流I,ABCD为一矩形线圈,它与L皆在纸面内,且AB边与L平行.
(1)矩形线圈在纸面内向右移动时,试指出线圈中感应电动势方向.
(2)矩形线圈绕AD边旋转,当BC边已离开纸面正向外运动时,试指出线圈中感应电动势的方向.
4、设惯性系S′相对于惯性系S以速度u沿x轴正方向运动,如果从S′系的坐标原点O′沿x′(x′轴与x轴相互平行)正方向发射一光脉冲,则
(1)在S′系中测得光脉冲的传播速度为c.
(2)在S系中测得光脉冲的传播速度为c+u.
以上二个说法是否正确?
如有错误,请说明为什么错误并予以改正.
5、说明德布罗意波长公式的意义;德布罗意的假设是在物理学的什么发展背景下提出的?
三.计算题(共5小题,共计40分)
本小题满分10分
本小题得分
1、(本题10分)
如图所示,一电荷面密度为σ的“无限大”平面,在距离平面a处的一点的场强大小的一半是由平面上的一个半径为R的圆面积范围内的电荷所产生的.试求该圆半径的大小.
2、(本题10分)
本小题满分10分
本小题得分
平面闭合回路由半径为R1及R2(R1>R2)的两个同心半圆弧和两个直导线段组成(如图).已知两个直导线段在两半圆弧中心O处的磁感强度为零,且闭合载流回路在O处产生的总的磁感强度B与半径为R2的半圆弧在O点产生的磁感强度B2的关系为B=2B2/3,求R1与R2的关系.
3、(本题10分)
本小题满分10分
本小题得分
载流长直导线与矩形回路ABCD共面,导线平行于AB,如图所示.求下列情况下ABCD中的感应电动势:
(1)长直导线中电流I=I0不变,ABCD以垂直于导线的速度
从图示初始位置远离导线匀速平移到某一位置时(t时刻).
(2)长直导线中电流I=I0sint,ABCD不动.
4、(本题5分)
本小题满分5分
本小题得分
静止的μ子的平均寿命约为τ0=2×10-6s.今在8km的高空,由于π介子的衰变产生一个速度为v=0.998c(c为真空中光速)的μ子,试论证此μ子有无可能到达地面.
本小题满分5分
本小题得分
5、(本题5分)
已知X射线光子的能量为0.60MeV,若在康普顿散射中散射光子的波长为入射光子的1.2倍,试求反冲电子的动能.
2014—2015学年第一学期
《大学物理(2-2)》期末试卷A卷答案
(机自、车辆专业)
一、选择题
1、C2、B3、D4、D5、B6、C7、B8、B9、B10、C
二、简答题
1、答:
(1)正确.2分
(2)错误,应改为闭合面上场强与面内、面外电荷都有关.2分
(3)正确.2分
2、答∶在稳恒电流的磁场中,对于任何闭合回路L,若Ii为回路所包围的电流,
矢量的线积分
都成立.但若要利用安培环路定理计算
,只有在稳恒电流的空间分布有某些对称性情况下,才能利用安培环路定理求出
.6分
3、答:
(1)ADCBA绕向3分
(2)ADCBA绕向3分
4、答:
答:
(1)是正确的.2分
(2)是错误的,因为不符合光速不变原理.2分
应改为在S系中测得光脉冲的传播速度为c.2分
5、答:
德布罗意波长公式为
其意义:
一切以速度v运动的实物粒子(其静止质量为m0)都具有波动特性,其对应的波长由上式决定,此波称为德布罗意波.3分
由于光的干涉、衍射及偏振现象说明了光具有波动特性.而光电效应、热辐射现象又说明了光具有粒子特性.故光具有波粒二象性.德布罗意在光具有波粒二象性启发下,把光子和粒子(电子等)类同相比,在1924年大胆地提出实物粒子也具有波粒二象性,并且认为物质波与光波一样具有
和
的关系.从而提出上述物质波波长公式.3分
三、计算题
1、解:
电荷面密度为σ的无限大均匀带电平面在任意点的场强大小为E=σ/(2ε0)2分,以O点为圆心,取半径为r→r+dr的环形面积,其电量为dq=σ2πrdr2分
它在距离平面为a的一点处产生的场强
2分
则半径为R的圆面积内的电荷在该点的场强为
2分
由题意,令E=σ/(4ε0),得到R=
2分
2、解:
由毕奥-萨伐尔定律可得,设半径为R1的载流半圆弧在O点产生的磁感强度为B1,则
2分
同理,
2分
∵
∴
2分
故磁感强度
2分
∴
2分
3、解:
(1)
4分
方向沿ABCD即顺时针.1分
(2)
4分
以顺时针为正方向.1分
4、解:
考虑相对论效应,以地球为参照系,μ子的平均寿命:
s2分
则μ子的平均飞行距离:
9.46km.
μ子的飞行距离大于高度,有可能到达地面.3分
5、解:
设散射前电子为静止自由电子,则反冲电子的动能EK=入射光子与散射光子能量之差=
入射X射线光子的能量
2分
散射光子的能量
反冲电子的动能
0.10MeV3分
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- 学年 一学期 期末考试
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