大物二复习自测题一
大学物理（二）课程总复习题及参考解答（2020年8月整理）.pdf
大学物理（二）B 课程总复习题及参考解答1. 若()f v 为气体分子速率分布函数，N 为分子总数，m 为分子质量，则2121()d 2⎰v v v v v m Nf 的物理意义是（ ）。
A . 速率为2v 的各分子的总平动动能与速率为1v 的各分子的总平动动能之差B . 速率为2v 的各分子的总平动动能与速率为1v 的各分子的总平动动能之和C . 速率处在速率间隔1~2v v 之内的分子平动动能之和D . 速率处在速率间隔1~2v v 之内的分子的平均平动动能2. 在一容积不变的容器中贮有一定量的理想气体，温度为0T 时，气体分子的平均速率为0v ，平均碰撞频率为0Z ，平均自由程为0λ，当气体温度升高到04T 时，其分子的平均速率v ，平均碰撞频率Z 和平均自由程λ分别为（ ）。
A . v =40v ，Z =40Z ，λ=40λB . v =20v ，Z =20Z ，λ=0λC . v =20v ，Z =20Z ，λ= 40λD . v =20v ，Z =20Z ，λ=0λ3. “气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外作功”对此结论，有如下几种评论中正确的是( )。
A . 不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律B . 不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律C . 不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律D . 既违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律4. 设有以下一些过程：(1)液体在等温下汽化；(2)理想气体在定体下降温；(3)两种不同气体在等温下互相混合；(4)理想气体在等温下压缩；(5)理想气体绝热自由膨胀。
在这些过程中，使系统的熵增加的过程是( )。
A . (1)、(2)、(3)B . (1)、(3)、(5)C . (3)、(4)、(5)D . (2)、(3)、(4)5. 热力学第二定律指出了热力学过程进行的方向性和条件，下列表述中正确的是（ ）。
A . 功可以全部转化为热量，但热量不能全部转化为功B . 热量可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体C . 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程D . 一切自发过程都是不可逆的6. 设v 代表气体分子运动的平均速率，p v 代表气体分子运动的最概然速率，21/2()v 代表气体分子运动的方均根速率。
大学物理自测与练习题答案
大学物理自测与练习题答案一、选择题1. 根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。
如果一个物体的质量是另一个物体的两倍，而作用力是其一半，那么这两个物体的加速度是相等的。
这种说法正确吗？A. 正确B. 错误2. 光在真空中的传播速度是多少？A. 299,792,458 米/秒B. 300,000,000 米/秒C. 299,792,000 米/秒3. 根据能量守恒定律，以下哪种情况是可能的？A. 一个完全弹性碰撞，碰撞后两物体的总动能增加B. 一个非弹性碰撞，碰撞后两物体的总动能减少C. 一个完全非弹性碰撞，碰撞后两物体的总动能不变二、填空题4. 根据波的干涉原理，当两列波的相位差为\( \pi \)时，它们会形成________干涉图样。
5. 根据热力学第一定律，一个封闭系统的内能变化等于系统与外界交换的热能与________之和。
三、简答题6. 简述牛顿第三定律的内容，并给出一个日常生活中的例子。
7. 描述麦克斯韦方程组的四个基本方程，并简要解释它们各自的含义。
四、计算题8. 一个质量为2千克的物体在水平面上以3米/秒的速度滑行，受到一个大小为10牛顿的摩擦力作用。
求物体在5秒内滑行的距离。
9. 一个弹簧的劲度系数为500牛顿/米，当弹簧被拉伸0.1米时，求弹簧的弹性势能。
五、实验题10. 如果你在实验室中使用一个单摆进行实验，如何测量单摆的周期？请描述实验步骤，并解释如何从实验数据中计算出单摆的周期。
11. 描述如何使用示波器测量交流电的频率和振幅，并解释测量结果如何帮助理解交流电的特性。
六、论述题12. 论述相对论中的时间膨胀现象，并解释为什么在高速运动的参考系中时间会变慢。
13. 讨论量子力学中的不确定性原理，并解释它对微观粒子行为预测的影响。
七、案例分析题14. 考虑一个在竖直平面内做圆周运动的物体。
如果物体在最高点的速度为零，它将会发生什么？请结合向心力和重力进行分析。
大学物理大二考试题及答案
大学物理大二考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 一个物体的质量为2kg，受到的力为10N，那么它的加速度是多少？A. 5 m/s²B. 10 m/s²C. 20 m/s²D. 40 m/s²答案：A2. 光在真空中的传播速度是多少？A. 3×10⁵ km/sB. 3×10⁸ m/sC. 3×10⁸ km/sD. 3×10⁹ m/s答案：B3. 根据热力学第二定律，以下哪个说法是正确的？A. 热量能够自发地从冷物体传到热物体B. 热量不能自发地从冷物体传到热物体C. 热量总是从热物体传到冷物体D. 热量的传递方向可以任意改变答案：B4. 一个理想气体经历等压膨胀过程，那么它的温度和体积的关系是什么？A. 温度和体积成正比B. 温度和体积成反比C. 温度和体积无关D. 温度和体积的关系取决于气体的初始状态答案：A5. 电磁波的频率和波长之间有什么关系？A. 频率和波长成正比B. 频率和波长成反比C. 频率和波长无关D. 频率和波长的关系取决于波的传播介质答案：B6. 一个电子在电场中受到的电场力是1.6×10⁻¹³ N，如果电子的电荷量是1.6×10⁻¹⁹ C，那么电场强度是多少？A. 1 V/mB. 10 V/mC. 100 V/mD. 1000 V/m答案：B7. 根据相对论，一个物体的质量会随着速度的增加而增加，当速度接近光速时，质量会趋向于无穷大。
这种现象称为：A. 质量守恒B. 质量不变C. 质量增加D. 质量减少答案：C8. 一个物体在水平面上做匀速直线运动，它的动量和时间的关系是什么？A. 动量和时间成正比B. 动量和时间成反比C. 动量和时间无关D. 动量和时间的关系取决于物体的初始动量答案：C9. 在波动光学中，双缝干涉实验产生的条纹间距与什么有关？A. 光源的波长B. 双缝间距C. 观察屏与双缝的距离D. 所有以上因素答案：D10. 根据麦克斯韦方程组，以下哪个选项描述了电场和磁场之间的关系？A. 电场可以产生磁场B. 磁场可以产生电场C. 电场和磁场是独立的D. 电场和磁场总是相互抵消答案：A二、填空题（每题2分，共20分）11. 牛顿第二定律的数学表达式是________。
大学物理自测题（带答案）
大物自测题电磁学基础自测题（一）DBBAD A B C BC均匀电场中，各点的电势一定相等F电势为零处，场强一定为零F库仑定律与高斯定理对于静止的点电荷的电场是等价的，而高斯定理还适于运动电荷的电场T电场线总是与等位面垂直并指向电位降低处；等位面密集处电场线也一定密集T 通过闭合曲面S 的总电通量，仅仅由S 面所包围的电荷提供T在电势不变的空间，电场强度一定为零T电荷在电场中某点受到的电场力很大，该点的场强一定很大F用高斯定理求解出的静电场强大小是高斯面上的场强T.电场的存在，我们既看不见也摸不着，所以电场不是物质F. 电偶极矩的方向由正电荷指向负电荷。
电偶极矩的方向由正电荷指向负电荷。
F F热学基础自测题（一）1同温度、同物质的量的H 2和He 两种气体，它们的（两种气体，它们的（ B ）A 、分子的平均动能相等；、分子的平均动能相等；B B B、分子的平均平动动能相等；、分子的平均平动动能相等；、分子的平均平动动能相等；C 、总动能相等；、总动能相等；D D、内能相等。
、内能相等。
、内能相等。
2一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们 CA 、温度相同、压强相同。
、温度相同、压强相同。
B 、温度、压强都不同。
、温度、压强都不同。
C 、温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强、温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强. .D 、温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强、温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强. .3麦克斯韦速率分布律适用于麦克斯韦速率分布律适用于( ( C ) )。
A.A.大量分子组成的理想气体的任何状态；大量分子组成的理想气体的任何状态；大量分子组成的理想气体的任何状态；B. B.大量分子组成的气体；大量分子组成的气体；大量分子组成的气体；C.C.由大量分子组成的处于平衡态的气体由大量分子组成的处于平衡态的气体由大量分子组成的处于平衡态的气体D. D.单个气体分子单个气体分子单个气体分子5两瓶不同种类的气体，一瓶是氮，一瓶是氦，它们的压强相同，温度相同，但体积不同，则：（则：（ A ）A ．单位体积内分子数相同．单位体积内分子数相同B ．单位体积内原子数相同．单位体积内原子数相同C ．单位体积内气体的质量相同．单位体积内气体的质量相同D D．单位体积内气体的内能相同．单位体积内气体的内能相同．单位体积内气体的内能相同6一定量的理想气体，开始时处于压强，体积，温度分别为p1p1，，V1V1，，T1的平衡态，后来变到压强，体积，温度分别为p2p2，，V2V2，，T2的终态．若已知V2>V1V2>V1，且，且T2=T1T2=T1，则以下各种说法，则以下各种说法中正确的是（中正确的是（D D ）：A 、不论经历的是什么过程，气体对外净作的功—定为正值。
大学物理2考试题及答案
大学物理2考试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 一个物体在水平面上以一定的初速度开始做匀减速直线运动，直到静止。
若物体在最后1秒内通过的位移为s，已知物体的初速度为v0，加速度为a，那么物体总共运动的时间为：A. (v0 - s) / aB. (v0 + s) / aC. (v0 + s) / 2aD. (v0 - s) / 2a答案：C2. 在静电场中，关于电场强度和电势的说法正确的是：A. 电场强度越大，电势一定越高B. 电场强度越小，电势一定越低C. 沿着电场线方向，电势一定降低D. 电势降低最快的方向一定是电场强度的方向答案：D3. 一个质量为m的物体从高度h处自由下落，假设空气阻力可以忽略不计，那么在落地时，物体的动能为：A. mghB. mgh / 2C. 0D. mgh / 4答案：A4. 根据热力学第一定律，一个封闭系统内能的增加量等于：A. 系统吸收的热量B. 系统对外做的功C. 系统吸收的热量与对外做的功之和D. 系统对外做的功与吸收的热量之差答案：C5. 一个弹簧振子的周期为T，振幅为A，那么在半个周期内，振子的位移大小为：A. AB. A/2C. A/√2D. 0答案：A6. 在理想气体状态方程PV=nRT中，如果温度T不变，气体的压强P 和体积V成：A. 正比关系B. 反比关系C. 对数关系D. 没有关系答案：B7. 根据麦克斯韦方程组，电场E和磁感应强度B在真空中的关系可以通过以下哪个方程表示：A. ∇·E = 0B. ∇×E = -∂B/∂tC. ∇·B = 0D. ∇×B = μ₀J + ε₀∂E/∂t答案：B8. 一个点电荷q在电场中受到的电场力为F，那么该点的电场强度E 的大小为：A. E = F/qB. E = qFC. E = FqD. E = F/|q|答案：A9. 一个电子在垂直于磁场方向的平面内做匀速圆周运动，如果电子的运动半径为r，那么磁场的磁感应强度B为：A. B = mv/rB. B = mvrC. B = mv²/rD. B = mv/r^2答案：C10. 在波动光学中，光的干涉现象产生的条件是：A. 频率相同B. 相位相同C. 振幅相同D. 方向相同答案：A二、填空题（每题4分，共20分）11. 一个物体做简谐运动，其振动周期为2秒，那么该物体的振动频率为_______Hz。
《大学物理》2017(I1)期末复习题(1)
2017级大物期末复习题(I1)一、单项选择题1、质量为0.5m kg =的质点，在oxy 坐标平面内运动，其运动方程为25,0.5x t y t ==，从t=2s 到t=4s 这段时间内，外力对质点做的功为（B ）A 、 1.5JB 、 3JC 、 4.5JD 、 -1.5J2、对功的概念有以下几种说法：①作用力与反作用力大小相等、方向相反，所以两者所作功的代数和必为零。
②保守力作正功时，系统内相应的势能增加。
③质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零。
在上述说法中：（D ）(A)①、②是正确的。
(B)②、③是正确的。
(C)只有②是正确的。
(D)只有③是正确的。
3、如图3所示1/4圆弧轨道（质量为M ）与水平面光滑接触，一物体（质量为m ）自轨道顶端滑下，M 与m 间有摩擦，则 (D)A 、M 与m 组成系统的总动量及水平方向动量都守恒，M 、m 与地组成的系统机械能守恒。
B 、M 与m 组成系统的总动量及水平方向动量都守恒，M 、m 与地组成的系统机械能不守恒。
C 、M 与m 组成的系统动量不守恒，水平方向动量不守恒，M 、m 与地组成的系统机械能守恒。
D 、M 与m 组成的系统动量不守恒，水平方向动量守恒，M 、m 与地组成的系统机械能不守恒。
4、一个圆形线环，它的一半放在一分布在方形区域的匀强磁场中，另一半位于磁场之外，如图所示。
磁场的方向垂直指向纸内。
预使圆环中产生逆时针方向的感应电流，应使（C ）A 、线环向右平移B 、线环向上平移C 、线环向左平移D 、磁场强度 减弱5、若尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中穿过相同变化率的磁通量，则在两环中( A )(A) 感应电动势相同，感应电流不同.(B) 感应电动势不同，感应电流也不同.(C) 感应电动势不同，感应电流相同.(D) 感应电动势相同，感应电流也相同.6、线圈与一通有恒定电流的直导线在同一平面内，下列说法正确的是(A)A 、当线圈远离导线运动时，线圈中有感应电动势B 、当线圈上下平行运动时，线圈中有感应电流C 、直导线中电流强度越大，线圈中的感应电流也越大D 、以上说法都不对7. 真空带电导体球面与一均匀带电介质球体，它们的半径和所带的电量都相等，设带电球面的静电能为W1，球体的静电能为W2，则（ B ）A 、W1>W 2；B 、W 1<W 2；C 、 W 1=W2D 、无法比较8. 关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是：（D ）(A)如果高斯面上E 处处为零，则该面内必无电荷(B)如果高斯面内无电荷，则高斯面上E 处处为零(C)如果高斯面上E 处处不为零，则高斯面内必有电荷(D)如果高斯面内有净电荷，则通过高斯面的电场强度通量必不为零9.两个同心的均匀带电球面，内球面半径为R 1、带有电荷Q 1，外球面半径为R 2、带有电荷Q 2，则在内球面里面、距离球心为r （r<R 1<R 2）处的P 点的场强大小E为：（D ） (A)20214r Q Q πε+ (B)2202210144R Q R Q πεπε+ (C)2014r Q πε (D)0 10.如图所示，螺绕环截面为矩形，通有电流I ，导线总匝数为N ，内外半径分别为R1和R2，则当 R2 ＞r ＞R1时，磁场的分布规律为（B ）(A)0 (B) 02πNI r N S μ∙ (C) 0πNIr μ (D) 111. 4、一根很长的电缆线由两个同轴的圆柱面导体组成，若这两个圆柱面的半径分别为R 1和R 2（R 1<R 2），通有等值反向电流，那么下列哪幅图正确反映了电流产生的磁感应强度随径向距离的变化关系？（ C ）A12、一个半径为r 的半球面如图放在均匀磁场中，通过半球面的磁通量为（ D ）（A ）B r 2π2 （B ） B r 2π（C ）αB r cos π22 （D ） αB r cos π213. 带电导体达到静电平衡时，其正确结论是（D ）A 、导体表面上曲率半径小处电荷密度小B 、表面曲率较小处电势较高C 、导体内部任一点电势都为零D 、导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零14. 在电场中的导体内部的 ( C )12R 112R 12R（A ）电场和电势均为零； （B ）电场不为零，电势均为零；（C ）电势和表面电势相等； （D ）电势低于表面电势。
大物(2)期末复习
练习一 静电场中的导体三、计算题1. 已知某静电场在xy 平面内的电势函数为U =Cx/(x 2+y 2)3/2,其中C 为常数.求(1)x 轴上任意一点,(2)y 轴上任意一点电场强度的大小和方向.解：. E x =-∂U/∂x=-C [1/(x 2+y 2)3/2+x (-3/2)2x /(x 2+y 2)5/2]= (2x 2-y 2)C /(x 2+y 2)5/2E y =-∂U/∂y=-Cx (-3/2)2y /(x 2+y 2)5/2=3Cxy /(x 2+y 2)5/2x 轴上点(y =0) E x =2Cx 2/x 5=2C /x 3 E y =0E =2C i /x 3 y 轴上点(x =0) E x =-Cy 2/y 5=-C /y 3 E y =0E =-C i /y 32．如图,一导体球壳A (内外半径分别为R 2,R 3),同心地罩在一接地导体球B (半径为R 1)上,今给A 球带负电-Q , 求B 球所带电荷Q B 及的A 球的电势U A .静电场中的导体答案解： 2. B 球接地,有 U B =U ∞=0, U A =U BAU A =(-Q+Q B )/(4πε0R 3)U BA =[Q B /(4πε0)](1/R 2-1/R 1)得 Q B =QR 1R 2/( R 1R 2+ R 2R 3- R 1R 3)U A =[Q/(4πε0R 3)][-1+R 1R 2/(R 1R 2+R 2R 3-R 1R 3)]=-Q (R 2-R 1)/[4πε0(R 1R 2+R 2R 3-R 1R 3)]练习二 静电场中的电介质三、计算题1. 如图6.6所示,面积均为S 2的两金属平板A ,B 平行对称放置,间距为d =1mm,今给A , B 两板分别带电 Q 1×10－9C, Q 2×10－9C.忽略边缘效应,求：(1) 两板共四个外表的面电荷密度 σ1, σ2, σ3, σ4;(2) 两板间的电势差V =U A －U B .解：1. 在A 板体内取一点A , B 板体内取一点B ,它们的电场强度是四-Q图5.6Q2σ 2 σ 4个外表的电荷产生的,应为零,有E A =σ1/(2ε0)-σ2/(2ε0)-σ3/(2ε0)-σ4/(2ε0)=0E A =σ1/(2ε0)+σ2/(2ε0)+σ3/(2ε0)-σ4/(2ε0)=0而 S (σ1+σ2)=Q 1 S (σ3+σ4)=Q 2 有 σ1-σ2-σ3-σ4=0σ1+σ2+σ3-σ4=0 σ1+σ2=Q 1/S σ3+σ4=Q 2/S解得 σ1=σ4=(Q 1+Q 2)/(2S ⨯10-8C/m 2σ2=-σ3=(Q 1-Q 2)/(2S ⨯10-8C/m 2两板间的场强 E=σ2/ε0=(Q 1-Q 2)/(2ε0S )V=U A －U B ⎰⋅=BAl E d=Ed=(Q 1-Q 2)d /(2ε0S )=1000V四、证明题1. 如图所示，置于静电场中的一个导体，在静电平衡后，导体外表出现正、负感应电荷.试用静电场的环路定理证明，图中从导体上的正感应电荷出发，终止于同一导体上的负感应电荷的电场线不能存在.解：1.ACB 作环路ACBA ,导体内直线BA 的场强为零,ACB 的电场与环路同向于是有=⋅⎰l E d l+⋅⎰ACBl E d ⎰⋅AB l E d 2=⎰⋅ACBl E d ≠0与静电场的环路定理=⋅⎰l E d l0相违背,故在同一导体上不存在从正感应电荷出发，终止于负感应电荷的电场线.练习三 电容 静电场的能量三、计算题1. 半径为R 1的导体球带电Q ,球外一层半径为R 2相对电容率为εr 的同心均匀介质球壳,其余全部空间为空气.如图所示.求:(1)离球心距离为r 1(r 1<R 1), r 2(R 1<r 1<R 2), r 3(r 1>R 2)处的D 和E ；(2)离球心r 1, r 2, r 3,处的U ；(3)介质球壳内外外表的极化电荷. 解：1. (1)因此电荷与介质均为球对称,电场也球对称,过场点作与金属球同心的球形高斯面,有iSq0d ∑=⋅⎰S D4πr 2D=∑q 0i当r=5cm <R 1, ∑q 0i =0得 D 1=0, E 1=0 当r=15cm(R 1<r <R 1+d ) ∑q 0i =Q=1.0×10-8C 得 D 2=Q /(4πr 2)×10-8C/m 2E 2=Q /(4πε0εr r 2)=7.99×103N/C 当r=25cm(r >R 1+d ) ∑q 0i =Q=1.0×10-8C 得 D 3=Q /(4πr 2)=1.27×10-8C/m 2 E 3=Q /(4πε0r 2)=1.44×104N/C D 和E 的方向沿径向. (2) 当r=5cm <R 1时 U 1=⎰∞⋅rl E d⎰=R rr E d 1⎰++dR Rr E d 2⎰∞++dR r E d 3=Q/(4πε0εr R )-Q/[4πε0εr (R+d )]+Q/[4πε0(R+d )]=540V当r=15cm <R 1时U 2=⎰∞⋅rl E d ⎰+=dR rr E d 2⎰∞++dR r E d 3=Q/(4πε0εr r )-Q/[4πε0εr (R+d )]+Q/[4πε0(R+d )]=480V当r=25cm <R 1时U 3=⎰∞⋅rl E d ⎰∞=rr E d 3=Q/(4πε0r )=360V(3)在介质的内外外表存在极化电荷,P e =ε0χE=ε0(εr -1)E σ'= P e ·nr=R 处, 介质外表法线指向球心σ'=P e ·n =P e cos π=-ε0(εr -1)Eq '=σ'S =-ε0(εr -1) [Q /(4πε0εr R 2)]4πR 2=-(εr -1)Q /εr =-0.8×10-8Cr=R+d 处, 介质外表法线向外σ'=P e ·n =P e cos0=ε0(εr -1)Eq '=σ'S =ε0(εr -1)[Q /(4πε0εr (R+d )2]4π(R +d )2=(εr -1)Q /εr =0.8×10-8C2.两个相距很远可看作孤立的导体球，半径均为10cm ，分别充电至200V 和400V ，然后用一根细导线连接两球，使之到达等电势. 计算变为等势体的过程中，静电力所作的功. 解;2.球形电容器 C =4πε0RQ 1=C 1V 1= 4πε0RV 1 Q 2=C 2V 2= 4πε0RV 2W 0=C 1V 12/2+C 2V 22/2=2πε0R (V 12+V 22)两导体相连后 C =C 1+C 2=8πε0RQ=Q 1+Q 2= C 1V 1+C 2V 2=4πε0R (V 1+V 2)W=Q 2/(2C )= [4πε0R (V 1+V 2)]2/(16πε0R )=πε0R (V 1+V 2)2静电力作功 A=W 0-W=2πε0R (V 12+V 22)-πε0R (V 1+V 2)2=πε0R (V 1-V 2)2=1.11×10-7J练习六 磁感应强度 毕奥—萨伐尔定律三、计算题1. 如图所示, 一宽为2a 的无限长导体薄片, 沿长度方向的电流I 在导体薄片上均匀分布. 求中心轴线OO '上方距导体薄片为a 的磁感强度.解：1.取宽为d x 的无限长电流元d I=I d x/(2a ) d B=μ0d I/(2πr )=μ0I d x/(4πar )d B x =d B cos α=[μ0I d x/(4πar )](a/r ) =μ0I d x/(4πr 2)= μ0I d x/[4π(x 2+a 2)] d B y =d B sin α= μ0Ix d x/[4πa (x 2+a 2)]()⎰⎰-+==aax x a x xI B B 2204d d πμ=[μ0I/(4π)](1/a )arctan(x/a )a a-=μ0I/(8a )()⎰⎰-+==aay y ax a xIx B B 2204d d πμ=[μ0I/(8πa )]ln(x 2+a 2)aa-=02. 如图所示，半径为R 的木球上绕有密集的细导线，线圈平面彼此平行，且以单层线圈覆盖住半个球面. 设线圈的总匝数为N ，通过线圈的电流为I . 求球心O 的磁感强度.解：2. 取宽为d L 细圆环电流, d I=I d N=I [N/(πR/2)]R d θ =(2IN/π)d θd B=μ0d Ir 2/[2(r 2+x 2)3/2]r=R sin θ x=R cos θd B=μ0NI sin 2θ d θ /(πR )⎰⎰==πππθθμ220d sin d RNI B B=μ0NI/(4R )xr练习七 毕奥—萨伐尔定律(续) 磁场的高斯定理三、计算题S 1和S 2的两个矩形回路, 回路旋转方向如图所示, 两个回路与长直载流导线在同一平面内, 且矩形回路的一边与长直载流导线平行. 求通过两矩形回路的磁通量及通过S 1回路的磁通量与通过S 2回路的磁通量之比.解： 1.取窄条面元d S =b d r , 面元上磁场的大小为 B =μ0I /(2πr ),Φ1=⎰-=aabIbdr r I 2002ln 2cos 2πμππμ Φ2=⎰-=aabI bdr r I 42002ln 2cos 2πμππμ Φ1/Φ2=12. 半径为R 的薄圆盘均匀带电，总电量为Q . 令此盘绕通过盘心且垂直盘面的轴线作匀速转动，角速度为ω，求轴线上距盘心x 处的磁感强度的大小和旋转圆盘的磁矩.解;2. 在圆盘上取细圆环电荷元d Q =σ2πr d r , [σ=Q /(πR 2) ],等效电流元为d I =d Q /T =σ2πr d r/(2π/ω)=σωr d r(1)求磁场, 电流元在中心轴线上激发磁场的方向沿轴线,且与ω同向,大小为 d B=μ0d Ir 2/[2(x 2+r 2)3/2]=μ0σωr 3d r /[2(x 2+r 2)3/2]()()()⎰⎰++=+=RRx rx r r x r rr B 02322222002/32230d 42d σωμσωμ=()()()⎰+++Rx rx r x r23222222d 4σωμ-()()⎰++Rx rx r x 023222220d 4σωμ=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++RRx r x x r 022202202σωμ =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++x x R x R R Q 222222220πωμ (2)求磁距. 电流元的磁矩d P m =d IS=σωr d r πr 2=πσωr 2d r⎰=Rm dr r P 03πσω=πσωR 4/4=ωQR 2/4练习八 安培环路定律三、计算题1. 如图所示，一根半径为R 的无限长载流直导体，其中电流I 沿轴向流过，并均匀分布在横截面上. 现在导体上有一半径为R '的圆柱形空腔，其轴与直导体的轴平行，两轴相距为 d . 试求空腔中任意一点的磁感强度.解：1. 此电流可认为是由半径为R 的无限长圆柱电流I 1和一个同电流密度的反方向的半径为R '的无限长圆柱电流I 2组成. I 1=J πR 2 I 2=-J πR '2 J =I/[π (R 2-R '2)] 它们在空腔内产生的磁感强度分别为 B 1=μ0r 1J/2 B 2=μ0r 2J/2B x =B 2sin θ2-B 1sin θ1=(μ0J/2)(r 2sin θ2-r 1sin θ1)=0 B y =B 2cos θ2＋B 1cos θ1=(μ0J/2)(r 2cos θ2＋r 1cos θ1)=(μ0J/2)d 所以 B = B y = μ0dI/[2π(R 2－R '2)] 方向沿y 轴正向2. 设有两无限大平行载流平面,它们的电流密度均为j ,电流流向相反. 求： (1) 载流平面之间的磁感强度； (2) 两面之外空间的磁感强度.解;2. 两无限大平行载流平面的截面如图.平面电流在空间产生的磁场为 B 1=μ0J /2在平面①的上方向右,在平面①的下方向左;电流②在空间产生的磁场为 B 2=μ0J /2 在平面②的上方向左,在平面②的下方向右.(1) 两无限大电流流在平面之间产生的磁感强度方向都向左,故有 B=B 1+B 2=μ0J (2) 两无限大电流流在平面之外产生的磁感强度方向相反,故有 B=B 1-B 2=0练习九 安培力图I 1 I 2①②1. 一边长a =10cm 的正方形铜导线线圈(铜导线横截面积S mm 2, 铜的密度ρg/cm 3), 放在均匀外磁场中. B 竖直向上, 且B = ⨯10-3T, 线圈中电流为I =10A . 线圈在重力场中 求:(1) 今使线圈平面保持竖直, 则线圈所受的磁力矩为多少. (2) 假假设线圈能以某一条水平边为轴自由摆动,当线圈平衡时,线圈平面与竖直面夹角为多少.解：1. (1) P m =IS=Ia 2 方向垂直线圈平面.线圈平面保持竖直,即P m 与B M m =P m ×BM m =P m B sin(π/2)=Ia 2B=×10－4m ⋅N(2) 平衡即磁力矩与重力矩等值反向 M m =P m B sin(π/2－θ)=Ia 2B cos θ M G = M G 1 + M G 2 + M G 3= mg (a/2)sin θ+ mga sin θ+ mg (a/2)sin θ =2(ρSa )ga sin θ=2ρSa 2g sin θ Ia 2B cos θ=2ρSa 2g sin θ tan θ=IB/(2ρSg )= θ=15︒2. 如图13.5所示，半径为R 的半圆线圈ACD 通有电流I 2, 置于电流为I 1的无限长直线电流的磁场中, 直线电流I 1 恰过半圆的直径, 两导线相互绝缘. 求半圆线圈受到长直线电流I 1的磁力. 解：2.在圆环上取微元 I 2d l = I 2R d θ 该处磁场为B =μ0I 1/(2πR cos θ)I 2d l 与B 垂直,有d F= I 2d lB sin(π/2) d F=μ0I 1I 2d θ/(2πcos θ) d F x =d F cos θ=μ0I 1I 2d θ /(2π) d F y =d F sin θ=μ0I 1I 2sin θd θ /(2πcos θ)⎰-=22102πππθμd I I F x =μ0I 1I 2/2因对称F y =0.故 F =μ0I 1I 2/2 方向向右.练习十 洛仑兹力I图13.5I1. 如图所示，有一无限大平面导体薄板，自下而上均匀通有电流，已知其面电流密度为i(即单位宽度上通有的电流强度)(1) 试求板外空间任一点磁感强度的大小和方向.(2) 有一质量为m，带正电量为q的粒子，以速度v沿平板法线方向向外运动. 假设不计粒子重力.求：(A) 带电粒子最初至少在距板什么位置处才不与大平板碰撞.(B) 需经多长时间，才能回到初始位置..解：1. (1)求磁场.用安培环路定律得B=μ0i/2在面电流右边B的方向指向纸面向里,在面电流左边B的方向沿纸面向外.(2) F=q v×B=m a qvB=ma n=mv2/R带电粒子不与平板相撞的条件是粒子运行的圆形轨迹不与平板相交,即带电粒子最初位置与平板的距离应大于轨道半径.R=mv/qB= 2mv/(μ0iq)t=T=2πR/v= 4πm/(μ0iq)2. 一带电为Q质量为m的粒子在均匀磁场中由静止开始下落,磁场的方向(z轴方向)与重力方向(y轴方向)垂直,求粒子下落距离为y时的速率.并讲清求解方法的理论依据.解：2. 洛伦兹力Q v×B垂直于v,不作功,不改变v的大小；重力作功.依能量守恒有mv2/2=mgy，得v=(2gy)1/2.练习十一磁场中的介质三、计算题1. 一厚度为b的无限大平板中通有一个方向的电流,平板内各点的电导率为γ,电场强度为E,方向如图15.6所示,平板的相对磁导率为μr1,平板两侧充满相对磁导率为μr2的各向同性的均匀磁介质,试求板内外任意点的磁感应强度.解：1. 设场点距中心面为x,因磁场面对称以中心面为对称面过场点取矩形安培环路，有⎰⋅l lH d=ΣI02∆LH=ΣI0(1)介质内,0<x<b/2. ΣI0=2x∆lJ=2x∆lγE,有H=xγE B=μ0μr1H=μ0μr1xγE(2)介质外,|x|>b/2. ΣI0=b∆lJ=b∆lγE,有H=bγE/2B=μ0μr2H=μ0μr2bγE/2i v•图2. 一根同轴电缆线由半径为R 1的长导线和套在它外面的半径为R 2的同轴薄导体圆筒组成，中间充满磁化率为χm 的各向同性均匀非铁磁绝缘介质，如图所示. 传导电流沿导线向上流去, 由圆筒向下流回，电流在截面上均匀分布. 求介质内外外表的磁化电流的大小及方向.解：2. 因磁场柱对称 取同轴的圆形安培环路，有 ⎰⋅ll H d =ΣI 0在介质中(R 1<r <R 2)，ΣI 0=I ，有 2πrH = I H = I /(2πr ) 介质内的磁化强度 M =χm H =χm I /(2πr )介质内外表的磁化电流 J SR 1=| M R 1×n R 1|=| M R 1|=χm I /(2πR 1) I SR 1=J SR 1⋅2πR 1=χm I (与I 同向) 介质外外表的磁化电流J SR 2=| M R 2×n R 2|=| M R 2|=χm I /(2πR 2) I SR 2=J SR 2⋅2πR 2=χm I (与I 反向)练习十二 电磁感应定律 动生电动势三、计算题1. 如图所示，长直导线AC 中的电流I 沿导线向上，并以d I /d t = 2 A/s 的变化率均匀增长. 导线附近放一个与之同面的直角三角形线框，其一边与导线平行，位置及线框尺寸如下图. 求此线框中产生的感应电动势的大小和方向.解： 1.d S =y d x =[(a+b -x )l/b ]d xΦm =⎰⋅S d S B=()⎰+-+⋅ba abldxx b a x I πμ20 =()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++b a b a b a b Il ln 20πμ图图图εi =-d Φm /d t=()dtdIa b a ba b b l ⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-ln 20πμ =-×10－8V负号表示逆时针2. 一很长的长方形的U 形导轨，与水平面成θ 角，裸导线可在导轨上无摩擦地下滑，导轨位于磁感强度B 垂直向上的均匀磁场中，如图所示. 设导线ab 的质量为m ，电阻为R ，长度为l ，导轨的电阻略去不计, abcd 形成电路. t=0时，v=0. 求：(1) 导线ab 下滑的速度v 与时间t 的函数关系; (2) 导线ab 的最大速度v m .解：2. (1) 导线ab 的动生电动势为εi = ⎰l v×B ·d l=vBl sin(π/2+θ)=vBl cos θI i =εi /R = vBl cos θ/R方向由b 到a . 受安培力方向向右,大小为F =| ⎰l (I i d l×B )|= vB 2l 2cos θ/RF 在导轨上投影沿导轨向上,大小为F '= F cos θ =vB 2l 2cos 2θ/R重力在导轨上投影沿导轨向下,大小为mg sin θmg sin θ -vB 2l 2cos 2θ/R=ma=m d v /d t dt=d v /[g sin θ -vB 2l 2cos 2θ/(mR )]()[]{}⎰-=vmR l vB g dv t 0222cos sin θθ()()()mR t l B e l B mgR v θθθ222cos 2221cos sin --=(2) 导线ab 的最大速度v m =θθ222cos sin l B mgR .练习十三 感生电动势 自感三、计算题1. 在半径为R 的圆柱形空间中存在着均匀磁场B ,B R 的金属棒MN 放在磁场外且与圆柱形均匀磁场相切,切点为金属棒的中点,金属棒与磁场BB 随时间的变化率d B /d t 为大于零的常量.求:棒上感应电动势的大小,并指出哪一个端点的电势高. (分别用对感生电场的积分εi =⎰l E i ·d l 和法拉第电磁感应定律εi =－d Φ/d t 两种方法解). .解：(1) 用对感生电场的积分εi =⎰l E i ·d l 解:在棒MN 上取微元d x (-R<x<R ), 该处感生电场大小为E i =[R 2/(2r )](d B/d t )与棒夹角θ满足tan θ=x/R εi =⎰⋅NMl E i d =⎰NMi x E θcos d=()⎰-⋅RRr R r x t B R 22d d d =⎰-+⋅RR R x x t B R 2232d d d =[R 3(d B/d t )/2](1/R )arctan(x/R )R R-=πR 2(d B/d t )/4因εi =>0,故N 点的电势高. (2) 用法拉第电磁感应定律εi =－d Φ/d t 解: 沿半径作辅助线OM ,ON 组成三角形回路MONM=⎰⋅NMl E i d =⎰⋅-MNl E i dεi=-⎢⎣⎡⋅⎰MNl E i d +⎰⋅OM l E i d +⎥⎦⎤⋅⎰NO l E i d =－(－d ΦmMONM /d t ) =d ΦmMONM /d t而 ΦmMONM =⎰⋅Sd S B =πR 2B/4故 εi =πR 2(d B/d t )/4 N 点的电势高.2. 电量Q 均匀分布在半径为a ,长为L (L >>a )的绝缘薄壁长圆筒外表上,圆筒以角速度ωa ,电阻为R 总匝数为N ω=ω0(1-t/t 0)的规律(ω0,t 0为已知常数)随时间线性地减小,求圆线圈中感应电流的大小和流向.解：2. .等效于螺线管B 内=μ0 nI=μ0 [Q ω /(2π)]/L=μ0 Q ω /(2πL )B 外=0Φ=⎰S B ⋅d S=B πa 2=μ0Q ω a 2 /(2 L ) εi =－d Φ/d t=－[μ0Q a 2 /(2 L )]d ω /d t=μ0ω 0Q a 2 /(2 L t 0)I i =εi /R=μ0ω 0Q a 2 /(2 LR t 0)方向与旋转方向一致.练习十四 自感〔续〕互感 磁场的能量三、计算题1. 两半径为a 的长直导线平行放置,相距为d ,组成同一回路,求其单位长度导线的自感系数L 0.解：1. 取如下图的坐标,设回路有电流为I ,则两导线间磁场方向向里,大小为 0≤r ≤a B 1=μ0Ir/(2πa 2)+ μ0I/[2π(d -r )] a ≤r ≤d -a B 2=μ0I/(2πr )+μ0I/[2π(d -r )] d -a ≤r ≤d B 3=μ0I/(2πr )+ μ0I (d -r )/(2πa 2) 取窄条微元d S=l d r ,由Φm =⎰⋅SS B d 得Φml =⎰aa r Irl 0202d πμ+()⎰-a r d r Il 002d πμ +⎰-ad ar r Il πμ2d 0+()⎰--a d ar d r Il πμ2d 0+⎰-ad ar r Il πμ2d 0+()⎰-a d aa rl r -d I 202d πμ =μ0Il/(4π)+[μ0Il/(2π)]ln[d/(d -a )]+[μ0Il/(2π)]ln[(d -a )/a ] +[μ0Il/(2π)]ln[(d -a )/a ]+[μ0Il/(2π)]ln[d/(d -a )]+μ0Il/(4π)=μ0Il/(2π)+(μ0Il/π)ln(d/a )由L l =Φl /I ,L 0= L l /l=Φl /(Il ).得单位长度导线自感 L 0==μ0l/(2π)+(μ0l/π)ln(d/a )2 内外半径为R 、r 的环形螺旋管截面为长方形,共有N 匝线圈.另有一矩形导线线圈与其套合,如图19.4(1)所示. 其尺寸标在图19.4(2) 所示的截面图中,求其互感系数.解：2. 设环形螺旋管电流为I , 则管内磁场大小为B =μ0NI/(2πρ) r ≤ρ≤RS=h d ρ,由Φm =⎰⋅SS B d 得Φm =⎰RrNIh πρρμ2d 0=μ0NIh ln(R/r )/(2π) M =Φm /I ==μ0Nh ln(R/r )/(2π)(1)。
大学物理二考试题及答案大全
大学物理二考试题及答案大全一、选择题（每题2分，共20分）1. 一个物体在水平面上以一定的初速度开始做匀减速直线运动，直到静止。
若物体在最后1秒内通过的位移为s，那么物体总的位移为：A. 2sB. 3sC. 4sD. 5s答案：B2. 根据牛顿第三定律，作用力和反作用力的大小关系是：A. 相等B. 不相等C. 无法确定D. 有时相等有时不相等答案：A3. 一个质量为m的物体从高度h自由落下，忽略空气阻力，落地时的速度v与高度h的关系是：A. v = √(2gh)B. v = √(gh)C. v = 2ghD. v = gh答案：A4. 在理想气体状态方程PV = nRT中，P表示：A. 温度B. 体积C. 压力D. 气体分子的数量答案：C5. 光的折射定律中，入射角和折射角的关系是：A. 入射角总是大于折射角B. 折射角总是大于入射角C. 入射角和折射角成正比D. 入射角和折射角的正弦值成正比答案：D6. 一个电路中，电阻R1和R2串联，已知R1 = 100Ω，R2 = 200Ω，总电阻R总是：A. 150ΩB. 300ΩC. 400ΩD. 500Ω答案：B7. 根据能量守恒定律，一个封闭系统中的总能量：A. 可以增加B. 可以减少C. 保持不变D. 无法确定答案：C8. 在电磁学中，电流的磁效应是由以下哪位科学家发现的？A. 牛顿B. 法拉第C. 奥斯特D. 库仑答案：C9. 一个物体在水平面上以一定的初速度开始做匀速直线运动，其动量的变化率等于：A. 物体的质量B. 物体的动量C. 物体的冲量D. 物体的力答案：D10. 根据麦克斯韦方程组，电场和磁场之间的相互关系是：A. 电场产生磁场B. 磁场产生电场C. 电场和磁场相互独立D. 电场和磁场可以相互转换答案：D二、填空题（每题2分，共20分）11. 一个物体做匀加速直线运动，初速度为3m/s，加速度为2m/s²，那么在第2秒末的速度是________m/s。
大物下册复习题集
球心处电势为（设无限 。
R
O
dS
2、一平行板电容器，两极间充满各向同性均匀电介质， 已知相对介电常数为εr，若极板上的自由电荷面密度为σ ， 则介质中电位移的大小D= . 电场强度的大 小 E
D
0 r
3、无限长直导线在P处弯成半径为R的圆，当通以电流I时，则在 I 1 圆心O点的磁感应强度大小等于 R B 0 1 2R 方向为 I o 垂直纸面向里
(D)p型半导体的导电机构完全决定于满带中空穴的运动.
C
二、填空题
1、真空中有一均匀电点球面，球半径为R，总带电量为 Q(>0)，今在球面上挖去一很小面积dS（连同其上电荷）， 设其余部分的电荷仍均匀分布，则挖去以后球心处
QdS
的电场强度为 远处电势为零）
16 2 0 R 4 Q 4 0 R
解：设坐标原点位于杆 中心O点，x轴沿杆的方向。如图所 示。杆的 q 电荷线密度 λ 。 p 2l 2 2 a x a 在x处任取电荷元dq
dx
q dq λdx dx 2l dq dU 2 2 4πε 0 x a
ox 2l
x
整个杆上电荷产生的电 势： UP 8 l
0
q
O
A
C O
B B
6.如图,平行板电容器(忽略边缘效应)充电时,沿环路L1,L2磁场强 度的环流中,必有: C L1 ( A) H dl H dl
2 ( B ) H dl H dl (C ) H dl H dl
P
4、一半径为R圆柱形导体，筒壁很薄，可视为无限长，通以 电流I，筒外有一层厚为d，磁导率为μ的均匀顺磁性介质，介 质外为真空，画出此磁场的H-r图及B-r图 H
大学物理二试题及答案
大学物理二试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是：A. 299,792,458 m/sB. 299,792,458 km/sC. 299,792,458 cm/sD. 299,792,458 mm/s2. 根据牛顿第三定律，作用力和反作用力：A. 总是相等的B. 总是相反的C. 总是相等且相反的D. 总是不相等的3. 一个物体的动能与其速度的关系是：A. 线性关系B. 非线性关系C. 速度的平方成正比D. 速度的平方成反比4. 以下哪种波是横波？A. 声波B. 电磁波C. 重力波D. 所有选项都是5. 根据热力学第一定律，能量守恒定律的表达式是：A. ΔU = Q - WB. ΔU = Q + WC. ΔU = Q + PD. ΔU = Q - P6. 理想气体状态方程是：A. PV = nRTB. PV = nTC. PV = nRD. PV = RT7. 麦克斯韦方程组描述了：A. 经典力学B. 热力学C. 电磁学D. 量子力学8. 根据量子力学，电子在原子中的运动状态是由什么决定的？A. 电子的质量B. 电子的速度C. 电子的能级D. 电子的电荷9. 相对论中，时间膨胀的效应表明：A. 运动的物体比静止的物体时间流逝得更快B. 运动的物体比静止的物体时间流逝得更慢C. 运动的物体和静止的物体时间流逝速度相同D. 运动的物体时间膨胀效应与速度无关10. 以下哪个选项是正确的？A. 光速在所有惯性参考系中都是相同的B. 光速在所有参考系中都是不同的C. 光速在真空中是最快的D. 光速在介质中比在真空中快答案：1. A2. C3. C4. B5. B6. A7. C8. C9. B10. A二、填空题（每题2分，共20分）1. 光年是______单位，表示光在一年内通过的距离。
2. 根据欧姆定律，电阻R等于电压V除以电流I，即R = ______。
3. 一个物体的动量P等于其质量m乘以速度v，即P = ______。
大学物理 第二章练习及答案
一、判断题1. 根据冲量的定义21d t t I F t =⋅⎰知，I 与F 的方向相同. ······················································· [×]2. 在应用动量定理时，物体的始末动量应由同一个惯性系来确定. ···································· [√]3. 外力在某一方向的分量之和为零，总动量在该方向的分量守恒. ···································· [√]4. 系统的内力可以改变系统的总动量，也可改变系统内质点的动量. ································ [×]5. 保守力做功等于势能的增量. ································································································ [×]6. 系统的势能的量值只有相对意义，而势能差值具有绝对意义. ········································ [√]7. 系统的外力做功等于系统动能的增量. ················································································ [×]8. 非保守力做功一定为负值. ···································································································· [×]9. 势能属于整个物体系统，不为单个物体拥有. ···································································· [√] 10. 质点受有心力作用下绕定点转动，质点对定点的角动量守恒. ········································ [√] 二、选择题11. 质量为m 的质点，以不变速率v 沿图中正三角形ABC 的水平光滑轨道运动。
大学物理2(上)总复习1--选择题70题
大学物理2（上）总复习---选择题选择题（1） 1．用水平压力F 把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止．当F 逐渐增大时，物体所受的静摩擦力f （ ）。
A ．恒为零；B ．不为零，但保持不变；C ． 随F 成正比地增大；D ．开始随F 增大，达到某一最大值后，就保持不变。
2．如图所示，两个同频率、同振幅的简谐振动曲线和，它们的相位关系是（ ）。
A ．a 比b 滞后 2π；B ．a比b 超前2π； C ．b比a 超前4π； D ．b 比a 滞后4π。
3．有一半径为R 的水平圆转台,可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动, 转动惯量为J, 开始时转台以匀角速度0ω转动，此时有一质量为m 的人站住转台中心, 随后人沿半径向外跑去,当人到达转台边缘时, 转台的角速度为（ ）。
A ．02ωmR J J +；B ．()02ωR m J J +； C ．0ω； D ．02ωmR J 。
4．一台工作于温度为327C 0和27 C 0的高温和低温热源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热2000J ，则对外做功为 （ ）。
A ．2000J ；B ．1000J ；C ．800J ；D ．500J 。
5．在同一媒质中两列相干的平面简谐波强度之比是12:4:1I I =，则两列波的振幅之比21:A A 为 （ ）。
A ．4； B ．2； C ．16； D ．1/4。
6．一运动质点在某瞬时位于位矢),(y x r的端点处，对其速度的大小有四种意见，即（1）dt dr ； （2）dt r d ； （3）dt ds ； （4）22⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛dt dy dt dx 。
下述判断正确的是 （ ）。
A ． 只有（1）（2）正确；B ．只有（2）正确；C ．只有（2）（3）正确；D ． 只有（3）（4）正确。
7．一质点沿y 方向振动，振幅为A ，周期为T ，0t s =时，位于平衡位置 0y =处，向y 轴正方向运动。
大学课程《大学物理(二)》自我检测试题 附答案
姓名班级学号………密……….…………封…………………线…………………内……..………………不…………………….准…………………答….…………题…大学课程《大学物理（二）》自我检测试题附答案考试须知：1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。
2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。
3、请仔细阅读各种题目的回答要求，在密封线内答题，否则不予评分。
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、三个容器中装有同种理想气体，分子数密度相同，方均根速率之比为，则压强之比_____________。
2、一束平行单色光垂直入射在一光栅上，若光栅的透明缝宽度与不透明部分宽度相等，则可能看到的衍射光谱的级次为____________。
3、长为、质量为的均质杆可绕通过杆一端的水平光滑固定轴转动，转动惯量为，开始时杆竖直下垂，如图所示。
现有一质量为的子弹以水平速度射入杆上点，并嵌在杆中. ，则子弹射入后瞬间杆的角速度___________。
4、一条无限长直导线载有10A的电流．在离它 0.5m远的地方它产生的磁感强度B为____________。
一条长直载流导线，在离它1cm处产生的磁感强度是T，它所载的电流为____________。
5、两个相同的刚性容器，一个盛有氧气，一个盛氦气（均视为刚性分子理想气体）。
开始他们的压强和温度都相同，现将3J的热量传给氦气，使之升高一定的温度。
若使氧气也升高同样的温度，则应向氧气传递的热量为_________J。
6、已知质点的运动方程为，式中r的单位为m，t的单位为s。
则质点的运动轨迹方程，由t=0到t=2s内质点的位移矢量______m。
7、将热量Q传给一定量的理想气体：（1）若气体的体积不变，则热量转化为_____________________________。
（2）若气体的温度不变，则热量转化为_____________________________。
大学物理2试题及答案
大学物理2试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光在真空中的速度是（）。
A. 299,792,458 m/sB. 299,792,458 km/hC. 299,792,458 km/sD. 299,792,458 m/h答案：A2. 牛顿第二定律的表达式是（）。
A. F = maB. F = mvC. F = m/aD. F = a/m答案：A3. 根据热力学第一定律，系统内能的增加等于（）。
A. 系统对外做的功B. 系统吸收的热量C. 系统对外做的功加上系统吸收的热量D. 系统对外做的功减去系统吸收的热量答案：C4. 电磁波的传播不需要（）。
A. 介质B. 真空C. 空气D. 光速答案：A5. 根据麦克斯韦方程组，变化的磁场会产生（）。
A. 电场B. 磁场C. 电流D. 电荷答案：A6. 根据量子力学，电子在原子中的能量状态是（）。
A. 连续的B. 离散的C. 随机的D. 可变的答案：B7. 根据相对论，当物体的速度接近光速时，其质量会（）。
A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 消失答案：A8. 根据波粒二象性，光具有（）。
A. 波动性B. 粒子性C. 波动性和粒子性D. 既非波动性也非粒子性答案：C9. 根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果，这被称为（）。
A. 热力学第一定律B. 热力学第二定律C. 热力学第三定律D. 热力学第四定律答案：B10. 根据电磁感应定律，变化的磁场会在导体中产生（）。
A. 电压B. 电流C. 电阻D. 电场答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 光年是光在一年内通过的距离，其数值大约是 ________ 光年。
答案：9.46 × 10^12 公里2. 根据库仑定律，两点电荷之间的力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比，公式为 ________。
答案：F = k * (q1 * q2) / r^23. 欧姆定律表明，电流I、电压V和电阻R之间的关系是 ________。
大物(2)期末复习
11练习一 静电场中的导体三、计算题1. 已知某静电场在xy 平面内的电势函数为U =Cx/(x 2+y 2)3/2,其中C 为常数.求(1)x 轴上任意一点,(2)y 轴上任意一点电场强度的大小和方向.解：. E x =U/x=C [1/(x 2+y 2)3/2+x (3/2)2x /(x 2+y 2)5/2]= (2x2y 2)C /(x 2+y 2)5/2E y =U/y=Cx (3/2)2y /(x 2+y 2)5/2=3Cxy /(x 2+y 2)5/2x 轴上点(y =0) E x =2Cx 2/x 5=2C /x 3 E y =0E =2C i /x 3y 轴上点(x =0) E x =Cy 2/y 5=C /y 3 E y =0E =C i /y 32．如图,一导体球壳A (内外半径分别为R 2,R 3),同心地罩在一接地导体球B (半径为R 1)上,今给A 球带负电Q , 求B 球所带电荷Q B 及的A 球的电势U A .静电场中的导体答案解： 2. B 球接地,有 U B =U =0, U A =U BAU A =(Q+Q B )/(40R 3)U BA =[Q B /(4)](1/R 21/R 1)得 Q B =QR 1R 2/( R 1R 2+ R 2R 3 R 1R3)U A =[Q/(40R 3)][1+R 1R 2/(R 1R 2+R 2R 3R 1R 3)]图22 =Q (R 2R 1)/[4(R 1R 2+R 2R 3R 1R 3)]练习二 静电场中的电介质三、计算题1. 如图所示,面积均为S =的两金属平板A ,B 平行对称放置,间距为d =1mm,今给A , B 两板分别带电 Q 1=×10－9C, Q 2=×10－9C.忽略边缘效应,求：(1) 两板共四个表面的面电荷密度1,2,3,4;(2) 两板间的电势差V =U A －U B .解：1. 在A 板体内取一点A , B 板体内取一点B ,它们的电场强度是四个表面的电荷产生的,应为零,有E A =1/(2)2/(20)3/(2)4/(2)=0E A =1/(2)+2/(20)+3/(2)4/(2)=0而 S (1+2)=Q 1 S (3+4)=Q 2有 1234=01+2+34=01+2=Q 1/S 3+4=Q 2/S解得1=4=(Q 1+Q 2)/(2S )=108C/m 22=3=(Q 1Q 2)/(2S )=108C/m 2两板间的场强 E=2/=(Q 1Q 2)/(2S )V=U A －U B ⎰⋅=BAl E d=Ed=(Q 1Q 2)d /(2S )=1000V四、证明题导体 图A Q 1图Q 21234331. 如图所示，置于静电场中的一个导体，在静电平衡后，导体表面出现正、负感应电荷.试用静电场的环路定理证明，图中从导体上的正感应电荷出发，终止于同一导体上的负感应电荷的电场线不能存在.解：1. 设在同一导体上有从正感应电荷出发，终止于负感应电荷的电场线.沿电场线ACB 作环路ACBA ,导体内直线BA 的场强为零,ACB 的电场与环路同向于是有=⋅⎰l E d l+⋅⎰ACBl E d ⎰⋅ABl E d 2=⎰⋅ACBlE d 0与静电场的环路定理=⋅⎰l E d l 0相违背,故在同一导体上不存在从正感应电荷出发，终止于负感应电荷的电场线.练习三 电容 静电场的能量三、计算题1. 半径为R 1的导体球带电Q ,球外一层半径为R 2相对电容率为r的同心均匀介质球壳,其余全部空间为空气.如图所示.求:(1)离球心距离为r 1(r 1<R 1), r 2(R 1<r1<R2), r 3(r 1>R 2)处的D 和E ；(2)离球心r 1, r 2, r 3,处的U ；(3)介质球壳内外表面的极化电荷. 解：1. (1)因此电荷与介质均为球对称,电场也球对称,过场点作与金属球同心的球形高斯面,有iSq0d ∑=⋅⎰S D4r 2D=q 0i当r=5cm <R 1, q 0i =0得 D 1=0, E 1=0 当r=15cm(R 1<r <R 1+d ) q 0i =Q=×108C 得D 2=Q /(4r 2)=×108C/m 2E 2=Q /(40rr 2)=×103N/C图R 2BA C当r=25cm(r>R1+d )q 0i=Q=×108C 得D3=Q/(4r2)=×108C/m2E3=Q/(40r2)=×104N/CD和E的方向沿径向.(2) 当r=5cm<R1时U1=⎰∞⋅r lE d⎰=R r r E d1⎰++d RRrE d2⎰∞++dRrE d3=Q/(40r R)Q/[40r(R+d)]+Q/[40(R+d)]=540V当r=15cm<R1时U2=⎰∞⋅r lE d⎰+=d RrrE d2⎰∞++dRrE d3=Q/(40r r)Q/[40r(R+d)]+Q/[40(R+d)]=480V当r=25cm<R1时U3=⎰∞⋅r lE d⎰∞=rrE d3=Q/(40r)=360V(3)在介质的内外表面存在极化电荷,P e=0E=0(r1)E =P e·n r=R处, 介质表面法线指向球心=P e·n =P e cos =0(r 1)Eq =S=0(r1) [Q /(40r R2)]4R2=(r1)Q/r=×108Cr=R+d处, 介质表面法线向外=P e·n =P e cos0=0(r1)Eq=S=0(r1)[Q /(40r(R+d)2]4(R+d)2=(r1)Q/r=×108C44552.两个相距很远可看作孤立的导体球，半径均为10cm ，分别充电至200V 和400V ，然后用一根细导线连接两球，使之达到等电势. 计算变为等势体的过程中，静电力所作的功. 解;2.球形电容器 C =4RQ 1=C 1V 1= 40RV 1 Q 2=C 2V 2= 4RV 2W 0=C 1V 12/2+C 2V 22/2=2R (V 12+V 22)两导体相连后 C =C 1+C 2=8RQ=Q 1+Q 2= C 1V 1+C 2V 2=40R (V 1+V 2)W=Q 2/(2C )= [4R (V 1+V 2)]2/(16R )=R (V 1+V 2)2静电力作功 A=W 0W=2R (V 12+V 22)R (V 1+V 2)2=R (V 1V 2)2=×107J练习六 磁感应强度 毕奥—萨伐尔定律三、计算题1. 如图所示, 一宽为2a 的无限长导体薄片, 沿长度方向的电流I 在导体薄片上均匀分布. 求中心轴线OO上方距导体薄片为a 的磁感强度.解：1.取宽为d x 的无限长电流元d I=I d x/(2a ) d B=0d I/(2r )=I d x/(4ar )d B x =d B cos =[0I d x/(4ar )](a/r )=I dx/(4r 2)= 0I d x/[4(x 2+a2)]xy d Bd IPr OO Ixy zP2a图66 d B y =d B sin =Ix d x/[4a (x 2+a 2)]()⎰⎰-+==aax x a x xI B B 2204d d πμ=[I/(4)](1/a )arctan(x/a )a a-=I/(8a )()⎰⎰-+==aay y ax a xIx B B 2204d d πμ=[I/(8a )]ln(x 2+a 2)a a-=02. 如图所示，半径为R 的木球上绕有密集的细导线，线圈平面彼此平行，且以单层线圈覆盖住半个球面. 设线圈的总匝数为N ，通过线圈的电流为I . 求球心O 的磁感强度.解：2. 取宽为d L 细圆环电流, d I=I d N=I [N/(R/2)]R d =(2IN/)d d B=d Ir 2/[2(r 2+x 2)3/2]r=R sin x=R cosd B=NI sin 2 d /(R )⎰⎰==πππθθμ220d sin d RNI B B=0NI/(4R )练习七 毕奥—萨伐尔定律(续) 磁场的高斯定理三、计算题1.在无限长直载流导线的右侧有面积为S 1和S 2的两个矩形回路, 回路旋转方向如图所示, 两个回路与长直载流导线在同一平面内, 且矩形回路的一边与长直载流导线平行. 求通过两矩形回路的磁通量及通过S 1回路的磁通量与通过S 2回路的磁通量之比. 解： 1.取窄条面元d S =b d r ,O R 图图2aaaS 2S 1 bx d Bd I77面元上磁场的大小为B =0I /(2r ), 面元法线与磁场方向相反.有1=⎰-=aabIbdr r I 2002ln 2cos 2πμππμ 2=⎰-=aabI bdr r I 42002ln 2cos 2πμππμ 1/2=12. 半径为R 的薄圆盘均匀带电，总电量为Q . 令此盘绕通过盘心且垂直盘面的轴线作匀速转动，角速度为，求轴线上距盘心x 处的磁感强度的大小和旋转圆盘的磁矩. 解;2. 在圆盘上取细圆环电荷元d Q =2r d r , [=Q /(R 2) ],等效电流元为d I =d Q /T =2r d r/(2/)=r d r(1)求磁场, 电流元在中心轴线上激发磁场的方向沿轴线,且与同向,大小为 d B=d Ir 2/[2(x 2+r 2)3/2]=r 3d r /[2(x 2+r 2)3/2]()()()⎰⎰++=+=R Rxrx r r xr rr B 02322222002/32230d 42d σωμσωμ=()()()⎰+++R xrx r x r 0232222220d 4σωμ()()⎰++R xrx r x 023222220d 4σωμ=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++RR x r x xr 022202202σωμ =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++x x R x R R Q 222222220πωμ (2)求磁距. 电流元的磁矩 d P m =d IS=r d r r 2=r 2d r ⎰=R m dr r P 03πσω=R 4/4=QR 2/488 练习八 安培环路定律三、计算题1. 如图所示，一根半径为R 的无限长载流直导体，其中电流I 沿轴向流过，并均匀分布在横截面上. 现在导体上有一半径为R 的圆柱形空腔，其轴与直导体的轴平行，两轴相距为 d . 试求空腔中任意一点的磁感强度.解：1. 此电流可认为是由半径为R 的无限长圆柱电流I 1和一个同电流密度的反方向的半径为R 的无限长圆柱电流I 2组成.I 1=J R 2 I 2=J R2J =I/[ (R 2R2)]它们在空腔内产生的磁感强度分别为B 1=0r 1J/2 B 2=0r 2J/2方向如图.有 B x =B 2sin2B 1sin1=(J/2)(r 2sin2r 1sin1)=B y =B 2cos2＋B 1cos1=(J/2)(r 2cos 2＋r 1cos1)=(J/2)d所以 B = B y = 0dI/[2(R 2－R2)]方向沿y 轴正向2. 设有两无限大平行载流平面,它们的电流密度均为j ,电流流向相反. 求： (1) 载流平面之间的磁感强度； (2) 两面之外空间的磁感强度.解;2. 两无限大平行载流平面的截面如图.平面电流在空间产生的磁场为 B 1=J /2在平面①的上方向右,在平面①的下方向左; 电流②在空间产生的磁场为 B 2=J /2图O 2RdORI 1 I 2① ②OO Irr B B y xRRd在平面②的上方向左,在平面②的下方向右.(1) 两无限大电流流在平面之间产生的磁感强度方向都向左,故有B=B1+B2=0J(2) 两无限大电流流在平面之外产生的磁感强度方向相反,故有B=B1B2=0练习九安培力三、计算题1. 一边长a =10cm的正方形铜导线线圈(铜导线横截面积S=, 铜的密度=cm3), 放在均匀外磁场中. B竖直向上, 且B = 103T, 线圈中电流为I =10A . 线圈在重力场中求:(1) 今使线圈平面保持竖直, 则线圈所受的磁力矩为多少.(2) 假若线圈能以某一条水平边为轴自由摆动,当线圈平衡时,线圈平面与竖直面夹角为多少.解：1. (1) P m=IS=Ia2方向垂直线圈平面.线圈平面保持竖直,即P m与B垂直.有M m=P m×BM m=P m B sin(/2)=Ia2B=×10－4m N(2) 平衡即磁力矩与重力矩等值反向M m=P m B sin(/2－)=Ia 2B cosM G= M G 1 + M G2 + M G 3= mg(a/2)sin+ mga sin+ mg(a/2)sin =2(Sa)ga sin=2Sa2g sinBn/2mgmgmg991010Ia 2B cos =2Sa 2g sintan=IB/(2Sg )==152. 如图所示，半径为R 的半圆线圈ACD 通有电流I 2, 置于电流为I 1的无限长直线电流的磁场中, 直线电流I 1 恰过半圆的直径, 两导线相互绝缘. 求半圆线圈受到长直线电流I 1的磁力.解：2.在圆环上取微元I 2d l = I 2R d该处磁场为B =0I 1/(2R cos )I 2d l 与B 垂直,有d F= I 2d lB sin(/2)d F=0I 1I 2d/(2cos )d F x =d F cos =0I 1I 2d/(2)d F y =d F sin =0I 1I 2sin d/(2cos )⎰-=222102πππθμd I I F x =0I 1I 2/2因对称F y =0.故 F =0I 1I 2/2 方向向右.练习十 洛仑兹力三、计算题1. 如图所示，有一无限大平面导体薄板，自下而上均匀通有电流，已知其面电流密度为i (即单位宽度上通有的电流强度)(1) 试求板外空间任一点磁感强度的大小和方向.(2) 有一质量为m ，带正电量为q 的粒子，以速度v 沿平板法线方向向外运动. 若不计粒子重力.求：(A) 带电粒子最初至少在距板什么位置处才不与大平板碰撞. (B) 需经多长时间，才能回到初始位置.. 解：1. (1)求磁场.用安培环路定律得 B =i/2iv图I 1 I 2图I 1I 2Rx y d F在面电流右边B的方向指向纸面向里,在面电流左边B的方向沿纸面向外.(2) F =q v×B=m a qvB=ma n=mv2/R带电粒子不与平板相撞的条件是粒子运行的圆形轨迹不与平板相交,即带电粒子最初位置与平板的距离应大于轨道半径.R=mv/qB= 2mv/(0iq)(3) 经一个周期时间，粒子回到初始位置.即t=T=2R/v= 4m/(0iq)2. 一带电为Q质量为m的粒子在均匀磁场中由静止开始下落,磁场的方向(z轴方向)与重力方向(y 轴方向)垂直,求粒子下落距离为y 时的速率.并讲清求解方法的理论依据.解：2. 洛伦兹力Q v×B垂直于v,不作功,不改变v的大小；重力作功.依能量守恒有mv2/2=mgy，得v=(2gy)1/2.练习十一磁场中的介质三、计算题1. 一厚度为b的无限大平板中通有一个方向的电流,平板内各点的电导率为,电场强度为E,方向如图所示,平板的相对磁导率为r1,平板两侧充满相对磁导率为r2的各向同性的均匀磁介质,试求板内外任意点的磁感应强度.解：1. 设场点距中心面为x,因磁场面对称以中心面为对称面过场点取矩形安培环路，有⎰⋅l lH d=ΣI0 2LH=ΣI0(1)介质内,0<x<b/2. ΣI0=2x lJ=2x l E,有H=x E B=0r1H=0r1x E(2)介质外,x>b/2. ΣI0=b lJ=b l E,有H=b E/2 B=0r2H=0r2b E/2×EHHl111112122. 一根同轴电缆线由半径为R 1的长导线和套在它外面的半径为R 2的同轴薄导体圆筒组成，中间充满磁化率为m的各向同性均匀非铁磁绝缘介质，如图所示. 传导电流沿导线向上流去, 由圆筒向下流回，电流在截面上均匀分布. 求介质内外表面的磁化电流的大小及方向.解： 2. 因磁场柱对称 取同轴的圆形安培环路，有 ⎰⋅l l H d =ΣI 0在介质中(R 1r R 2)，ΣI 0=I ，有2rH = I H = I /(2r )介质内的磁化强度M =mH =mI /(2r )介质内表面的磁化电流J SR 1= M R 1×n R 1= M R 1=mI /(2R 1)I SR 1=J SR 12R 1=mI (与I 同向)介质外表面的磁化电流J SR 2= M R 2×n R 2= M R 2=mI /(2R 2)I SR 2=J SR 22R 2=mI (与I 反向)练习十二 电磁感应定律 动生电动势三、计算题1. 如图所示，长直导线AC 中的电流I 沿导线向上，并以d I /d t = 2 A/s 的变化率均匀增长. 导线附近放一个与之同面的直角三角形线框，其一边与导线平行，位置及线框尺寸如图所示. 求此线框中产生的感应电动势的大小和方向.解： 1. 取顺时针为三角形回路电动势正向,得三角形面法线垂直纸面向里.取窄条面积微元20cm10cm5cm 图bBla图rrrbE图OI图R 1R 21313d S =y d x =[(a+b x )l/b ]d xm=⎰⋅S d S B=()⎰+-+⋅ba abldxx b a x I πμ20 =()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++b a b a b a bIl ln 20πμ εi =dm/d t=()dt dIa b a b a b b l ⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-ln 20πμ =×10－8V负号表示逆时针2. 一很长的长方形的U 形导轨，与水平面成 角，裸导线可在导轨上无摩擦地下滑，导轨位于磁感强度B 垂直向上的均匀磁场中，如图所示. 设导线ab 的质量为m ，电阻为R ，长度为l ，导轨的电阻略去不计, abcd 形成电路. t=0时，v=0. 求：(1) 导线ab 下滑的速度v 与时间t 的函数关系; (2) 导线ab 的最大速度v m .解： 2. (1) 导线ab 的动生电动势为εi =lv×B ·d l=vBl sin(/2+)=vBl cos I i =εi /R = vBl cos /R方向由b 到a . 受安培力方向向右,大小为F =l(I i d l×B )= vB 2l 2cos /RF 在导轨上投影沿导轨向上,大小为F = F cos =vB 2l 2cos 2/R重力在导轨上投影沿导轨向下,大小为mg sinmg sin vB 2l 2cos 2/R=ma=m d v /d t dt=d v /[g sin vB 2l 2cos 2/(mR )]1414()[]{}⎰-=vmR l vB g dv t 0222cos sin θθ()()()mR t l B el B mgR v θθθ222cos 2221cos sin --=(2) 导线ab 的最大速度v m =θθ222cos sin l B mgR .练习十三 感生电动势 自感三、计算题1. 在半径为R 的圆柱形空间中存在着均匀磁场B ,B 的方向与柱的轴线平行.有一长为2R 的金属棒MN 放在磁场外且与圆柱形均匀磁场相切,切点为金属棒的中点,金属棒与磁场B 的轴线垂直.如图所示.设B 随时间的变化率d B /d t 为大于零的常量.求:棒上感应电动势的大小,并指出哪一个端点的电势高. (分别用对感生电场的积分εi =l E i·d l 和法拉第电磁感应定律εi =－d /d t 两种方法解)..解：(1) 用对感生电场的积分εi =l E i·d l 解:在棒MN 上取微元d x (R<x<R ),该处感生电场大小为E i =[R 2/(2r )](d B/d t )与棒夹角满足tan =x/Rεi =⎰⋅NMl E i d =⎰NMi x E θcos d=()⎰-⋅RRr R r x t B R 22d d d =⎰-+⋅RR R x xt B R 2232d d d =[R 3(d B/d t )/2](1/R )arctan(x/R )RR-=R 2(d B/d t )/4因εi =>0,故N 点的电势高. (2) 用法拉第电磁感应定律εi =－d /d t 解:图×× × ×OR 2RBa2az图L× ×× ×OBMNd E × ×× ×OB1515沿半径作辅助线OM ,ON 组成三角形回路MONMεi =⎰⋅N Ml E i d =⎰⋅-MNl E i d=⎢⎣⎡⋅⎰M N l E i d +⎰⋅O M l E i d +⎥⎦⎤⋅⎰N O l E i d=－(－dmMONM/d t ) =dmMONM/d t而mMONM=⎰⋅S d S B =R 2B/4故 εi =R 2(d B/d t )/4N 点的电势高.2. 电量Q 均匀分布在半径为a ,长为L (L >>a )的绝缘薄壁长圆筒表面上,圆筒以角速度绕中心轴旋转.一半径为2a ,电阻为R 总匝数为N 的圆线圈套在圆筒上,如图所示.若圆筒转速按=(1t/t 0)的规律(,t 0为已知常数)随时间线性地减小,求圆线圈中感应电流的大小和流向.解：2. .等效于螺线管B 内=nI=[Q /(2)]/L=Q /(2L )B 外=0=SB d S=B a 2=Q a 2 /(2 L )εi =－d /d t=－[Q a 2 /(2 L )]d /d t=Q a 2 /(2 L t 0)I i =εi /R=Q a 2 /(2 LR t 0)方向与旋转方向一致.练习十四 自感（续）互感 磁场的能量三、计算题1. 两半径为a 的长直导线平行放置,相距为d ,组成同一回路,求其单位长度导线的自感系数L 0.1616解：1. 取如图所示的坐标,设回路有电流为I ,则两导线间磁场方向向里,大小为 0≤r ≤a B 1=Ir/(2a 2)+I/[2(d r )]a ≤r ≤d a B 2=0I/(2r )+0I/[2(d r )]d a ≤r ≤d B 3=I/(2r )+I (d r )/(2a 2)取窄条微元d S=l d r ,由m=⎰⋅S S B d 得ml =⎰aa r Irl 0202d πμ+()⎰-a r d rIl 002d πμ +⎰-ad ar r Il πμ2d 0+()⎰--a d ar d r Il πμ2d 0+⎰-ad ar r Il πμ2d 0+()⎰-a d aa rl r -d I 202d πμ =Il/(4)+[0Il/(2)]ln[d/(d a )]+[Il/(2)]ln[(d a )/a ] +[Il/(2)]ln[(d a )/a ]+[Il/(2)]ln[d/(d a )]+Il/(4)=Il/(2)+(Il/)ln(d/a )由L l =l/I ,L 0= L l /l=l/(Il ).得单位长度导线自感 L 0==0l/(2)+(l/)ln(d/a )2 内外半径为R 、r 的环形螺旋管截面为长方形,共有N 匝线圈.另有一矩形导线线圈与其套合,如图(1)所示. 其尺寸标在图(2) 所示的截面图中,求其互感系数.解：2. 设环形螺旋管电流为I , 则管内磁场大小为B =NI/(2) r ≤≤R图(1Rrh a b(21717方向垂直于截面; 管外磁场为零.取窄条微元d S=h d ,由m=⎰⋅S S B d 得m=⎰RrNIh πρρμ2d 0=0NIh ln(R/r )/(2)M =m/I ==Nh ln(R/r )/(2)。
大二大学物理试题及答案
大二大学物理试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 以下哪个选项不是牛顿三大定律之一？A. 惯性定律B. 万有引力定律C. 作用与反作用定律D. 力与加速度定律答案：B2. 光在真空中的传播速度是多少？A. 299,792,458 m/sB. 299,792,458 km/sC. 299,792,458 km/hD. 299,792,458 m/h答案：A3. 根据热力学第一定律，下列哪个说法是正确的？A. 能量可以被创造或消灭B. 能量可以在不同形式之间转换C. 能量守恒定律不适用于热力学系统D. 热力学系统的能量总是减少答案：B4. 电磁波的传播速度与以下哪个因素有关？A. 介质的密度B. 介质的折射率C. 观察者的运动状态D. 以上都是答案：B5. 根据麦克斯韦方程组，以下哪个选项是错误的？A. 电场是由电荷产生的B. 磁场是由电流产生的C. 变化的磁场可以产生电场D. 变化的电场可以产生磁场答案：D6. 以下哪个选项不是量子力学的基本原理？A. 波粒二象性B. 不确定性原理C. 相对论性原理D. 量子态的叠加原理答案：C7. 根据狭义相对论，以下哪个说法是错误的？A. 运动的物体在运动方向上的长度会变短B. 运动的物体的时间会变慢C. 运动的物体的质量会增加D. 运动的物体的速度可以超过光速答案：D8. 以下哪个选项不是电磁感应定律的内容？A. 变化的磁场可以产生电场B. 变化的电场可以产生磁场C. 恒定的磁场可以产生电场D. 恒定的电场可以产生磁场答案：C9. 根据热力学第二定律，以下哪个说法是正确的？A. 热量可以从低温物体自发地传递到高温物体B. 热机的效率可以达到100%C. 熵总是增加的D. 热机的效率总是小于1答案：D10. 以下哪个选项不是电磁波的特性？A. 电磁波是横波B. 电磁波在真空中传播速度是光速C. 电磁波是纵波D. 电磁波可以携带能量答案：C二、填空题（每题4分，共20分）1. 根据牛顿第二定律，力等于质量乘以_________。
大物2考试题
大物2考试题一、选择题（每题3分，共30分）1. 以下哪个物理量是矢量？A. 质量B. 速度C. 温度D. 能量2. 根据牛顿第二定律，作用在物体上的合力为零时，物体将：A. 静止不动B. 以恒定速度直线运动C. 速度不断增大D. 加速度不断增大3. 光在真空中的传播速度是：A. 299792458 m/sB. 299792458 km/sC. 299792458 m/hD. 299792458 km/h4. 以下哪个选项是正确的能量守恒定律表述？A. 能量可以被创造或消灭B. 能量在转换和传递过程中总量保持不变C. 能量只能从高能级向低能级转换D. 能量转换和传递过程中总量会减少5. 根据热力学第一定律，系统内能的变化等于：A. 系统对外做的功B. 系统对外做的功与系统吸收的热量之和C. 系统对外做的功与系统放出的热量之差D. 系统对外做的功与系统吸收的热量之差6. 理想气体状态方程为：A. PV = nRTB. PV = nRT^2C. PV = nT/RD. PV = RT/n7. 根据麦克斯韦方程组，以下哪个方程描述了电场和磁场之间的关系？A. ∇·E = ρ/ε₀B. ∇×E = -∂B/∂tC. ∇·B = 0D. ∇×B = μ₀J + μ₀ε₀∂E/∂t8. 以下哪个选项是正确的波动方程？A. ∂²y/∂x² = 1/v²∂²y/∂t²B. ∂²y/∂x² = -1/v²∂²y/∂t²C. ∂²y/∂x² = 1/v²∂²y/∂t²D. ∂²y/∂x² = v²∂²y/∂t²9. 根据量子力学，以下哪个选项描述了波函数的归一化条件？A. ∫ψ²(x)dx = 1B. ∫ψ²(x)dx = 0C. ∫ψ(x)dx = 1D. ∫ψ(x)dx = 010. 根据相对论，以下哪个选项描述了时间膨胀效应？A. 运动的钟比静止的钟走得快B. 运动的钟比静止的钟走得慢C. 静止的钟比运动的钟走得快D. 静止的钟和运动的钟走得一样快二、填空题（每题4分，共20分）1. 根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等，方向相反，并且作用在________上。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
大学物理二期末复习自测题
一、填空题
1．将通有电流I 的长导线中部弯成半圆形，如图所示。
求圆心o 点的磁感应强度大小 和磁能密度m ω= 。
2. 若正电荷q 在匀强磁场中运动而不受力，其原因是__________；若它受到的力为最大其条件为__________。
3. 两根长直导线通有电流I ，图示有三种环路；在每种情况下，
⎰⋅l B
d 等于：
____________________________________(对环路a )． _________________________ ________(
对环路b )． ____________________________________(对环路c )．
4. 变化的磁场激发涡旋电场，变化的电场激发涡旋磁场，这是 关于电磁场理论的两个基本假设。
5. 已知三个简谐振动曲线如图所示，则振动方程分别为： x 1 =_____________________，
x 2 = _____ __ ____， x 3 =_________ ______．
6．在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹角减小时，干涉条纹将向 方向移动，相邻条纹间的距离将变 。
7．α粒子在加速器中被加速，当加速到其质量为静止质量 5倍时，其动能为静止能量的____________倍。
8．一束带电粒子经206V 的电压加速后，测得其德布罗意波长为0.002nm ，已知这带电粒子所带电量与电子电量相等，则这束粒子质量是_____________。
9.有两个线圈，线圈1对线圈2的互感系数为21M ，而线圈2对线圈1的互感系数为12M 。
若它们分别流过1i 和2i 的变化电流且12di di
dt dt
<，
并设由2i 变化在线圈1中产生的互感电动势为
12ε，由1i 变化在线圈2中产生的互感电动势为21ε，则
1221
M M 与的大小关系是 ，2112εε与的大小关系是 .
10. 载有电流I的半径为R的圆线圈一在圆心o处的磁感应强度大小为.
11. 一根无限长直导线载有恒定电流I，一矩形线圈位于导线平面内沿垂直于载流导线方向以恒定速率运动，则线圈中感应电流方向（选填：有或者无）。
12. 普朗克提出了能量子的概念，爱因斯坦提出光是的概念，德布罗意提出了
的假设。
二、问答题：
1. 位移电流的实质是什么？谈谈你对位移电流的理解。
2.行波在传播过程中，质元的动能和势能的时间关系式是相同的，就此谈谈你对它的理解？
3.什么是波的衍射？举出生活中关于波的衍射的例子，如声波的衍射和光波的衍射等。
什么是波的干涉？相干光的获得方法有哪些？
4. 杨氏在双缝干涉实验中，屏上的干涉条纹有怎样的特点，明暗条纹的级次和间距由哪些因素决定？
5.为什么要引入光程的概念？光程差与相位差有怎样的关系？结合薄膜干涉自己画图分析，哪些情况会有半波损失，对应的光程差、相位差又怎样？
6. 什么是光电效应?金属的光电效应的红限依赖于什么？
7. “在无电流的空间区域，如果磁感应线是平行直线，则磁场一定是均匀的”。
这句话对吗？详细说出你的理由。
8. 惠更斯引入子波的概念提出了惠更斯原理，哪位科学家再用子波的相干叠加的思想补充了惠更斯原理？
9. 远方的一颗星以0.8c的速度离开我们，地球惯性系的时钟测得它辐射出来的闪光按5昼夜的周期变化，固定在此星上的参照系测得的闪光周期是多少？
三、论述题
1. 在19世纪中期确立了电荷、电流和电场、磁场之间的普遍关系后，麦克斯韦建立了统一的电磁场理论。
写出积分形式的麦克斯韦方程组并说出其含义。
2. 振动与波动，干涉和衍射的区别和联系是什么？
3. 19世纪的最后一天，欧洲著名的科学家欢聚一堂。
会上，英国著名物理学家汤姆生（即开尔文男爵）发表了新年祝词。
他在回顾物理学所取得的伟大成就时说，物理大厦已经落成，所剩只是一些修饰工作。
同时，他在展望20世纪物理学前景时，却若有所思地讲道：
"动力理论肯定了热和光是运动的两种方式，现在，它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了，" 请问：两朵乌云指的是什么？正是为了解决这两个问题，物理学发生了一场深刻的革命导致了什么理论的诞生？
四、计算题
1、一列沿x 正向传播的简谐波，已知t 1=0和t 2=0.25s 时的波形如图所示。
(假设周期T >0.25s ) 试求
(1) P 点的振动表式； (2) 此波的波动表式； (3) 画出o 点的振动曲线。
2、设无限长圆柱体半径为R ,电流I 沿轴线方向,并且在横截面上是均匀分布的。
求: 圆柱体内外的磁场。
3、已知白光的波长范围是4000Å~7000Å，用白光做杨氏干涉实验，实验的双缝间距为0.5mm ，屏幕距缝5m. 求：与屏幕中心x =21mm 处形成亮纹的可见光波波长。
4、从铝中移出一个电子需要4.2 eV 的能量，今有波长为2000ο
A 的光投射到铝表面．试问：(1)由此发射出来的光电子的最大动能是多少?(2)遏止电势差为多大?(3)铝的截止(红限)波长有多大?
)
(m 0
s。