2016大物1B试题及答案1

一、单项选择题（在每个小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将其代码填入答题纸的对应位置。每题3分，共60分） 1. 下列说法正确的是( )

(A) 闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内一定没有电荷 (B) 闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零 (C) 闭合曲面的电通量为零时，曲面上各点的电场强度必定为零

(D) 闭合曲面的电通量不为零时，曲面上任意一点的电场强度都不可能为零 2. 一个电荷为q 的点电荷位于半球面的球心上，则通过该半球面的电场强度通量等于（ ）

(A) 02q ε (B) 0

6εq (C) 024εq (D) 048εq

3. 如图所示，边长为l 的正方形，在其四个顶点上各放有等量的点电荷．若正方形中心O 处的场强值和电势值都等于零，则（ ） (A) 顶点a 、b 、c 、d 处都是正电荷

(B) 顶点a 、b 处是正电荷，c 、d 处是负电荷 (C) 顶点a 、c 处是正电荷，b 、d 处是负电荷 (D) 顶点a 、b 、c 、d 处都是负电荷

4. 点电荷-q 位于圆心O 处，A 、B 、C 、D 为同一圆周上的四点，如图所示．现将一试验

电荷从A 点分别移到B 、C 、D 各点，则 （ ）

(A) 从A 到B ，电场力作功最大 (B) 从A 到C ，电场力作功最大 (C) 从A 到D ，电场力作功最大 (D) 从A 到各点，电场力作功相等

5. 当一个带电导体达到静电平衡时（ ）

(A) 导体表面上电荷密度较大处电势较高 (B) 导体表面曲率较大处电势较高 (C) 导体内部的电势比导体表面的电势高

b

(D) 导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零

6. 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U 、电场强度的大小E 、电场能量W 将发生如下变化 （ ）

(A) U 减小，E 减小，W 减小 (B) U 增大，E 增大，W 增大 (C) U 增大，E 不变，W 增大 (D) U 减小，E 不变，W 不变 7. 有一电容为0.50 μF 的平行平板电容器，两极板间被厚度为0.01 mm 的聚四氟乙烯薄膜所隔开，聚四氟乙烯的击穿电场强度E b ＝1.9 ×107 V ／m ，则该电容器的额定电压；以及电容器存贮的最大能量分别为（ ） (A) max e 19V 9.03J U W ==， (B) 3max e 190V 9.0310J U W -==?， (C) 3max e 190V 3.810J U W -==?， (D) m a x e

1.90V 9.03J U W ==， 8. 两个半径相同的金属球,一为空心,一为实心,把两者各自孤立时的电容值加以比较,则（ ）

(A) 空心球电容值大. (B) 实心球电容值大. (C) 两球电容值相等. (D) 大小关系无法确定. 9. 在图(a )和(b)中各有一半径相同的圆形回路1L 、2L ，圆周内有电流1I 、2I ，其分布相同，且均在真空中，但在(b)图中2L 回路外有电流3I ，1P 、2P 为两圆形回路上的对应点，则（ ） （A ） ???=?

2

1

L L d d l B l B ，21P P B B =

（B ） ?

??≠?2

1

L L d d l B l B ，21P P B B =

（C ） ?

?

?=?2

1

L L d d l B l B ，21P P B B ≠

（D ） ?

??≠?2

1

L L d d l B l B ，21P P B B ≠

10. 有一半径为R 的单匝圆线圈，通以电流I . 若将该导线弯成匝数N =2的平面圆线圈，导线长度不变，并通以同样的电流，则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的（ ）

(A) 4倍和1/2倍. (B) 4倍和1/8倍 . (C) 2倍和1/4倍 . (D) 2倍和 1/2倍 . 11. 如图所示，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（ ）

(A)

R

I πμ20.

(B) R I

40μ. (C).

)1

1(40πμ+

R

I

(D).)11(20π

μ-R I

12. 有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为a ，厚度不计，电流I 在铜片上均匀

分布，在铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为b 处的P 点(如图)的磁感强度B

的大小为（ ）

(A) )

(20b a I

+πμ (B) b b a a I +πln 20μ

(C)

b b a b

I +πln

20μ (D) )

2(0b a I

+πμ 13. 一铁心上绕有线圈100匝，已知铁心中磁通量与时间的关系为

-58.010sin100πΦt =?，式中Φ的单位为Wb ，t 的单位为s ，那么在s 100.12-?=t 时，线圈中的感应电动势为（ ）

(A) 2.51V . (B) 251V .

(C) 5.02V . (D) 502V .

14. 有两个线圈，线圈1对线圈2 的互感系数为M 21 ，而线圈2 对线圈1的互感系数为M 12 ．若它们分别流过i 1 和i 2 的变化电流且

t

i t i d d d d 2

1<

，并设由i 2变化在线圈1 中产生的互感电动势为ε12 ，由i 1 变化在线圈2 中产生的互感电动势为ε21 ，下述论断正确的是（ ）． （A ）2112M M = ，1221εε= （B ）2112M M ≠ ，1221εε≠ （C ）2112M M =， 1221εε< （D ）2112M M = ，2112εε>

15. 下列概念正确的是（ ） （A ） 感应电场是保守场

（B ） 感应电场的电场线是一组闭合曲线

（C ） LI Φm =，因而线圈的自感系数与回路的电流成反比 （D ） LI Φm =，回路的磁通量越大，回路的自感系数也一定大

16. 有两个长直密绕螺线管，长度及线圈匝数均相同，半径分别为r 1和r 2．管内充满均匀介质，其磁导率分别为μ1和μ2．设r 1∶r 2=1∶2，μ1∶μ2=2∶1，当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后，其自感系数之比L 1∶L 2与磁能之比W m 1∶W m 2分别为（ ）

(A) L 1∶L 2=1∶1，W m 1∶W m 2 =1∶1 (B) L 1∶L 2=1∶2，W m 1∶W m 2 =1∶1 (C) L 1∶L 2=1∶2，W m 1∶W m 2 =1∶2 (D) L 1∶L 2=2∶1，W m 1∶W m 2 =2∶1 17. 日冕的温度为2.0 ×106K ，所喷出的电子气可视为理想气体.其中电子的热运动平均动能为（ ）. (A) 17k 4.110J ε-=? (B) 17k 8.210J ε-=? (C) 17k 6.810J ε-=? (D)不确定的

18. 设图示的两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子的速率分布曲线；令()

2

O p v 和()

2

H p v 分别表示氧气和氢气的最概然速率，则（ ）

(A) 图中a 表示氧气分子的速率分布曲线,

()2O p v /()

2

H p v =4

(B) 图中a 表示氧气分子的速率分布曲线, ()2

O p v /()

2

H p v ＝1/4．

(C) 图中b 表示氧气分子的速率分布曲线,

()2

O p v /()

2

H p v ＝1/4

(D) 图中b 表示氧气分子的速率分布曲线；

()2

O p v /()

2

H p v ＝ 4

19. 一台工作于温度分别为327 ℃和27 ℃的高温热源与低温源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热2 000 J ，则对外作功( ) (A) 2 000J (B) 1 000J (C) 4 000J (D) 500J

O

20. 有一定量的理想气体，其压强按2

C

p V =

的规律变化，C 是常量，气体从体积V 1增加到体积V 2所做的功A ，以及温度的变化情况为（ ）

（A ）1211A C V V ??

=- ???

，温度升高 （B ）1211+A C V V ??= ??? 温度升高

（C ）2111-A C V V ??= ??? ，温度降低 （D ）1211A C V V ??

=- ???

温度降低

二. 计算题（每题10分）

1. 有一半径为R 的长等离子体圆柱内电荷体密度处处相同，用ρ表示． （1）求等离子体圆柱内外的场强分布；

（2）以圆柱体的轴线为电势零点，求等离子体圆柱内外的电势分布．

2. 如图所示，一无限长同轴电缆由一圆柱导体和一与其同轴的圆柱筒导体构成，使用时电流I 从一导体流出，从另一导体流回，电流都是均匀分布在横截面上．设圆柱体半径为1R ，圆筒的内外半径分别为2R 和3R ，求（1）空间磁场的分布；（2）通过两柱面间长度为L 的径向纵截面的磁通量．

3.

如图所示，在“无限长”直载流导线的近旁，放

置一个矩形导体线框，该线框在垂直于导线方向上以匀速率v 向右移动，求在图示位置处，线框中感应电动势的大小和方向．

4. 如图所示为1mol 氦气（可视为理想气体）的循环过程。（ln2=0.69）

（1）求a 状态的状态参量

（2）求循环效率

三、附加题（10分）.

半径为1 2.0R cm =的导体球，外套一同心的导体球壳，壳的内、外半径分别为2 4.0R cm =和3 5.0R cm =，内球带电荷8

3.010Q C -=?，导体壳接地。 求：（1）电场储存的能量 (2)此电容器的电容值

40

一、 单项选择题（每小题3分，共60分）

二、计算题（共40分）

1i

s

i

E d S q

ε?=

∑??

，

0r R

<<， 210

1

1

2=

i i

rlE q r l ππρ

εε=∑ ，

10

2r E ρ

ε∴=

r R >， 2200

1

1

2=i i rlE q R l ππρεε=∑ ， 2202R E r ρ

ε∴=

（2）0r R <<，

r R >

2.解：利用安培环路定理，选半径为r 的同轴圆环为积分路线 (1)

(2) 2

00110

024l r r r r U E dl E dr dr ρρεε=?===-

??? =00

I =，B ()()2222

232222

3232

=I-i i

r R I R r I I R R R R ππππ--=--∑，()()

2203322322R r I B r R R μπ-=-23R r R <<=i i I I ∑022I

B r μπ=1r R <0

1

2

2Ir B R μπ=22=i i r I I R ππ∑12R r R <<0i i B dl I μ?=∑? 02i i B r I πμ?=∑22

11

00221ln 22R R m s R R I IL R B d S B Ldr Ldr r R μμππΦ=?===???? 222

00221000

0ln 2224R R l r R r R R r R R R U E dl E dr E dr dr dr r r ρρρρεεεε=?=+=+=-

?????

3. 解：设顺时针方向为线框回路的正向，如图画坐标轴ox ．根据

分析，在任意位置（左边距导线ξ），穿过线框的磁通量为

()

ξ

ξμξμ1

2

00

2

0ln

π

2d π21

l Il x x Il l +=

+=Φ? 相应电动势为 ()()

0211d d 2πI l l t l μξξξΦ=-

=+v E 令ξ＝d ，得线框在图示位置处的电动势为 ()

021

12πI l l d d l μ=

+v E

由E ＞0 可知，线框中电动势方向为顺时针方向．

4.解：（1）600a T K = 334010a V m --=? 由理想气体状态方程pV RT ν=，得

538.31600

1.25104010

a a a RT p Pa V -?=

==?? （2）a b →等压压缩过程（放热）；b c →是等体升温过程（吸热）；

c a →是等温膨胀过程（吸热）

()()3,3

08.31600300 3.7410(J)2

bc bc V m c b Q E C T T =?+=-=??-=?

30ln

8.31600ln 2 3.4410(J)a

c V a

ca ca c V c

V Q A pdV RT V =+===?=?? 3=7.1810(J)bc ca Q Q Q +=?吸

()()3,5

=8.31300600 6.2310(J)2

ab p m b a Q Q C T T =-=

??-=-?放 3

36.2310=1=1=13.2%7.1810Q Q η?--?放

吸

三、附加题（本题10分）

解：内球带电Q ，外球壳内表面带电-Q ，外表面带电为零。 （1）在12R r R << 区域 ，场强大小2

04Q E r πε=

在其它区域（1,233,r R R r R r R <<<>以及），0E = 所以，

(2)电容器电容

?

-==2

1

)1

1(π8π8d 21022

02R R R R Q r

r Q εε4

2

10211001.1)1

1(π8-?=-==R R Q W W ε)1

1/(π42210

2

R R Q W C -==

ε12

10

49.4-?=

?=21d π4)π4(212

22001R R r r r

Q W εε