大学物理下册期末考试A卷.pdf

大学学年第大学学年第 一一 学期期末考试卷学期期末考试卷课程名称课程名称大学物理（下）大学物理（下）考试日期考试日期任课教师任课教师_试卷编号试卷编号_考生姓名考生姓名学号学号专业或类别专业或类别题号题号题分题分得分得分考生注意事项：1、本试卷共 6 页，请查看试卷中是否有缺页。2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。部分常数：玻尔兹曼常数k 1.381023一一4040二二1010三三1010四四1010五五1010六六1010七七1010总分总分100100累累 分分 人人签签名名J/K,气体普适常数 R=8.31 J/K.mol,普朗克常量 h=6.631034Js，电子电量e 1.601019C；一、填空题（每空一、填空题（每空 2 2 分，共分，共 4040 分）分）得分得分评卷人评卷人1.一理想卡诺机在温度为 27和 127两个热源之间运转。若使该机正循环运转，如从高温热源吸收 1200J 的热量，则将向低温热源放出热量_J；2.1mol 理想气体经绝热自由膨胀至体积增大一倍为止，即V2 2V1则在该过程中熵增S _J/k。3.某理想气体的压强 P=105Pa，方均根速率为 400m/s，则该气体的密度_kg/m3。4.AB直导体长为 L 以图示的速度运动，则导体中非静电性场强大小_，方向为_，感应电动势的大小为_。5.平行板电容器的电容 C 为 200F，两板上的电压变化率为 dU/dt=1.5010 V/s，则电容器两平行板间的位移电流为_A。6.长度为l，横截面积为 S 的密绕长直螺线管通过的电流为 I，管上单位长度绕有 n匝线圈，则管内的磁能密度 w 为=_，自感系数 L=_。7.边长为 a 的正方形的三个顶点上固定的三个点电荷如图所示。以无穷远为零电势点，则 C 点电势 UC=_；今将一电量为+q 的点电荷从 C 点移到无穷远，则电场力对该电荷做功 A=_。8.长为l的圆柱形电容器，内半径为R1，外半径为R2，现使内极板带电Q，外极板接地。有一带电粒子所带的电荷为q，处在离轴线为r处（R1 r R2），则该粒子所受的电场力大小F _；若带电粒子从 内极 板由 静止 飞出，则粒 子飞 到外极板 时，它所获得 的动能EK_。59.闭合半圆型线圈通电流为 I，半径为 R，置于磁感应强度为B0的均匀外磁场中，B0的方向垂直于 AB，如图所示。则圆弧 ACB所受的磁力大小为_，线圈所受磁力矩大小为_。10.光电效应中，阴极金属的逸出功为 2.0eV，入射光的波长为400nm，则光电流的遏止电压为_V。金属材料的红限频率0=_HZ。11一个动能为 40eV，质量为 9.1110-31 kg 的电子，其德布罗意波长为 nm。12截面半径为R 的长直载流螺线管中有均匀磁场，已知dB C(C 0)。如图所示，一导线AB 长为 R，则AB 导线中感生dt电动势大小为_，A 点的感应电场大小为EiA_。-2-计算题（每题计算题（每题 1010 分，共分，共 6060 分）分）二.一可逆热机使1mol 的单原子理想气体经历如图所示的循环过程，其中T1=300K，T2=600K，T3=455K。计算（1）各分过程吸收的热量。（2）循环的效率。得分得分评卷人评卷人三.有 N 个粒子,速率分布曲线如图所示。求:1）用己知量 v0表示图中常数 C；2）该 N 个分子平均速率v。3）求速率介于0 v v0的粒子数。得分得分评卷人评卷人-3-四半径为 R 的导体球，带有电荷 q，球外有一内外半径分别为 2R 和 3R 的同心导体球壳，球壳上带有电荷 2q，以无穷远处为电势零点，求：(1)空间电场分布，(2)内球电势。得分得分评卷人评卷人-4-R2R3R五.平行板电容器极板面积为 S，用两种电介质将电容器充满，电介质的相对介电常数分别为r1和r2、厚度分别为 d1和 d2。已知两极板之间的电压为 U，求（1）极板上的电荷面密度；（2）电容器贮存的总能量。得得分分评卷人评卷人00J00J。六 一个塑料圆盘，半径为R，表面均匀分布电量+Q。当它绕通过盘心而垂直于盘面的轴以角速度转动时，(1)求盘心处的磁感应强度 B 的大小；（2）磁矩的大小。得得分分评卷人评卷人00J00J。-5-七.一无限长直导线旁有一长为 a、宽为 b 的 N 匝密绕矩形线圈，线圈与导线共面，长度为 a 的边与导线平行，相距为 d，如图所示。若长直导线中通有电流I I0et。（I0、为已知常数且0）求：（1）通过矩形线圈的磁通量；（2）矩形线圈与长直导线间的互感；（3）任一时刻 t，矩形线圈中的电动势大小、方向。得得分分00J。b1a评卷人评卷人-6-1、900J；2、Rln2=5.76；3、1.875；4、VB，竖直向上，VBLsin；5、3；6、0n2I22Q；0n ls；7 7、40a22 2，Qq240a2 2；8 8、Qq，20rl2RQq2V,4.831014Hz；1111、0.195nm；1212、ln2；9 9、2B0IR,12B0IR1010、1.120lR1321R C，CR。42Q23 0二（1）Q12i2RT2i2RT2T1 3739.5Ji 22Q31i 2RTRT1T3 3220.1Q放 1 13.9%Q吸三（1）速率分布曲线如图所示。由归一化条件（曲线下面积为1）1(v02v0)C 1223v0v2v011v02v2dv vdv 2v03v03v09得C(2)v v00v0（3）N N3v0220vdvN3四解：依题意导体球壳内表面所带电荷为-q，外表面所带电荷 3q。解：依题意导体球壳内表面所带电荷为-q，外表面所带电荷 3q。Edsq0q40r2rRrRE=0,E=0,Rr2RRr2RE,2Rr3R2Rr3Rr3RE 3q40rq2rR 时U 五（1）40Rq402R3q3q403R80RD1D20D10r1E10D20r2E20E1d1E2d2UE1，00r100r2E20d1d2r1r20U110SU2（2 2）W2Uq2dd12r1r2六.解：(1)dq Q2Qrdr2rdr 22RRdI dq0dI0QdrQrdrdB 2R22r2R2B dB R00Qdr0Q22R2R（2）m dm SdI 00RRR0QrdrQR2r2R42七vvdb0II ad b(1)(1)BdS adr 0 0etln2r2ddNN0ad blnI2ddIN0I0atd b(3)(3)M,顺时针方向elndt2d(2)(2)M 8