《大学物理》下册试卷及答案

大学物理下模拟题（一）一选择题（共30分）1．（本题3分）(1402)在边长为a的正方体中心处放置一电荷为Q的点电荷，则正方体顶角处的电场强度的大小为：(A)．(B)．(C)．(D)．［］2．（本题3分）（1255）图示为一具有球对称性分布的静电场的E～r关系曲线．请指出该静电场是由下列哪种带电体产生的．(A)半径为R的均匀带电球面．(B)半径为R的均匀带电球体．(C)半径为R的、电荷体密度为＝Ar(A为常数)的非均匀带电球体．(D)半径为R的、电荷体密度为＝A/r(A为常数)的非均匀带电球体．[］3．（本题3分）（1171）选无穷远处为电势零点，半径为R的导体球带电后，其电势为U0，则球外离球心距离为r处的电场强度的大小为(A)．(B)．(C)．(D)．［］4．（本题3分）（1347）如图，在一带有电荷为Q的导体球外，同心地包有一各向同性均匀电介质球壳，相对介电常量为r，壳外是真空．则在介质球壳中的P点处(设)的场强和电位移的大小分别为(A)E=Q/(4rr2)，D=Q/(4r2)．(B)E=Q/(4rr2)，D=Q/(40r2)．(C)E=Q/(40rr2)，D=Q/(4r2)．(D)E=Q/(40rr2)，D=Q/(40r2)．［］5．（本题3分）（1218）一个平行板电容器，充电后与电源断开，当用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大，则两极板间的电势差U12、电场强度的大小E、电场能量W将发生如下变化：U12减小，E减小，W减小．(B)U12增大，E增大，W增大．(C)U12增大，E不变，W增大．(D)U12减小，E不变，W不变．［］6．（本题3分）（2354）通有电流I的无限长直导线有如图三种形状，则P，Q，O各点磁感强度的大小BP，BQ，BO间的关系为：(A)BP>BQ>BO.(B)BQ>BP>BO．BQ>BO>BP．(D)BO>BQ>BP．[]7．（本题3分）（2047）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(A)．(B)．(C)．(D)．［］8．（本题3分）（2092）两个同心圆线圈，大圆半径为R，通有电流I1；小圆半径为r，通有电流I2，方向如图．若r<<R(大线圈在小线圈处产生的磁场近似为均匀磁场)，当它们处在同一平面内时小线圈所受磁力矩的大小为(A)．(B)．(C)．(D)0．[]9．（本题3分）（4725）把一个静止质量为m0的粒子，由静止加速到0.6c(c为真空中光速）需作的功等于(A)0.18m0c2．(B)0.25(C)0.36m0c2．(D)1.25m0c10．（本题3分）（4190）要使处于基态的氢原子受激发后能发射赖曼系(由激发态跃迁到基态发射的各谱线组成的谱线系)的最长波长的谱线，至少应向基态氢原子提供的能量是(A)1.5eV．(B)3.4eV．(C)10.2eV．(D)13.6eV．［］二填空题（共30分）11．（本题3分）（1854）已知某静电场的电势函数U＝a(x2+y)，式中a为一常量，则电场中任意点的电场强度分量Ex＝____________，Ey＝____________，Ez＝_______________．12．（本题4分）（1078）如图所示．试验电荷q，在点电荷+Q产生的电场中，沿半径为R的整个圆弧的3/4圆弧轨道由a点移到d点的过程中电场力作功为________________；从d点移到无穷远处的过程中，电场力作功为____________．13．（本题3分）（7058）一个通有电流I的导体，厚度为D，放置在磁感强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体的侧表面，如图所示，则导体上下两面的电势差为V=AIB/D(其中A为一常数）．上式中A定义为________系数，且A与导体中的载流子数密度n及电荷q之间的关系为______________．14．（本题3分）（2586）如图所示，在真空中有一半径为a的3/4圆弧形的导线，其中通以稳恒电流I，导线置于均匀外磁场中，且与导线所在平面垂直．则该载流导线bc所受的磁力大小为_________________．15．（本题3分）（2338）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=___________．16．（本题4分）（0323）图示为一圆柱体的横截面，圆柱体内有一均匀电场，其方向垂直纸面向内，的大小随时间t线性增加，P为柱体内与轴线相距为r的一点，则(1)P点的位移电流密度的方向为____________．(2)P点感生磁场的方向为____________．17．（本题3分）（4167）子是一种基本粒子，在相对于子静止的坐标系中测得其寿命为0＝2×10-6s．如果子相对于地球的速度为0.988c(c为真空中光速)，则在地球坐标系中测出的子的寿命＝____________________．18．（本题4分）（4187）康普顿散射中，当散射光子与入射光子方向成夹角_____________时，散射光子的频率小得最多；当______________时，散射光子的频率与入射光子相同．19．（本题3分）（4787）在主量子数n=2，自旋磁量子数的量子态中，能够填充的最大电子数是________________．三计算题（共40分）20．（本题10分）（1217）半径为R1的导体球，带电荷q，在它外面同心地罩一金属球壳，其内、外半径分别为R2=2R1，R3=3R1，今在距球心d=4R1处放一电荷为Q的点电荷，并将球壳接地(如图所示)，试求球壳上感生的总电荷．21．（本题10分）（0314）载有电流I的长直导线附近，放一导体半圆环MeN与长直导线共面，且端点MN的连线与长直导线垂直．半圆环的半径为b，环心O与导线相距a．设半圆环以速度平行导线平移，求半圆环内感应电动势的大小和方向以及MN两端的电压UMUN．22．（本题10分）（2559）一圆形电流，半径为R，电流为I．试推导此圆电流轴线上距离圆电流中心x处的磁感强度B的公式，并计算R=12cm，I=1A的圆电流在x=10cm处的B的值．(0=4×10-7N/A2)23.（本题5分）（5357）设有宇宙飞船A和B，固有长度均为l0=100m，沿同一方向匀速飞行，在飞船B上观测到飞船A的船头、船尾经过飞船B船头的时间间隔为t=(5/3)×10-7s，求飞船B相对于飞船A的速度的大小．24．（本题5分）（4430）已知粒子在无限深势阱中运动，其波函数为(0≤x≤a)求发现粒子的概率为最大的位置．答案一选择题（共30分）1.(C)2．(B)3.(C)4.(C)5.(C)6.(D)7.(D)8.(D)9.(B)10.(C)二填空题（共30分）11.（本题3分）（1854）－2ax－a012.（本题4分）（1078）0qQ/(40R)13.（本题3分）（7058）霍尔1/(nq)14.（本题3分）（2586）15.（本题3分）（2338）1∶16参考解：， ， 16.（本题4分）（0323）垂直纸面向里2分垂直OP连线向下17.（本题3分）（4167）1.29×10-5s18.（本题4分）（4187）019.（本题3分）（4787）4三计算题（共40分）20.（本题10分）（1217）解：应用高斯定理可得导体球与球壳间的场强为(R1＜r＜R2) 设大地电势为零，则导体球心O点电势为： 根据导体静电平衡条件和应用高斯定理可知，球壳内表面上感生电荷应为－q．设球壳外表面上感生电荷为Q'． 1分以无穷远处为电势零点，根据电势叠加原理，导体球心O处电势应为： 假设大地与无穷远处等电势，则上述二种方式所得的O点电势应相等，由此可得=－3Q/4 2分故导体壳上感生的总电荷应是－[(3Q/4)+q]21.（本题10分）（0314）解：动生电动势为计算简单，可引入一条辅助线MN，构成闭合回路MeNM,闭合回路总电动势 负号表示的方向与x轴相反．方向N→M22.（本题10分）（2559）解：如图任一电流元在P点的磁感强度的大小为方向如图．此dB的垂直于x方向的分量，由于轴对称，对全部圆电流合成为零．，方向沿x轴．2分将R=0.12m，I=1A，x=0.1m代入可得B=2.37×10-6T23.（本题5分）（5357）解：设飞船A相对于飞船B的速度大小为v，这也就是飞船B相对于飞船A的速度大小．在飞船B上测得飞船A的长度为故在飞船B上测得飞船A相对于飞船B的速度为解得m/s所以飞船B相对于飞船A的速度大小也为2.68×108m/s24.（本题5分）（4430）解：先求粒子的位置概率密度当时，有最大值．在0≤x≤a范围内可得∴．

大学物理下模拟题（二）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．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(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=1.6×1019C)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=0.207m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=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=1.60×10-1919.（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)三、计算题（共40分）20.（本题10分）电荷以相同的面密度分布在半径为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．(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0＝8.85×10-12C2/(N·m21.（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=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=6.63×10-2010-2011大学物理下考试试卷答