大学物理A2-2011期末试卷.pdf

第 1 页 共 4 页 诚信应考诚信应考 考试作弊将带来严重后果考试作弊将带来严重后果 湖南大学课程考试试卷 课程名称 大学物理大学物理 2 2 课程编码 110011003 3 试卷编号 1 考试时间 120 分钟 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 应得分 100 注意 题目要答在专门设计的答卷上 答在试卷上无效 一一 选择题选择题 单选题单选题 每小题每小题 3 3 分分 共共 3030 分分 1 右面四个图 半径为 R 的均匀带 电球面的静电场中各点的电场强度的 大小 E 与距球心的距离 r 之间的关系 曲线为 2 一导体球外充满相对介电常量为 r 的均匀电介质 若测得导体表面附近 场强为 E 则导体球面上的自由电荷 面密度 为 A 0 E B 0 r E C r E D 0 r 0 E 3 一空气平行板电容器 充电后把电源断开 这时电容器中储存的能量为 W0 然后 在两极板之间充满相对介电常量为 r的各向同性均匀电介质 则该电容器中储存的能 量 W 为 A 0 WW r B r W W 0 C 0 1 WW r D 0 WW 4 在半径为R的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为r的长直圆柱 体 两柱体轴线平行 其间距为 a 如图 今在此导体上通以电流 I 电流在截面上均匀分布 则空心部分轴线上 O 点的磁感强度的大 小为 A 2 2 0 2R a a I B 2 22 0 2R ra a I C 22 2 0 2rR a a I D 2 2 2 2 2 0 a r R a a I E O r B E 1 r2 R E O r A E 1 r2 R E O r C E 1 r2 R E O r D E 1 r2 a R r O O I 考试中心填写 年 月 日 考 试 用 专业班级 学号 姓名 装 订 线 题 目 不 得 超 过 此 线 湖 南 大 学 课 程 考 试 试 卷 湖 南 大 学 教 务 处 考 试 中 心 湖 南 大 学 教 务 处 考 试 中 心 第 2 页 共 4 页 5 一个磁导率为 1的无限长均匀磁介质圆柱体 半径 为 R1 其中均匀地通过电流 I 在它外面还有一半径 为 R2的无限长同轴圆柱面 其上通有与前者方向相反 的电流 I 两者之间充满磁导率为 2的均匀磁介质 则 在 0 r R1的空间磁场强度H 的大小等于 A 0 B I 2 r C 1 2 R I D 2 1 2 R Ir 6 真空中一根无限长直细导线上通电流 I 则距导线垂直距离为 a 的空间某点处的磁能密度为 A 20 0 2 2 1 a I B 20 0 2 2 1 a I C 2 0 2 2 1 I a D 20 0 2 2 1 a I 7 在圆柱形空间内有一磁感强度为B 的均匀磁场 如图所示 B 的大小以 速率 dB dt 变化 有一长度为 l0的金属棒先后放在磁场的两个不同位置 1 ab 和 2 a b 则金属棒在这两个位置时棒内的感应电动势的大小关系为 A 2 1 0 B 2 1 C 2 T1 9 当照射光的波长从 4000 变到 3000 时 对同一金 属 在光电效应实验中测得的遏止电压将 A 减小 0 56 V B 减小 0 34 V C 增大 0 165 V D 增大 1 035 V 普朗克常量 h 6 63 10 34 J s 基本电荷 e 1 60 10 19 C 10 不确定关系式 x px表示在 x 方向上 A 粒子位置不能准确确定 B 粒子动量不能准确确定 C 粒子位置和动量都不能准确确定 D 粒子位置和动量不能同时准确确定 R2 2 I O O 2 1 R2 R1 俯视图 a a O b b l0 B T1 T2 A MB T B MB T C MB T D MB T T2 T2 T2 T1 T1 T1 第 3 页 共 4 页 二 填空题填空题 共共 3030 分分 1 本题本题 3 分分 一半径为 R 的均匀带电球面 带有电荷 Q 若规定该球面上电势为零 则球面外 距球心 r 处的 P 点的电势 UP 2 本题本题 3 分分 图示为一均匀极化的电介质圆柱体 已知电极化强度为P 其方向平行于圆柱体轴线 则 A B 两端面上和侧面 C 上的束缚电 荷面密度分别为 A B C 3 本题本题 3 分分 一长直载流导线 沿空间直角坐标 Oy 轴放置 电流沿 y 正向 在原点 O 处取一 电流元lI d 则该电流元在 a 0 0 点处的磁感强度的大小为 方 向为 4 本题本题 3 分分 如图 均匀磁场中放一均匀带正电荷的圆环 其线电荷密度 为 圆环可绕通过环心 O 与环面垂直的转轴旋转 当圆环以角 速度 转动时 圆环受到的磁力矩为 其方向 5 本题本题 3 分分 半径为 r 的小绝缘圆环 置于半径为 R 的大导线圆环中心 二 者在同一平面内 且 r R 在大导线环中通有正弦电流 取逆时 针方向为正 I I0sin t 其中 I0为常数 t 为时间 则任一时刻 小线环中感应电动势 取逆时针方向为正 为 6 本题本题 3 分分 有两个线圈 自感系数分别为 L1和 L2 已知 L1 3 mH L2 5 mH 串联成一个 线圈后测得自感系数 L 11 mH 则两线圈的互感系数 M 7 本题本题 3 分分 一平行板空气电容器的两极板都是半径为 R 的圆形导体片 在充电时 板间电场 强度的变化率为 dE dt 若略去边缘效应 则两板间的位移电流为 8 本题本题 3 分分 静止质量为 me的电子 经电势差为 U12的静电场加速后 若不考虑相对论效应 电子的德布罗意波长 C B A P O R B r R 装 订 线 题 目 不 得 超 过 此 线 湖 南 大 学 课 程 考 试 试 卷 湖 南 大 学 教 务 处 考 试 中 心 湖 南 大 学 教 务 处 考 试 中 心 第 4 页 共 4 页 9 本题本题 3 分分 粒子在一维无限深方势阱中运动 势阱宽度为 a 其波函数为 a x a x 3 sin 2 0 x a 粒子出现的概率最大的各个位置是 x 10 本题本题 3 分分 主量子数 n 4 的量子态中 角量子数 l 的可能取值为 磁量子数 ml的可能取 值为 三三 计算题计算题 每小题每小题 1010 分分 共共 4040 分分 1 半径为 R 的带电细圆环 其电荷线密度为 0sin 式中 0为一常数 为半径 R 与 x 轴所成的夹角 如图所示 试求环心 O 处的电场强度 2 如图所示 一球形电容器 内球壳半径为 R1 外球壳半径为 R2 R2 2R1 其间充有相对介电常数分别为 r1和 r2的两层各向同性均匀电介 质 r2 r1 2 其界面半径为 R 若两种电介质的击穿电场强度相同 问 1 当电压升高时 哪层介质先击穿 2 该电容器能承受多高的电压 3 一半径为 4 0 cm的圆环放在磁场中 磁场的方向对环而言是对称 发散的 如图所示 圆环所在处的磁感强度的大小为 0 10 T 磁场的 方向与环面法向成 60 角 求当圆环中通有电流 I 15 8 A 时 圆环 所受磁力的大小和方向 4 如图所示 长直导线中电流为 i 矩形线框 abcd 与长直导线共面 且 ad AB dc 边固定 ab 边沿 da 及 cb 以速度v 无摩擦地匀速