湖南大学大学物理下考试试卷及答案

诚信应考,考试作弊将带来严重后果！

考试中心填写： 2009 年___月___日 考 试 用 课程名称： 大学物理2 ；课程编码：11003 试卷编号： 1 ；考试时间：120分钟 湖南大学课程考试试卷 一 二 三 四 五 六 七 八

题 号 应得分 九 十 总分 100 注意：题目要答在专门设计的答卷上，答在试卷上无效！！ 一、选择题（单选题，每小题3分，共30分） E1. 图中所示为轴对称性静电场的E～r曲线，请指出该电场是由E?1/r下列哪一种带电体产生的(E表示电场强度的大小，r表示离对称轴的距离)． (A) “无限长”均匀带电圆柱面； (B) “无限长”均匀带电圆柱体； O r(C) “无限长”均匀带电直线； 装(D) “有限长”均匀带电直线． ［ ］ 订线 （题2. 真空中有“孤立的”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荷都目相等．则它们的静电能之间的关系是 不 (A) 球体的静电能等于球面的静电能． 得超 (B) 球体的静电能大于球面的静电能． 过 (C) 球体的静电能小于球面的静电能． 此线 (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． ［ ］ 3. 一平行板电容器中充满相对介电常量为?r的各向同性均匀电介质．已知介质表面极化电荷面密度为±?′，则极化电荷在电容器中产生的电场强度的大小为： 专业班级：

学号： 姓名： (A) ????????． (B) ． (C) ． (D) ． ［ ］ ?0?r2?0?0?r ?4. 一个电流元Idl位于直角坐标系原点，电流沿z轴方向，点P (x，y，z)的磁感强度沿x轴的分量是： (A) 0． (B) ?(?0/4?)Iydl/(x?y?z) (C) ?(?0/4?)Ixdl/(x?y?z)222222223/2． ． 23/2 (D) ?(?0/4?)Iydl/(x?y?z)． ［ ］ 第 1 页 共 7 页

5. 面积为S和2 S的两圆线圈1、2如图放置，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 =2?12． (B) ?21 >?12．

(C) ?21 =?12． (D) ?21 =

IS1 I2 S2 1?12． ［ ］ 2 ?B? O ??6. 在圆柱形空间内有一磁感强度为B的均匀磁场，如图所示．B的

?大小以速率dB/dt变化．在磁场中有A、B两点，其间可放直导线AB

A B 和弯曲的导线AB，则

(A) 电动势只在AB导线中产生． (B) 电动势只在AB导线中产生． (C) 电动势在AB和AB中都产生，且两者大小相等．

(D) AB导线中的电动势小于AB导线中的电动势． ［ ］

7. 设用频率为?1和?2的两种单色光，先后照射同一种金属均能产生光电效应．已知金属的红限频率为?0，测得两次照射时的遏止电压|Ua2| = 2|Ua1|，则这两种单色光的频率有如下关系：

(A) ?2 = ?1 - ?0． (B) ?2 = ?1 + ?0．

(C) ?2 = 2?1 - ?0． (D) ?2 = ?1 - 2?0． ［ ］

8. 如果两种不同质量的粒子，其德布罗意波长相同，则这两种粒子的 (A) 动量相同． (B) 能量相同．

(C) 速度相同． (D) 动能相同． ［ ］

9. 不确定关系式?x??px??表示在x方向上

(A) 粒子位置不能准确确定． (B) 粒子动量不能准确确定． (C) 粒子位置和动量都不能准确确定．

(D) 粒子位置和动量不能同时准确确定． ［ ］

10. 氢原子中处于2p状态的电子，描述其量子态的四个量子数(n，l，ml，ms)可能取的值

为

11)． (B) (2，0，0，)．

2211 (C) (2，1，-1，?)． (D) (2，0，1，)． ［ ］

22 (A) (2，2，1，?第 2 页 共 7 页

湖南大学课程考试试卷 装订线（题 目不 得超过此线） 湖南大学教务处考试中 心

二、填空题（共30分）

1.（本题3分）

一半径为R的均匀带电球面，其电荷面密度为?．若规定无穷远处为电势零点，则该球面上的电势U＝____________________． 2.（本题4分） 半径为R1和R2的两个同轴金属圆筒，其间充满着相对介电常量为?r的均匀介质．设两筒上单位长度带有的电荷分别为+?和-?，则介质中离轴线的距离为r处的电位移矢量的大小D =____________，电场强度的大小 E =____________． 3.（本题4分） 磁场中任一点放一个小的载流试验线圈可以确定该点的磁感强度，其大小等于

放在该点处试验线圈所受的__________和线圈的________的比值．

4.（本题3分）

长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成，两导体中有等值反向均匀

电流I通过，其间充满磁导率为?的均匀磁介质．介质中离中心轴距离为r的某点处的磁场强度的大小H =__________，磁感强度的大小B =__________． 5. （本题3分）

图示为三种不同的磁介质的B~H关系曲线，其中虚线表示的是B = ?c各代表哪一类磁

B0H的关系．说明a、b、a介质的B~H关系曲线：

a代表___________的B~H关系曲线．

b b代表___________的B~H关系曲线．

c代表___________的B~H关系曲线． c0H

6.（本题4分）

在没有自由电荷与传导电流的变化电磁场中?H??dl?, 沿闭合环路l (设环路包围的面积为S)

?___________， ?E??dl??____________．

ll

7.（本题3分）

某一波长的X光经物质散射后，其散射光中包含波长______和波长______的两种成分，其中_______的散射成分称为康普顿散射．

8.（本题2分）

1921年斯特恩和革拉赫在实验中发现：一束处于s态的原子射线在非均匀磁场中分裂为两束．对于这种分裂用电子轨道运动的角动量空间取向量子化难于解释，只能用_____________来解释．

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9.（本题2分）

多电子原子中，电子的排列遵循______________原理和_________________原理．

10.（本题2分）

?(r,t)须满足设描述微观粒子运动的波函数为?(r,t)，则??表示____________；

的条件是____________．

三、计算题（每小题10分，共40分）

1. 一个细玻璃棒被弯成半径为R的半圆形，沿其上半部分均匀分布有电荷+Q，沿其下半部分均匀分布有电荷－Q，如图所示．试求圆心O处的电场强度．

+Q ?*?y R O －Q x

2. 一圆柱形电容器，外柱的直径为4 cm，内柱的直径可以适当选择，若其间充满各向同性的均匀电介质，该介质的击穿电场强度的大小为E0= 200 KV/cm．试求该电容器可能承受的最高电压． (自然对数的底e = 2.7183)

R3

R2R 13. 一根同轴线由半径为R1的长导线和套在它外面的内半径为R2、外半径为R3的同轴导体圆筒组成．中间充满磁导率为?的各向同

I性均匀非铁磁绝缘材料，如图．传导电流I沿导线向上流去，由I圆筒向下流回，在它们的截面上电流都是均匀分布的．求同轴线内外的磁感强度大小B的分布．

4. 有一很长的长方的U形导轨，与水平面成?角，裸导线ab

?可在导轨上无摩擦地下滑，导轨位于磁感强度B竖直向上的

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. 试求：导线ab下滑的速度v与时间t的函数关系．

?Bdca lb? （2009下学期） 试卷1评分标准

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一、选择题（每题3分，共30分）

(C) (B) (A) (B) (C) (D) (C) (A) (D) (C) 二、填空题（共30分）

1. R? / ?0 3分

2. ?/(2?r)、 ?/(2???0??r r) 4分 3. 最大磁力矩 、 磁矩 4分

4. I / (2?r) 、 ?I / (2?r) 4分 5. 铁磁质 、 顺磁质 、 抗磁质 3分

??????6. ??D?dS 或 d?D/dt 、 ???B?dS 或 ?d?m/dt 4分

?t?tSS7. 不变 、 变长 、 波长变长 3分

8. 电子自旋的角动量的空间取向量子化． 2分 9. 泡利不相容 、 能量最小 2分

10. 粒子在t时刻在(x，y，z)处出现的概率密度 、单值、有限、连续 、 2分 三、计算题（每题10分，共40分）

1. 解：把所有电荷都当作正电荷处理. 在?处取微小电荷dq = ?dl = 2Qd? / ? 它在O处产生场强

dE?dqQ?d? 2分 2224??0R2??0RQ dq y 按?角变化，将dE分解成二个分量：

sin?d?

2?2?0R2QdEy??dEcos???2cos?d? 3分

2??0R2对各分量分别积分，积分时考虑到一半是负电荷

???/2?Ex?2sin?d??sin?d???＝0 2分 ?2??0R2??0?/2?dEx?dEsin??d????x R O ??

Q?/2???Q?QEy?2cos?d??cos?d??? 2分 ??22?2??0R2????R00?/2?????Q?j 1分 所以 E?Exi?Eyj?22??0R

2. 解：设圆柱形电容器单位长度上带有电荷为?，则电容器两极板之间的场强分布 为 E??/(2??r) 3分

设电容器内外两极板半径分别为r0，R，则极板间电压为

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