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： .
-1222-72-19
真空介电常数 ?0=8.85?10C/(N?m) 真空磁导率 ?0=4??10N/A 电子电荷 e=－1.6?10C
-19 -31-34
电子伏特1eV=1.6?10J 电子质量 me=9.11?10kg 普朗克常数 h=6.63?10J?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?0)___________。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/?0______。
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 第1页 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??550nm。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2.4?10?6m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E?F/q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-q0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E0，磁感应强度为B0，该处填入某种介质后（该介质的相对介电常数?r≠1，相对磁导率?r≠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 第2页 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?B?dS??0?I内 S?（ 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、1BIR 2C、BIR D、2BIR ?? B （ 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 O 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处作为连接外电路的两个输入端．则整个系统的自感系数为 A、0 1B、L 2B C、L A 焊点 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、35.3? 第3页 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ml和自旋磁量子数ms，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ml D、自旋磁量子数ms （ 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 A、某粒子的波函数为?，则?为该粒子的概率密度 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）： 第4页 21、（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 3ππ 角为2的圆弧，和一段半径为2R圆心角为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pm的大小。 3π(1) 一段半径为R圆心角为的圆弧： B1=3?0I/8R 2 方向垂直直面向里 一段半径为2R圆心角为方向垂直直面向里 π 的圆弧：B2=?0I/16R 2 所以B总=17?0I/16R 方向垂直直面向里 （2）pm= 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B?b I a L L L ?0I2πr） （1） E1=BLv=?0 ILv/2PI(L+vt) 方向：a到b （2） E2=?0 Ivln2/2PI 3、（8分）如图，在空气中有一劈形透明膜，其劈尖角??1.0?10?4rad，在波长??700nm的单色光垂直照射下，测得两相邻干涉明条纹间距l?0.25cm，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 方向：b到a n （2）2ne+λ/2=（2k-1）λ/2 第5页 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I0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） （2） 5、（10分）已知真空中半径为R1的导体小球带电q， （1）求小球内的电势U1和小球外的电势U2； （2）若小球被半径为R2，均匀带电Q的同心球面（非导体）包围， 如图所示，求R1与R2之间的电势U3和R2之外的电势U4。 （1） U1= q/(R1*4PI?0) U2= q/(r*4PI?0) （2）U3= q/( r *4PI?0)+ Q/( R2 *4PI?0) U4= （q+Q）/( r *4PI?0) 6、（10分）如图所示，某金属的红限波长?0?260nm，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E?5?103V/m)和均匀磁场(磁感应强度为B?0.005T)区域，求： （1）光电子的最大速度v； （2）该单色紫外线的波长?。 （1）Ee=evB V=E/B (2) hc/λ-hc/λ Ek=1/2mv^2 0= I=3 I0/32 45度 Q q R1 R2 紫外线 + M × ×B × E × - Ek 第6页