大学物理下期末试题及标准答案.docx
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大学物理下期末试题及标准答案
大学物理下期末试题及答案
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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,则其周围空间各点的电场强度
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轴正向为正、反之为负):
[]
2.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)
.(B)
.
(C)
.(D)
.[]
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(O+2)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)2
倍.
(C)4倍.(D)4
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.
(C)E=0,U=0.(D)E>0,U<0.
[]
5.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.
(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=1,2,3,…
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)0.818.[]
10.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
(A)(3,0,1,
).(B)(1,1,1,
).
(C)(2,1,2,
).(D)(3,2,0,
).[]
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ε的无限大各向同性均匀电介质,则此球壳的电势U=________________.
12.(本题3分)
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 13.(本题3分)磁场中某点处的磁感强度为 ,一电子以速度 (SI)通过该点,则作用于该电子上的磁场力 为__________________.(基本电荷e=1.6×10-19C) 14.(本题6分,每空3分) 四根辐条的金属轮子在均匀磁场 中转动,转轴与 平行,轮子和辐条都是导体,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______________处. 15.(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_________________. 16.(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50cm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2.4×108m·s-1运动时,在地面上测得它的体积是____________. 18.(本题3分) 以波长为λ=0.207μm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 ν0=1.21×1015赫兹,则其遏止电压|Ua|=_______________________V. (普朗克常量h=6.63×10-34J·s,基本电荷e=1.60×10-19C) 19.(本题3分) 如果电子被限制在边界x与x+∆x之间,∆x=0.5Å,则电子动量x分量的不确定量近似 地为________________kg·m/s.(取∆x·∆p≥h,普朗克常量h=6.63×10-34J·s) 20.(本题10分) 电荷以相同的面密度σ分布在半径为r1=10cm和r2=20cm的两个同心球面上.设无限远处电势为零,球心处的电势为U0=300V. (1)求电荷面密度σ. (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ε0=8.85×10-12C2/(N·m2)] 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2∶1,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,试求棒两端的电动势的大小,并确定其方向。 23.(本题10分) 如图所示,一电子以初速度v0=6.0×106m/s逆着场强方向飞入电场强度为E=500V/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λ=1Å.(飞行过程中,电子的质量认为不变,即为静止质量me=9.11×10-31kg;基本电荷e=1.60×10-19C;普朗克常量h=6.63×10-34J·s). 1.C2.C3.B4.B5.C6.A7.D8.D9.D10.D 11. 12. 13.0.80×10-13 (N)14.πBnR2O15.016.1∶16( )17.0.075m3 18.0.9919.1.33×10-23 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 3分 =8.85×10-9C/m22分 (2)设外球面上放电后电荷面密度为 ,则应有 =0 即 2分 外球面上应变成带负电,共应放掉电荷 =6.67×10-9C3分 21.解: 设圆线圈磁矩为p1,方线圈磁矩为p2 ∵ ∴ 4分 2分 2分 又 , 2分 22.解: 取棒元dl,其两端的电动势为 3分 整个金属棒两端的电动势 2分 3分 方向由a指向b.2分 23.解: ①3分 ② ③3分 由①式: 7.28×106m/s 由③式: 8.78×1013m/s2 由②式: =0.0968m=9.68cm4分
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