大学物理(下)题目和答案试题2

一、填空（每空格2分，共30分）1.如图所示，在C点放置电荷q1,在A点放置电荷q2，S是包围q1的封闭曲面，P点是曲面上任意一点，现在把q2从A点移动到B点，则通过S面的电场强度（填“变”或“不变”）2.如图所示，在A、B两点处各置有电荷+q，AC=CB=a，(1)C处的电场强度大小为0，，电势为02Qa(2)若把电荷Q从点C移至无穷远处，电场力对它所做的功为02Qqa3．如图所示，半径为R的半圆形闭合线圈，通电流为I，处在磁感强度为B的匀强磁场中，磁感线与线圈平面平行则，通过线圈平面的磁通量为__0，半圆ACD这一段导线所受的安培力大小为2BIR_，闭合线圈所受的磁力矩大小为_212BIR，方向为____竖直向上4．如图所示，一长直导线通以电流I,在离导线a处有一电子，电量为e,以速度v平行于导线向上运动，则作用在电子上的洛仑兹力的大小为02Ieva，，方向为水平向右5．狭义相对论中,一质点的质量m与速度v的关系式为0221mmvc，其动能的表达式为20221(1)1kEmcvc（质点的静止质量为m0）。6.在单缝夫琅和费衍射中，对第二级暗条纹来说，单缝处的波面可分为_4，个波带，对第二级明条纹来说，单缝处的波面可分为_5___个波带。ABC+q+qCADoBIABOCPSvIa二、选择题（每小题3分，共18分）1．真空中两块互相平行的无限大均匀带电平板，两板间的距离为d，其中一块的电荷面密度为，另一块的电荷面密度为2，则两板间的电势差为(D)(A)0(B)032(C)0d(D)02d2．一空气平行板电容器，充电后把电源断开，这时电容器中存储的能量为0W。然后在两极板间充满相对电容率为r的各向同性均匀电介质，则该电容器中存储的能量W为（B）(A)0rWW(B)0rWW(C)0(1)rWW(D)0WW3.边长为l的正方形线圈，分别用图中所示的两种方式通以电流I（其中ab、cd与正方形共面），在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感应强度的大小分别为：（C）(A)10B20B(B)10B0222IBl(C)0122IBl20B(D)0122IBl0222IBl4.磁介质有三种，用相对磁导率μr表征它们各自的特性时，正确的是（C）(A)顺磁质μr0，抗磁质μr0(B)顺磁质μr1，抗磁质μr=1(C)顺磁质μr1，抗磁质μr1(D)顺磁质μr0，抗磁质μr05．当一束自然光以布儒斯特角从一种介质射向另一种介质的界面，则有（C）(A)反射光和折射光均为完全偏振光(B)反射光和折射光均为部分偏振光(C)反射光是完全偏振光，而折射光是部分偏振光(D)反射光是部分偏振光，而折射光是完全偏振光B1B2abcdIIIll6．用两束频率、光强都相同的紫光照射到两种不同的金属表面上，产生光电效应，则：（C）（A）两种情况下的红限频率相同（B）逸出电子的初动能相同（C）在单位时间内逸出的电子数相同（D）遏止电压相同三、计算题（5题共52分）1．如图所示，半径为R1的金属球A的外面，包有同心的金属球壳B，半径为R2，外半径为R3,AB、间充满相对电容率为εr的均匀电介质，球壳B外是空气，A球上带有+Q1，球壳B上带有+Q2求：(1)离球心距离为r1(R1r1R2)的P1点电场强度大小和电势；(2)离球心距离为r2(r2R3)的P2点电场强度大小和电势；(3)球A与球壳B之间的电势差（12分）由高斯定理：sDdSq得111221212320,,40,,4rRQRrRrDRrRQQrRr11122012123200,,40,,4rrRQRrRrERrRQQrRr（2分）P1点1rr112014rQEr（2分）21131121121220001203111()4444RrrRrrQQQQQQVEdldrdrrrrRR（2分）P2点2rr1222024QQEr（2分）2121222002144rQQQQVdrrr（2分）r1R2RB3RAP2P12211112001211()44RRABRRrrQQUEdldrrRR（2分）2．有一同轴电缆，其尺寸如图所示。两导体中的电流均为I，但电流的流向相反，导体的磁性可不考虑。试计算以下各处的磁感强度：（1）1rR；（2）12RrR；（3）23RrR；（4）3rR（10分）由安培环路定理0BdlI当1rR时，210212rBrIR01212rIBR（3分）当12RrR时，202BrI022IBr（3分）当23RrR时，222302232()2[]()rRBrIIRR223302232RrBIRR（2分）当3rR时，402()0BrII40B（2分）3．如图所示，一根无限长直导线载有电流I=1A，金属杆CD长为L，以v平行于直导线的速度方向运动，运动过程中保持030角不变，C点与直导线相距a,问金属杆CD中的感应电动势为多大？杆的哪端电势较高？（10分）3．Iva030dlIva030xO如图建立坐标，在导线的任意位置取线元dl00()cos22IIdvBdlvdlvdxxx（4分）cos000coslnln222aLavIvIvIaLddxxxa(4分)方向：CD，D端电势高。（2分）4.用一毫米内有500条刻痕的平面透射光栅观察钠光谱（589nm），设透镜焦距1.00mf，问：(1)光线垂直入射时，最多能看到第几级光谱；(2)若用白光(波长范围为400nm760nm)垂直照射光栅，求第一级光谱的角宽度21。（10分）（1）3610210m500dsindk（2分）mdk3.39最多能看到第3级光谱（2分）（2）12400760nmnm90111640010sin0.2=11.5210bb（2分）90222676010sin0.38=23.3210bb（2分）00021-=22.3-11.5=10.8（2分）5.设原子的线度为1010m，电子在原子中运动位置的不确定量至少为原子大小的1/10，即1110mx，试求原子中电子速率的不确定值。（10分）解:由不确定关系式，得到原子中电子速率的不确定值为3473111e6.63107.2910m/s9.111010xhvmx（10分）