宁波理工期末物理考试卷及答案

第1页浙江大学宁波理工学院2013–2014学年第一学期《大学物理乙（下）》课程期末考试试卷(A)考生姓名学号考生所在分院：专业班级：.真空介电常数0=8.8510-12C2/(Nm2)真空磁导率0=410-7N/A2电子电荷e=－1.610-19C电子伏特1eV=1.610-19J电子质量me=9.1110-31kg普朗克常数h=6.6310-34JsNote:Makeitbyyourself！一、填空题（每空2分，共36分）：1、一个均匀带电q的气球半径为a（可近似为球面），则距离球心为r（ra）处的电场强度大小为_q/(r^2*4PI0)___________。若将该气球吹胀到b（br），则r处的电场强度大小变为___0____。2、将电容值分别为2.4μF、3.2μF、5.0μF的三个电容器并联后的总电容为10.6μF。3、如右图，真空中有半径为R的闭合球面，距球心2R处放置点电荷q，则通过闭合球面的总电通量为___0_____。若将电荷q从球外移至球心O处，通过闭合球面的总电通量变为____q/0______。4、一个非均匀磁场磁感应强度的变化规律为B=ky（k为常量），方向垂直纸面向外。磁场中有一边长为a的正方形线框，其位置如右图所示，则通过线框的磁通量为___a^3*k/2_______。5、真空中，一电容为C的电容器两端加上U的电势差，存储的电场能量为___1/2U^2*C_________；一自感系数为L的线圈通有I的电流，其存储的磁场能量为___1/2L*I^2___________。6、同轴长电缆由内、外两导体构成，内导体是半径为a的实心圆柱，外导体是内外半径分别为b和c的圆筒，见右图。在两导体中通有大小相等、方向相反的电流I。则两导体之间（arb）的磁感应强度B为_0I/2PIr________。7、一闭合导线回路中的感应电动势大小保持为2.5V不变，则可以推断，每过一秒钟，该回路中的磁通量变化____2.5_____Wb。q2R第2页8、某天文望远镜的通光孔径为2.5m，它能分辨的双星的最小夹角θm为2.684*10^-7弧度，设光的有效波长取nm550。如果想要能够清楚分辨宇宙中夹角比θm更小的双星，则需要通光孔径更大（填“大”或“小”）的望远镜。9、波长为500nm的单色光垂直入射到光栅常数为m104.26的平面衍射光栅上，第一级衍射主极大所对应的衍射角=0.208，能观察到的主极大的最高级次为4。11、若要将处于第二激发态（n=3）的一个氢原子电离，需要1.51eV的能量。二、单项选择题（将答案字母写在每题序号前的括号中，每题1分，共20分）：（D）1、关于一个电子和一个质子之间的万有引力和电场力大小的描述，错误．．的一项是A、万有引力与粒子的质量有关，电场力与粒子的电荷有关B、万有引力大于电场力C、两种力都随距离成平方反比D、两种力都随着粒子之间距离的增大而增大（C）2、下列关于电场强度的几个说法中，哪一个是正确的？A、电场中某点电场强度的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向B、在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的电场强度处处相同C、某一点的电场强度可由qFE/定出，其中q为试验电荷D、电场强度越大的地方，电势越高（A）*3、真空中有两个带电导体球A和B相距不远，每个球都带正电荷q，若用细导线将A球接地，达到静电平衡后，A球带电情况变为A、带负电，电量绝对值小于qB、带正电，电量绝对值仍然为qC、带正电，电量绝对值小于qD、不带电，电量为零（D）4、关于静电场力做功的问题，下列描述正确的一条是A、只要电荷在静电场中移动，电场力就一定会对电荷做功B、电荷受到的静电场力越大，电场力做的功就一定会越大C、静电场力做功与电荷移动的路径有关D、若电荷在静电场中经过一条闭合路径回到出发点，电场力所做总功为零（C）5、图中a，b两处分别放有电量为+q和-q的点电荷，ab长为2l，c点在ab延长线上，bc长为l。则c点的电势为，将一负试验电荷-q0从c点移到无穷远，电场力做功为。A、正，正B、正，负C、负，正D、负，负（B）6、真空中某处电场强度为E0，磁感应强度为B0，该处填入某种介质后（该介质的相对介电常数r≠1，相对磁导率r≠1），下列描述正确的一条是A、电场强度变小，磁感应强度也变小第3页B、电场强度变小，磁感应强度无法确定变大还是变小C、电场强度变大，磁感应强度也变大D、电场强度和磁感应强度都无法确定变大还是变小（A）7、关于磁场中的高斯定理，下列对它的描述中正确的一条是A、它表示磁感应线是无头无尾的闭合曲线B、它表示磁场是有源场C、它预言了“磁单极子”的存在、D、它的表达式为内ISBS0d（D）8、把一半径为R的半圆弧形状的导线放在磁感应强度为B的均匀磁场中，当导线中通有电流I时，导线受到的安培力大小为A、0B、21BIRC、BIRD、2BIR（A）*9、一块圆铜盘水平放置在均匀磁场中，磁感应强度B的方向垂直盘面向上．当磁场随时间均匀增加时A、铜盘上有感应电流产生，从上往下看，沿着铜盘顺时针流动B、铜盘上有感应电流产生，从上往下看，沿着铜盘逆时针流动C、铜盘上有感应电动势产生，铜盘边缘处电势最高D、铜盘上有感应电动势产生，铜盘中心处电势最高（A）*10、如右图，有两个自感系数均为L的相同线圈紧靠在一起，彼此绝缘，其A端用焊锡焊在一起，另一端B处作为连接外电路的两个输入端．则整个系统的自感系数为A、0B、21LC、LD、2L（C）11、若用白光光源做杨氏双缝实验，下列观察结果中，哪一个最有可能发生？A、观察屏上被均匀照亮B、中央为白色亮条纹，两侧有白色亮条纹对称分布C、中央为白色亮条纹，两侧有彩色条纹对称分布D、中央为黑色暗条纹，两侧有彩色条纹对称分布（C）12、光具有偏振现象说明了：A、光是一种电磁波B、光是纵波C、光是横波D、光可以绕过小障碍物传播（D）13、某种透明介质的折射率为1.732，光从空气射向此介质时的布儒斯特角是A、30B、3.35A焊点BBO第4页C、45D、60（C）*14、两面互成直角的平面镜前放有一物体，则在镜中一共能观察到几个像？A、1B、2C、3D、4（A）15、下列各物体中哪个是绝对黑体A、不能反射任何电磁波的物体B、不能反射可见光的物体C、不辐射任何电磁波的物体D、不辐射可见光的物体（D）16、下面哪一个实验能够体现出光具有“量子”的特性A、光的干涉实验B、光的衍射实验C、光的偏振实验D、光电效应实验（D）17、1913年，玻尔提出了氢原子理论，它的先进性在于：A、解释了原子序数在10以内的所有原子的光谱B、解释了光谱线的宽度和强度C、首先提出原子的核式模型，解释了α粒子散射实验D、建立了稳定态的概念并计算了光谱线的频率（C）18、波长为0.10nm的X射线光子的动量为A、6.63×10-14kg•m/sB、1.326×10-23kg•m/sC、6.63×10-24kg•m/sD、6.63×10-34kg•m/s（B）19、主量子数n，角量子数l，磁量子数ml和自旋磁量子数ms，这四个量子数中，决定电子绕核旋转的角动量大小的是哪一个量子数？A、主量子数nB、角量子数lC、磁量子数mlD、自旋磁量子数ms（A）20、根据你的量子物理学知识，判断下列说法中正确的一项是A、某粒子的波函数为，则2为该粒子的概率密度B、某粒子处于某一状态的时间和其具有的能量可以被同时准确测定C、光子具有波粒二象性的特点，实物粒子则不具备波粒二象性的特征D、量子物理学可以用来解释大到宇宙小到原子的任何物理问题三、计算题（共44分）：第5页abLLLI1、（8分）一根导线弯成如图所示的闭合回路，由两段长为R的直线，一段半径为R圆心角为3π2的圆弧，和一段半径为2R圆心角为π2的圆弧组合而成，其尺寸可参考图中标注。求：（1）O点处磁感应强度B的大小和方向．．．．．；（2）回路的磁矩pm的大小。(1)一段半径为R圆心角为3π2的圆弧：B1=30I/8R方向垂直直面向里一段半径为2R圆心角为π2的圆弧：B2=0I/16R方向垂直直面向里所以B总=170I/16R方向垂直直面向里（2）pm=7I*PI*R^2/42、（10分）导线ab弯折成直角并与一载有电流I的长直导线共面放置，位置和尺寸信息如右图所示，分以下两种情况求t时刻导线ab两端的电动势的大小和方向．．．．．：（1）导线ab向右以速度v作匀速直线运动；（2）导线ab向上以速度v作匀速直线运动。（提示：长直导线周围的磁场为rIBπ20）（1）E1=BLv=0ILv/2PI(L+vt)方向：a到b（2）E2=0Ivln2/2PI方向：b到a3、（8分）如图，在空气中有一劈形透明膜，其劈尖角rad100.14，在波长nm700的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距cm25.0l，求：（1）此透明材料的折射率n；（2）从左侧尖端数起第五条暗纹处薄膜的厚度。（1）2ne+λ/2=kλn=λ/2ee=lθ（2）2ne+λ/2=（2k-1）λ/2n第6页紫外线MEB+-××××k=44、（8分）三个理想偏振片叠在一起，已知第一个与第三个的偏振化方向相互垂直，第一个与第二个的偏振化方向之间的夹角为30°。当一束光强为I0的自然光垂直入射时：（1）求出射光的强度；（2）若可以旋转第二个偏振片，求第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向之间的夹角为多大时，该入射光连续通过三个偏振片之后的光强为最大。（1）I=3I0/32（2）45度5、（10分）已知真空中半径为R1的导体小球带电q，（1）求小球内的电势U1和小球外的电势U2；（2）若小球被半径为R2，均匀带电Q的同心球面（非导体）包围，如图所示，求R1与R2之间的电势U3和R2之外的电势U4。（1）U1=q/(R1*4PI0)U2=q/(r*4PI0)（2）U3=q/(r*4PI0)+Q/(R2*4PI0)U4=（q+Q）/(r*4PI0)6、（10分）如图所示，某金属的红限波长nm2600，今用单色紫外线照射该金属，发现有光电子放出，其中速度最大的光电子可以匀速直线地穿过互相垂直的均匀电场(场强V/m1053E)和均匀磁场(磁感应强度为T005.0B)区域，求：（1）光电子的最大速度v；（2）该单色紫外线的波长。（1）Ee=evBV=E/B(2)hc/λ-hc/λ0=EkEk=1/2mv^2R1R2Qq