湖南大學(xué)物理試題及答案

1、湖南大學(xué)課程考試試卷課程名稱： 大學(xué)物理2 ；試卷編號： 1 ；考試時間：120分鐘題 號一二三四五六七八九十總分應(yīng)得分100實(shí)得分評分：評卷人一、 選擇題（單選題，每小題3分，共30分）1. 一點(diǎn)電荷，放在球形高斯面的中心處下列哪一種情況，通過高斯面的電場強(qiáng)度通量發(fā)生變化： (A) 將另一點(diǎn)電荷放在高斯面外 (B) 將另一點(diǎn)電荷放進(jìn)高斯面內(nèi) (C) 將球心處的點(diǎn)電荷移開，但仍在高斯面內(nèi) (D) 將高斯面半徑縮小 2. 充了電的平行板電容器兩極板(看作很大的平板)間的靜電作用力F與兩極板間的電壓U的關(guān)系是： (A) FU (B) F1/U (C) F1/U 2 (D) FU 2 3. 一導(dǎo)體球

2、外充滿相對介電常量為er的均勻電介質(zhì)，若測得導(dǎo)體表面附近場強(qiáng)為E，則導(dǎo)體球面上的自由電荷面密度s為 (A) e 0 E (B) e 0 e r E (C) e r E (D) (e 0 e r - e 0)E 4. 如圖，在一圓形電流I所在的平面內(nèi)，選取一個同心圓形閉合回路L，則由安培環(huán)路定理可知 (A) ，且環(huán)路上任意一點(diǎn)B = 0 (B) ，且環(huán)路上任意一點(diǎn)B0 (C) ，且環(huán)路上任意一點(diǎn)B0 (D) ，且環(huán)路上任意一點(diǎn)B =常量 5. 一載有電流I的細(xì)導(dǎo)線分別均勻密繞在半徑為R和r的長直圓筒上形成兩個螺線管，兩螺線管單位長度上的匝數(shù)相等設(shè)R = 2r，則兩螺線管中的磁感強(qiáng)度大小BR和Br

3、應(yīng)滿足： (A) BR = 2 Br (B) BR = Br (C) 2BR = Br (D) BR = 4 Br 6. 在圓柱形空間內(nèi)有一磁感強(qiáng)度為 的均勻磁場，如圖所示 的大小以速率dB/dt變化在磁場中有A、B兩點(diǎn)，其間可放直導(dǎo)線AB和彎曲的導(dǎo)線AB，則 (A) 電動勢只在AB導(dǎo)線中產(chǎn)生 (B) 電動勢只在AB導(dǎo)線中產(chǎn)生 (C) 電動勢在AB和AB中都產(chǎn)生，且兩者大小相等 (D) AB導(dǎo)線中的電動勢小于AB導(dǎo)線中的電動勢 7. 用頻率為n1的單色光照射某種金屬時，測得飽和電流為I1，以頻率為n2的單色光照射該金屬時，測得飽和電流為I2，若I1> I2，則 (A) n1 >n2

4、 (B) n1 <n2 (C) n1 =n2 (D) n1與n2的關(guān)系還不能確定 8. 關(guān)于不確定關(guān)系 ( ，有以下幾種理解： (1) 粒子的動量不可能確定 (2) 粒子的坐標(biāo)不可能確定 (3) 粒子的動量和坐標(biāo)不可能同時準(zhǔn)確地確定 (4) 不確定關(guān)系不僅適用于電子和光子，也適用于其它粒子 其中正確的是： (A) (1)，(2). (B) (2)，(4). (C) (3)，(4). (D) (4)，(1). 9. 直接證實(shí)了電子自旋存在的最早的實(shí)驗(yàn)之一是 (A) 康普頓實(shí)驗(yàn) (B) 盧瑟福實(shí)驗(yàn) (C) 戴維孫革末實(shí)驗(yàn) (D) 斯特恩革拉赫實(shí)驗(yàn) 10. 有下列四組量子數(shù)： (1) n =

5、3，l = 2，ml = 0， (2) n = 3，l = 3，ml = 1， (3) n = 3，l = 1，ml = -1， (4) n = 3，l = 0，ml = 0， 其中可以描述原子中電子狀態(tài)的 (A) 只有(1)和(3) (B) 只有(2)和(4) (C) 只有(1)、(3)和(4) (D) 只有(2)、(3)和(4) 二、 填空題（共30分）1.（本題3分）一半徑為R的均勻帶電圓環(huán)，電荷線密度為l 設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)，則圓環(huán)中心O點(diǎn)的電勢U_2.（本題4分）一個帶電的金屬球，當(dāng)其周圍是真空時，儲存的靜電能量為We0，使其電荷保持不變，把它浸沒在相對介電常量為er的無限大各向同

6、性均勻電介質(zhì)中，這時它的靜電能量We =_3.（本題3分）有一半徑為a，流過穩(wěn)恒電流為I的1/4圓弧形載流導(dǎo)線bc，按圖示方式置于均勻外磁場 中，則該載流導(dǎo)線所受的安培力大小為_ 4.（本題3分） 在相對介電常量為er的各向同性的電介質(zhì)中，電位移矢量與場強(qiáng)之間的關(guān)系是_ 5.（本題3分） 一平行板空氣電容器的兩極板都是半徑為R的圓形導(dǎo)體片，在充電時，板間電場強(qiáng)度的變化率為dE/dt若略去邊緣效應(yīng)，則兩板間的位移電流為_ 6.（本題3分） 某一波長的X光經(jīng)物質(zhì)散射后，其散射光中包含波長_和波長_的兩種成分，其中_的散射成分稱為康普頓散射 7.（本題4分） 圖示被激發(fā)的氫原子躍遷到低能級時(圖中E

7、1不是基態(tài)能級)，可發(fā)出波長為l1、l2、l3的輻射，其頻率n1、n2和n3滿足關(guān)系式_；三個波長滿足關(guān)系式_ 8.（本題3分） 1921年斯特恩和革拉赫在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：一束處于s態(tài)的原子射線在非均勻磁場中分裂為兩束對于這種分裂用電子軌道運(yùn)動的角動量空間取向量子化難于解釋，只能用_來解釋9.（本題4分） 多電子原子中，電子的排列遵循_原理和_原理 三、計(jì)算題（每小題10分，共40分）1. 半徑為R的帶電細(xì)圓環(huán)，其電荷線密度為l=l0sinf，式中l(wèi)0為一常數(shù)，f為半徑R與x軸所成的夾角，如圖所示試求環(huán)心O處的電場強(qiáng)度 2. 一半徑為R的帶電球體，其電荷體密度分布為 (rR) (q為一正的常量)

8、r = 0 (r>R) 試求：(1) 帶電球體的總電荷；(2) 球內(nèi)、外各點(diǎn)的電場強(qiáng)度；(3) 球內(nèi)、外各點(diǎn)的電勢3. 有一閉合回路由半徑為a和b的兩個同心共面半圓連接而成，如圖其上均勻分布線密度為l 的電荷，當(dāng)回路以勻角速度w 繞過O點(diǎn)垂直于回路平面的軸轉(zhuǎn)動時，求圓心O點(diǎn)處的磁感強(qiáng)度的大小 4. 由質(zhì)量為m、電阻為R的均勻?qū)Ь€做成的矩形線框，寬為b，在t =0 時由靜止下落，這時線框的下底邊在y =0平面上方高度為h處(如圖所示)y =0平面以上沒有磁場；y =0平面以下則有勻強(qiáng)磁場 ，其方向在圖中垂直紙面向里現(xiàn)已知在時刻t = t1和t = t2，線框位置如圖所示，求線框速度v與時間

9、t的函數(shù)關(guān)系(不計(jì)空氣阻力，且忽略線框自感) 大學(xué)物理試卷（二）答案與評分標(biāo)準(zhǔn)一 選擇題（每小題3分，共30分）1（B）2（D）3（B）4（B）5（B）6（D）7（D）8（C）9（D）10（C）二  填空題（共  30分）1 l / (2e0) 3分 2 We0 / er 4分3 aIB 3分 4 3分5 3分 6 不變 1分 變長 1分 波長變長 1分 7 2分 2分8 電子自旋的角動量的空間取向量子化 3分9 泡利不相容原理 2分 能量最低原理 2分 三計(jì)算題（每小題10分，共40分）1解：在任意角f 處取微小電量dq=ldl，它在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為： 3分它沿x、y軸上

10、的二個分量為： dEx=dEcosf 1分dEy=dEsinf 1分對各分量分別求和 2分 2分故O點(diǎn)的場強(qiáng)為： 1分2解：(1) 在球內(nèi)取半徑為r、厚為dr的薄球殼，該殼內(nèi)所包含的電荷為 dq = rdV = qr 4pr2dr/(pR4) = 4qr3dr/R4則球體所帶的總電荷為 2分 (2) 在球內(nèi)作一半徑為r1的高斯球面，按高斯定理有 得 (r1R)， 方向沿半徑向外 2分 在球體外作半徑為r2的高斯球面，按高斯定理有 得 (r2 >R)， 方向沿半徑向外 2分 (3) 球內(nèi)電勢 2分 球外電勢 2分3解： B1、B2分別為帶電的大半圓線圈和小半圓線圈轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度，B3為沿直徑的帶電線段轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度 ， 3分， 3分 1分 3分4解：(1) 在線框進(jìn)入磁場之前( 0 t t1 )線框作自由落體運(yùn)動： v =gt 當(dāng) 時 2分 (2) 線框底邊進(jìn)入磁場后，產(chǎn)生感應(yīng)電流，因而受到一磁力 (方向向上