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 ε0=8.85?10-12C 2/(N ?m 2) 真空磁导率 μ0=4π?10-7N/A 2 电子电荷 e =－1.6?10-19
C
电子伏特1eV=1.6? 10-19J 电子质量 m e =9.11? 10-31kg 普朗克常数 h =6.63?10-34
J ?s
Note:Make it by yourself ！
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 （r>a ）处的电场强度大小为_q/(r^2*4PI ε0)___________。若将该气球吹胀到b （b>r ），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 10.6 μF 。
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/ε0______。
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（a 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 。 q 2R 8、某天文望远镜的通光孔径为2.5 m ，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nm 550=λ。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500 nm 的单色光垂直入射到光栅常数为m 104.26-?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 1.51 eV 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q F E / =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q B 、带正电，电量绝对值仍然为q C 、带正电，电量绝对值小于q D 、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-q 0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E 0，磁感应强度为B 0，该处填入某种介质后（该介质的相对介电常数εr ≠1，相对磁导率μr ≠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 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I S B S 0d μ （ 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 、0 B 、21BIR C 、BIR D 、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 A 、0 B 、2 1L C 、L D 、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 、?30 B 、?3.35 A B C、? 45 D、? 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、1 B、2 C、3 D、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、6.63×10-14 kg?m/s B、1.326×10-23 kg?m/s C、6.63×10-24 kg?m/s D、6.63×10-34 kg?m/s （ B ）19、主量子数n，角量子数l，磁量子数m l和自旋磁量子数m s，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n B、角量子数l C、磁量子数m l D、自旋磁量子数m s （ 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 ψ为该粒子的概率密度 A、某粒子的波函数为ψ，则2 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）： 1、（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π 2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p m 的大小。 (1) 一段半径为R 圆心角为3π2 的圆弧： B1=3μ0I/8R 方向垂直直面向里 一段半径为2R 圆心角为π 2 的圆弧：B2=μ0I/16R 方向垂直直面向里 所以B 总=17μ0I/16R 方向垂直直面向里 （2）p m= 7I*PI*R^2/4 2、（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r I B π20μ= ） （1） E1=BLv=μ0 ILv/2PI(L+vt) 方向：a 到b （2） E2=μ0 Ivln2/2PI 方向：b 到a 3、（8分）如图，在空气中有一劈形透明膜，其劈尖角rad 100.14-?=θ，在波长nm 700=λ的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距cm 25.0=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=kλ n=λ/2e e=l θ （2）2ne+λ/2=（2k-1）λ/2 n k=4 4、（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I 0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=3 I 0/32 （2） 45度 5、（10分）已知真空中半径为R 1的导体小球带电q ， （1）求小球内的电势U 1和小球外的电势U 2； （2）若小球被半径为R 2，均匀带电Q 如图所示，求R 1与R 2之间的电势U 3和R 2之外的电势U 4。 （1） U1= q/(R 1*4PI ε0) U2= q/(r*4PI ε0) （2）U3= q/( r *4PI ε0)+ Q/( R 2 *4PI ε0) U4= （q+Q ）/( r *4PI ε0) 6、（10分）如图所示，某金属的红限波长nm 2600=λ，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/m 1053?=E )和均匀磁场(磁感应强度为T 005.0=B )区域，求： （1）光电子的最大速度v ； （2）该单色紫外线的波长λ。 （1）Ee=evB V=E/B (2) hc/λ-hc/λ 0= Ek Ek=1/2mv^2
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