(完整版)大学物理电磁场练习题含答案.doc
前面是答案和后面是题目 , 大家认真对对 . 三、稳恒磁场答案 1-5 CADBC 6-8 CBC 三、稳恒磁场习题
1.
有一个圆形回路 1及一个正方形回路 2，圆直径和正方形的边长相等， 二者中
通有大小相等的电流，它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比 B 1 2 为
/ B
(A) 0.90．
(B) 1.00．
(C) 1.11．
(D) 1.22．
［ ］
A
I
I
2.
边长为 l 的正方形线圈中通有电流 I ，此线圈在 A 点 (见图 )产生的磁感强度 B 为
2
I
2 0 I
(A)
4 l ． (B)
2 l ．
2 0
I
(C) l
． (D) 以上均不对． ［ ］
I a
P
a Q I
2a
I a a
a
O I
a
3.
I
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 B P ，
B Q ，B O 间的关系为：
(A) B P > B Q > B O .
(B) B Q > B P > B O ． (C) B Q > B O > B P ．
(D) B O > B Q > B P ．
［
］
B
B
(A) (B)
r
r
O
a b
O
a
b
B
B
(C)
(D)
r
r
O a b
O
a b
4.
无限长载流空心圆柱导体的内外半径分别为 a 、b ，电流在导体截面上均匀分布， 则空间各处的 B 的大小与场点到圆柱中心轴线的距离 r 的关系定性地如图所示． 正确
的图是
［
］
a
I
1
O
b 2
c
5.
电流 I 由长直导线 1沿平行 bc 边方向经 a 点流入由电阻均匀的导线构成的正三角形线框，再由 b 点沿垂直 ac 边方向流出，经长直导线 2返回电源 (如图 )．若载流直导
线 1、 2和三角形框中的电流在框中心 O 点产生的磁感强度分别用
B
1
、
B
2
和
B 3
表
示，则 O 点的磁感强度大小
(A) B = 0，因为 B 1 = B 2 = B 3 = 0．
(B) B = 0 ，因为虽然 1≠ 、 2≠ ，但 B 1B 2
， B 3
= 0 ．
B 0 B 0
(C) B ≠ 0，因为虽然 B 2 = 0、B 3= 0，但 B 1≠ 0．
(D) B ≠ ，因为虽然 B 1B 2
0 ，但 B 3≠ ． ［
］
0 0
I
1 a
O b
2
6.
电流由长直导线 1沿半径方向经 a 点流入一电阻均匀的圆环， 再由 b 点沿切向从圆
环流出，经长导线 2返回电源 (如图 )．已知直导线上电流强度为 I ，圆环的半径为 R ，且 a 、b 与圆心 O 三点在同一直线上． 设直电流 1、2及圆环电流分别在 O 点产生的磁感强度为
B
1
、 B
2 及 B 3
，则 O 点的磁感强度的大小 (A) B = 0，因为 B 1 = B 2 = B 3 = 0．
(B) B = 0，因为 B 1 B 2 0 ， B 3 ．
= 0 (C) B ≠ 0，因为虽然 B 1 = B 3 = 0，但 B 2≠ 0．
(D) B ≠ 0，因为虽然 B 1 = B 2 = 0，但 B 3≠ 0． (E) B ≠ 0，因为虽然 B 2 = B 3 = 0，但 B 1≠ 0．
［
］
v
1
I c
a
O b
d I
2 7.
电流由长直导线 1沿切向经 a 点流入一个电阻均匀的圆环， 再由 b 点沿切向从圆环流出，经长直导线 2返回电源 (如图 )．已知直导线上电流强度为 I ，圆环的半径为 R ，且 a 、b 和圆心 O 在同一直线上． 设长直载流导线 1、2和圆环中的电流分别在 O 点产生的磁感强度为 B 1 、 B
2 、 B 3
，则圆心处磁感强度的大小
(A) B = 0，因为 B 1 = B 2 = B 3 = 0．
1 2
≠ 0，但 B 1B
2
， B
3
= 0 ． (B) B = 0，因为虽然 B ≠ 0、B
(C) B ≠ 0，因为 B 1≠ 0、B 2≠ 0，B 3≠ 0．
3
= 0，但 B 1 B 2 0 ．
［
］
(D) B ≠ 0，因为虽然 B
R
I
O
a
O ′r
8.
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
I
a 2 0 I a 2
r 2
(A)
2 a
R
2
(B)
2 a
R 2
I
a 2 0
I a 2 r 2
(C)
2 a
R 2 r 2
(D) 2 a
(
R 2
a 2 )
［ ］
参考解：
导体中电流密度
J I / (R
2
r
2
)
．设想在导体的挖空部分同时有电流密度为
J 和－ J 的流向相反的电流．这样，空心部分轴线上的磁感强度可以看成是电流密
度为 J 的实心圆柱体在挖空部分轴线上的磁感强度 B
1
和占据挖空部分的电流密度
－ J 的实心圆柱在轴线上的磁感强度
B
2
的矢量和．由安培环路定理可以求得
B 1 0 Ia 2
2 a( R 2
r 2 )
B 2 0 ,
所以挖空部分轴线上一点的磁感强度的大小就等于 B 1 0 Ia
( R 2 r 2 )
2
2
分
R
c
9.
3
1 B R 2
3分 10. 2
11.
6.67×10-
7
T
3分
7.20×10- 7 A ·m 2
2分 12.
减小
2分
在 x R / 2 区域减小；在
x R /
2
区域增大． (x 为离圆心的距离 )
3分 13.
1 分
I
2分
14.
4×10-
6
T 2分
5 A
2分 15.
I
1分
2 分
2 0
I
2分
16.
解：①电子绕原子核运动的向心力是库仑力提供的．
1 e
2 v 2
e
4 0 a 02
m
v
即∶
a 0
，由此得
2 m 0 a 0
2
分
②电子单位时间绕原子核的周数即频率
v e 1
2 a 0
4 a 0
m 0 a 0
2
分
由于电子的运动所形成的圆电流
i
e 2 1
e
m 0 a 0
4 a 0
因为电子带负电，电流 i 的流向与 v
方向相反 2分
③i 在圆心处产生的磁感强度
i
0 e
2 1
B
2a 0
8 a 02
m 0a 0 其方向垂直纸面向外
2分
2
3
R a
1
4 I
O
R
2
17.
解：将导线分成 1、2、3、4四部份，各部分在 O 点产生的磁感强度设为 B 1、B 2、 B 3、 B 4．根据叠加原理 O 点的磁感强度为：
B B 1 B 2 B 3 B 4
∵
B
1
、
B
4 均为 0，故
B 2
1
I
(
)
4 2R
B 3
I
(sin
2 sin
1
)
2 0 I 2 4 a
4 R
0 I /(2 R)
方向
其中
a
R / 2 ，
sin
2
sin( / 4) 2 / 2
sin
1 sin( / 4)
2 / 2
B
I 0 I
0 I (
11 )
∴
8R 2 R
2R 4 方向
18.
解：电流元
I d l 1
在O 点产生 d B
1 的方向为↓ (- z 方向 )
电流元 I d l 2 在O 点产生 d B 2
的方向为 (- x 方向 )
电流元 I d l 3 在 O 点产生 d B
3 的方向为 (- x 方向 )
B
I ( 1)i 0 I k
4 R 4 R 19. 解：设 x 为假想平面里面的一边与对称中心轴线距离，
R x R
B B 2
B 3
2分
方向
2分
2分
2分
3分
2分
Bd S B 1l d r
B 2l d r
2分
x
R
，
dS = ldr
B 1
0 Ir
2 R 2
(导线内 )
2分
B 2
I
2
r
(导线外 )
2分
0 Il 2
x 2
)
0 Il x
R 4 R 2 ( R
2
ln
2分
1 (
R
x 5 1)R
令 d / dx = 0， 得
最大时
2
分
2
20. 解：洛伦兹力的大小
f
qv B
1
分 对质子：
q 1vB m 1v 2 / R 1
1分
q 2 v B m 2v 2 / R 2
对电子：
1分
∵
q 1 q 2
1分
∴
R 1 / R 2 m 1 / m 2
1分
60°
y
60° 60°
21.
60°
R mv /(eB) 的圆周运动．
2
分
解：电子在磁场中作半径为
连接入射和出射点的线段将是圆周的一条弦，如图所示．所以入射和出射点间的距离为：
l 2Rsin 60
3R3mv /(eB)
3分
1 I
d F
2
O l
dl I
22.
解：在任一根导线上 (例如导线 2)取一线元 dl ，该线元距 O 点为 l ．该处的磁感强度为
B
I
2 l sin
2分
方向垂直于纸面向里．
1分 电流元 Idl 受到的磁力为
d F I d l B
2分
d F
IB d l
0 I
2
d l
其大小
2 l sin
2分
方向垂直于导线 2，如图所示．该力对 O 点的力矩为
1分
d M
l d F
0 I 2
dl
2 sin
2分
任一段单位长度导线所受磁力对 O 点的力矩
0 I 2
l 1
0 I 2
M
d M
dl
2 sin
2 sin
l
2分
导线 2所受力矩方向垂直图面向上，导线 1所受力矩方向与此相反．
23. (C) 24.
(B)
25. 解：
H
nI
NI / l 200 A/m
3分
B
H
0 r
H 1.06 T 2分
26.
解：
B =
/S=2.0×10- 2 T
2
分 H
nI NI / l 32 A/m
2分 B / H
- 4
T ·
m /A 2分
6.25×10
m
/
1
496
2分
9.一磁场的磁感强度为
B ai bj ck
(SI)，则通过一半径为 R ，开口向 z 轴正
方向的半球壳表面的磁通量的大小为 ____________Wb ．
B
n
R
60°
S
B
任意曲面
10.
在匀强磁场 B 中，取一半径为 R 的圆，圆面的法线 n
与 B 成60°角，如图所示，则通过以该圆周为边线的如图所示的任意曲面 S 的磁通量
Φm B d S
S _______________________．
11.一质点带有电荷 q =8.0×10-10 C，以速度 v =3.0× 105 m· s-1在半径为 R =6.00× 10-3 m的圆周上，作匀速圆周运动．
该带电质点在轨道中心所产生的磁感强度 B =__________________，该带电
质点轨道运动的磁矩 p m =___________________．( 0 =4 × 10-7 H·m-1)
12. 载有一定电流的圆线圈在周围空间产生的磁场与圆线圈半径R有关，当圆线圈半径增大时，
(1) 圆线圈中心点 (即圆心 )的磁场．
(2)圆线圈轴线上各点的磁场 ________
y
L
A P B
x
a
13.
如图，平行的无限长直载流导线 A和 B，电流强度均为 I，垂直纸面向外，两根
载流导线之间相距为 a，则
(1)AB 中点(P点)的磁感强度B
p_____________．
(2)磁感强度 B 沿图中环路 L的线积分
B d l
L______________________．
14.一条无限长直导线载有 10 A 的电流．在离它 0.5 m远的地方它产生的磁感
强度 B为______________________．
一条长直载流导线，在离它 1 cm处产生的磁感强度是 10-4 T，它所载的电流为．
a
b
c
c I
I ⊙
15.
两根长直导线通有电流 I ，图示有三种环路；在每种情况下， ____________________________________对(环路 a)．
____________________________________对(环路 b)．
____________________________________对(环路 c)．
B d l
等于：
a 0
v
16.
设氢原子基态的电子轨道半径为 a 0，求由于电子的轨道运动 (如图 ) 在原子核处(圆心处 )产生的磁感强度的大小和方向．
2
3
R
1
4 I
O
R
17.
一根无限长导线弯成如图形状，设各线段都在同一平面内 (纸面内 )，其中第二段是半径为 R 的四分之一圆弧，其余为直线．导线中通有电流 I ，求图中 O 点处的磁感强度．
I dl 2
z
2
R I d l 1
O
y
1
I d l 3
x
3
18.
如图，1、3为半无限长直载流导线， 它们与半圆形载流导线２相连． 导线 1在xOy
平面内，导线 2、3在Oyz 平面内．试指出电流元
I d l
1
、
I d l
2
、
I d l 3
在O 点产生的
d B 的方向，并写出此载流导线在 O 点总磁感强度 (包括大小与方向 )．
I
O ′
S
O S
R
l
19.
一根半径为 R 的长直导线载有电流 I ，作一宽为 R 、长为 l 的假想平面 S ，如图所示。若假想平面 S 可在导线直径与轴 OO ＇所确定的平面内离开 OO ＇轴移动至远处． 试求当通过 S 面的磁通量最大时 S 平面的位置 (设直导线内电流分布是均匀的 )．
20.
质子和电子以相同的速度垂直飞入磁感强度为 B
的匀强磁场中，试求质子
轨道半径 R 1与电子轨道半径 R 2的比值．
y
60°
v
B
O
x
21.
磁感强度为 B 的均匀磁场只存在于 x > 0的空间中，在 x = 0的平面上有理想边界，且 B 垂直纸面向内，如图所示．一电子质量为 m 、电荷为 - e ，它在纸面内以与 x = 0 的界面成 60°角的速度 v
进入磁场．求电子在磁场中的出射点与入射点间的距离．
1
I
2
O
I
22.
如图所示，两根相互绝缘的无限长直导线 1和 2绞接于 O 点，两导线间夹角为 ，通有相同的电流 I ．试求单位长度的导线所受磁力对 O 点的力矩．
23.
磁介质有三种，用相对磁导率r 表征它们各自的特性时，
(A) 顺磁质 r >0，抗磁质 r <0，铁磁质 r >>1．
(B) 顺磁质 r >1，抗磁质 r =1，铁磁质 r >>1．
(C)顺磁质 r >1，抗磁质 r <1，铁磁质 r >>1．
(D) 顺磁质r <0，抗磁质r <1，铁磁质r >0．［］
24.顺磁物质的磁导率：
(A) 比真空的磁导率略小．(C) 远小于真空的磁导率．(B) 比真空的磁导率略大．
(D) 远大于真空的磁导率．［］
25.螺绕环中心周长 l = 10 cm，环上均匀密绕线圈 N = 200匝，线圈中通有电流 I = 0.1 A．管内充满相对磁导率r = 4200的磁介质．求管内磁场强度和磁感强度的大小．
26.一铁环中心线周长 l = 30 cm，横截面 S = 1.0 cm2，环上紧密地绕有 N = 300 匝线圈．当导线中电流 I = 32 mA 时，通过环截面的磁通量 = 2.0×10-5 Wb．试求铁芯的磁化率 m．
大学物理(下)期末考试试卷
大学物理（下）期末考试试卷 一、 选择题：（每题3分，共30分） 1. 在感应电场中电磁感应定律可写成?-=?L K dt d l d E φ ，式中K E 为感应电场的电场强度。此式表明： (A) 闭合曲线L 上K E 处处相等。 (B) 感应电场是保守力场。 (C) 感应电场的电力线不是闭合曲线。 (D) 在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念。 2．一简谐振动曲线如图所示,则振动周期是 (A) 2.62s (B) 2.40s (C) 2.20s (D) 2.00s 3．横谐波以波速u 沿x 轴负方向传播,t 时刻 的波形如图,则该时刻 (A) A 点振动速度大于零, (B) B 点静止不动 (C) C 点向下运动 (D) D 点振动速度小于零. 4．如图所示,有一平面简谐波沿x 轴负方向传 播,坐标原点O 的振动规律为)cos(0φω+=t A y , 则B 点的振动方程为 (A) []0)/(cos φω+-=u x t A y (B) [])/(cos u x t A y +=ω (C) })]/([cos{0φω+-=u x t A y (D) })]/([cos{0φω++=u x t A y 5． 一单色平行光束垂直照射在宽度为 1.20mm 的单缝上，在缝后放一焦距为2.0m 的会聚透镜,已知位于透镜焦平面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.00mm ，则入射光波长约为 （A ）100000A （B ）40000A （C ）50000A （D ）60000 A 6．若星光的波长按55000A 计算，孔镜为127cm 的大型望远镜所能分辨的两颗星2 4 1
大学物理下册知识点总结(期末)
大学物理下册 学院： 姓名： 班级： 第一部分：气体动理论与热力学基础 一、气体的状态参量：用来描述气体状态特征的物理量。 气体的宏观描述，状态参量： （1）压强p：从力学角度来描写状态。 垂直作用于容器器壁上单位面积上的力，是由分子与器壁碰撞产生的。单位 Pa （2）体积V：从几何角度来描写状态。 分子无规则热运动所能达到的空间。单位m 3 （3）温度T：从热学的角度来描写状态。 表征气体分子热运动剧烈程度的物理量。单位K。 二、理想气体压强公式的推导： 三、理想气体状态方程： 1122 12 PV PV PV C T T T =→=； m PV RT M ' =；P nkT = 8.31J R k mol =；23 1.3810J k k - =?；231 6.02210 A N mol- =?； A R N k = 四、理想气体压强公式： 2 3kt p nε =2 1 2 kt mv ε=分子平均平动动能 五、理想气体温度公式： 2 13 22 kt mv kT ε== 六、气体分子的平均平动动能与温度的关系： 七、刚性气体分子自由度表 八、能均分原理： 1.自由度：确定一个物体在空间位置所需要的独立坐标数目。 2.运动自由度： 确定运动物体在空间位置所需要的独立坐标数目，称为该物体的自由度 （1）质点的自由度： 在空间中：3个独立坐标在平面上：2 在直线上：1 （2）直线的自由度： 中心位置：3（平动自由度）直线方位：2（转动自由度）共5个 3.气体分子的自由度 单原子分子 (如氦、氖分子)3 i=；刚性双原子分子5 i=；刚性多原子分子6 i= 4.能均分原理：在温度为T的平衡状态下，气体分子每一自由度上具有的平均动都相等，其值为 1 2 kT 推广：平衡态时，任何一种运动或能量都不比另一种运动或能量更占优势,在各个自由度上，运动的机会均等,且能量均分。 5.一个分子的平均动能为： 2 k i kT ε=
2015大学物理(下)期末复习题答案
大学物理（下）期末复习题 一、选择题 [ C ] 2．关于可逆过程和不可逆过程的判断： (1) 可逆热力学过程一定是准静态过程． (2) 准静态过程一定是可逆过程． (3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程． (4) 凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程． 以上四种判断，其中正确的是 (A) (1)、(2)、(3)．(B) (1)、(2)、(4)． (C) (2)、(4)．(D) (1) 、(4) ［ D ］ 3. 理想气体卡诺循环过程的两个绝热下的面积大小（图中阴影部分） 分别为S1和S2，则两者的大小关系是 （A）S1>S2 ；（B）S1=S2 ；（C）S1 5. 一定量的的理想气体，其状态改变在P-T图上沿着直线一条沿着 一条直线从平衡态a改变到平衡态b（如图) （A）这是一个绝热压缩过程. （B）这是一个等体吸热过程. （C）这是一个吸热压缩过程. （D）这是一个吸热膨胀热过程. [D] 6.麦克斯韦速率分布曲线如图所示，图中A、B两部分面积相等， 则该图表示 （A）v0为最概然速率；（B）v0为平均速率； （C）v0为方均根速率； （D）速率大于和小于v0的分子数各占一半. [D] 7. 容器中储有定量理想气体,温度为T ,分子质量为m ,则分子速 度在x 方向的分量的平均值为:（根据理想气体分子模型和统计假设讨论） [ A ] 8. 设一部分偏振光由一自然光和一线偏振光混合构成。现通过偏振片观察到这部分偏振光在偏振 60时，透射光强减为一半，试求部分偏振光中自然光和线偏振片由对应最大透射光强位置转过 光两光强之比为 (A) 2:1 ．(B) 4:3．(C) 1:1．(D) 1:2．［ C ］ 9．如图，一束动量为p的电子，垂直通过缝宽为a的狭缝，问距缝为D处的荧光屏上显示出的衍射图样的中央亮纹的宽度为 (A) 2ha/(Dp)．(B) 2Dh/(ap)．(C) 2a2/D．(D) 2ha/p．［ B ］10．一氢原子的动能等于氢原子处于温度为T的热平衡时的平均动能，氢原子的质量为m，则此氢原子的德布罗意波长为． **大学学年第一学期期末考试卷 课程名称大学物理（下）考试日期 任课教师 ______________试卷编号_______ 考生姓名学号专业或类别 题号一二三四五六七总分累分人 签名题分40 10 10 10 10 10 10 100 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 1.38 10 23 J / K , 气体普适常数 R = 8.31 J/K.mol, 普朗克常量h = 6.63 10×34 J·s，电子电量e 1.60 10 19 C； 一、填空题（每空 2 分，共 40 分） 1. 一理想卡诺机在温度为 27℃和 127℃两个热源之间运转。若得分评卷人 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 V22V1则在该过程中熵增S_____________J/k。 3.某理想气体的压强 P=105 Pa，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 5.平行板电容器的电容 C为 20.0 μ F，两板上的电压变化率为 dU/dt=1.50 × 10V/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 U C =___________；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（ R1r 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E K________________。 9.闭合半圆型线圈通电流为 I ，半径为 R，置于磁感应强度为B 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υ0 =__________________H Z。11．一个动能为40eV，质量为 9.11 × 10-31 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 。如图所示，一导线 AB长为 R，则 AB导线中感生 C (C 0) dt 电动势大小为 _____________，A 点的感应电场大小为E。 大学物理下册 学院： ： 班级： 第一部分：气体动理论与热力学基础一、气体的状态参量：用来描述气体状态特征的物理量。 气体的宏观描述，状态参量： （1）压强p：从力学角度来描写状态。 垂直作用于容器器壁上单位面积上的力，是由分子与器壁碰撞产生的。单位 Pa （2）体积V：从几何角度来描写状态。 分子无规则热运动所能达到的空间。单位m 3 （3）温度T：从热学的角度来描写状态。 表征气体分子热运动剧烈程度的物理量。单位K。 二、理想气体压强公式的推导： 三、理想气体状态方程： 1122 12 PV PV PV C T T T =→=； m PV RT M ' =；P nkT = 8.31J R k mol =；23 1.3810J k k - =?；231 6.02210 A N mol- =?； A R N k = 四、理想气体压强公式： 2 3kt p nε =2 1 2 kt mv ε=分子平均平动动能 五、理想气体温度公式： 2 13 22 kt mv kT ε== 六、气体分子的平均平动动能与温度的关系： 七、刚性气体分子自由度表 八、能均分原理： 1.自由度：确定一个物体在空间位置所需要的独立坐标数目。 2.运动自由度： 确定运动物体在空间位置所需要的独立坐标数目，称为该物体的自由度 （1）质点的自由度： 在空间中：3个独立坐标在平面上：2 在直线上：1 （2）直线的自由度： 第一部分：气体动理论与热力学基础 第二部分：静电场 第三部分：稳恒磁场 第四部分：电磁感应 第五部分：常见简单公式总结与量子物理基础 中心位置：3（平动自由度） 直线方位：2（转动自由度） 共5个 3. 气体分子的自由度 单原子分子 (如氦、氖分子)3i =；刚性双原子分子5i =；刚性多原子分子6i = 4. 能均分原理：在温度为T 的平衡状态下，气体分子每一自由度上具有的平均动都相等，其值为 12 kT 推广：平衡态时，任何一种运动或能量都不比另一种运动或能量更占优势,在各个自由度上，运动的机会均等,且能量均分。 5.一个分子的平均动能为：2 k i kT ε= 五. 理想气体的能（所有分子热运动动能之和） 1.1mol 理想气体2 i E RT = 5. 一定量理想气体()2i m E RT M νν' == 九、气体分子速率分布律（函数） 速率分布曲线峰值对应的速率 v p 称为最可几速率，表征速率分布在 v p ~ v p + d v 中的分子数，比其它速率的都多，它可由对速率分布函数求极值而得。即 十、三个统计速率： a. 平均速率 M RT M RT m kT dv v vf N vdN v 60.188)(0 === == ??∞ ∞ ππ b. 方均根速率 M RT M k T v dv v f v N dN v v 73.13)(20 2 2 2 == ? = = ??∞ C. 最概然速率：与分布函数f(v)的极大值相对应的速率称为最概然速率，其物理意义为：在平衡态条件下，理想气体分子速率分布在p v 附近的单位速率区间的分子数占气体总分子数的百分比最大。 M RT M RT m kT v p 41.1220=== 三种速率的比较： 各种速率的统计平均值： 理想气体的麦克斯韦速率分布函数 十一、分子的平均碰撞次数及平均自由程： 一个分子单位时间里受到平均碰撞次数叫平均碰撞次数表示为 Z ，一个分子连续两次碰撞之间经历的平均自由路程叫平均自由程。表示为 λ 平均碰撞次数 Z 的导出： 热力学基础主要容 一、能 分子热运动的动能(平动、转动、振动)和分子间相互作用势能的总和。能是状态的单值函数。 对于理想气体，忽略分子间的作用 ，则 平衡态下气体能： 二、热量 系统与外界（有温差时）传递热运动能量的一种量度。热量是过程量。 )(12T T mc Q -=)(12T T Mc M m -=) (12T T C M m K -= 摩尔热容量：( Ck ＝Mc ) 1mol 物质温度升高1K 所吸收(或放出)的热量。 Ck 与过程有关。 系统在某一过程吸收（放出）的热量为： )(12T T C M m Q K k -= 系统吸热或放热会使系统的能发生变化。若传热过程“无限缓慢”，或保持系统与外界无穷小温差，可看成准静态传热过程。 准静态过程中功的计算： 元功: 41 .1:60.1:73.1::2=p v v v Z v = λn v d Z 2 2π=p d kT 22πλ= n d Z v 221πλ= = kT mv e v kT m v f 22232 )2(4)(-=ππ?∞ ?=0 )(dv v f v v ? ∞ ?= 22)(dv v f v v ∑∑+i pi i ki E E E ＝内) (T E E E k ＝理 =RT i M m E 2 =PdV PSdl l d F dA ==?= 《大学物理》（下）期末统考试题（A 卷） 说明 1考试答案必须写在答题纸上，否则无效。请把答题纸撕下。 一、 选择题（30分，每题3分） 1．一质点作简谐振动，振动方程x=Acos(ωt+φ)，当时间t=T/4(T 为周期)时，质点的速度为： (A) -Aωsinφ； (B) Aωsinφ； (C) -Aωcosφ； (D) Aωcosφ 参考解：v =dx/dt = -A ωsin (ωt+φ) ,cos )sin(2 4/?ω?ωπA A v T T t -=+?-== ∴选(C) 2．一弹簧振子作简谐振动，当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1/4时，其动能为振动总能量的 (A) 7/6 (B) 9/16 (C) 11/16 （D ）13/16 (E) 15/16 参考解：,1615)(221242122122 1221=-=kA k kA kA mv A ∴选（E ） 3.一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元从平衡位置运动到最大位移处的过程中： (A) 它的动能转换成势能． (B) 它的势能转换成动能． (C) 它从相邻的一段质元获得能量其能量逐渐增大． (D) 它把自己的能量传给相邻的一段质元，其能量逐渐减小． 参考解：这里的条件是“平面简谐波在弹性媒质中传播”。由于弹性媒质的质元在平衡位置时的形变最大，所以势能动能最大，这时动能也最大；由于弹性媒质的质元在最大位移处时形变最小，所以势能也最小，这时动能也最小。质元的机械能由最大变到最小的过程中，同时也把该机械能传给相邻的一段质元。∴选（D ） 4．如图所示，折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜 的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3，已知n 1 ＜n 2＜n 3．若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜 上，则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是 (A) 2n 2 e ． (B) 2n 2 e －λ / 2 . (C) 2n 2 e －λ． (D) 2n 2 e －λ / (2n 2)． 参考解：半波损失现象发生在波由波疏媒质到波密媒质的界面的反射现象中。两束光分别经上下表面反射时，都是波疏媒质到波密媒质的界面的反射，同时存在着半波损失。所以，两束反射光的光程差是2n 2 e 。 ∴选（A ） 5．波长λ=5000?的单色光垂直照射到宽度a=0.25mm 的单缝上，单缝后面放置一凸透镜，在凸透镜的焦平面上放置一屏幕，用以观测衍射条纹，今测得屏幕上中央明条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离d=12mm ，则凸透镜的焦距f 为： (A) 2m (B) 1m (C) 0.5m (D) 0.2m ； (E) 0.1m 参考解：由单缝衍射的暗纹公式, asin φ = 3λ， 和单缝衍射装置的几何关系 ftg φ = d/2， 另，当φ角很小时 sin φ = tg φ， 有 1103 310500061025.0101232==?=---?????λa d f (m ) , ∴选（B ） 6．测量单色光的波长时，下列方法中哪一种方法最为准确? (A) 双缝干涉 (B) 牛顿环 (C) 单缝衍射 (D) 光栅衍射 参考解：从我们做过的实验的经历和实验装置可知，最为准确的方法光栅衍射实验，其次是牛顿环实验。 ∴选（D ） 7．如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角为60°，光强为I 0的自然光垂直入射在偏振片上，则出射光强为 (A) I 0 / 8． (B) I 0 / 4． (C) 3 I 0 / 8． (D) 3 I 0 / 4． 参考解：穿过第一个偏振片自然光的光强为I 0/2。随后，使用马吕斯定律，出射光强 10201 60cos I I I == ∴ 选（A ） n 3 2008年下学期2007级《大学物理（下）》期末考试（A 卷） 一、选择题(共27分) 1. (本题3分) (2717) 距一根载有电流为3×104 A 的电线1 m 处的磁感强度的大小为 (A) 3×10-5 T ． (B) 6×10-3 T ． (C) 1.9×10-2T ． (D) 0.6 T ． (已知真空的磁导率?0 =4?×10-7 T ·m/A) ［ ］ 2. (本题3分)(2391) 一电子以速度v 垂直地进入磁感强度为B 的均匀磁场中，此电子在磁场中运动 轨道所围的面积内的磁通量将 (A) 正比于B ，反比于v 2． (B) 反比于B ，正比于v 2． (C) 正比于B ，反比于v ． (D) 反比于B ，反比于v ． ［ ］ 3. (本题3分)(2594) 有一矩形线圈AOCD ，通以如图示方向的电流I ，将它置于均匀磁场B 中，B 的方向与x 轴正方向一致，线圈平面与x 轴之间的夹角为?，? < 90°．若AO 边在y 轴上，且线圈可绕y 轴自由转动，则线圈将 (A) 转动使??角减小． (B) 转动使?角增大． (C) 不会发生转动． (D) 如何转动尚不能判定． ［ ］ 4. (本题3分)(2314) 如图所示，M 、N 为水平面内两根平行金属导轨，ab 与cd 为垂直于导轨并可 在其上自由滑动的两根直裸导线．外磁场垂直水平面向上．当外力使ab 向右平移时，cd (A) 不动． (B) 转动． (C) 向左移动． (D) 向右移动．［ ］ 5. (本题3分)(2125) 如图，长度为l 的直导线ab 在均匀磁场B 中以速度v 移动，直导线ab 中的电 动势为 (A) Bl v ． (B) Bl v sin ?． (C) Bl v cos ?． (D) 0． ［ ］ 6. (本题3分)(2421) 已知一螺绕环的自感系数为L ．若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管，则两个半环螺线管的自感系数 (A) 都等于L 21． (B) 有一个大于L 21，另一个小于L 21． (C) 都大于L 21． (D) 都小于L 2 1 ． ［ ］ 7. (本题3分)(3174) 在双缝干涉实验中，屏幕E 上的P 点处是明条纹．若将缝S 2盖住，并在S 1 S 2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M ，如图所示，则此时 (A) P 点处仍为明条纹． (B) P 点处为暗条纹． (C) 不能确定P 点处是明条纹还是暗条纹． (D) 无干涉条纹． ［ ］ 8. (本题3分)(3718) 在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽，其他条件不变，则中央明条纹 (A) 宽度变小． (B) 宽度变大． (C) 宽度不变，且中心强度也不变． (D) 宽度不变，但中心强度增大． ［ ］ 大学物理期末考试试卷A 卷 课程考试试卷(A 卷) 课程名称：大学物理 考试时间：120分钟 年级：xxx 级 专业： xxx 题目部分，（卷面共有26题，100分，各大题标有题量和总分） 一、选择题（每题2分，共20分，共10小题） 1．一导体球壳，外半径为 2R ，内半径为 1R ，壳内有电荷q ，而球壳上又带有电荷q ，以无穷远处电势为零，则导体球壳的电势为( ) A 、 10π4R q ε B 、20π41R q ε C 、202π41R q ε D 、20π42R q ε 2．小船在流动的河水中摆渡，下列说法中哪些是正确的( ) (1) 船头垂直河岸正对彼岸航行，航行时间最短 (2) 船头垂直河岸正对彼岸航行，航程最短 (3) 船头朝上游转过一定角度，使实际航线垂直河岸，航程最短 (4) 船头朝上游转过一定角度，航速增大，航行时间最短 A 、 (1)(4) B 、 (2)(3) C 、 (1)(3) D 、 (3)(4) 3．运动员起跑时的动量小于他在赛跑过程中的动量。下面叙述中哪些是正确的( ) A 、这一情况违背了动量守恒定律 B 、 运动员起跑后动量的增加是由于他受到了力的作用 C 、 运动员起跑后动量增加是由于有其他物体动量减少 4．一均匀带电球面，电荷面密度为σ球面内电场强度处处为零，球面上面元dS 的一个带电量为s d σ的电荷元，在球面内各点产生的电场强度 ( ) A 、处处为零 B 、不一定都为零 C 、处处不为零 D 、无法判定 5．一质点从静止开始作匀加速率圆周运动，当切向加速度和法向加速度相等时，质点走过的圈数与半径和加速度的关系怎样( ) A 、 与半径和加速度都有关 B 、 与半径和加速度都无关 C 、 与半径无关，而与加速度有关 D 、 与半径有关，而与加速度无关 6．一质点在图所示的坐标系中作圆周运动，有一力0()F F xi y j =+u u r r u r 作用在该质点上。已知0=t 时该质点以02v i =u u r r 过坐标原点。则该质点从坐标系原点到)2,0(R 位置过程中( ) A 、动能变为2 02F R B 、 动能增加2 02F R C 、F ρ对它作功203F R D 、F ρ对它作功202F R 练习 一 一、选择题： 1． 两个均匀带电的同心球面，半径分别为R 1、R 2(R 1 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E 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) 0． (B) 0． (C) 0 (D) 0 ［ ］ 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) 22倍． (C) 4倍． (D) 42倍． ［ ］ 4. 球壳，则在球壳中一点P 处的场强大小与电势(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. C 1和C 2两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C 1中插入一电介质板，如图所示, 则 (A) C 1极板上电荷增加，C 2极板上电荷减少． (B) C 1极板上电荷减少，C 2极板上电荷增加． (C) C 1极板上电荷增加，C 2极板上电荷不变． (D) C 1极板上电荷减少，C 2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． x 2(完整版)大学物理下册期末考试A卷.doc
大学物理下册知识点总结材料(期末)
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