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1、名姓 线号 序 封级班 院 学 卷试 密学大江长 长江大学2004 2005 学年 第 1 学期 大学物理 课程考试试卷( A卷) 2005.1.10注意：1、本试卷共 2 页； 2、考试时间: 120 分钟 3、姓名、序号必须写在指定地方 注：解答做在答题纸上才有效，做在此试卷上无效。常用物理常数：真空中光速 c=3.00108m/s 真空中磁导率 m0=4p107H/m电子质量 me=9.1110-31kg 普朗克常量 h = 6.6310-34 J s斯特藩-玻尔兹曼常量 s = 5.6710-8 W/(m2K4)一、选择题(每小题3分，共30分)xOqqa2aS2S1图1.1图3.11
2、有两个点电荷电量都是+q，相距为2a，今以左边的点电荷所在处为球心，以a为半径作一球形高斯面. 在球面上取两块相等的小面积S1和S2，其位置如图1.1所示. 设通过S1和S2的电场强度通量分别为F1和F2，通过整个球面的电场强度通量为F，则(A) F1 F2 , F = q /e0 .(B) F1 F2 , F = 2q /e0 .(C) F1 = F2 , F = q /e0 .(D) F1 F2 , F = q /e0 .2如图1.2所示，两个“无限长”的半径分别为R1和R2的共轴圆柱面，均匀带电，沿轴线方向单位长度上的带电量分别为l1和l2，则在外圆柱面外面、距离轴线为r处的P点的电场强
3、度大小E为：R1R2r Pl1l2O图1.2(A) .(B) .(C) .(D) .ARrOSrQ图1.33真空中有一半径为R, 带电量为Q的导体球, 测得距中心O为r 处的A点场强为EA = Qr/(4pe0r3) ,现以A为中心,再放上一个半径为r ,相对电容率为e r 的介质球,如图1.3所示,此时下列各公式中正确的是(A) A点的电场强度EA=EA/e r ；(B) =Q；(C) =Q/e0；(D) 导体球面上的电荷面密度s =Q/(4pR2 ).4一空气平行板电容器，接电源充电后电容器中储存的能量为W0，在保持电源接通的条件下，在两极间充满相对电容率为er的各向同性均匀电介质，则该电
4、容器中储存的能量W为(A) W = W0/er. (B) W = erW0.(C) W = (1+er)W0.(D) W = W0.5aIb P图1.4如图1.4所示，有一无限大通有电流的扁平铜片，宽度为a，厚度不计，电流I在铜片上均匀分布，在铜片外与铜片共面，离铜片左边缘为b处的P点的磁感强度的大小为：(A) . (B) .(C) . (D) .图1.5dUBIS6一个通有电流I的导体，厚度为d，横截面积为S，放在磁感强度为B的匀强磁场中，磁场方向如图1.5所示. 现测得导体上下两面电势差为U，则此导体的霍尔系数等于：(A) Ud/(IB).(B) IBU/(dS).(C) US/(IBd)
5、.(D) IUS/(Bd).7公式（1）H=Bm0M ，（2）M =cmH和（3）B=mH的运用范围是(A) 它们都适用于任何磁介质.(B) 它们都只适用于各向同性磁介质.(C)（1）式适用于任何介质，（2）式和（3）式只适用于各向同性介质.(D) 它们都只适用于各向异性介质.abg图1.68一等腰直角三角形以v=0.8c的速度沿水平直角边的方向运动，则此直角三角形的三个角a、b、g（如图1.6所示）在静止的参照系中观察得出的a、b、g将是：(A) a=59，b=31，g=90；(B) a=31，b=59，g=90；(C) a=59，b=59，g=62；(D) a=31，b=31，g=118.
6、9电子的静止质量m0,当电子以0.8 c的速度运动时,它的动量p，动能Ek和能量E分别是(A) p = 0.8m0 c, EK =2 m0 c2/3, E =0.64 m0 c2. (B) p = 4m0 c/3, EK =8m0 c2/18, E =5 m0 c2/3.(C) p = 0.8m0 c, EK =0.32 m0 c2, E =0.64 m0 c2.(D) p = 4m0 c/3, EK =2 m0 c2/3, E =5 m0 c2/3.名姓 线号 序 封级班 院 学 卷试 密学大江长 10不确定关系式Dx Dpxh 表示在x方向上 (A) 粒子的位置不能确定.(B) 粒子的动量
7、不能确定.(C) 粒子的位置和动量都不能确定.(D) 粒子的位置和动量不能同时确定.ORd图2.1二、填空题(每小题3分，共30分)1一半径为R的带有一缺口的细圆环, 缺口宽度为d (dR)环上均匀带正电, 总电量为q ,如图1.2所示, 则圆心O处的场强大小E = ,场强方向为 .ABQ(1)ABQ(2)图2.22如图2.2,面积均为S的两金属平板A,B平行对称放置,间距远小于金属平板的长和宽,今给A板带电Q, (1)B板不接地时,B板内侧的感应电荷的面密度为 ; (2)B板接地时,B板内侧的感应电荷的面密度为 .3真空中半径为R1和R2的两个导体球相距很远，则两球的电容之比C1/C2 =
8、. 当用细长导线将两球相连后，电容C = . 今给其带电，平衡后球表面附近场强大小之比E1 / E2 = .baIIcc图2.34两根长直导线通有电流I,图2.3所示有三种环路, 对于环路a, ; 对于环路b, ; 对于环路c, .yAxCO B图2.4a5一质点带有电荷q = 8.010-19C, 以速度v = 3.0105m/s在半径为R = 6.010-8m的圆周上, 作匀速圆周运动,该运动的带电质点在轨道中心所产生的磁感强度大小B = .该运动的带电质点轨道运动的磁矩大小pm= .6如图2.4所示，AOC为一折成形的金属导线（AO = OC = L），位于xOy平面上. 磁感应强度为B
9、的匀强磁场垂直于xOy平面. 当AOC以速度v沿x轴正向运动时，导线上A、C两点间的电势差UAC = ，当以速度v沿y轴正向运动时. A、C两点中 点电势高.Br2 CD RO图2.5 r17如图2.5所示. 匀强磁场局限于半径为R的圆柱形空间区域, B垂直于纸面向里,磁感应强度B以dB/dt=常量的速率增加. D点在柱形空间内, 离轴线的距离为r1, C点在圆柱形空间外, 离轴线上的距离为r2 . 将一电子(质量为m,电量为e)置于D点,则电子的加速度为aD= ,方向向 ;置于C点时，电子的加速度为aC= ,方向向 .8写出包含以下意义的麦克斯韦方程：(1)电力线起始于正电荷，终止于负电荷
10、；(2)变化的磁场一定伴随有电场 ；(3)磁力线无头无尾 ；(4)静电场是保守场 ；9夜间地面降温主要是由于地面的热辐射.如果晴天夜里地面的温度为27,按黑体辐射计算,1m2地面散失热量的速率为 .10波长为0.1的X射线经物体散射后沿与入射方向成60角方向散射,并设被撞的电子原来是静止的,散射光的波长l= , 频率的改变D= ,电子获得的能量DE= .三、计算题(每题10分，共40分) q OabQ图3.11如图3.1所示，一内半径为a，外半径为b的金属球壳，带有电量Q，在球心处有一点电荷q。设无限远处为电势零点，求：(1) 空间的电势分布；(2) 球壳内、外表面的电荷分布；(3) 若将球壳
11、接地，求球壳上的电荷分布。AB0O图3.2ab2图3.2所示，均匀带电刚性细杆AB，电荷线密度l，绕垂直于直线的轴O以角速度0匀速转动（O点在AB延长线上）.求：(1) O点的磁感应强度B0；(2) 磁矩；(3) 若ab，求B0及Pm。3一载流长直导线与矩形线圈ABCD共面,且导线平行于AB,如图3.3,求：ABDCIvrrrrrRbl图3.3(1) 下列两种情况下ABCD中的感应电动势：长直导线中电流恒定，回路ABCD以垂直于导线的速度v远离导线运动；长直导线中电流I = I0sinw t(w为常数)，ABCD不动；(2) 第二种情况下直导线和矩形线圈的互感系数.4氢原子光谱的巴耳末线系中，有一光谱线的波长为 = 434nm，试求：(1) 与这一谱线相应的光子能量为多少电子伏特.(2) 该谱线是氢原子由能级En跃迁到能级Ek产生的，n和k各为多少.(3) 最高能级为E5的大量氢原子，最多可以发射几个线系，共几条谱线(不必计算波长值). 请在氢原子能级图中表示出来，并说明波长最短的是哪条谱线.名姓 线号 序 封级班 院 学 卷试 密学大江长 2004 2005 学年 第 1 学期 大学物理 课程考试试卷( A卷) 2005.1.10注意：1、本试卷共 2 页； 2、考试时间: 120 分钟 3、姓名、序号必须写在指定地方 4、请在答题纸上做答题号一二三总分得分
