大学物理下期末试题及答案.doc

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，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e 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 R1处磁感强度大小为_ 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=1.610-19C)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 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 ms-1运动时，在地面上测得它的体积是_18. （本题3分）以波长为l= 0.207 mm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n 0=1.211015赫兹，则其遏止电压|Ua| =_V (普朗克常量h =6.6310-34 Js，基本电荷e =1.6010-19 C) 19. （本题3分）如果电子被限制在边界x与x +Dx之间，Dx =0.5 ，则电子动量x分量的不确定量近似地为_kgms (取DxDph，普朗克常量h =6.6310-34 Js)三、计算题（共40分）20. （本题10分）电荷以相同的面密度s 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s (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e08.8510-12 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v 0 = 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l = 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) 一 选择题（共30分）1. C 2. C 3. B 4.B 5.C 6.A 7.D 8.D 9.D 10.D二、填空题（共30分）11. 12. 13. 0.8010-13 (N)14. pBnR2 3分 O 3分15. 016. 116 ( )17. 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 3分 8.8510-9 C / m2 2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 6.6710-9 C 3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： 3分 3分 由式： 7.28106 m/s 由式： 8.781013 m/s2 由式： = 0.0968 m = 9.68 cm 4分