中國(guó)石油大學(xué)華東09級(jí)下大物期末試題A卷

1、A卷20102011學(xué)年第一學(xué)期大學(xué)物理（2-2）期末試卷注意：選擇題和填空題答案要填寫(xiě)在試卷相應(yīng)的位置！計(jì)算題在各題空白處答題。一、選擇題（共30分） 1、（本題3分）（1001） 一均勻帶電球面，電荷面密度為s，球面內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，球面上面元d S帶有s d S的電荷，該電荷在球面內(nèi)各點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度(A) 處處為零 (B) 不一定都為零 (C) 處處不為零 (D) 無(wú)法判定 2、（本題3分）（1355） 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(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn))分別為： (A) E = 0，U > 0 (B) E =

2、 0，U < 0 (C) E = 0，U = 0 (D) E > 0，U < 0 3、（本題3分）（1204） 兩只電容器，C1 = 8 mF，C2 = 2 mF，分別把它們充電到 1000 V，然后將它們反接(如圖所示)，此時(shí)兩極板間的電勢(shì)差為： (A) 0 V (B) 200 V (C) 600 V (D) 1000 V 4、（本題3分）（2050） 若要使半徑為4×10-3 m的裸銅線表面的磁感強(qiáng)度為 7.0×10-5 T，則銅線中需要通過(guò)的電流為(m0 =4p×10-7 T·m·A-1) (A) 0.14 A (B)

3、1.4 A (C) 2.8 A (D) 14 A 5、（本題3分）（2608） 磁介質(zhì)有三種，用相對(duì)磁導(dǎo)率mr表征它們各自的特性時(shí)， (A) 順磁質(zhì)mr >0，抗磁質(zhì)mr <0，鐵磁質(zhì)mr >>1 (B) 順磁質(zhì)mr >1，抗磁質(zhì)mr =1，鐵磁質(zhì)mr >>1 (C) 順磁質(zhì)mr >1，抗磁質(zhì)mr <1，鐵磁質(zhì)mr >>1 (D) 順磁質(zhì)mr <0，抗磁質(zhì)mr <1，鐵磁質(zhì)mr >0 6、（本題3分）（2809） 一個(gè)電阻為R，自感系數(shù)為L(zhǎng)的線圈，將它接在一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E(t)的交變電源上，線圈的自感電動(dòng)勢(shì)為，

4、則流過(guò)線圈的電流為： (A) (B) (C) (D) 7、（本題3分）（2415） 用導(dǎo)線圍成如圖所示的回路(以O(shè)點(diǎn)為心的圓，加一直徑)，放在軸線通過(guò)O點(diǎn)垂直于圖面的圓柱形均勻磁場(chǎng)中，如磁場(chǎng)方向垂直圖面向里，大小隨時(shí)間減小，則感應(yīng)電流的流向?yàn)?8、（本題3分）（4190） 要使處于基態(tài)的氫原子受激發(fā)后能發(fā)射賴曼系(由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)射的各譜線組成的譜線系)的最長(zhǎng)波長(zhǎng)的譜線，至少應(yīng)向基態(tài)氫原子提供的能量是 (A) 1.5 eV (B) 3.4 eV (C) 10.2 eV (D) 13.6 eV 9、（本題3分）（5619） 波長(zhǎng)l =5000 Å的光沿x軸正向傳播，若光的波長(zhǎng)的不確

5、定量Dl =10-3 Å，則利用不確定關(guān)系式可得光子的x坐標(biāo)的不確定量至少為 (A) 25 cm (B) 50 cm (C) 250 cm (D) 500 cm 10、（本題3分）（4225） 在激光器中利用光學(xué)諧振腔 (A) 可提高激光束的方向性，而不能提高激光束的單色性 (B) 可提高激光束的單色性，而不能提高激光束的方向性 (C) 可同時(shí)提高激光束的方向性和單色性. (D) 既不能提高激光束的方向性也不能提高其單色性 二、填空題（共30分）11、（本題3分）（1382）電荷分別為q1，q2，q3的三個(gè)點(diǎn)電荷分別位于同一圓周的三個(gè)點(diǎn)上，如圖所示設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，圓半徑為R，則

6、b點(diǎn)處的電勢(shì)U =_ 。12、（本題3分）（1446） A、B兩個(gè)導(dǎo)體球，它們的半徑之比為21，A球帶正電荷Q，B球不帶電，若使兩球接觸一下再分離，當(dāng)A、B兩球相距為R時(shí)，(R遠(yuǎn)大于兩球半徑，以致可認(rèn)為A、B是點(diǎn)電荷)則兩球間的靜電力F =_。 13、（本題3分）（5667）均勻磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度與半徑為r的圓形平面的法線的夾角為a ，今以圓周為邊界，作一個(gè)半球面S，S與圓形平面組成封閉面如圖則通過(guò)S面的磁通量F =_。 14、（本題3分）（5480）在真空中，電流由長(zhǎng)直導(dǎo)線1沿半徑方向經(jīng)a點(diǎn)流入一由電阻均勻的導(dǎo)線構(gòu)成的圓環(huán)，再由b點(diǎn)沿切向從圓環(huán)流出，經(jīng)長(zhǎng)直導(dǎo)線2返回電源(如圖)已知直導(dǎo)線上的電流

7、強(qiáng)度為I，圓環(huán)半徑為Ra、b和圓心O在同一直線上，則O處的磁感強(qiáng)度B的大小為_(kāi)。 15、（本題3分）（2097） 如圖，均勻磁場(chǎng)中放一均勻帶正電荷的圓環(huán)，其線電荷密度為l，圓環(huán)可繞通過(guò)環(huán)心O與環(huán)面垂直的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)當(dāng)圓環(huán)以角速度w 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓環(huán)受到的磁力矩為_(kāi)，其方向_。16、（本題3分）（2333一長(zhǎng)直導(dǎo)線旁有一長(zhǎng)為b，寬為a的矩形線圈，線圈與導(dǎo)線共面，長(zhǎng)度為b的邊與導(dǎo)線平行且與直導(dǎo)線相距為d，如圖線圈與導(dǎo)線的互感系數(shù)為_(kāi)。 17、（本題3分）（2346）圓形平行板電容器，從q = 0開(kāi)始充電，則充電過(guò)程中，極板間某點(diǎn)P處電場(chǎng)強(qiáng)度的方向?yàn)?；磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向?yàn)?。18、（本題3分）（4967） 鋰

8、(Z=3)原子中含有3個(gè)電子，電子的量子態(tài)可用(n，l，ml，ms)四個(gè)量子數(shù)來(lái)描述，若已知基態(tài)鋰原子中一個(gè)電子的量子態(tài)為(1，0，0，)，則其余兩個(gè)電子的量子態(tài)分別為(_)和(_)。 19、（本題3分）（5374）已知T =0 K時(shí)鍺的禁帶寬度為0.78 eV，則鍺能吸收的輻射的最長(zhǎng)波長(zhǎng)是_mm。 (普朗克常量h =6.63×10-34 J·s，1 eV =1.60×10-19 J) 20、（本題3分）（8036）激光器的基本結(jié)構(gòu)包括三部分，即_、_和_。 三、計(jì)算題（共40分）21、（本題10分）（5130）一半徑為R的各向同性均勻電介質(zhì)球體均勻帶電，其自由電

9、荷體密度為r，球體的介電常量為e1，球體外充滿介電常量為e2的各向同性均勻電介質(zhì)求球內(nèi)外任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和電勢(shì)(設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn))。解：在球內(nèi)作半徑為r1的同心高斯球面按的高斯定理 得 D1 = (r / 3)r1 E1=D1 / e1 = (rr1) / (3e1) 3分球外作半徑為r2的同心高斯球面則 得 (r2R) E2 = D2 / e2 (r2R) 2分球內(nèi)電勢(shì) (r1R) 3分球外電勢(shì) (r2R) 2分22、（本題10分）（5130） 半徑為R的半圓線圈ACD通有電流I2，置于電流為I1的無(wú)限長(zhǎng)直線電流的磁場(chǎng)中，直線電流I1恰過(guò)半圓的直徑，兩導(dǎo)線相互絕緣求半圓線圈受到長(zhǎng)直線電流

10、I1的磁力。 解：長(zhǎng)直導(dǎo)線在周圍空間產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布為 取xOy坐標(biāo)系如圖，則在半圓線圈所在處各點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度大小為： ， 方向垂直紙面向里， 3分式中q 為場(chǎng)點(diǎn)至圓心的聯(lián)線與y軸的夾角半圓線圈上dl段線電流所受的力為： 3分 根據(jù)對(duì)稱性知： Fy = ， 半圓線圈受I1的磁力的大小為： ， 方向：垂直I1向右 4分23、（本題10分）（2498） 載流長(zhǎng)直導(dǎo)線與矩形回路ABCD共面，導(dǎo)線平行于AB，如圖所示求下列情況下ABCD中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)： (1) 長(zhǎng)直導(dǎo)線中電流I = I0不變，ABCD以垂直于導(dǎo)線的速度從圖示初始位置遠(yuǎn)離導(dǎo)線勻速平移到某一位置時(shí)(t時(shí)刻)。 (2) 長(zhǎng)直導(dǎo)線中電流I =

11、 I0 sinw t，ABCD不動(dòng)。 (3) 長(zhǎng)直導(dǎo)線中電流I = I0 sinw t，ABCD以垂直于導(dǎo)線的速度遠(yuǎn)離導(dǎo)線勻速運(yùn)動(dòng)，初始位置也如圖。解：(1) 3分方向沿ABCD即順時(shí)針 (2) 4分以順時(shí)針為正方向 (3) E = E1 + E2 3分其中，E1式中I = I0sinw t， E2式中a + b和a分別換為a + b + v t和a + v t .24、（本題共10分）（1）（5366）假定在康普頓散射實(shí)驗(yàn)中，入射光的波長(zhǎng)l0 = 0.0030 nm，反沖電子的速度v = 0.6 c，求散射光的波長(zhǎng)l。 (電子的靜止質(zhì)量me=9.11×10-31 kg ，普朗克常量h =6.63×10-34 J·