大物2-2试卷及答案

第1页共16页大物2-2试卷一一、选择题（共30分）1．（本题3分）（5083）若匀强电场的场强为E，其方向平行于半径为R的半球面的轴，如图所示．则通过此半球面的电场强度通量e为(A)ER2(B)ER22(C)ER221(D)ER22(E)2/2ER［］2．（本题3分）（5423）如图所示，一封闭的导体壳A内有两个导体B和C．A、C不带电，B带正电，则A、B、C三导体的电势UA、UB、UC的大小关系是(A)UA=UB=UC．(B)UBUA=UC．(C)UBUCUA．(D)UBUAUC［］3．（本题3分）（1358）设有一个带正电的导体球壳．当球壳内充满电介质、球壳外是真空时，球壳外一点的场强大小和电势用E1，U1表示；而球壳内、外均为真空时，壳外一点的场强大小和电势用E2，U2表示，则两种情况下壳外同一点处的场强大小和电势大小的关系为(A)E1=E2，U1=U2．(B)E1=E2，U1U2．(C)E1E2，U1U2．(D)E1E2，U1U2．［］4．（本题3分）（1533）将一空气平行板电容器接到电源上充电到一定电压后，在保持与电源连接的情况下，把一块与极板面积相同的各向同性均匀电介质板平行地插入两极板之间，如图所示．介质板的插入及其所处位置的不同，对电容器储存电能的影响为：(A)储能减少，但与介质板相对极板的位置无关．(B)储能减少，且与介质板相对极板的位置有关．(C)储能增加，但与介质板相对极板的位置无关．(D)储能增加，且与介质板相对极板的位置有关．［］ROEABC介质板第2页共16页5．（本题3分）（2020）边长为l的正方形线圈中通有电流I，此线圈在A点(见图)产生的磁感强度B为(A)lI420．(B)lI220．(C)lI02．(D)以上均不对．［］6．（本题3分）（2202）如图，一个电荷为+q、质量为m的质点，以速度v沿x轴射入磁感强度为B的均匀磁场中，磁场方向垂直纸面向里，其范围从x=0延伸到无限远，如果质点在x=0和y=0处进入磁场，则它将以速度v-从磁场中某一点出来，这点坐标是x=0和(A)qBmyv．(B)qBmyv2．(C)qBmyv2．(D)qBmyv．［］7．（本题3分）（2399）图示载流铁芯螺线管，其中哪个图画得正确？(即电源的正负极，铁芯的磁性，磁力线方向相互不矛盾．)［］8．（本题3分）（5675）真空中一根无限长直细导线上通电流I，则距导线垂直距离为a的空间某点处的磁能密度为(A)200)2(21aI(B)200)2(21aI(C)20)2(21Ia(D)200)2(21aI［］AIIxy+q,mvBO(A)SN(B)SN(C)NS(D)NS++++第3页共16页9．（本题3分）（4386）以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流曲线在图中用实线表示，然后保持光的频率不变，增大照射光的强度，测出其光电流曲线在图中用虚线表示．满足题意的图是［］10．（本题3分）（4791）激发本征半导体中传导电子的几种方法有(1)热激发，(2)光激发，(3)用三价元素掺杂，(4)用五价元素掺杂．对于纯锗和纯硅这类本征半导体，在上述方法中能激发其传导电子的只有(A)(1)和(2)．(B)(3)和(4)．(C)(1)(2)和(3)．(D)(1)(2)和(4)．［］二、填空题（共30分）11．（本题3分）（1077）静电力作功的特点是________________________________________________________________________________，因而静电力属于_________________力12．（本题3分）（5106）一平行板电容器充电后切断电源，若使二极板间距离增加，则二极板间场强_________________，电容____________________．(填增大或减小或不变))13．（本题3分）（2358）在xy平面内，有两根互相绝缘，分别通有电流I3和I的长直导线．设两根导线互相垂直(如图)，则在xy平面内，磁感强度为零的点的轨迹方程为_________________________．14．（本题3分）（2620）在自感系数L=0.05mH的线圈中，流过I=0.8A的电流．在切断电路后经过t=100s的时间，电流强度近似变为零，回路中产生的平均自感电动势L=________．IUO(A)IUO(B)IUO(C)IUO(D)xyII3O第4页共16页15．（本题3分）（2342）平行板电容器的电容C为20.0F，两板上的电压变化率为dU/dt=1.50×105V·s-1，则该平行板电容器中的位移电流为____________．16．（本题3分）（4787）在主量子数n=2，自旋磁量子数21sm的量子态中，能够填充的最大电子数是_________________．17．（本题3分）（4968）在下列各组量子数的空格上，填上适当的数值，以便使它们可以描述原子中电子的状态：(1)n=2，l=________，ml=-1，21sm．（2）n=2，l=0，ml=________，21sm．(3)n=2，l=1，ml=0，ms=________.18．（本题3分）（1566）一半径为R的均匀带电球面，其电荷面密度为．该球面内、外的场强分布为(r表示从球心引出的矢径)：rE＝______________________(rR)，rE＝______________________(rR)．19．（本题3分）（4690）一根直导线在磁感强度为B的均匀磁场中以速度v运动切割磁力线．导线中对应于非静电力的场强(称作非静电场场强)KE____________20．（本题3分）（4201）图示被激发的氢原子跃迁到低能级时(图中E1不是基态能级)，可发出波长为、、的辐射，其频率、和满足关系式______________________；三个波长满足关系式__________________．EEE第5页共16页三、计算题（共40分）21．（本题10分）（1009）一个细玻璃棒被弯成半径为R的半圆形，沿其上半部分均匀分布有电荷+Q，沿其下半部分均匀分布有电荷－Q，如图所示．试求圆心O处的电场强度．2．（本题10分）（2482）一根同轴线由半径为R1的长导线和套在它外面的内半径为R2、外半径为R3的同轴导体圆筒组成．中间充满磁导率为的各向同性均匀非铁磁绝缘材料，如图．传导电流I沿导线向上流去，由圆筒向下流回，在它们的截面上电流都是均匀分布的．求同轴线内外的磁感强度大小B的分布．23．（本题10分）（0314）载有电流的I长直导线附近，放一导体半圆环MeN与长直导线共面，且端点MN的连线与长直导线垂直．半圆环的半径为b，环心O与导线相距a．设半圆环以速度v平行导线平移，求半圆环内感应电动势的大小和方向以及MN两端的电压UMUN．24．（本题5分）（2294）通有电流Ｉ的长直导线在一平面内被弯成如图形状，放于垂直进入纸面的均匀磁场B中，求整个导线所受的安培力(R为已知)．25．（本题5分）（0521）实验发现基态氢原子可吸收能量为12.75eV的光子．(1)试问氢原子吸收该光子后将被激发到哪个能级？(2)受激发的氢原子向低能级跃迁时，可能发出共几条谱线？请画出能级图(定性)，并将这些跃迁画在能级图上．+Q－QROxybMNeaIOvRIIB第6页共16页试卷一答案一、选择题1、A2、C3、A4、C5、A6、B7、C8、B9、B10、D二、填空题11、功的值与路径的起点和终点的位置有关，与电荷移动的路径无关2分保守1分12、不变1分减小2分13、3/3xy3分14、0.4V3分15、3A3分16、43分17、11分01分21或211分18、01分rrR3022分19、Bv3分20、123答对一空得2分123111两空都对得3分第7页共16页21、解：把所有电荷都当作正电荷处理.在处取微小电荷dq=dl=2Qd/它在O处产生场强d24dd20220RQRqE2分按角变化，将dE分解成二个分量：dsin2sindd202RQEExdcos2cosdd202RQEEy3分对各分量分别积分，积分时考虑到一半是负电荷2/2/0202dsindsin2RQEx＝02分2022/2/0202dcosdcos2RQRQEy2分所以jRQjEiEEyx2021分22、解：由安培环路定理：iIlHd0rR1区域：212/2RIrrH212RIrH，2102RIrB3分R1rR2区域：IrH2rIH2，rIB22分R2rR3区域：)()(22223222RRRrIIrH)1(22223222RRRrrIH)1(2222322200RRRrrIHB3分rR3区域：H=0，B=02分dqROxyd第8页共16页23、解：动生电动势MNvlBMeNd)(为计算简单，可引入一条辅助线MN，构成闭合回路MeNM,闭合回路总电动势0NMMeN总MNNMMeN2分xxIlBbabaMNd2d)(0vvMNbabaIln20v负号表示MN的方向与x轴相反．3分babaIMeNln20v方向N→M2分babaIUUMNNMln20v3分24、解：长直导线AC和BD受力大小相等,方向相反且在同一直线上，故合力为零．现计算半圆部分受力，取电流元lId，BlIFdd即ddIRBF2分由于对称性0dxF∴RIBIRBFFFyy2dsind03分方向沿y轴正向25、解：(1))11(2nRhcE75.12)11(6.132neVn=42分(2)可以发出41、31、21、43、42、32六条谱线．1分能级图如图所示．图2分veIabMNOBxIIyxABCDddFxdFy1F2FFdB434241323121n=4321第9页共16页大物2-2试卷二一、选择题（共30分）1、（本题3分）（1001）［］一均匀带电球面，电荷面密度为，球面内电场强度处处为零，球面上面元dS带有dS的电荷，该电荷在球面内各点产生的电场强度(A)处处为零．(B)不一定都为零．(C)处处不为零．(D)无法判定．2、（本题3分）（1355）［］如图所示，一带负电荷的金属球，外面同心地罩一不带电的金属球壳，则在球壳中一点P处的场强大小与电势(设无穷远处为电势零点)分别为：(A)E=0，U0．(B)E=0，U0．(C)E=0，U=0．(D)E0，U0．3、（本题3分）（1204）［］两只电容器，C1=8F，C2=2F，分别把它们充电到1000V，然后将它们反接(如图所示)，此时两极板间的电势差为：(A)0V．(B)200V．(C)600V．(D)1000V4、（本题3分）（2050）［］若要使半径为4×10-3m的裸铜线表面的磁感强度为7.0×10-5T，则铜线中需要通过的电流为(0=4×10-7T·m·A-1)(A)0.14A．(B)1.4A．(C)2.8A．(D)14A．PC1C2第10页共16页5、（本题3分）（2608）［］磁介质有三种，用相对磁导率r表征它们各自的特性时，(A)顺磁质r0，抗磁质r0，铁磁质r1．(B)顺磁质r1，抗磁质r=1，铁磁质r1．(C