长江大学大学物理历年考试试卷

长江大学大学物理历年
考试试卷
Revised by Chen Zhen in 2021
图1
2006─2007学年第一学期 《大学物理A 》(下)考试试卷( A 卷)
注意：1、本试卷共4页, 答题纸2页； 2、考试时间: 120分钟； 3、姓名、序号必须写在指定地方； 4、考试为闭卷考试； 5、可用计算器,但不准借用； 6、考试日期:
7、答题答在答题纸上有效, 答在试卷上无效；
e=1.60×1019C m e =9.11×1031kg m n =1.67×1027kg 中子
m p =1.67×1027kg
= 8.85×1012
F/m 0
=4×107
H/m=1.26×106
H/m h = 6.63×1034
J·s
b =2.897×103m·K c=3.00×108m/s R =1.097×107m 1·
= 5.67×10-8 W ·m 2·K 4
1n 2=0.693 1n 3=1.099 一.选择题(每小题3分，共30分)
1.真空中有一均匀带电球体和一均匀带电球面，如果它们的半径和所带的电量都相等，则它们的静电能之间的关系是
(A) 均匀带电球体产生电场的静电能等于均匀带电球面产生电场的静电能.
(B) 均匀带电球体产生电场的静电能大于均匀带电球面产生电场的静电能.
(C) 均匀带电球体产生电场的静电能小于均匀带电球面产生电场的静电能.
(D) 球体内的静电能大于球面内的静电能，球体外的静电能小于球面外的静电能.
2.
有一半径为R 的单匝圆线圈，通以电流I ，若将该导线弯成匝数N = 2的平面圆线圈，导线长度不变，并通以同样的电流，则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的
(A) 4倍和1/8．(B) 4倍和1/2．(C) 2倍和1/4． (D) 2倍和1/2．
3. 面积为S 和2 S 的两圆线圈1、2如图1放置，通有相同的电流I ．线圈1的电流所产生的通过线圈2的磁通用21表示，线圈2的电流所产生的通过线圈1的
磁通用12表示，则21和12的大小关系为：
(A) 21 =212．(B) 21 >12． (C) 21 =12 (D) 21 =2
1
12．
图2 4. 在一个磁性很强的条形磁铁附近放一条可以自由弯曲的软导线，如图2所示．当电流从上向下流经软导线时，软导线将
(A) 不动．
(B) 被磁铁推至尽可能远．
(C) 被磁铁吸引靠近它，但导线平行磁棒． (D) 缠绕在磁铁上，从上向下看，电流是顺时针方向流
动的．
(E) 缠绕在磁铁上，从上向下看，电流是逆时针方向流动的． 5. 磁感应强度为B 的均匀磁场被限制在圆柱形空间内，.B 的大小以速率
d B /d t >0变化，在磁场中有一等腰三角形ACD 导线线圈如图3放置,在导线CD 中产生的感应电动势的大小为ε1,在导线CAD 中产生的感应电动势的大小为为ε
2, 则：
(A) ε1=ε2 ,
(B) ε1>0, ε2＝0 ,
(C) ε1＝0, ε2>0 , (D)ε2>ε1
6. 有下列几种说法：
(1) 所有惯性系对物理基本规律都是等价的．
(2) 在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关． (3) 在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同． 若问其中哪些说法是正确的, 答案是
(A) 只有(1)、(2)是正确的． (B) 只有(1)、(3)是正确的．
(C) 只有(2)、(3)是正确的． (D) 三种说法都是正确的． 7. 光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程. 对此过程，在以下几种理解中，正确的是：
(A)光电效应是电子吸收光子的过程,而康普顿效应则是光子和电子的弹性
碰撞过程.
(B)两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程. (C)两种效应都属于电子吸收光子的过程.
(D)两种效应都是电子与光子的碰撞,都服从动量守恒定律和能量守恒定律.
8. 一电量为q 的点电荷位于圆心O 处 ，A 是圆内一点,B 、C 、D 为同一圆周上的三点，如图4所示. 现将一试验电荷从A 点分别移动到B 、C 、D 各点，则
(A) 从A 到B ，电场力作功最大. (B) 从A 到C ，电场力作功最大. (C) 从A 到D ，电场力作功最大.
B
图4
图3
图5
(D) 从A 到各点，电场力作功相等.
9. 对于线圈其自感系数的定义式为L =m /I .当线圈的几何形状,大小及周围磁介质分布不变,且无铁磁性物质时,若线圈中的电流变小,则线圈的自感系数L
(A) 变大,与电流成反比关系. (B) 变小.
(C) 不变. (D) 变大,但与电流不成反比关系. 10. 普朗克量子假说是为解释
(A) 光电效应实验规律而提出来的. (B) 黑体辐射的实验规律而提出来的. (C) 原子光谱的规律性而提出来的.
(D) X 射线散射的实验规律而提出来的. 二. 填空题(每空2分，共30分).
1. 一根无限长直导线通有电流I ，在P 点处被弯成了一个半径为R 的圆（图5），且P 点处无交叉和接触，则圆心O 处的磁感强度大小为_______________________．
2. 有很大的剩余磁化强度的软磁材料不能做成
永磁体，这是因为软磁材料__________，如果做成永磁体________.
3. 坡印廷矢量S
的定义式为 _____________________ ．
4.一平行板空气电容器的两极板都是半径为R 的圆形导体片，在充电时，板间电场强度的变化率为d E /d t ．若略去边缘效应，则两板间的位移电流为__________________．
5. 设电子静止质量为m e ，将一个电子从静止加速到速率为 0.8 c (c
为真空中光速)，需作功________________________． 6.若中子的德布罗意波长为2 ，则它的动能为________________．
7. 如图6所示，一个带电量为q 的点电荷位于一边长为l 的正方形abcd 的中心线上，
q 距正方形l/2,则通过该正方形的电场强度通量大小为________________．
8.
(填
导体 9. I ,图7所示有三
种环路,对于环路b , =⋅⎰b
L l B d ;
图6
图7
图8
10 在磁感强度为B =a i +b j +c k (T)的均匀磁场中，有一个半径为R 的半球面形碗，碗口向上,即开口沿z 轴正方向.则通过此半球形碗的磁通量为
11 反映电磁场基本性质和规律的麦克斯韦方程组的积分形式为:
V ρ d d 0
⎰⎰=⋅S
V
S D ① ()⎰⎰⋅∂∂-=⋅S
l
S B l E d d t ② ⎰=⋅S S B 0d ③ ()⎰⎰⋅∂+=⋅S
l
S D j l H d d t
④
试判断下列结论是包含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) 电荷总伴随有电场: .
12. 一电子以0.99c 的速率运动, 电子的经典力学动能与相对论动能之比是 .
三.计算题(每小题10分，共40分)
1．半径为R 的一球体内均匀分布着电荷体密度为的正电荷,若保持电荷分布不变,在该球体内挖去半径r 的一个小球体,球心为O ′ , 两球心间距离O O ' = d , 如图8所示 , 求在球形空腔内,球心O 2.静止长度为90m 的宇宙飞船以相对地球0.8c 的速 度飞离地球,一光脉冲从船尾传到船头.求:(1) 飞船上的 观察者测得该光脉冲走的时间和距离；(２) 地球上的观 察者测得该光脉冲走的时间；(３) 宇宙飞船中有一盆昙 花，飞船上的观察者测得昙花从花开到花谢的时间为 100s ，地球上的观察者测得昙花从花开到花谢的时间为多少？
3. 假设把氢原子看成是一个电子绕核作匀速圆周运动的带电系统,如图9所示．已知平面轨道的半径为r ，电子的电荷为e ，质量为m e ．将此系统置于磁
感强度为0B 的均匀外磁场中，设0B
的方向与轨道平面(xoz 平面)平行，求此系
统所受的力矩M
．
I
(度R 时，图9
图10。