大学物理-2003下期末试卷

2003级大学物理（II）期末考试试卷院系班级_姓名_学号_日期2005年1月12日一选择题（共30分）1（本题3分）如图所示，在坐标A，0处放置一点电荷Q，在坐标A，0处放置另一点电荷QP点是Y轴上的一点，坐标为0，Y当YA时，该点场强的大小为AB204Y20YQCD30Q304A2（本题3分）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3（本题3分）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ABAQ023AQQ03CDQ002EORBE1/R2REORAE1/R2REORCE1/R2REORDE1/R2Q3Q2QOAAAOXAQQAP0,YY4（本题3分）图中实线为某电场中的电场线，虚线表示等势（位）面，由图可看出AEAEBEC，UAUBUCBEAEBEC，UAUBUCCEAEBEC，UAUBUCDEAEBEC，UAUBUC5（本题3分）如图，两根直导线AB和CD沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上，稳恒电流I从A端流入而从D端流出，则磁感强度沿图中闭合路径L的积分等于BLLBABI0I031CD4/26（本题3分）如图，匀强磁场中有一矩形通电线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下，线圈发生转动，其方向是AAB边转入纸内，CD边转出纸外BAB边转出纸外，CD边转入纸内CAD边转入纸内，BC边转出纸外DAD边转出纸外，BC边转入纸内7（本题3分）无限长直导线在P处弯成半径为R的圆，当通以电流I时，则在圆心O点的磁感强度大小等于ABRI20I0C0D120RCBAIIABCDL120ABCDORPIE140RI8（本题3分）如图，平板电容器忽略边缘效应充电时，沿环路L1的磁场强度的环流与沿环路L2的磁场强度的环HH流两者，必有A1DLL2LLB1L2LC1DLLH2LLD01L9（本题3分）宇宙飞船相对于地面以速度V作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过T飞船上的钟时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为C表示真空中光速ACTBVTCD2/1V2/1C10（本题3分）根据相对论力学，动能为025MEV的电子，其运动速度约等于A01CB05CC075CD085CC表示真空中的光速，电子的静能M0C2051MEV二填空题（共38分）11（本题3分）电荷分别为Q1，Q2，Q3的三个点电荷分别位于同一圆周的三个点上，如图所示设无穷远处为电势零点，L1L2Q2Q1BQ3O圆半径为R，则B点处的电势U_12（本题4分）A、B为两块无限大均匀带电平行薄平板，两板间和左右两侧充满相对介电常量为R的各向同性均匀电介质已知两板间的场强大小为E0，两板外的场强均为，方向031E如图则A、B两板所带电荷面密度分别为A_，B_13（本题4分）一空气平行板电容器，电容为C，两极板间距离为D充电后，两极板间相互作用力为F则两极板间的电势差为_，极板上的电荷为_14（本题3分）在一根通有电流I的长直导线旁，与之共面地放着一个长、宽各为A和B的矩形线框，线框的长边与载流长直导线平行，且二者相距为B，如图所示在此情形中，线框内的磁通量_15（本题3分）若电子在垂直于磁场的平面内运动，均匀磁场作用于电子上的力为F，轨道的曲率半径为R，则磁感强度的大小应为_16（本题3分）ABE0E0/3E0/3BBAI用导线制成一半径为R10CM的闭合圆形线圈，其电阻R10，均匀磁场垂直于线圈平面欲使电路中有一稳定的感应电流I001A，B的变化率应为DB/DT_17（本题3分）一自感线圈中，电流强度在0002S内均匀地由10A增加到12A，此过程中线圈内自感电动势为400V，则线圈的自感系数为L_18（本题3分）自感系数L03H的螺线管中通以I8A的电流时，螺线管存储的磁场能量W_19（本题4分）圆形平行板电容器，从Q0开始充电，试画出充电过程中，极板间某点P处电场强度的方向和磁场强度的方向20（本题3分）在电子单缝衍射实验中，若缝宽为A01NM1NM109M，电子束垂直射在单缝面上，则衍射的电子横向动量的最小不确定量PY_NS普朗克常量H6631034JS21（本题5分）主量子数N4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_三计算题（共32分）PI12DAB22（本题5分）厚度为D的“无限大”均匀带电导体板两表面单位面积上电荷之和为试求图示离左板面距离为A的一点与离右板面距离为B的一点之间的电势差23（本题5分）一绝缘金属物体，在真空中充电达某一电势值，其电场总能量为W0若断开电源，使其上所带电荷保持不变，并把它浸没在相对介电常量为R的无限大的各向同性均匀液态电介质中，问这时电场总能量有多大24（本题12分）长为L，质量为M的均匀金属细棒，以棒端O为中心在水平面内旋转，棒的另一端在半径为L的金属环上滑动棒端O和金属环之间接一电阻R，整个环面处于均匀磁场中，的方向垂直纸面向里，如图设T0B时，初角速度为0忽略摩擦力及金属棒、导线和圆环的电阻求1当角速度为时金属棒内的动生电动势的大小2棒的角速度随时间变化的表达式25（本题5分）假定在实验室中测得静止在实验室中的子不稳定的粒子的寿命为22106M，而当它相对于实验室运动时实验室中测得它的寿命为163106S试问这两个测量结果符合相对论的什么结论子相对于实验室的速度是真空中光速C的多少倍26（本题5分）能量为15EV的光子，被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离发射一个光电子，求此光电子的德布罗意波长电子的质量ME9111031KG，普朗克常量H6631034JS，1EV1601019JROB2003级大学物理（II）试卷解答2005112考一选择题（共30分）1C；2B；3C；4D；5D；6A；7D；8C；9A；10C二填空题（共38分）11本题3分32108QR12本题4分；/20ER/0R13本题4分；CFD/14本题3分2LN0IA15本题3分RFMEB116本题3分318T/S17本题3分0400H18本题3分96J19本题4分见图20本题3分1061024（或6631024或0531024或3321024）参考解根据，或，或，或，可得以YPHPY21YPHPY21上答案21本题5分0，1，2，30，1，2，3三计算题（共32分）22本题5分解选坐标如图由高斯定理，平板内、外的场强分布为E0板内板外2/0X1、2两点间电势差211DXEUBDDA22/0/0023本题5分解因为所带电荷保持不变，故电场中各点的电位移矢量保持不变，D又RRRWDEW02020112因为介质均匀，电场总能量W/PIHE12DABXO24本题12分解12D00LBRRBLLIVE2MTJ231ML20DBIRIMLRLB422TRMLD43EXP20T其中EXPXEX25本题5分解它符合相对论的时间膨胀或运动时钟变慢的结论设子相对于实验室的速度为V子的固有寿命022106S子相对实验室作匀速运动时的寿命0163105S按时间膨胀公式20/1/CV移项整理得099C020/126本题5分解远离核的光电子动能为EV4163521VEKME则70105M/SE光电子的德布罗意波长为104109M104VEHP2004级大学物理（II）试卷院系_姓名_学号_日期2006年1月10日成绩_一选择题（共30分）1（本题3分）半径为R的“无限长”均匀带电圆柱面的静电场中各点的电场强度的大小E与距轴线的距离R的关系曲线为2（本题3分）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ABAQ02AQ03CDQ03Q023（本题3分）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AE0，U0BE0，U0，U1C2R1，当大环以变角速度T绕垂直于环面的中心轴旋转时，求小环中的感应电流其方向如何24（本题8分）两相互平行无限长的直导线载有大小相等方向相反的电流，长度为B的金属杆CD与两导线共面且垂直，相对位置如图CD杆以速度平行直线电流运V动，求CD杆中的感应电动势，并判断C、D两端哪端电势较高25（本题8分）一环形薄片由细绳悬吊着，环的外半径为R，内半径为TR1R2OAABIICDVOR3RR/2R/2，并有电荷Q均匀分布在环面上细绳长3R，也有电荷Q均匀分布在绳上，如图所示,试求圆环中心O处的电场强度圆环中心在细绳延长线上26（本题5分）在氢原子中，电子从某能级跃迁到量子数为N的能级，这时轨道半径改变Q倍，求发射的光子的频率2004级大学物理（II）试卷解答2006110考一选择题（共30分）1B；2C；3B；4C；5D；6B；7A；8B；9C；10B二填空题（共30分）11本题3分0801013NK12本题3分答案见图13本题3分96J14本题5分D2115本题3分TANIMCOS2016本题3分10CMBEOU12U3A17本题3分129105S18本题3分058619本题3分1520本题3分；三计算题（共40分）21本题4分解设小水滴半径为R、电荷Q；大水滴半径为R、电荷为Q27Q27个小水滴聚成大水滴，其体积相等274/3R34/3R3得R3R小水滴电势U0Q/40R大水滴电势000094427URQQ22本题5分解XAXPDSIN2D粒子位于0A/4内的概率为XADSIN24/0DSIN24/0AXA00914/021IX42I1223本题10分解大环中相当于有电流2RTI这电流在O点处产生的磁感应强度大小1/020TRIB以逆时针方向为小环回路的正方向，210RTTTIDD210ETRRII方向DT/DT0时，I为负值，即I为顺时针方向DT/DT0BE0，U0，U1C2R1，当大环以变角速度T绕垂直于环面的中心轴旋转时，求小环中的感应电流其方向如何24（本题8分）两相互平行无限长的直导线载有大小相等方向相反的电流，长度为B的金属杆CD与两导线共面且垂直，相对位置如图CD杆以速度平行直线电流运V动，求CD杆中的感应电动势，并判断C、D两端哪端电势较高25（本题8分）一环形薄片由细绳悬吊着，环的外半径为R，内半径为R/2，并有电荷Q均匀分布在环面上细绳长3R，也有电荷Q均匀分布在绳上，如图所示,试求圆环中心O处的电场强度圆环中心在细绳延长线上26（本题5分）在氢原子中，电子从某能级跃迁到量子数为N的能级，这时轨道半径改变Q倍，求发射的光子的频率2004级大学物理（II）试卷解答2006110考一选择题（共30分）1B；2C；3B；4C；5D；6B；7A；8B；9C；10B二填空题（共30分）11本题3分AABIICDVOR3RR/2BEOU12U3A0801013NK12本题3分答案见图13本题3分96J14本题5分D2115本题3分TANIMCOS2016本题3分10CM17本题3分129105S18本题3分058619本题3分1520本题3分；三计算题（共40分）21本题4分解设小水滴半径为R、电荷Q；大水滴半径为R、电荷为Q27Q27个小水滴聚成大水滴，其体积相等274/3R34/3R3得R3R小水滴电势U0Q/40R大水滴电势0000943427URQRRQU22本题5分解XAXPDSIN2D粒子位于0A/4内的概率为XADSIN24/0DSIN24/0AXA00914/021IX42I1223本题10分解大环中相当于有电流2RTI这电流在O点处产生的磁感应强度大小1/020TRIB以逆时针方向为小环回路的正方向，210RTTTIDD210ETRRII方向DT/DT0时，I为负值，即I为顺时针方向DT/DT0BE0，U0，U14（本题3分）在磁场中某点放一很小的试验线圈若线圈的面积增大一倍，且其中电流也增大一倍，该线圈所受的最大磁力矩将是原来的_倍15（本题3分）金属杆AB以匀速V2M/S平行于长直载流导线运动，导线与AB共面且相互垂直，如图所示已知导线载有电流I40A，则此金属杆中的感应电动势_伏特LN2I06916（本题3分）平行板电容器的电容C为200F，两板上的电压变化率为DU/DT150105VS1，则该平行板电容器中的位移电流为_安培17（本题3分）钨的红限波长是230NM1NM109M，用波长为180NM的紫外光照射时，从表面逸出的电子的最大动能为_EV普朗克常量H6631034JS，基本电荷E1601019C18（本题3分）欲使氢原子发射赖曼系由各激发态跃迁到基态所发射的谱线构成）中波长为1216NM的谱线，应传给基态氢原子的最小能量是_EV普朗克常量H6631034JS，基本电荷E1601019C19（本题3分）令称为电子的康普顿波长，其中为电子静止质量，C为真空中光速，/CMECEMH为普朗克常量当电子的动能等于它的静止能量时，它的德布罗意波长是_C20（本题3分）在主量子数N2，自旋磁量子数的量子态中，能够填充的最大电子数是21S_三、计算题（共40分）21（本题10分）电荷QQ0均匀分布在长为L的细棒上，在细棒的延长线上距细棒中心O距离为A的P点处放一电荷为QQ0的点电荷，求带电细棒对该点电荷的静电力22（本题10分）图所示为两条穿过Y轴且垂直于XY平面的平行长直导线的正视图，两条导线皆通有电流I，但方向相反，它们到X轴的距离皆为A1推导出X轴上P点处的磁感强度的表达式B2求P点在X轴上何处时，该点的B取得最大值I1M1MABVPLQOAQIIXYAAOPX23（本题10分）如图所示，一电荷线密度为的长直带电线与一正方形线圈共面并与其一对边平行以变速率VVT沿着其长度方向运动，正方形线圈中的总电阻为R，求T时刻方形线圈中感应电流IT的大小不计线圈自身的自感24（本题5分）一艘宇宙飞船的船身固有长度为L090M，相对于地面以08CC为真空中光速的匀速度在地面观测站的上空飞过V1观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少2宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少25（本题5分）已知