2015大学物理(下)

图8
上海电机学院 2015–2016 学年第 1 学期
（533008B2） 《大学物理(2)》课程期末考试试卷 答题纸
开课学院：数理教学部 计算器 考生姓名：
题序 得分 评卷人 一 二 三/1
考试时间：120 分钟 答题卡 学号：
三/2 三/3 三/4
A卷
草稿纸
考试形式: 开卷□/闭卷 班级：
1 f 16 3 f 8 1 f 8 1 f 4
B.
C.
D.
3.
真空中两块互相平行的无限大均匀带电平板，两板间的距离为 d ，其中一块的电荷面密度为
，另一块的电荷面密度为 2 ，则两板间的电势差为：
A.
3 d 2 0
B.
d 0
C.
d 2 0
D. 0
4.
当一个带电实心导体达到静电平衡时： A. 表面曲率半径较小处电场较强。 C. 表面曲率半径较大处电势较高。 B. 表面曲率半径较小处电场较弱。 D. 表面曲率半径较大处电势较低。
-q
+q
图1
3. 一任意形状的导体处于静电平衡，此时其电荷面密度分布为 ，则该导体表面外附近任意点 处的电场强度大小 E 【5】 。
4. 真空中一无限长载流密绕直螺线管通有电流为 I，单位长度上有 n 匝，则管内任意点的磁感 应强度的大小为 【6】 。 【7】 所做的功。(填“静电
5. 电源电动势的大小等于把单位正电荷绕闭合回路一周时， 力”或“非静电力”)
11. 半径为 a 的圆线圈置于磁感应强度为 B 的均匀磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈电阻 为 R ，现转动线圈一段时间 t ，则线圈中已通过的电量与线圈面积及转动时间的关系是： A. 与线圈面积成正比，与时间无关。 C. 与线圈面积成反比，与时间无关。 B. 与线圈面积成正比，与时间成正比。 D. 与线圈面积成反比，与时间成正比。
介子是不稳定的粒子，在它自己的参考系中测得平均寿命
是 2.6 108 s ，如果它相对实验室以 0.8c 的速度运动，那么实
B
b
图7
b
ω
L
O
验室坐标系中测得的 介子的寿命是多少？（4 分）

A
7.
某金属产生光电效应的红限波长为 0 ，今以波长为 ( 0 ) 的单色光照射该金属，求金属释放出的电子(质量为 me )的动量 大小。 （4 分） 4/8
三/5 三/6 三/7 总 分
注 意 事 项： 考生在答题前请认真阅读本注意事项及答题要求。 1. 本试卷共 8 页，包含试卷纸和答题纸两部分。考试结束后，请将试卷纸和答题纸一并交回。 2. 答题前，请考生务必将自己的姓名、学号、班级写在试卷纸和答题纸上相应的位置处。 3. 全部题目的答案请填写在答题纸上相应位置处，填写在试卷纸上的答案一律无效。
8.
根据玻尔氢原子理论，氢原子中的电子在第一和第三轨道上运动速率之比是
1/8
二、选择题（共 24 分，每小题 2 分）
1. 下列说法中正确的是： A. 等势面上各点的场强大小都相等。 C. 场强大处电势一定高。 B. 电势高处电势能也一定大。 D. 场强的方向总是从高电势指向低电势。
2.
两个带有电量为 2q 的等量异号电荷，形状相同的金属小球 A 和 B 相互作用力为 f ，它们之 间的距离 R 远大于小球本身的直径，现在用一个带有绝缘柄的原来不带电的相同的金属小球 C 去和小球 A 接触，再和 B 接触，然后移去，则球 A 和球 B 之间的作用力变为： A.
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上海电机学院 2015–2016 学年第 1 学期
（533008B2） 《大学物理(2)》课程期末考试试卷
开课学院：数理教学部 计算器 考生姓名： 草稿纸 考试时间：120 分钟 答题卡 学号：
A卷
考试形式: 开卷□/闭卷 班级：
注 意 事 项： 考生在答题前请认真阅读本注意事项及答题要求。 1. 本试卷共 8 页，包含试卷纸和答题纸两部分。考试结束后，请将试卷纸和答题纸一并交回。 2. 答题前，请考生务必将自己的姓名、学号、班级写在试卷纸和答题纸上相应的位置处。 3. 全部题目的答案请填写在答题纸上相应位置处，填写在试卷纸上的答案一律无效。
一、填空题（共 22 分，每空格 2 分） 【1】 【4】 【7】 【10】 【2】 【5】 【8】 【11】 【3】 【6】 【9】
二、选择题（共 24 分，每小题 2 分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
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三、计算题（共 54 分）
1. 两带电同心球面如图 4 所示，已知半径分别为 R1 和 R2 ，所带电量为 Q1 和 Q2 。求下列各处的 电场强度的大小：1） r R1 ；2） R1 r R2 ；3） r R2 。(9 分) Q2 R1
9.
如图 3 所示，一根载流导线被弯成半径为 R 的 1/4 圆 弧，放在磁感应强度为 B 的均匀磁场中，则载流导线 所受的安培力为： A.
2BIR ，竖直向下。
B.
2BIR ，竖直向上。
图3
C. BIR ，竖直向下。
D. BIR ，竖直向上。
10. 有一半径为 R 的单匝圆线圈，通以电流 I ，若不改变导线的长度将该导线弯成匝数为 2 的平 面圆线圈，并通以同样的电流，则线圈中心的磁感应强度的大小变为原来的： A. 2 倍 B. 4 倍 C. 6 倍 D. 8 倍
2 在 t 时，线圈中的感生电动势的大小和方向。 （12 分） 3
I
a
b
图7
b
7/8
5.
如图 8 所示，一根长为 L 的铜棒 OA，处在磁感应强度大小为 B 的均匀磁场中（方向垂直于 纸面向内） ，并以角速度 在与磁场方向垂直的平面内绕棒的一端 O 作匀速转动，求在铜棒 两端的动生电动势，并判断哪一端的电势较高？（8 分）
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三、计算题（共 54 分）
1. 两带电同心球面如图 4 所示，已知半径分别为 R1 和 R2 ，所带 电量为 Q1 和 Q2 。求下列各处的电场强度的大小：1） r R1 ； 2） R1 r R2 ；3） r R2 。(9 分) 2. 在点 A 和点 C 之间有五个电容器，其连接如图 5 所示。求： 1）A、C 两点之间的等效电容；2）若 A、C 之间的电势差为 10V，求 U AB 和 U BC 。(8 分) 3. 如图 6 所示，真空中两“无限长”导体圆柱面同轴，内、外 半径分别为 R1 和 R2，若不考虑导体的磁性，当两者通以相同 方向的电流 I 时，试求以下各范围内的磁感应强度的大小： 1） r R1 ；2） R1 r R2 ；3） r R2 。(9 分) 4. 在“无限长”通电流 I 的直导线旁放置一个刚性的矩形线圈， 二者共面且线圈一边与直导线平行，尺寸如图 7 所示。求： 1）穿过矩形线圈的磁通量；2）若矩形线圈中通有顺时针方 向的电流 I，线圈所受的合外力的大小和方向；3）当直导线
B L
O
ω
A
图8
6.
介子是不稳定的粒子，在它自己的参考系中测得平均寿命是 2.6 108 s ，如果它相对实验
室以 0.8c 的速度运动，那么实验室坐标系中测得的 介子的寿命是多少？（4 分）
7.
某金属产生光电效应的红限波长为 0 ，今以波长为 ( 0 )的单色光照射该金属，求金属 释放出的电子(质量为 me )的动量大小。 （4 分）
6. 一个自感系数为 0.25H 的线圈，当线圈中的电流在 0.01s 内由 2A 均匀地减小到零时，线圈 中的自感电动势的大小为 7. 【8】 V。电流为 2A 时，线圈中所储存的能量为 【9】 J。
一带电粒子以速度 v 垂直于均匀磁场 B 射入，在磁场中的运动轨迹是半径为 R 的圆。若要使 运动半径变为 2R，则磁场 B 的大小应变为原来的 【10】 倍。 【11】 。
5.
无限长导线弯成图 2 形状，通电流为 I ，BC 为半径 为 R 的半圆，则 O 点的磁感强度大小为： A.
I A B
o
C
0 I
2R
+
0 I 4 R
0 I 4 R
B.
0 I
4R

0 I 2 R 0 I 4 R
C.
0 I
4R

D.
0 I
4R

图2
D
6.
极板间为真空的平行板电容器，充电后与电源断开，将两极板用绝缘工具拉开一些距离，则 下列说法正确的是： A. 电容器极板上电荷面密度增加。 C. 电容器的电容不变。 B. 电容器极板间的电场强度增加。 D. 电容器极板间的电势差增大。 2/8
12. 在狭义相对论中，下列说法中哪个是错误的？ A. 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速。 B. 质量、长度、时间的测量结果都随物体与观察者的相对运动状态而改变。 C. 一惯性系中发生于同一时刻、 不同地点的两个事件在其它一切惯性系中也是同时发生的。 D. 惯性系中的观察者观察一个与它作匀速相对运动的时钟时，会看到这时钟比与它相对静 止的相同的时钟走得慢些。
2 中电流随时间变化的规律为 I I 0 cos t ，在 t 时，线 3
A
Q2 R1
Q1
R2
图4
4μF 16μF
B
8μF 4μF 8μF
C
图5
图6
圈中的感生电动势的大小和方向。 （12 分） 5. 如图 8 所示，一根长为 L 的铜棒 OA，处在磁感应强度大小 为 B 的均匀磁场中（方向垂直于纸面向内） ，并以角速度 在与磁场方向垂直的平面内绕棒的一端 O 作匀速转动，求在 铜棒两端的动生电动势，并判断哪一端的电势较高？（8 分） 6. I a
图6
4.
在“无限长”通电流 I 的直导线旁放置一个刚性的矩形线圈，二者共面且线圈一边与直导线 平行，尺寸如图 7 所示。求： 1）穿过矩形线圈的磁通量； 2）若矩形线圈中通有顺时针方向的电流 I，线圈所受 的合外力的大小和方向； 3）当直导线中电流随时间变化的规律为 I I 0 cos t ，