大學(xué)物理下期末試題及答案

、選擇題（共30分，每題3分）e4(A)(B)1.設(shè)有一“無限大”均勻帶正電『Eocx―>x荷的平面.取x軸垂直帶電平面,坐標(biāo)原點(diǎn)在帶電平面上，則其周(C)E”1/|x|(D)圍空間各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 E隨距平面的位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系曲線為（規(guī)定場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正向?yàn)檎⒎粗疄樨?fù).如圖所示，邊長為a的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，分別放置著三個(gè)正的點(diǎn)電荷q、2q、為（規(guī)定場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正向?yàn)檎⒎粗疄樨?fù).如圖所示，邊長為a的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，分別放置著三個(gè)正的點(diǎn)電荷q、2q、3q.若將另一正點(diǎn)電荷Q從無窮遠(yuǎn)處移到三角形的中心O處，外力所作的功為：(A)(C)3qQ0a3qQ2oa(B)(D)3.一個(gè)靜止的氫離子3qQ0a2.3qQ0a（H+）在電場(chǎng)中被加速而獲得的速率為一靜止的氧離子（O+2）在同一電場(chǎng)中且通過相同的路徑被加速所獲速率的：(A)2倍.4率的：(A)2倍.4(B)2倍.收倍.4 2倍.4.如圖所示，一帶負(fù)電荷的金屬球，外面同心地罩一不帶電的金屬球殼，則在球殼中一點(diǎn)P處的場(chǎng)強(qiáng)大小與電勢(shì)（設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)）分別為:(A)E=0,U>0. (B) E=0,U<0.(C)E=0,U=0. (D)E>0,U<0.：].C和C2兩空氣電容器弁聯(lián)以后接電源充 rcRc2二二電.在電源保持聯(lián)接的情況下，在C中插入丁一電介質(zhì)板，如圖所示,則C極板上電荷增加，G極板上電荷減少.C極板上電荷減少，G極板上電荷增加.C極板上電荷增加，G極板上電荷不變.C極板上電荷減少，G極板上電荷不變. [ ].對(duì)位移電流，有下述四種說法，請(qǐng)指出哪一種說法正確.位移電流是指變化電場(chǎng).位移電流是由線性變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的.位移電流的熱效應(yīng)服從焦耳一楞次定律.位移電流的磁效應(yīng)不服從安培環(huán)路定理. [ ].有下列幾種說法：所有慣性系對(duì)物理基本規(guī)律都是等價(jià)的.在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān).(3)在任何慣性系中，光在真空中沿任何方向的傳播速率都19.19.（本題3分）11.11.(本題3分)相同.若問其中哪些說法是正確的,答案是只有(1)、(2)是正確的.只有(1)、(3)是正確的.只有(2)、(3)是正確的.(D)三種說法都是正確的.8.在康普頓散射中，如果設(shè)反沖電子的速度為光速的 60%,則因散射使電子獲得的能量是其靜止能量的(A)2倍. (B)1.5 倍.0.5倍. (D)0.25倍. (D)三種說法都是正確的.8.在康普頓散射中，如果設(shè)反沖電子的速度為光速的 60%,則因散射使電子獲得的能量是其靜止能量的(A)2倍. (B)1.5 倍.0.5倍. (D)0.25倍. [ ].已知粒子處于寬度為a的一維無限深勢(shì)阱中運(yùn)動(dòng)的波函數(shù)為n(x)Fsin*,n=1,2,3, …aa則當(dāng)n=1時(shí)，在X1=a/4-X2=3a/4區(qū)間找到粒子的概率(A)0.091(B)0.182(C)1(D)0.818..氫原子中處于3d量子態(tài)的電子，描述其量子態(tài)的四個(gè)量子數(shù)(n,l,mu,ms)可能取的值為(A)(3(C)，。，1，；). (B)(1(2,1,2,2).[]，1,1， ；)?(3,2,0,二、填空題(共30分)一個(gè)帶電荷q、半徑為R的金屬球殼，殼內(nèi)是真空，殼外是介電常量為的無限大各向同性均勻電介質(zhì)，則此球殼的電勢(shì) U.（本題3分） ⑤二有一實(shí)心同軸電纜，其尺寸如圖所示，它的內(nèi)外兩導(dǎo)體中的電流均為I,且在橫截面上均勻分布，但二者電流的流向正相反，則在r<R1處磁感強(qiáng)度大小為.（本題3分）磁場(chǎng)中某點(diǎn)處的磁感強(qiáng)度為 B0.40i0.20j（SI）,一電子以速度v0.50106i1.0106j（SI）通過該點(diǎn)，則作用于該電子上的磁場(chǎng)力F為.（基本電荷e=1.6xi019C）.（本題6分，每空3分） 八pm八四根輻條的金屬輪子在均勻磁場(chǎng)b中轉(zhuǎn)動(dòng)，xb^JjzB轉(zhuǎn)軸與B平行，輪子和輻條都是導(dǎo)體，輻條長為xxxxR,輪子車^速為n,則輪子中心O與輪邊緣b之間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為,電勢(shì)最高點(diǎn)是在 處..（本題3分）有一根無限長直導(dǎo)線絕緣地緊貼在矩形線圈的中心軸OO上，則直導(dǎo)線與矩形線圈間的互感系數(shù)為O'.（本題3分）真空中兩只長直螺線管1和2,長度相等，單層密繞匝數(shù)相同,直徑之比di/d2=1/4.當(dāng)它們通以相同電流時(shí)，兩螺線管貯存的磁能之比為W/W2=..（本題3分）靜止時(shí)邊長為50cm的立方體，當(dāng)它沿著與它的一個(gè)棱邊平行的方向相對(duì)于地面以勻速度2.4X108m-s-1運(yùn)動(dòng)時(shí)，在地面上測(cè)得它的體積是..（本題3分）以波長為=0.207m的紫外光照射金屬耙表面產(chǎn)生光電效應(yīng)，已知耙的紅限頻率=1.21x 1015赫茲，則其遏止電壓|U|=V（普朗克常量h=6.63x10-34J?s,基本電荷e=1.60x10-19C）

如果電子被限制在邊界x與x+x之間，x=0.5?,則電子動(dòng)量x分量的不確定量近似地為kg?m/s.（取x?p>h,普朗克常量h=6.63x10-34J?s）.（本題10分）電荷以相同的面密度分布在半徑為ri=10cm和「2=20cm的兩個(gè)同心球面上.設(shè)無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，球心處的電勢(shì)為 U0=300V.求電荷面密度.若要使球心處的電勢(shì)也為零， 外球面上電荷面密度應(yīng)為多少，與原來的電荷相差多少？［電容率0=8.85X10-12C2/（N?吊）］.（本題10分）已知載流圓線圈中心處的磁感強(qiáng)度為 B,此圓線圈的磁矩與一邊長為a通過電流為I的正方形線圈的磁矩之比為2：1,求載流圓線圈的半徑..（本題10分）如圖所示，一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)充滿在半徑為R的圓柱形體內(nèi)，有一長為l的金屬棒放在磁場(chǎng)中，如果B正在以速率dB/dt增加，試求棒兩端的電動(dòng)勢(shì)的大小，弁確定其方向。.（本題10分）如圖所示，一電子以初速度 v0=6.0x106m/s逆著場(chǎng)強(qiáng)方向飛入電場(chǎng)強(qiáng)度為 E=500V/mE^—eQ>v0"的均勻電場(chǎng)中，問該電子在電場(chǎng)中要飛行多長距離d,可使得電子的德布羅意波長達(dá)到 =1晦 ?.（飛行過程中，電子的質(zhì)量認(rèn)為不變，即為靜止質(zhì)量 m=9.11x10-31kg；基本電荷e=1.60x10-19C；普朗克常量h=6.63X10-34j.s）.1.C2.C3.B4.B5.C6.A7.D8.D9.D10.D0 0 2dt 「0 0 2dt 「一12.R2 13.0rI/(2R1)13.0.80X10k(N)14.BnR215.016.1：16 (W1：W2d12：d2 1:16)17.0.075m18.0.9919.1.33-23X1020.解：(1)球心處的電勢(shì)為兩個(gè)同心帶電球面各自在球心處產(chǎn)生的電勢(shì)的疊加，即U0q21 4r1U0q21 4r122「24 0 「1「1一「10=8.85X10-9C/m(2) 設(shè)外球面上放電后電荷面密度為「1U「1「1外球面上應(yīng)變成帶負(fù)電，共應(yīng)放掉電荷2q4「22「2「2q4「22「2「1「2「102「2=6.67X10-9.解：設(shè)圓線圈磁矩為P1,方線圈磁矩為P2B0B02RB0/0P1R2Ir3b0/PP1R2Ir3b0/P1R3B0P20a2|P220aB。)1/3.解：取棒元dl,其兩端的電動(dòng)勢(shì)為「1EgdldB「1EgdldB cos2dtdl整個(gè)金屬棒兩端的電動(dòng)勢(shì)「dllrdBcosdldB02dt3(2)2J 2—dl_2l_2l2R (-) 3分出2\TOC\o"1-5"\h\z方向由a