大学物理综合测试Word格式.docx

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当电容器充电后，若忽略边缘效应，则电介质中的场强E与空气中的场强E0相比较，应有

（A）E>

E0，两者方向相同。

（B）E=E0，两者方向相同。

（C）E<

（D）E<

E0，两者方向相反。

3.（本题3分）

电流I由长直导线l沿垂直bc边方向经a点流入一电阻均匀分布的正三角形金属线框，再由b点cb方向流出，经长直导线2反回电源（如图所示）。

若载流导线1、2和三角形框在框中心O点产生的磁感应强度分别用、和表示，则O点的磁感应强度大小

（A）B=0，因为B1=B2=B3=0.

（B）B=0，因为虽然但。

（C），因为虽然B3=0，B1=0，但。

（D），因为虽然但。

4.（本题3分）

图示一测定水平方向匀强磁场的磁感应强度B（方向见图）的实验装置。

位于竖直面内且横边水平的矩形线框是一个多匝的线圈。

线框挂在天平的右盘下，框的下端横边位于待测磁场中，线框没有通电时，将天平调节平衡；

通电后，由于磁场对线框的作用力而破坏了天平的平衡，须在天平左盘中加砝码m才能使天平重新平衡。

若待测磁场的磁感应强度增为原来的3倍，而通过线圈的电流减为原来的，磁场和电流方向保持不变，则要使天平重新平衡，其左盘中加的砝码质量应为

（A）6m（B）3m/2（C）2m/3

（D）m/6（E）9m/2（）

5.（本题3分）

如图，导体棒AB在均匀磁场B中绕通过C点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO′转动（角速度与同方向），BC的长度为棒长的。

则

（A）A点比B点电势高。

（B）A点与B点电势相等。

（C）A点比B点电势低。

（D）有稳恒电流从A点流向B点。

6.（本题3分）

在圆柱形空间内有一磁感应强度为的均匀磁场，如图所示。

的大小以速率dB/dt变化。

在磁场中有A、B两点，其间可放直导线和弯曲的导线，则

（A）电动势只在导线中产生。

（B）电动势只在导线中产生。

（C）电动势在和中都产生，且两者大小相等。

（D）导线中的电动势小于导线中的电动势。

7.（本题3分）

波长的光沿X轴正向传播，若光的波长的不确定量，则利用不确定关系式可得光子的x坐标的不确定量至少为

（A）25cm（B）50cm

（C）250cm（D）500cm（）

二、填空题：

（共34分）

如图所示，在宽度为d的导体薄片上有电流I沿此导体长度方向流过，电流在导体宽度方向均匀分布。

导体外在导体片中线附近处的磁感应强度B的大小为。

2.（本题5分）

图中A1A2的距离为0.1m，A1端有一电子，其初速度v=1.0×

107m·

s-1，若它所处的空间为均匀磁场，它在磁场力作用下沿圆形轨道运动到A2端，则磁场各点的磁感应强度

B=，的方向为，电子通过这段路程所需时间t=。

（电子me=9.11×

10-31kg，电子电荷e=1.60×

10-19C）

3.（本题5分）

一导线被弯成如图所示形状，acb为半径为R的四分之三圆弧，直线段Oa长为R。

若此导线放在均强磁场B中，B的方向垂直图面向内。

导线以角速度在图面内绕O点匀速转动，则此导线中的动生电动势=，电势最高的点是。

4.（本题5分）

面积为S的平面线圈置于磁感应强度为B的均匀磁场中，若线圈以匀角速度绕位于线圈平面内且垂直于B方向的固定轴旋转，在时刻t=0时B与线圈平面垂直，则任意时刻t时通过线圈的磁通量，线圈中的感应电动势。

若均匀磁场B是由通有电流I的线圈所产生，且B=kI（k为常量），则旋转线圈相对于产生磁场的线圈最大互感系数为。

无限长密绕直螺线管通以电流I，内部充满均匀、各向同性的磁介质，磁导率为，管上单位长度绕有n匝导线，则管内部的磁感应强度为，内部的磁能密度为。

反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为

，①

，②

，③

。

④

试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的。

将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处。

（1）变化的磁场一定伴随有电场；

。

（2）磁感应线是无头无尾的；

（3）电荷总伴随有电场。

7.（本题5分）

图示为一圆柱体的横截面，圆柱体内有一均匀电场E，其方向垂直纸面向内，E的大小随时间t线性增加，P为柱体内与轴线相距为r的一点则

（1）P点的位移电流密度的方向为。

（2）P点感生磁场的方向为。

8.（本题5分）

设大量氢原子处于n=4的激发态，它们跃迁时发射出一簇光谱线。

这簇光谱线最多可能有条，其中最短的波长是

（普朗克常量h=6.63×

10-34J·

s）

三、计算题：

（共45分）

1.（本题10分）

电量q均匀分布在长为2l的细杆上，求杆的中垂线上与杆中心距离为a的P点的电势（设无穷远处为电势零点）。

2.（本题10分）

一空气平行板电容器，两极板面积均为S，板间距离为d（d远小于极板线度），在两极板间平行地插入一面积也是S、厚度为t（<

d）的金属片。

试求：

（1）电容C等于多少？

（2）金属片放在两极板间的位置对电容值有无影响？

3.（本题10分）

如图所示，在马蹄形磁铁的中间A点处放置一半径r=1cm，匝数N=10匝的线圈，且线圈平面法线平行于A点磁感应强度，今将此线圈移到足够远处，在这期间若线圈中流过的总电量为，试求A点处磁感应强度是多少？

（已知线圈的电阻R=10，线圈的自感忽略不计）

4.（本题10分）

波长为的单色光照射某金属M表面发生光电效应，发射的光电子（电量绝对值为e，质量为m）经狭缝S后垂直进入磁感应强度为B的均匀磁场（如图示），今已测出电子在该磁场中作圆运动的最大半径为R。

求

（1）金属材料的逸出功；

（2）遏止电势差。

5.（本题5分）

已知玻尔氢原子理论中的电子第一轨道半径r1，试计算当氢原子中电子沿第n轨道运动时，其相应的德布罗意波长是多少？

五、问答题（本题5分）

根据泡利不相容原理，在主量子数n=2的电子壳层上最多可能有多少个电子？

试写出每个电子所具有的四个量子数n,l,m1,ms之值。

六、改错题（本题5分）

有人作如下推论：

“如果一封闭曲面上的磁感应强度B大小处处相等，则根据磁学中的高斯定理，可得B，又因为S≠0，故可以推知必有B=0。

这个推理正确吗？

如有错误请说明错在哪里。

大学物理综合测试（十三）

（共30分）

在一平面内，有两条垂直交叉但相互绝缘的导线，流过每条导线的电流i的大小相等，其方向如图所示，问哪些区域中某些点的磁感应强度B可能为零？

（A）仅在象限Ⅰ（B）仅在象限Ⅱ

（C）仅在象限Ⅰ，Ⅲ（D）仅在象限Ⅰ，Ⅳ

（E）仅在象限Ⅱ，Ⅳ

两根平行的金属线载有沿同一方向流动的电流，这两根导线将：

（A）互相吸引（B）互相排斥

（C）先排斥后吸引（D）先吸引后排斥（）

一块铜板放在磁感应强度正在增大的磁场中时，铜板中出现涡流（感应电流），则涡流将

（A）加速铜板中磁场的增加（B）减缓铜板中磁场的增加

（C）对磁场不起作用（D）使铜板中磁场反向（）

两个通有电流的平面圆线圈相距不远，如果要使其互感系数近似为零，则应调整线圈的取向使

（A）两线圈平面都平行于两圆心连线

（B）两线圈平面都垂直于两圆心连线

（C）一个线圈平面平行于两圆心连线，另一个线圈平面垂直于两圆心连线

（D）两线圈中电流方向相反（）

真空中一根无限长直细导线上通有电流强度为i的电流，则距导线垂直距离为a的空间某点处的磁能密度为

（A）（B）

（C）（D）（）

在圆柱形空间内有一磁感应强度为B的均匀磁场，如图所示。

B的大小以速率dB/dt变化，在磁场中有A、B两点，其间可放直导线AB和弯曲的导线，则

（A）电动势只在AB导线中产生

（C）电动势在AB和中都产生，且两者大小相等。

（D）AB导线中的电动势小于导线的电动势。

已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应，若此金属的逸出电势是U0（使电子从金属逸出需作功eU0），则此单色不的波长必须满足：

（C）（D）（）

8.（本题3分）

由氢原子理论知，当大量氢原子处于n=3的激发态时，原子跃迁将发出：

（A）一种波长的光（B）两种波长的光

（C）三种波长的光（D）连续光谱（）

9.（本题3分）

根据坡尔的理论，当大量氢原子处于n=5轨道上的动量矩与在第一激发态的轨道动量矩之比为

（A）5/2（B）5/3

（C）5/4（D）5（）

10.（本题3分）

不确定关系式ħ表示在X方向上

（A）粒子位置不能确定。

（B）粒子动量不能确定。

（C）粒子位置和动量都不能确定。

（D）粒子位置和动量不能同时确定。

（共25分）

如图，一带正电荷的小球，球外有一同心的各向同性均匀电介质球壳，图中画出的一些沿径向的带箭头的线表示线。

如图，在无限长直载流导线的右侧为面积为S1和S2两个矩形回路，两个回路与长直载流导线在同一平面，且矩形回路的一边与长直载流导线平行，则通过面积为S1的矩形回路的磁通量与通过面积为S2的矩形回路的磁通量之比为。

一导线被弯成如图所示形状，acb为半径为R的四分之三圆弧，直线段Oa长为R，若此导线放在匀强磁场B中，B的方向垂直图面向内，导线以角速度在图面内绕O点匀速转动，则此导线中的动生电动势=。

光子波长为，则其能量=；

动量的大小=；

质量=。

在氢原子光谱中，赖曼系（由各激发态跃迁到基态所发射的各谱线组成的谱线系）的最短波长的谱线所对应的光子能量为eV，巴耳末系的最矩波长的谱波长的谱线所对应的光子能量为eV。

（里德伯常量R=1.097×

107m-1，

普朗克常量h=6.63×

s，1eV=1.6×

10-19J，

真空中光速c=3×

108m·

s-1

若中子的德布罗意波长为2，则它的动能为。

s，中子质量m=1。

67×

10-27kg）

原子中电子的主量子数n=2，它可能具有的状态数最多为个。

（共50分）

两个点电荷，电量分别为+q和-3q，相距为d，试求：

（1）在它们的连线上电场强度E=0的点与电荷量为+q的点电荷相距多远？

（2）若选无穷远处电势为零，两点电荷之间势U=0的点与电荷量为+q的点电荷相距多远？