2003级大学物理(II)期末试题华工大学物理试卷-各年试卷及答案-大物下

12003级大学物理（II）期末考试试卷院系：班级:_____________姓名:___________学号:_____________日期:2005年1月12日一选择题（共30分）1.（本题3分）如图所示，在坐标(a，0)处放置一点电荷＋q，在坐标(－a，0)处放置另一点电荷－q．P点是y轴上的一点，坐标为(0，y)．当ya时，该点场强的大小为：(A)204yq．(B)202yq．(C)302yqa．(D)304yqa．[]2.（本题3分）半径为R的均匀带电球面的静电场中各点的电场强度的大小E与距球心的距离r之间的关系曲线为：［］3.（本题3分）如图所示，边长为a的等边三角形的三个顶点上，分别放置着三个正的点电荷q、2q、3q．若将另一正点电荷Q从无穷远处移到三角形的中心O处，外力所作的功为：(A)aqQ023．(B)aqQ03．(C)aqQ0233．(D)aqQ032．［］4.（本题3分）EOr(B)E∝1/r2REOr(A)E∝1/r2REOr(C)E∝1/r2REOr(D)E∝1/r2q3q2qOaaaOx-a-q+q+aP(0,y)y2图中实线为某电场中的电场线，虚线表示等势（位）面，由图可看出：(A)EA＞EB＞EC，UA＞UB＞UC．(B)EA＜EB＜EC，UA＜UB＜UC．(C)EA＞EB＞EC，UA＜UB＜UC．(D)EA＜EB＜EC，UA＞UB＞UC．［］5.（本题3分）如图，两根直导线ab和cd沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上，稳恒电流I从a端流入而从d端流出，则磁感强度B沿图中闭合路径L的积分LlBd(A)I0．(B)I031．(C)4/0I．(D)3/20I．［］6.（本题3分）如图，匀强磁场中有一矩形通电线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下，线圈发生转动，其方向是(A)ab边转入纸内，cd边转出纸外．(B)ab边转出纸外，cd边转入纸内．(C)ad边转入纸内，bc边转出纸外．(D)ad边转出纸外，bc边转入纸内．［］7.（本题3分）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)RI20．(B)RI0．(C)0．(D))11(20RI．(E))11(40RI．［］8.（本题3分）CBAIIabcdL120°abcdORPI3如图，平板电容器(忽略边缘效应)充电时，沿环路L1的磁场强度H的环流与沿环路L2的磁场强度H的环流两者，必有：(A)1dLlH2dLlH.(B)1dLlH2dLlH.(C)1dLlH2dLlH.(D)0d1LlH.［］9.（本题3分）宇宙飞船相对于地面以速度v作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过t(飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为(c表示真空中光速)(A)c·t(B)v·t(C)2)/(1ctcv(D)2)/(1ctcv［］10.（本题3分）根据相对论力学，动能为0.25MeV的电子，其运动速度约等于(A)0.1c(B)0.5c(C)0.75c(D)0.85c［］(c表示真空中的光速，电子的静能m0c2=0.51MeV)二填空题（共38分）11.（本题3分）电荷分别为q1，q2，q3的三个点电荷分别位于同一圆周的三个点上，如图所示．设无穷远处为电势零点，圆半径为R，则b点处的电势U＝___________．12.（本题4分）A、B为两块无限大均匀带电平行薄平板，两板间和左右两侧充满相对介电常量为r的各向同性均匀电介质．已知两板间的场强大小为E0，两板外的场强均为031E，方向如图．则A、B两板所带电荷面密度分别为HL1L2q2q1bq3OABE0E0/3E0/34A=____________________________________，B=____________________________________．13.（本题4分）一空气平行板电容器，电容为C，两极板间距离为d．充电后，两极板间相互作用力为F．则两极板间的电势差为______________，极板上的电荷为______________．14.（本题3分）在一根通有电流I的长直导线旁，与之共面地放着一个长、宽各为a和b的矩形线框，线框的长边与载流长直导线平行，且二者相距为b，如图所示．在此情形中，线框内的磁通量=______________．15.（本题3分）若电子在垂直于磁场的平面内运动，均匀磁场作用于电子上的力为F，轨道的曲率半径为R，则磁感强度的大小应为______________________．16.（本题3分）用导线制成一半径为r=10cm的闭合圆形线圈，其电阻R=10，均匀磁场垂直于线圈平面．欲使电路中有一稳定的感应电流i=0.01A，B的变化率应为dB/dt=_______________________________．17.（本题3分）一自感线圈中，电流强度在0.002s内均匀地由10A增加到12A，此过程中线圈内自感电动势为400V，则线圈的自感系数为L=____________．18.（本题3分）自感系数L=0.3H的螺线管中通以I=8A的电流时，螺线管存储的磁场能量W=___________________．19.（本题4分）圆形平行板电容器，从q=0开始充电，试画出充电过程中，极板间某点P处电场强度的方向和磁场强度的方向．20.（本题3分）在电子单缝衍射实验中，若缝宽为a=0.1nm(1nm=10-9m)，电子束垂直射在单缝面上，则衍射的电子横向动量的最小不确定量py=______________N·s．(普朗克常量h=6.63×10-34J·s)bbaIPi521.（本题5分）主量子数n=4的量子态中，角量子数l的可能取值为____________；磁量子数ml的可能取值为__________________________．三计算题（共32分）22.（本题5分）厚度为d的“无限大”均匀带电导体板两表面单位面积上电荷之和为．试求图示离左板面距离为a的一点与离右板面距离为b的一点之间的电势差．23.（本题5分）一绝缘金属物体，在真空中充电达某一电势值，其电场总能量为W0．若断开电源，使其上所带电荷保持不变，并把它浸没在相对介电常量为r的无限大的各向同性均匀液态电介质中，问这时电场总能量有多大？24.（本题12分）长为L，质量为m的均匀金属细棒，以棒端O为中心在水平面内旋转，棒的另一端在半径为L的金属环上滑动．棒端O和金属环之间接一电阻R，整个环面处于均匀磁场B中，B的方向垂直纸面向里，如图．设t=0时，初角速度为0．忽略摩擦力及金属棒、导线和圆环的电阻．求(1)当角速度为时金属棒内的动生电动势的大小．(2)棒的角速度随时间变化的表达式．25.（本题5分）假定在实验室中测得静止在实验室中的+子(不稳定的粒子)的寿命为2.2×10-6m，而当它相对于实验室运动时实验室中测得它的寿命为1.63×10-6s．试问：这两个测量结果符合相对论的什么结论？+子相对于实验室的速度是真空中光速c的多少倍？26.（本题5分）能量为15eV的光子，被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离发射一个光电子，求此光电子的德布罗意波长．(电子的质量me=9.11×10-31kg，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，1eV=1.60×10-19J)12dabROB62003级大学物理（II）试卷解答2005-1-12考一选择题（共30分）1.(C)；2.(B)；3.(C)；4.(D)；5.(D)；6.(A)；7.(D)；8.(C)；9.(A)；10.(C).二填空题（共38分）11.(本题3分)32102281qqqR12.(本题4分)3/200Er；3/400Er13.(本题4分)CFd/2；FdC214.(本题3分)2ln20Ia15.(本题3分)RFmeBe116.(本题3分)3.18T/s17.(本题3分)0.400H18.(本题3分)9.6J19.(本题4分)见图．20.(本题3分)1.06×10-24（或6.63×10-24或0.53×10-24或3.32×10-24）PiHE×7参考解：根据ypy，或hpyy，或21ypy，或hpyy21，可得以上答案．21.(本题5分)0，1，2，30，±1，±2，±3三计算题（共32分）22.(本题5分)解：选坐标如图．由高斯定理，平板内、外的场强分布为：E=0(板内))2/(0xE(板外)1、2两点间电势差2121dxEUUxxxdbdddad2d22/2/02/)2/(0)(20ab23.(本题5分)解：因为所带电荷保持不变，故电场中各点的电位移矢量D保持不变，又rrrwDDDEw0200202112121因为介质均匀，∴电场总能量rWW/024.(本题12分)解∶(1)2dd200LBrBrrBLLiv(2)MtJdd①231mLJ②12dabxO82021dBILrBIrMLRLBLRLBB4)2(214222tRmLBd43d22)43exp(220tRmLB其中exp(x)=ex25.(本题5分)解：它符合相对论的时间膨胀(或运动时钟变慢)的结论设+子相对于实验室的速度为v+子的固有寿命0=2.2×10-6s+子相对实验室作匀速运动时的寿命0=1.63×10-5s按时间膨胀公式：20)/(1/cv移项整理得：202)/(cv20)/(1c=0.99c26.(本题5分)解：远离核的光电子动能为4.16.1315212veKmEeV则eKmE2v7.0×105m/s光电子的德布罗意波长为vemhph1.04×10-9m=10.4Å