2005-2006大物下学期期末考试试卷及答案

2005─2006学年第一学期 《 大学物理》(下)考试试卷( A 卷)注意：1、本试卷共4页； 2、考试时间: 120分钟； 3、姓名、序号必须写在指定地方； 4、考试为闭卷考试； 5、可用计算器,但不准借用； 6、考试日期:2006.1.7.e=1.60×10-19C m e =9.11×10-31kg m n =1.67×10-27kg m p =1.67×10-27kgε0= 8.85×10-12 F/m μ0=4π×10-7H/m=1.26×10-6H/m h = 6.63×10-34 J·sb =2.897×10-3m·K R =8.31J·mol -1·K -1 k=1.38×10-23J·K -1 c=3.00×108m/s σ = 5.67×10-8 W·m -2·K -4 1n 2=0.693 1n 3=1.099 R =1.097×107m -1·一.选择题(每小题3分，共30分)1. 已知圆环式螺线管的自感系数为L 。

若将该螺线管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 /2. (B) 都小于L /2.(C) 都大于L /2. (D) 一个大于L /2，一个小于L /2. 2. 设某微观粒子运动时的能量是静止能量得k 倍，则其运动速度的大小为(A) c /(k -1). (B) c 21k -/k . (C) c 12-k /k . (D) c ()2+k k /(k+1).3. 空间有一非均匀电场，其电场线如图1所示。

若在电场中取一半径为R 的球面，已知通过球面上∆S 面的电通量为∆Φe ，则通过其余部分球面的电通量为(A)-∆Φe(B) 4πR 2∆Φe /∆S , (C)(4πR 2-∆S ) ∆Φe /∆S ,(D) 04. 如图2所示，两个“无限长”的半径分别为R 1和R 2的共轴圆柱面，均匀带电，沿轴线方向单位长度上的带电量分别为λ1和λ2，则在外圆柱面外面、距离轴线为r 处的P 点的电场强度大小E 为：(A)r 0212πελλ+. (B) )(2)(2202101R r R r -+-πελπελ.图1(C))(22021R r -+πελλ.(D) 20210122R R πελπελ+. 5. 边长为l 的正方形线圈，分别用图3所示两种方式通以电流I （其中ab 、cd 与正方形共面），在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为：(A) B 1 = 0 . B 2 = 0.(B) B 1 = 0 . lIB πμ0222=(C) l IB πμ0122=. B 2=0 .(D lI B πμ0122=. l IB πμ0222=.6. 如图4，一半球面的底面园所在的平面与均强电场E 的夹角为30°，球面的半径为R ，球面的法线向外，则通过此半球面的电通量为 (A) π R 2E/2 . (B) -π R 2E/2.(C) π R 2E .(D) -π R 2E .7. 康普顿散射的主要特征是(A) 散射光的波长与入射光的波长全然不同.(B)散射角越大，散射波长越短.(C) 散射光的波长有些与入射光相同，但也有变长的，也有变短的.(D) 散射光的波长有些与入射光相同，有些散射光的波长比入射光的波长长些，且散射角越大，散射光的波长变得越长 .8. 如图5，一环形电流I 和一回路l ，则积分l B d ⋅⎰l应等于(A) 0. (B) 2 I . (C) -2μ0 I . (D) 2μ0 I .9. 以下说法中正确的是(A) 场强大的地方电位一定高； (B) 带负电的物体电位一定为负；P图2图3l(1)d图5(C) 场强相等处电势梯度不一定相等； (D) 场强为零处电位不一定为零. 10. 电荷激发的电场为E 1，变化磁场激发的电场为E 2，则有 (A) E 1、E 2同是保守场． (B) E 1、E 2同是涡旋场．(C) E 1是保守场， E 2是涡旋场． (D) E 1是涡旋场， E 2是保守场．二. 填空题(每小题2分，共30分).1. 氢原子基态的电离能是 eV . 电离能为0.544eV 的激发态氢原子，其电子处在n = 的轨道上运动.2. 不确定关系在x 方向上的表达式为 .3. 真空中两条相距2a 的平行长直导线，通以方向相同，大小相等的电流I ，P 、O 两点与两导线在同一平面内，与导线的距离为a , 如图6所示.则O 点的磁场能量密度w m o ，P 点的磁场能量密度w mP .4. 在半径为R 的圆柱形空间中存在着均匀磁场B ，B 的方向与轴线平行，有一长为l 0的金属棒AB ，置于该磁场中，如图7所示，当d B /d t 以恒定值增长时，金属棒上的感应电动势εi 5. 如图8所示，将半径为R 的无限长导体薄壁管(厚度忽略)沿轴向割去一宽度为h (h <<R )的无限长狭缝后，再沿轴向均匀地流有电流，其面电流的线密度为i ，则管轴线上磁感强度的大小是 .6. 写出包含以下意义的麦克斯韦方程：(1)电力线起始于正电荷，终止于负电荷_____ __. (2)变化的磁场一定伴随有电场7. 半径为R 的细圆环带电线(圆心是O ),其轴线上有两点A 和B ,且OA=AB=R ，如图9若取无限远处为电势零点，设A 、B 两点的电势分别为U 1和U 2，则U 1/U 2为 . 8. .狭义相对论的两条基本假设是9. 点电荷q 1 、q 2、q 3和q 4在真空中的分布如图10所示，图中S 为闭合曲面，则通过该闭合曲面的电通量S E d ⋅⎰S= ,式中的E 是哪些点电荷在闭合曲面上任一点产生的场强的矢量和？答：是 .10. 氢原子光谱的巴耳末线系中，有一光谱线的波长为λ = 434nm ，该谱线是氢原子由能级E n 跃迁到能级E k 产生的，则n = ______,k= ______.图6图7图8图9三.计算题(每小题10分，共40分)1. 求均匀带电球体(343R Qπρ=)外任一点(r>R)的 电势.2. 相距为d =40cm 的两根平行长直导线1、2放在真空 中，每根导线载有电流1I =2I =20A,如图11所示。

求: (1)两导线所在平面内与该两导线等距的点A 处的磁感强度;(2)通过图中所示矩形面积的磁通量(1r =3r =10cm, 2r =20cm, l =25cm.)3. 如图12所示，一半径为a 的很小的金属圆环，在初始时刻与一半径为b (b >>a )的大金属圆环共面且同心。

大金属圆环中电流I 恒定，小金属圆环以匀角速度ω1绕一直径转动。

求小金属圆环中t 时刻的感应电动势。

4. 一短跑选手，在地球上以10s 的时间跑完100m ，在沿短跑选手跑动的方向上一宇宙飞船以0.7c 的速度飞行, 飞船上的观察者看来，这选手跑的时间和距离各为多少?•q 1 •q 2 •q 3 •q 4S图10图122005─2006学年第一学期 《 大学物理》(下)考试试卷( B 卷)注意：1、本试卷共4页； 2、考试时间: 120分钟； 3、姓名、序号必须写在指定地方； 4、考试为闭卷考试； 5、可用计算器,但不准借用； 6、考试日期:2006.1.7.e=1.60×10-19C m e =9.11×10-31kg m n =1.67×10-27kg m p =1.67×10-27kgε0= 8.85×10-12 F/m μ0=4π×10-7H/m=1.26×10-6H/m h = 6.63×10-34 J·sb =2.897×10-3m·K R =8.31J·mol -1·K -1 k=1.38×10-23J·K -1 c=3.00×108m/s σ = 5.67×10-8 W·m -2·K -4 1n 2=0.693 1n 3=1.099 R =1.097×107m -1·一. 选择题(每小题3分，共30分)1. 边长为l 的正方形线圈，分别用图1所示两种方式通以电流I （其中ab 、cd 与正方形共面），在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为： (A) B 1 = 0 . B 2 = 0.(B) B 1 = 0 . lI B πμ0222=(C) l IB πμ0122=. B 2=0 . (D lI B πμ0122=. l IB πμ0222=.2. .按照相对论的时空观，以下说法错误的是(A) 在一个惯性系中不同时也不同地发生的两件事，在另一个惯性系中一定不同时；(B) 在一个惯性系中不同时但同地发生的两件事，在另一个惯性系中一定不同时；(C) 在一个惯性系中同时不同地发生的两件事，在另一个惯性系中一定不同时； (D) 在一个惯性系中同时同地发生的两件事，在另一个惯性系中一定也同时同地 .3. 如图2所示，两个“无限长”的半径分别为R 1和R 2的共轴圆柱面，均匀带电，沿轴线方向单位长度上的带电量分别为λ1和λ2，则在外圆柱面外面、距离轴线为r 处的P 点的电场强度大小E 为：(A) r 0212πελλ+. (B) )(2)(2202101R r R r -+-πελπελ.图1l (1)d(C))(22021R r -+πελλ.(D) 20210122R R πελπελ+. 4. 若尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中穿过相同变化率的磁通量，则在两环中(A) 感应电动势不同，感应电流相同. (B) 感应电动势相同，感应电流也相同. (C) 感应电动势不同，感应电流也不同. (D) 感应电动势相同，感应电流不同.5. 空间有一非均匀电场,其电场线如图3所示.若在电场中取一半径为R 的球面,已知通过球面上∆S 面的电通量为∆Φe ,则通过其余部分球面的电通量为(A) -∆Φe(B) 4πR 2∆Φe /∆S , (C) (4πR 2-∆S ) ∆Φe /∆S , (D) 06. 不确定关系式∆x ⋅ ∆p x ≥h 表示在x 方向上(A) 粒子的位置和动量不能同时确定. (B) 粒子的位置和动量都不能确定. (C) 粒子的动量不能确定. (D) 粒子的位置不能确定.7. 设某微观粒子运动时的能量是静止能量得k 倍,则其运动速度的大小为(A) c /(k -1). (B) c 21k -/k . (C) c 12-k /k . (D) c ()2+k k /(k+1).8. .对于某一回路l ，积分=⋅⎰l B d l μ0 I ≠0，则可以肯定(A) 回路上有些点的B 可能为零，有些可能不为零，或所有点可能全不为零. (B) 回路上所有点的B 一定不为零. (C) 回路上有些点的B 一定为零. (D) 回路上所有点的B 可能都为零.9. 已知圆环式螺线管的自感系数为L . 若将该螺线管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 /2. (B) 都小于L /2.P图2图3(C) 都大于L /2. (D) 一个大于L /2，一个小于L /2.10. 半径不等的两金属球A 、B ,R A = 2R B ,A 球带正电Q ,B 球带负电2Q ,今用导线将两球联接起来,则(A) 两球各自带电量不变. (B) 两球的带电量相等. (C) 两球的电位相等. (D) A 球电位比B 球高.二. 填空题(每小题2分，共30分).1半径为R 的细圆环带电线(圆心是O ),其轴线上有两点A 和B ,且OA=AB=R ,如图4若取无限远处为电势零点,设A 、B 两点的电势分别为U 1和U 2,则U 1/U 2为 .2.. 如图5所示,均匀电场E 中有一袋形曲面，袋口边缘线在一平面S 内，边缘线所围面积为S 0 ，袋形曲面的面积为S '，法线向外，电场与S 面的夹角为θ ，则通过袋形曲面的电通量为 .3. 氢原子光谱的巴耳末线系中，有一光谱线的波长为λ = 434nm ，该谱线是氢原子由能级E n 跃迁到能级E k 产生的，则n = ______,k= ______.4. 写出包含以下意义的麦克斯韦方程：(3)磁力线无头无尾 ；(4)静电场是保守场5. 真空中两条相距2a 的平行长直导线，通以方向相同，大小相等的电流I ，P 、O 两点与两导线在同一平面内，与导线的距离为a , 如图6所示.则O 点的磁场能量密度w m o ，P 点的磁场能量密度w mP .6. 如图7所示，真空中有两圆形电流I 1 和 I 2 和三个环路L 1 L 2 L 3，则安培环路定律的表达式为l B d 2⋅⎰L = ,l B d 3⋅⎰L = .7. . 如图8所示，将半径为 R 的无限长导体薄壁管(厚度 忽略)沿轴向割去一宽度为 h (h <<R )的无限长狭缝后，再沿轴向均匀地流有电流，其面电流的线密度为i ，则管轴线上磁感强度的大小是 .8. 动能为E 质量为m 0的电子(v <<c )的德布罗意波长是 . 9. 氢原子基态的电离能是 eV . 电离能为0.544eV 的激发态氢原图6图8图4图52图7子，其电子处在n = 的轨道上运动.10. 设圆形极板平行板电容器，距离为d, 两板间电势差随时间变化的规律是：U ab = U a －U b = kt （k 是正常量, t 为时间）。