《大學(xué)物理》下冊試卷及答案

大學(xué)物理下模擬題（一）一選擇題（共30分）1．（本題3分）(1402)在邊長為a的正方體中心處放置一電荷為Q的點(diǎn)電荷，則正方體頂角處的電場強(qiáng)度的大小為：(A)．(B)．(C)．(D)．［］2．（本題3分）（1255）圖示為一具有球?qū)ΨQ性分布的靜電場的E～r關(guān)系曲線．請指出該靜電場是由下列哪種帶電體產(chǎn)生的．(A)半徑為R的均勻帶電球面．(B)半徑為R的均勻帶電球體．(C)半徑為R的、電荷體密度為＝Ar(A為常數(shù))的非均勻帶電球體．(D)半徑為R的、電荷體密度為＝A/r(A為常數(shù))的非均勻帶電球體．[］3．（本題3分）（1171）選無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)，半徑為R的導(dǎo)體球帶電后，其電勢為U0，則球外離球心距離為r處的電場強(qiáng)度的大小為(A)．(B)．(C)．(D)．［］4．（本題3分）（1347）如圖，在一帶有電荷為Q的導(dǎo)體球外，同心地包有一各向同性均勻電介質(zhì)球殼，相對介電常量為r，殼外是真空．則在介質(zhì)球殼中的P點(diǎn)處(設(shè))的場強(qiáng)和電位移的大小分別為(A)E=Q/(4rr2)，D=Q/(4r2)．(B)E=Q/(4rr2)，D=Q/(40r2)．(C)E=Q/(40rr2)，D=Q/(4r2)．(D)E=Q/(40rr2)，D=Q/(40r2)．［］5．（本題3分）（1218）一個平行板電容器，充電后與電源斷開，當(dāng)用絕緣手柄將電容器兩極板間距離拉大，則兩極板間的電勢差U12、電場強(qiáng)度的大小E、電場能量W將發(fā)生如下變化：U12減小，E減小，W減?。?B)U12增大，E增大，W增大．(C)U12增大，E不變，W增大．(D)U12減小，E不變，W不變．［］6．（本題3分）（2354）通有電流I的無限長直導(dǎo)線有如圖三種形狀，則P，Q，O各點(diǎn)磁感強(qiáng)度的大小BP，BQ，BO間的關(guān)系為：(A)BP>BQ>BO.(B)BQ>BP>BO．BQ>BO>BP．(D)BO>BQ>BP．[]7．（本題3分）（2047）如圖，兩根直導(dǎo)線ab和cd沿半徑方向被接到一個截面處處相等的鐵環(huán)上，穩(wěn)恒電流I從a端流入而從d端流出，則磁感強(qiáng)度沿圖中閉合路徑L的積分等于(A)．(B)．(C)．(D)．［］8．（本題3分）（2092）兩個同心圓線圈，大圓半徑為R，通有電流I1；小圓半徑為r，通有電流I2，方向如圖．若r<<R(大線圈在小線圈處產(chǎn)生的磁場近似為均勻磁場)，當(dāng)它們處在同一平面內(nèi)時小線圈所受磁力矩的大小為(A)．(B)．(C)．(D)0．[]9．（本題3分）（4725）把一個靜止質(zhì)量為m0的粒子，由靜止加速到0.6c(c為真空中光速）需作的功等于(A)0.18m0c2．(B)0.25(C)0.36m0c2．(D)1.25m0c10．（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)的最長波長的譜線，至少應(yīng)向基態(tài)氫原子提供的能量是(A)1.5eV．(B)3.4eV．(C)10.2eV．(D)13.6eV．［］二填空題（共30分）11．（本題3分）（1854）已知某靜電場的電勢函數(shù)U＝a(x2+y)，式中a為一常量，則電場中任意點(diǎn)的電場強(qiáng)度分量Ex＝____________，Ey＝____________，Ez＝_______________．12．（本題4分）（1078）如圖所示．試驗(yàn)電荷q，在點(diǎn)電荷+Q產(chǎn)生的電場中，沿半徑為R的整個圓弧的3/4圓弧軌道由a點(diǎn)移到d點(diǎn)的過程中電場力作功為________________；從d點(diǎn)移到無窮遠(yuǎn)處的過程中，電場力作功為____________．13．（本題3分）（7058）一個通有電流I的導(dǎo)體，厚度為D，放置在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)體的側(cè)表面，如圖所示，則導(dǎo)體上下兩面的電勢差為V=AIB/D(其中A為一常數(shù)）．上式中A定義為________系數(shù)，且A與導(dǎo)體中的載流子數(shù)密度n及電荷q之間的關(guān)系為______________．14．（本題3分）（2586）如圖所示，在真空中有一半徑為a的3/4圓弧形的導(dǎo)線，其中通以穩(wěn)恒電流I，導(dǎo)線置于均勻外磁場中，且與導(dǎo)線所在平面垂直．則該載流導(dǎo)線bc所受的磁力大小為_________________．15．（本題3分）（2338）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d1/d2=1/4．當(dāng)它們通以相同電流時，兩螺線管貯存的磁能之比為W1/W2=___________．16．（本題4分）（0323）圖示為一圓柱體的橫截面，圓柱體內(nèi)有一均勻電場，其方向垂直紙面向內(nèi)，的大小隨時間t線性增加，P為柱體內(nèi)與軸線相距為r的一點(diǎn)，則(1)P點(diǎn)的位移電流密度的方向?yàn)開___________．(2)P點(diǎn)感生磁場的方向?yàn)開___________．17．（本題3分）（4167）子是一種基本粒子，在相對于子靜止的坐標(biāo)系中測得其壽命為0＝2×10-6s．如果子相對于地球的速度為0.988c(c為真空中光速)，則在地球坐標(biāo)系中測出的子的壽命＝____________________．18．（本題4分）（4187）康普頓散射中，當(dāng)散射光子與入射光子方向成夾角_____________時，散射光子的頻率小得最多；當(dāng)______________時，散射光子的頻率與入射光子相同．19．（本題3分）（4787）在主量子數(shù)n=2，自旋磁量子數(shù)的量子態(tài)中，能夠填充的最大電子數(shù)是________________．三計(jì)算題（共40分）20．（本題10分）（1217）半徑為R1的導(dǎo)體球，帶電荷q，在它外面同心地罩一金屬球殼，其內(nèi)、外半徑分別為R2=2R1，R3=3R1，今在距球心d=4R1處放一電荷為Q的點(diǎn)電荷，并將球殼接地(如圖所示)，試求球殼上感生的總電荷．21．（本題10分）（0314）載有電流I的長直導(dǎo)線附近，放一導(dǎo)體半圓環(huán)MeN與長直導(dǎo)線共面，且端點(diǎn)MN的連線與長直導(dǎo)線垂直．半圓環(huán)的半徑為b，環(huán)心O與導(dǎo)線相距a．設(shè)半圓環(huán)以速度平行導(dǎo)線平移，求半圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小和方向以及MN兩端的電壓UMUN．22．（本題10分）（2559）一圓形電流，半徑為R，電流為I．試推導(dǎo)此圓電流軸線上距離圓電流中心x處的磁感強(qiáng)度B的公式，并計(jì)算R=12cm，I=1A的圓電流在x=10cm處的B的值．(0=4×10-7N/A2)23.（本題5分）（5357）設(shè)有宇宙飛船A和B，固有長度均為l0=100m，沿同一方向勻速飛行，在飛船B上觀測到飛船A的船頭、船尾經(jīng)過飛船B船頭的時間間隔為t=(5/3)×10-7s，求飛船B相對于飛船A的速度的大小．24．（本題5分）（4430）已知粒子在無限深勢阱中運(yùn)動，其波函數(shù)為(0≤x≤a)求發(fā)現(xiàn)粒子的概率為最大的位置．答案一選擇題（共30分）1.(C)2．(B)3.(C)4.(C)5.(C)6.(D)7.(D)8.(D)9.(B)10.(C)二填空題（共30分）11.（本題3分）（1854）－2ax－a012.（本題4分）（1078）0qQ/(40R)13.（本題3分）（7058）霍爾1/(nq)14.（本題3分）（2586）15.（本題3分）（2338）1∶16參考解：， ， 16.（本題4分）（0323）垂直紙面向里2分垂直O(jiān)P連線向下17.（本題3分）（4167）1.29×10-5s18.（本題4分）（4187）019.（本題3分）（4787）4三計(jì)算題（共40分）20.（本題10分）（1217）解：應(yīng)用高斯定理可得導(dǎo)體球與球殼間的場強(qiáng)為(R1＜r＜R2) 設(shè)大地電勢為零，則導(dǎo)體球心O點(diǎn)電勢為： 根據(jù)導(dǎo)體靜電平衡條件和應(yīng)用高斯定理可知，球殼內(nèi)表面上感生電荷應(yīng)為－q．設(shè)球殼外表面上感生電荷為Q'． 1分以無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)，根據(jù)電勢疊加原理，導(dǎo)體球心O處電勢應(yīng)為： 假設(shè)大地與無窮遠(yuǎn)處等電勢，則上述二種方式所得的O點(diǎn)電勢應(yīng)相等，由此可得=－3Q/4 2分故導(dǎo)體殼上感生的總電荷應(yīng)是－[(3Q/4)+q]21.（本題10分）（0314）解：動生電動勢為計(jì)算簡單，可引入一條輔助線MN，構(gòu)成閉合回路MeNM,閉合回路總電動勢 負(fù)號表示的方向與x軸相反．方向N→M22.（本題10分）（2559）解：如圖任一電流元在P點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的大小為方向如圖．此dB的垂直于x方向的分量，由于軸對稱，對全部圓電流合成為零．，方向沿x軸．2分將R=0.12m，I=1A，x=0.1m代入可得B=2.37×10-6T23.（本題5分）（5357）解：設(shè)飛船A相對于飛船B的速度大小為v，這也就是飛船B相對于飛船A的速度大小．在飛船B上測得飛船A的長度為故在飛船B上測得飛船A相對于飛船B的速度為解得m/s所以飛船B相對于飛船A的速度大小也為2.68×108m/s24.（本題5分）（4430）解：先求粒子的位置概率密度當(dāng)時，有最大值．在0≤x≤a范圍內(nèi)可得∴．

大學(xué)物理下模擬題（二）一、選擇題（共30分，每題3分）1.設(shè)有一“無限大”均勻帶正電荷的平面．取x軸垂直帶電平面，坐標(biāo)原點(diǎn)在帶電平面上，則其周圍空間各點(diǎn)的電場強(qiáng)度隨距平面的位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系曲線為(規(guī)定場強(qiáng)方向沿x軸正向?yàn)檎?、反之為?fù))：［］2.如圖所示，邊長為a的等邊三角形的三個頂點(diǎn)上，分別放置著三個正的點(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)．(B)．(C)．(D)．［］3.一個靜止的氫離子(H+)在電場中被加速而獲得的速率為一靜止的氧離子(O+2)在同一電場中且通過相同的路徑被加速所獲速率的：(A)2倍．(B)2倍．(C)4倍．(D)4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處的場強(qiáng)大小與電勢(設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn))分別為：(A)E=0，U>0．(B)E=0，U<0．(C)E=0，U=0．(D)E>0，U<0．［］5.C1和C2兩空氣電容器并聯(lián)以后接電源充電．在電源保持聯(lián)接的情況下，在C1中插入一電介質(zhì)板，如圖所示,則(A)C1極板上電荷增加，C2極板上電荷減少．(B)C1極板上電荷減少，C2極板上電荷增加．(C)C1極板上電荷增加，C2極板上電荷不變．(D)C1極板上電荷減少，C2極板上電荷不變．［］6.對位移電流，有下述四種說法，請指出哪一種說法正確．(A)位移電流是指變化電場．(B)位移電流是由線性變化磁場產(chǎn)生的．(C)位移電流的熱效應(yīng)服從焦耳─楞次定律．(D)位移電流的磁效應(yīng)不服從安培環(huán)路定理．［］7.有下列幾種說法：(1)所有慣性系對物理基本規(guī)律都是等價(jià)的．(2)在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)．在任何慣性系中，光在真空中沿任何方向的傳播速率都相同．若問其中哪些說法是正確的,答案是(A)只有(1)、(2)是正確的．(B)只有(1)、(3)是正確的．(C)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．(C)0.5倍．(D)0.25倍．［］9.已知粒子處于寬度為a的一維無限深勢阱中運(yùn)動的波函數(shù)為，n=1,2,3,…則當(dāng)n=1時，在x1=a/4→x2=3a/4(A)0.091．(B)0.182．(C)1． .(D)0.818．［］10.氫原子中處于3d量子態(tài)的電子，描述其量子態(tài)的四個量子數(shù)(n，l，ml，ms)可能取的值為(A)(3，0，1，)．(B)(1，1，1，)．(C)(2，1，2，)．(D)(3，2，0，)．［］二、填空題（共30分）11.（本題3分）一個帶電荷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U=________________．12.（本題3分）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________________．13.（本題3分）磁場中某點(diǎn)處的磁感強(qiáng)度為，一電子以速度(SI)通過該點(diǎn)，則作用于該電子上的磁場力為__________________．(基本電荷e=1.6×1019C)14.（本題6分，每空3分）四根輻條的金屬輪子在均勻磁場中轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸與平行，輪子和輻條都是導(dǎo)體，輻條長為R，輪子轉(zhuǎn)速為n，則輪子中心O與輪邊緣b之間的感應(yīng)電動勢為______________，電勢最高點(diǎn)是在______________處．15.（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_________________．16.（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d1/d2=1/4．當(dāng)它們通以相同電流時，兩螺線管貯存的磁能之比為W1/W2=___________．17.（本題3分）靜止時邊長為50cm的立方體，當(dāng)它沿著與它的一個棱邊平行的方向相對于地面以勻速度2.4×108m·s-1運(yùn)動時，在地面上測得它的體積是18.（本題3分）以波長為=0.207m的紫外光照射金屬鈀表面產(chǎn)生光電效應(yīng)，已知鈀的紅限頻率=1.21×1015赫茲，則其遏止電壓|Ua|=_______________________V．(普朗克常量h=6.63×10-34J·s，基本電荷e=1.60×10-1919.（本題3分）如果電子被限制在邊界x與x+x之間，x=0.5?，則電子動量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=6.63×10-34J·s)三、計(jì)算題（共40分）20.（本題10分）電荷以相同的面密度分布在半徑為r1＝10cm和r2＝20cm的兩個同心球面上．設(shè)無限遠(yuǎn)處電勢為零，球心處的電勢為U0＝300V．(1)求電荷面密度．(2)若要使球心處的電勢也為零，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＝8.85×10-12C2/(N·m21.（本題10分）已知載流圓線圈中心處的磁感強(qiáng)度為B0，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．22．（本題10分）如圖所示，一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場充滿在半徑為R的圓柱形體內(nèi)，有一長為l的金屬棒放在磁場中，如果B正在以速率dB/dt增加，試求棒兩端的電動勢的大小，并確定其方向。23.（本題10分）如圖所示，一電子以初速度v0=6.0×106m/s逆著場強(qiáng)方向飛入電場強(qiáng)度為E=500V/m的均勻電場中，問該電子在電場中要飛行多長距離d，可使得電子的德布羅意波長達(dá)到=1?．(飛行過程中，電子的質(zhì)量認(rèn)為不變，即為靜止質(zhì)量me=9.11×10-31kg；基本電荷e=1.60×10-19C；普朗克常量h=6.63×10-2010-2011大學(xué)物理下考試試卷答