长江大学__大学物理_历年考试试卷(5) 2

图1
2006─2007学年第一学期 《 大学物理A 》(下)考试试卷( Ｂ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:2007.1.19.
7、答题答在答题纸上有效, 答在试卷上无效；
e=1.60×10-19C m e =9.11×10-31kg m n =1.67×10-27kg 中子m p =1.67×10-27kg
ε0= 8.85×10-12 F/m μ0=4π×10-7H/m=1.26×10-6H/m h = 6.63×10-34 J·s
b =2.897×10-3m·K c=3.00×108m/s R =1.097×107m -1· σ = 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. 按照相对论的时空观，以下说法错误的是：
(A) 在一个惯性系中不同时不同地发生的两件事，在另一个惯性系中一定不同时； (B) 在一个惯性系中不同时但同地发生的两件事，在另一个惯性系中一定不同时； (C) 在一个惯性系中同时不同地发生的两件事，在另一个惯性系中一定不同时； (D) 在一个惯性系中同时同地发生的两件事，在另一个惯性系中一定也同时同地 . ２在圆柱形空间内有一磁感强度为B 的均匀磁场，如图1所示．B
的大小以速率d B /d t 变化．在磁场中有A 、B 两点，其间可放直导线AB 和弯曲的导线AB ，则 (A) 电动势只在直线型AB 导线中产生．
(B) 电动势只在弧线型AB 导线中产生．
(C) 电动势在直线型AB 和弧线型AB 中都产生，且两者大小相等．
(D) 直线型AB 导线中的电动势小于弧线型AB 导线中的电动势．
3. 若一平面载流线圈在磁场中既不受力，也不受力矩作用，这说明： (A) 该磁场一定不均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行. (B) 该磁场一定不均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直. (C) 该磁场一定均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向平行. (D) 该磁场一定均匀，且线圈的磁矩方向一定与磁场方向垂直.
4. 康普顿效应的主要特点是 (A) 散射光的波长均比入射光的波长短，且随散射角增大而减小，但与散射体的性质无关．
(B) 散射光的波长均与入射光的波长相同，与散射角、散射体性质无关． (C) 散射光中既有与入射光波长相同的，也有比入射光波长长的和比入射光波长短的.这与散射体性质有关．
(D) 散射光中有些波长比入射光的波长长，且随散射角增大而增大，有些散射光波长与入射光波长相同．这都与散射体的性质无关．
5. 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．
6. 关于高斯定理的理解有下面几种说法,其中正确的是 (A) 如高斯面上E 处处为零,则该面内必无电荷； (B) 如高斯面内无电荷,则高斯面上E 处处为零；
(C) 如高斯面上E 处处不为零,则高斯面内必有电荷；
(D) 如高斯面内有净电荷,则通过高斯面的电通量必不为零.
7. 边长为a 和2a 的两正方形线圈A 、B,如图2所示地同轴放置,通有相同的电流I ,线圈A 的电流所产生的磁场通过线圈B 的磁通量用ΦBA 表示,线圈B 的电流所产生的磁场通过线圈A 的磁通量用ΦAB 表示,则二者大小相比较的关系式为：
(A) ΦBA =2ΦAB ．
(B) ΦBA >ΦAB ．
(C) ΦBA =ΦAB (D) ΦBA =
2
1
ΦAB ． 8. 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. 9. 所谓“黑体”是指这样的一种物体，即：
(A) 不能反射任何可见光的物体. (B) 不能反射任何电磁辐射的物体. (C) 颜色是纯黑的物体. (D) 能够全部吸收外来的任何电磁辐射的物体. 10. 关于位移电流,下述四种说法哪一种说法正确. (A) 位移电流是由变化电场产生的. (B) 位移电流是由线性变化磁场产生的.
(C) 位移电流的热效应服从焦耳－楞次定律. (D) 位移电流的磁效应不服从安培环路定理.
二. 填空题(每空2分，共30分).
1. 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
.
图2
图4
(1) 变化的电场和传导电流都能产生磁场: ; (2) 磁感应线是无头无尾的: ;
2. 处于静电平衡下的导体, 导体表面 (填是或不是)等势面, 导体体内的电势 (填大于,等于或小于) 导体表面的电势.
3. 一电子以0.99c 的速率运动, 则电子的总能量为 J
4. 两个半径分别为R 1、R 2的同心半圆形导线，与沿直径的直导线连接同一回路，回路中电流为I . 如果两个半圆共面，如图3所示，圆心O 点的磁感强度B 0的大小为 ．
5. 有一半径为a ，流过稳恒电流为I 的1/4圆弧形载流导线bc ，按图4所示方式
置于均匀外磁场B
中，则该载流导线所受的安培力大小为_________________．
6. 设电子静止质量为e m ，将一个电子从静止加速到速率为 0.6 c (c 为真空中光速)，需作功________________________．
7. 两根长直导线通有电流I,图５所示有三种环路, 对于环路c , =⋅⎰
c
L l B d .
8. 坡印廷矢量S
的定义式为 _______________
9. 如果要使氢原子能发射巴耳末系中波长为6562.8 Å的谱线，那么最少要给基态的氢原子提供_________________eV 的能量．
10硬磁材料的特点是 ,适于制造 .
11如图6所示,一个带电量为q 的点电荷位于立方体的A 角上,则通过侧面abcd 的电场强度通量等于
.
12. 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
c
a
图3
图5
∙A
q a
b c
d
图6
图8
三.计算题(每小题10分，共40分)
1．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．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,如图7所示，求此系统所受的力矩M
．
2. 半径为R 的一球体内均匀分布着电荷体密度为ρ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 , 求球心O 处的电场强度．
3. 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宇宙飞船的长度；(３) 地球上的观察者测得该光脉冲走的距离.
.
4. 半径为R 的无限长实心圆柱导体载有电流I ，电流沿轴向流动，并均匀分布在导体横截面上．一宽为a ，长为l 的矩形回路(与导体轴线同平面)以速度v
向右运动,如图9所示． (1) 求 r>R 区域的磁感强度；(2)求矩形回路左边与导体边线相距为２R 时，回路中的感应电动势．
图7
图9。