安徽大学级大学物理 2 期末试题Word格式文档下载.docx

1、q q80 a a（C） - q （D） - q P80 a 2.一根均匀细刚体绝缘杆，用细丝线系住一端悬挂起来，如右图所示.先让它的两端分别带上电荷q 和q，再加上水平方向的均匀电场 E 试判断当杆平衡时，将处于下面各图中的哪种状态?-q C+q E 第 1 页 共 10 页-q （B） -qC C+q +qC +q（D） -q2 +q3.两条 “半无限长”均匀带电直线平行于 x 轴放置，距离 x 轴的距离均为 a，且它们的左侧端点均在 y 轴上，如图所示.已知 y +两者的电荷线密度分别为和，则坐标原点 O 处的场强 E 为O x- j （B）20 ai j （D）i （E）0. 4.图示

2、为一具有球对称性分布的静电场的 Er 关系曲线请指出该静电场是由下列哪种带电体产生的（A）半径为 R 的均匀带电球面（B）半径为 R 的均匀带电球体（C）半径为 R 、电荷体密度 Ar （A 为EEr2E1/r2常数）的非均匀带电球体（D）半径为 R 、电荷体密度 A/r （A为常数）的非均匀带电球体5.半径为 R 的圆周上 C、D、E、F 处固定有四个电量均为 q 的点电荷，CD 与 EF 垂直，如图所示. 此圆以角速度绕过 O 点与圆平面垂直的轴旋转O R rFC O D时，在圆心 O 点产生的磁感强度大小为 B1；它以 E同样的角速度绕 CD 轴旋转时，在 O 点产生的磁感强度的大小为

3、B2，则 B1 与 B2 间的关系为（A） B1 = B2 （B） B1 = 2B2（C） B1 =1 B2 （D） B1 = B2/4 2第 2 页 共 10 页6.如图所示一电量为 q 的点电荷，以匀角速度作 y圆周运动，圆周的半径为 R设 t = 0 时 q 所在点的坐标为 x0 = R，y0 = 0 ，以i 、 j 分别表示 x 轴和 y 轴上 qR O x的单位矢量，则圆心处 O 点的位移电流密度为：q sin t i . （B）4 R 2q cost j .4R 2q . （D）q （sin ti - cost j ）. 4R 2 k7.如图所示，边长为 l 的正方形线圈 abcd

4、 垂直于均匀磁场 B 放置，如果线圈绕通过 a 点并垂直于线圈所在平面的轴，以匀角速度 旋转，那么 a, c 两点间的动生电动势为（A） Bl 2/2 . （B） Bl 2 .B c bd a（C） 2Bl 2. （D） 4Bl 2 . （E） 0. 8.一根长为 L、下端固定的导线 OA 处于匀强磁场中。磁场的方向竖直向上，大小为 B。若该导线以角速度 绕竖直轴 OO旋转，且角速度方向与磁场的方向相同，如图所示。则导线中的电动势 O A（A）大小为BL2sin 2 ，方向由 O A.O（B）大小为sin，方向由 A O.（C）大小为sin ，方向由 A O.（D）大小为sin，方向由 O A

5、. 第 3 页 共 10 页9.如图所示的一细螺绕环，它由表面绝缘的导线在铁环上密绕而成，每厘米绕 10 匝当导线中的电流 I 为 2.0 A 时，测得铁环内的磁感应强度的大小 B 为 1.0 T，则可求得铁环的相对磁导率r 为（A） 7.96102 . （B） 3.98102 .（C） 1.99102 . （D） 63.3 . 10.一个长直螺线管单位长度的匝数为 n，横截面积为 S. 则该螺线管单位长度的自感系数和通有电流 I 时的磁能分别为（A） L=0n2S, Wm= 1 0n2SI 2. （B） L=0n2S, Wm= 1 0n2SI.2 2（C） L=0nS, Wm= 1 0n2S

6、I 2. （D） L=0nS, Wm= 1 0nSI 2.11.一飞船以 3 c （c 表示真空中光速）的速度飞离地球。宇航员向地球发射了一无5线电信号，经地球反射，40s 后收到返回信号。则在地球反射信号时刻，飞船上测得地球离飞船的距离为（A） 40 c （B） 20 c（C） 16 c （D） 25 c 12.站台上相距 1m 的两机械手同时在速度为 0.6c 的火车上画出两痕，则车厢内的观测者测得两痕的距离为（A） 0.8m. （B） 1.25m. （C） 0.6m. （D） 0.45m.13.已知电子的静止能量约为 0.5MeV，若一个电子的相对论质量与静止质量的比值为 1.5，则该电

7、子的动能为（A） 0.25MeV. （B） 0.5MeV. （C） 0.75MeV. （D） 1MeV.第 4 页 共 10 页14.已知单色光照射在钠表面上，测得光电子的最大动能是 1.2eV，而钠的红限波长为 540nm，则入射光的波长应为（A） 535 nm. （B） 500nm. （C） 435 nm. （D） 355 nm.15.氢原子的电子跃迁到 L 壳层（主量子数 n2）p 次壳层的某量子态上，该量子态的四个量子数可能为（A） n=2, l=1, ml=2, ms= 1. （B） n=2, l=1, ml=0, ms= 1 . 2（C） n=2, l=0, ml=1, ms= 1

8、. （D） n=2, l=0, ml=0, ms= 1 . 216.氦氖激光器所发红光沿 x 轴正向传播，它的波长为 = 632.8nm。已知它的光子 x 坐标的不确定量为 400km。则利用不确定关系式px x h 可以求得谱线宽度 为（A） 1.581012 nm. （B） 1.00109 nm. （C） 1.58106 nm. （D） 1.23102 nm.17.以下说法正确的是（A）半导体的禁带宽度大于绝缘体的禁带宽度；（B）导体的价带没被电子充满；（C）本征半导体的导电机制为价带的电子导电和导带的空穴导电；（D）N 型半导体的多数载流子为价带的空穴，少数载流子是导带的电子.18.假定

9、氢原子原是静止的，则氢原子从 n = 3 的激发状态直接通过辐射跃迁到基态时的反冲速度大约是（氢原子的质量 m =1.6710-27 kg）（A） 4 m/s （B） 10 m/s （C） 100 m/s （D） 400 m/s 第 5 页 共 10 页二 计算题（共 46 分） 请将解答写在试卷上。19.（10 分）一柱形电容器的两极分别为半径为 R1 的无限长导体圆柱和半径为R3 的无限长导体圆筒。两导体共轴， 其间充以两层 2均匀电介质。内、外两层介质的介电常数分别为1 和R1 ，分界面的半径为 R ，如图所示。 （1）计算该电 R2R3容器单位长度的电容。（2）若两极间电压为 U，求电

10、 1容器单位长度储存的静电能。第 6 页 共 10 页20（11 分）如图所示，一半径为 R 的无限长半圆柱面导体，其上电流与其轴线上一无限长直导线的电流等值反向，电流 I 在半圆柱面上均匀分布.（1）试求轴线上导线单位长度所受的力；（2若将另一无限长直导线（通有大小、方向与半圆柱相同的电流 I）代替圆柱面, 产生同样的作用力，该导线应放在何 I处？ I第 7 页 共 10 页21（10 分）两个半径分别为 R 和 r 的同轴圆形线圈相距 x，且 R r，x R若大线圈通有电流 I 而小线圈沿 x 轴方向以速率 v运动，试求 x = NR 时（N 为正数）小线圈回路中产生 x的感应电动势的大小

11、 r vxI第 8 页 共 10 页22（10 分） 粒子处于宽度为 a 的一维无限深方势阱中，其波函数在势阱的边界处为零且定态对应于德布罗意波的驻波。（1）试根据德布罗意关系式和驻波条件求出粒子的最小动能（不考虑相对论效应）。（2）若基态波函数为 （x） = Asin x ，求电子处于基态（n = 1）时在势阱中出现的概率密度。1 a第 9 页 共 10 页23. （5 分）神经细胞可以传递电信号。如图所示神经细胞由带树突的细胞体和轴突组成，它连接着人大脚趾的压力感觉细胞和脊髓中的神经，信号由树突进入细胞体，再从轴突传递出去。这种神经细胞的轴突像一个由薄膜构成的细长管子，半径为 5m，长度为

12、 1m，膜的厚度为 8.0nm，膜的相对介电常数为 7。已知轴突膜内外侧具有 90mV 的电势差。求：轴突膜内外侧所带电荷电量是多少？树突 轴突细胞体第 10 页 共 10 页2006 级大学物理 2 期末试题参考答案B C C C B D B A B A B B A D B B B A二 计算题（共 46 分）19.（10 分）解：（1） 设内层导线带电的电荷线密度为，则内层电介质中的电场强度为E1 =21r（0 r R1 ）外层电介质中的电场强度为E = （R R ）2 2 r 1 2（3 分）两导体间的电势差为U = E dr =R2 E dr +R3 E dr = R2 dr + R3

13、 dr R= ln R2 +1 R 2 ln R3R1 21rR 2 22 r（4 分）21 R1 22 R2 2则电缆单位长度的电容为C =U=1 ln R2 + 11 R1 2ln R3R2（1 分）（2） 电容器单位长度储存的静电能为W = 1 CU 2 =1 ln R2 +U 21 ln R3（2 分）20（11 分）1 R1 2 R2解：（1）长直电流 jRd 对轴线上电流 I单位长度的斥力大小为 ydF=dBI = 0 jIRd （2 分）2R由对称性， Fy = 0 （1 分）RdF = dFx= dF sin= jI 2 0sind=0 jI= I 22 R方向 +x （1 分

14、）（2）第 1 页 共 3 页 I 2 0 =2dd = R/2 （1 分）21（10 分）解：由题意，大线圈中的电流在小线圈回路处产生的磁场可视为均匀的B = 02IR 2 IR 2= 0 4 分4 （R 2 + x 2 ）3 / 2故穿过小回路的磁通量为2（R 2 + x 2 ）3 / 2 IR 2r 2 R 2 I= B S = 0 r 2 0 3 分2 （R 2 + x 2 ）3 / 2 2x3由于小线圈的运动，小线圈中的感应电动势为d 3r 2 IR 2 d x 3r 2 R 2 I= = 0 = 0 v 2 分i d t2x 4 d t2x 4当 x =NR 时，小线圈回路中的感应

15、电动势为= 3r 2 Iv /（2N 4 R 2 ） 1 分i 022（10 分） 解 设粒子被禁闭在长度为 a 的一维箱中运动形成驻波，根据驻波条件有 a = n n （n = 1.2.3 ）由德布罗意关系式可知p = hn所以定态动能为量子化的，量子化能级为（ ）hp 2 2E = = n =2m 2mh 22m2= 2m（2a n）2= n 2 h 28ma 2最小动能公式为hE1 = 8ma 2p相应的波函数为1 （ x ） = Asin a x式中 A 为常数。由归一化条件- （x）dx = 0 （x）dx = 1求得归一化常数 A 为 A = . （3 分）a概率密度为2 2 2 2 23. （5 分）1 =sin xa a= sin x a a第 2 页 共 3 页1. 膜的厚度与轴突半径相比非常小，所以膜的任一小部分都可看成平面，因此可以把轴突等效成平行板电容器。C = 0r S C = 0r= 7.7 10-3 F/m2d S dS = 2Rl C = 2.4 10-7 Fq = CV = 2.2 10-8 C利用柱形电容器及 D 的高斯定理计算正确者同样得分（答案相同）。第 3 页 共 3 页