新版2019《大学物理》期末测试版题库300题（含参考答案）.pdf

2019年大学物理期末考试题库300题含答案一、选择题i.两列完全相同的平面简谐波相向而行形成驻波。以下哪种说法为驻波所特有的特征：()(A)有些质元总是静止不动；(B)迭加后各质点振动相位依次落后；(C)波节两侧的质元振动位相相反；(D)质元振动的动能与势能之和不守恒。2 .平面简谐波x =4s in(5加+3孙)与下面哪列波相干可形成驻波？()5 3 5 3(A)y=4s in 2(f+x)；(B)y -4s in 2(Z-x)；5 3 5 3(C)x =4s in 27r(t +y)；(D)x=4s in 2-(r-y)o3 .由量子力学可知，一维势阱中的粒子可以有若干能态，如果势阱的宽度L缓慢地减少至较小宽度，则()(A)每个能级的能量减小；(B)能级数增加；(C)每个能级的能量保持不变；(D)相邻能级间的能量差增加；(E)粒子将不再留在阱内。4.根据气体动理论，单原子理想气体的温度正比于()(A)气体的体积；(B)气体分子的平均自由程；(C)气体分子的平均动量；(D)气体分子的平均平动动能。5.一 束 光 强 为 的 自 然 光，相继通过三个偏振片R、月、月后出射光强为人/8。已 知P、和R的偏振化方向相互垂直。若以入射光线为轴旋转鸟，要使出射光强为零，R至少应转过的角度是()(A)3 0 ；(B)45 ；(C)60 ；(D)9 0。6.如图所示，在无限长载流直导线附近作一球形闭合曲面S,当曲面S向长直导线靠近时，穿过曲面S的磁通量中和面上各点的磁感应强度8将如何变化？()(A)中增大，6 也增大；(B)中 不变，6 也不变；(C)增大，8不变；(D)中 不变，8增大。7 .电荷分布在有限空间内，则任意两点A、K之间的电势差取决于(A)从 A 移到R的试探电荷电量的大小；(B)和8处电场强度的大小；(0试探电荷由X 移到月的路径；(D)由移到公电场力对单位正电荷所作的功。)8.一个转动惯量为J的圆盘绕一固定轴转动，初角速度为例)。设它所受阻力矩与转动角速度成正比 1=一女w(4 为正常数)(1)它 的 角 速 度 从 变 为。/2 所需时间是()(A)J/2；(B)J/k-,(C)(J/公/成；(D)J/2A-O(2)在上述过程中阻力矩所作的功为()7 7 7 7(A)J(y J/4；(B)-37 f t)0/8；(C)-7 6 y0/4；(D)Jg/8。9.如图所示，一根匀质细杆可绕通过其一端。的水平轴在竖直平面内自由转动，杆长5/3mo今使杆从与竖直方向成6 0。角由静止释放(g 取 10 m/s2),则杆的最大角速度为()(A)3r a d/s；(B)r a d/s；(C)J 0.3 r a d/s；(D)J 2/3 r a d/s。10 .如图所示，有一边长为I m的立方体，处于沿y轴指向的强度为0.2T的均匀磁场中，导线a、b、c 都以5 0 c m/s 的速度沿图中所示方向运动，则()(A)导线a内等效非静电性场强的大小为0.I V/m；(B)导线6内等效非静电性场强的大小为零；(C)导线c内等效非静电性场强的大小为0.2V/m；(D)导线c内等效非静电性场强的大小为0.I V/m。11.有一长为/截面积为4的载流长螺线管绕有/V 匝线圈，设电流为/,则螺线管内的磁场能量近似为()(A)0A I2N2/2；(B)AI2N2/(212)；(0 JU0AIN2/12；(D)OAI2N2/(2 Z)12.若理想气体的体积为匕压强为只温度为7,一个分子的质量为加，为玻耳兹曼常量，R 为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为()(A)P V/m-(B)P V/(kT)；(C)P V/(RT)；(D)P V/(m T).13.下列哪种情况的位移电流为零？()(A)电场不随时间而变化；(B)电场随时间而变化；(C)交流电路；(D)在接通直流电路的瞬时。14 .一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，入射角等于布儒斯特角i o,则在界面2 的反射光()(A)光强为零；(B)是完全偏振光，且光矢量的振动方向垂直于入射面；(0是完全偏振光，且光矢量的振动方向平行于入射面；(D)是部分偏振光。15 .自然光从空气连续射入介质4和民 光的入射角为6 0 时，得到的反射光吊和吊都是完全偏振光(振动方向垂直入射面)，由此可知，介质力和8 的折射率之比为()(A)1/V 3；(B)V3；(0 1/2；(D)2/1016.一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数(K6)为下列那种情况时(a 代表每条缝的宽度)，k 3、6、9级次的主极大均不出现？()(A)a+Z 2 a；(B)a+Z =3 a；(C)a+Z =4 a；(D)a+A=6 a。1 7.用氮灯的光/l=6 0 6 n m 作为迈克尔逊干涉仪的光源来测量某间隔的长度，当视场中某点有 3 0 0 0 条条纹移过时，被测间隔的长度为()(A)9.6 X 1 0%；(B)9.1 X 1 0 1 m；(C)8.1 X 1 0 m；(D)7.9 X 1 0%。1 8 .力户=(3：+5 j)用V,其作用点的矢径为尸=(4 f 3 7)加，则该力对坐标原点的力矩大小为()(A)-3kN-m (B)2 9 Z JV -m；(C)19kN m；(D)3/%3,则两束反射光在相遇点的位相差为()(A)4 m2 e；(B)Z m f l Q,(C)7r +A 7n i2e!A.；(D)一4 +4%z,e/X。%I1227 .在迈克尔逊干涉仪的一条光路中，放入一厚度为d,折射率为n的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了()(A)2(/T-1)TB；(C)TA TB；(D)TA=TB3 9.8.如图所示，质点从竖直放置的圆周顶端/处分别沿不同长度的弦/S 和 4 C (4 或4 6)由静止下滑，不计摩擦阻力。质点下滑到底部所需要的时间分别为勿和则()(A)tB=tc;(B)(c)tB 4 5 ；(B)a 4 5。；若M沿 X 轴反向，则a 4 5。52.某 种 介 子 静 止 时 的 寿 命 为 10一，质 量 为 如 它 在 实 验 室 中 的 速 度 为2 x l08m/5,则它的一生中能飞行多远(以加为单位)？(A)10-3；(B)2；(C)V 5；(D)6/7 5 ；(E)9/石。53.如图所示，任一闭合曲面S 内有一点电荷q,。为 S 面上任一点，若 将 q 由闭合曲面内的尸点移到7 点，且。片0 7,那么()/-(A)穿过S 面的电通量改变，。点的场强大小不变；(7P穿过S 面的电通量改变，。点的场强大小改变;(0 穿过s 面的电通量不变，。点的场强大小改变;(D)穿过S 面的电通量不变，。点的场强大小不变。54.如图所示，两种形状的载流线圈中的电流强度相同，则。、“处的磁感应强度大小关系是(),I(A)Bo B。j(D)无法判断。55.沙子从/FO.8m高处落到以3m/s速度水平向右运动的传送带上。取 gG O m/s)则传送带给予沙子的作用力的方向(A)与水平夹角53向下；(B)与水平夹角53向上；(0 与水平夹角37向上；(D)与水平夹角37向下。56.在系统不受外力作用的非弹性碰撞过程中()(A)动能和动量都守恒；(B)动能和动量都不守恒；(C)动能不守恒、动量守恒；(D)动能守恒、动量不守恒。57.空间某点的磁感应强度方的方向，一般可以用下列几种办法来判断，其中哪个是错误的？()(A)小磁针北(N)极在该点的指向；(B)运动正电荷在该点所受最大的力与其速度的矢积的方向；(C)电流元在该点不受力的方向；(D)载流线圈稳定平衡时，磁矩在该点的指向。5 8.如图所示，系统置于以g/2 加速度上升的升降机内，A、B两物块质量均为m,A所处桌面是水平的，绳子和定滑轮质量忽略不计。(1)若忽略一切摩擦，则绳中张力为()(A)m g；(B)m g/2-,(C)2 侬；(D)3m g i 4。(2)若 A与桌面间的摩擦系数为(系统仍加速滑动)，则绳中张力为()(A)jum g；(B)3/jm g/4；(C)3(l +)m g/4；(D)3(1 )m g/4。I5 9.如图所示，两个圆环形导体a、b互相垂直地放置，且圆心重合，当它们的电流/、和 A同时发生变化时，则()(A)a 导体产生自感电流，6 导体产生互感电流；(B)。导体产生自感电流，a导体产生互感电流；(C)两导体同时产生自感电流和互感电流；(D)两导体只产生自感电流，不产生互感电流。6 0.一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用和尼(尼用)，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？()6 1.极板间为真空的平行板电容器，充电后与电源断开，将两极板用绝缘工具拉开一些距离，则下列说法正确的是()(A)电容器极板上电荷面密度增加；(B)电容器极板间的电场强度增加；(0电容器的电容不变；(D)电容器极板间的电势差增大。6 2.一“探测线圈”由5 0 匝导线组成，截面积A d e n。电阻庐2 5场中迅速翻转9 0,测得通过线圈的电荷量为4 =4xl0c,则磁感应强度8的大小为()(A)0.0 1 T；(B)0.0 5 T：(C)0.IT：(D)0.5 T,6 3.一个空气平行板电容器，充电后把电源断开，这时电容器中储存的能量为W o,然后在两极板间充满相对介电常数为e，.的各向同性均匀电介质，则该电容器中储存的能量为()(A)E,W o ;(B)W o/1.；(C)(1+E r)W o ；(D)W o o6 4 .用细导线均匀密绕成长为/、半径为。(/。)、总匝数为N 的螺线管，通以稳恒电流/,当管内充满相对磁导率为4 的均匀介质后，管中任意一点的()(A)磁 感 应 强 度 大 小 为 ；(B)磁 感 应 强 度 大 小 为 ；(C)磁场强度大小为MON Z/；(D)磁场强度大小为N/。6 5 .一质量为m、电量为g的粒子，以速度0垂直射入均匀磁场月中，则粒子运动轨道所包围范围的磁通量与磁场磁感应强度与大小的关系曲线是()6 6 .4 是粒子的动能，p是它的动量，那么粒子的静能机0F等于()(A)(p 2 c 2 E：)/2旦；(B)(p 2 c 2一/)/2 E.；p2c2 -E j；(D)(p 2 2+&)/2 E*；(E)(pc-耳)2/2%。二、填空题6 7 .一束带电粒子经2 0 6 V 的电压加速后，测得其德布罗意波长为0.0 0 2 n m,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 O6 8 .当绝对黑体的温度从2 7 C 升到3 2 7 时，其辐射出射度增加为原来的 倍。6 9 .磁介质有三种，1的称为,的称为,4.1 的称为7 0 .图示为三种不同磁介质的歹关系曲线,a、b、c 各代表哪一类磁介质的关系曲线:a代表 工关系曲线。6 代表 歹关系曲线。c 代表 夕关系曲线。其中虚线表示的是3 =的关系。说明71.匀质大圆盘质量为M、半 径 为R,对于过圆心0 点且垂直于盘面转轴的转动惯量为5。如果在大圆盘的右半圆上挖去一个小圆盘，半径为砂2。如图所示，剩余部分对2于过0 点且垂直于盘面转轴的转动惯量为一。72.一根长为，的直螺线管，截面积为S,线圈匝数为此管内充满磁导率为的均匀磁介质，则该螺线管的自感系数L=；线圈中通过电流/时，管内的磁感应强度的大小B73.一列强度为/的平面简谐波通过一面积为S 的平面，波的传播方向与该平面法线的夹角为。，则 通 过 该 平 面 的 能 流 是。74.在以下五个图中，左边四个图表示线偏振光入射于两种介质分界面上，最右边的一个图表示入射光是自然光。i、m 为两种介质的折射率，图中入射角i o=ar c t g(n j而,i 半试在图上画出实际存在的折射光线和反射光线，并用点或短线把振动方向表示出来。75.电阻斤=2 Q 的闭合导体回路置于变化磁场中，通过回路包围面的磁通量与时间的关系为中,“=(5产+8/2)xl(y3(Wb),则 在 Q 2 s 至 右 3 s 的时间内，流过回路导体横截面的感应电荷/=_C。76.引起动生电动势的非静电力是 力，引起感生电动势的非静电力是力。77.两段形状相同的圆弧如图所示对称放置，圆弧半径为R,圆心角为。，均匀带电，线密度分别为+4 和一%，则圆心。点的场强大小为 o 电势为。78.真空中一个半径为的球面均匀带电，面电荷密度为 0,在球心处有一个带电量为 g 的点电荷。取无限远处作为参考点，则球内距球心r 的 尸 点 处 的 电 势 为。79.处于原点(产0)的一波源所发出的平面简谐波的波动方程为丁=4(3/C x),其中A,B、C 皆为常数。此波的速度为_；波的周期为_；波长为；离波源距离为1处的质元振动相位比波源落后；此质元的初相位为。8 0 .一单摆的悬线长7,在顶端固定点的铅直下方 2 处有一小钉，如图所示。则单摆的左右两方振动周期之比T J 为 o,3 58 1 .一驻波方程为y=Acos2/zxcoslOCta(S拜i j),位于x=二机的质元与位于x2=-m8 8处 的 质 元 的 振 动 位 相 差 为。8 2 .在迈克尔逊干涉仪实验中，可移动反射镜M移 动 0.6 2 0 m m 的过程中，观察到干涉条纹移动了 2300条，则所用光的波长为 n m o8 3.如图所示，两根无限长载流直导线相互平行，通 过 的 电 流 分 别 为/和I z.则i B -dl _,B -dl _ _ _ _ _ _ _ _ _ _pJ t,JLy8 4.为测定一个光栅的光栅常数，用波长为632.8 n m 的光垂直照射光栅，测得第一级主极大的衍射角为1 8 ,则光栅常数声,第二级主极大的衍射角。=o8 5.热力学第二定律的两种表述:开尔文表述：克劳修斯表述:8 6.已知某金属的逸出功为A),用频率为外光照射使金属产生光电效应，贝 L(1)该金属的红限频率了0=;(2)光电子的最大速度U=o87.杆以匀速荏沿x轴正方向运动，带动套在抛物线(;/=2 x,p0)导轨上的小环,如图所示，已 知t=0时，4 8 杆 与y 轴重合，则小环C 的运动轨迹方程为 运动学方程产一，尸 速 度 为/=,加速度为。=。88.如图所示，平行放置在同一平面内的三条载流长直导线，要使导线4 6 所受的安培力等于零，则 x 等于89.康普顿实验中，当能量为0.5MeV的 X射线射中一个电子时，该电子获得0.lOMeV的动能。假设原电子是静止的，则散射光的波长4=,散射光与入射方向的夹角(P =(lMeV=10heV),90.一弹簧振子作简谐振动，其振动曲线如图所示。则它的周期伫,其余弦函数描述时初相位3=091.在空气中有一劈尖形透明物，其劈尖角e =l.O x l(T*ra d,在波长/l=700nm 的单色光 垂 直 照 射 下，测 得 干 涉 相 邻 明 条 纹 间 距 7-0.25cm,此 透 明 材 料 的 折 射 率77=.92.产生机械波的必要条件是 和。93.一驻波表式为y=4 x 1 0 cos2加 cos400(S I 制)，在 产 1/6(/)处的一质元的振幅为,振 动 速 度 的 表 式 为。94.在垂直照射的劈尖干涉实验中，当劈尖的夹角变大时，干涉条纹将向 方向移动，相邻 条 纹 间 的 距 离 将 变。95.甲船以M=10m/s的速度向南航行，乙船以吸=10m/s的速度向东航行，则甲船上的人观察 乙 船 的 速 度 大 小 为,向 航行。96.一平面简谐波的周期为2.0 s,在波的传播路径上有相距为2.0cm的 限 N 两点，如果N点的位相比 点位相落后万/6,那么该波的波长为，波速为97.波函数行，。满足 的 标 准 化 条 件 为 归一化条件的表达式为 o98.如图所示，容器中间为隔板，左边为理想气体，右边为真空。今突然抽去隔板，则系统对外作功A=o9 9.一卡诺机从3 7 3 K 的高温热源吸热，向 2 7 3 K 的低温热源放热，若该热机从高温热源吸收 1 0 0 0 J热量，则 该 热 机 所 做 的 功 炉,放出热量=.1 0 0.Im ol双原子刚性分子理想气体，从状态a（H，%）沿 图所示直线 变 到 状 态bp ,K）,则（1 ）气 体 内 能 的 增 量E=；（2 ）气 体 对 外 界 所 作 的 功A=；（3）气体吸收的热量。=oV1 0 1.一根匀质细杆质量为以长度为1,可绕过其端点的水平轴在竖直平面内转动。则它在水平位置时所受的重力矩为，若将此杆截取2/3,则剩下1/3 在上述同样位置时所受的 重 力 矩 为。1 0 2.一质点在二恒力的作用下，位移为 7=3：+8 了 （m）,在此过程中，动能增量为2 4 J,已知其中一恒力4=1 2；-3 了 （N）,则另一恒力所作的功为 _。1 0 3.匀质圆盘状飞轮，质 量 为 2 0 k g,半 径 为 3 0 cm,当它以每分钟60转的速率旋转时，其动能为 o1 0 4.同 一温度下的氢气和氧气的速率分布曲线如右图所示，其中曲线1为的速率分布曲线，的最概然速率较大（填“氢气”或“氧气”）。若图中曲线表示同一种气体不同温度时的速率分布曲线，温度分别为力和石且尔乃；则 曲 线 1代表温度为 的分布曲线（填 7；或。-A/WWWWVXT!1 0 5.如图所示，用三根长为1的细杆，（忽略杆的质量）将三个质量均为加的质点连接起来，并与转轴0相连接，若系统以角速度3绕垂直于杆的0轴转动，则中间一个质点的角动量为,系统的总角动量为。如考虑杆的质量，若每根杆的质量为M,则此系统绕轴0的总转动惯量为_ 总转动动能为_1 0 6.2 m ol氢气，在温度为2 7 七时，它 的 分 子 平 动 动 能 为,分 子 转 动 动 能 为。1 0 7.今有电气石偏振片，它完全吸收平行于长链方向振动的光，但对于垂直于长链方向振动的光吸收2 0%。当光 强 为 T o的自然光通过该振偏片后，出射光强为,再通过一电气石偏振片（作为检偏器）后，光强在 与 之间变化。上述两片电气石，若长链之间夹角为6 0 ,则通过检偏后光强为。1 0 8 .检验自然光、线偏振光和部分偏振光时，使被检验光入射到偏振片上，然后旋转偏振片。若从振偏片射出的光线,则入射光为自然光；若射出的光线,则入射光为部分偏振光；若射出的光线,则入射光为完全偏振光。1 0 9 .边长为a的正六边形每个顶点处有一个点电荷，取无限远处作为参考点，则。点电势为 _,。点的场强大小为1 1 0 .一束单色光垂直入射在光栅上，衍射光谱中共出现5条明纹。若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等，那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第 级和第_ _ _ _ _ _ _ _ _ 级谱线。1 1 1 .用白光垂直照射光栅常数为2.0 X 1 0 的光栅，则第一级光谱的张角为 o1 1 2 .在单缝夫琅和费衍射中，若单缝两边缘点4 8发出的单色平行光到空间某点尸的光程差为1.5 A ,则A,8间可分为 个半波带，尸点处为（填明或暗）条纹。若光程差为22,则/、6间可分为 个半波带，尸点处为（填明或暗）条纹。1 1 3 .如图所示，边长分别为a和 6的矩形，其 从B、C三个顶点上分别放置三个电量均为。的点电荷，则中心。点的场强为 方向。1 1 4 .两火箭4、3沿同一直线相向运动，测得两者相对地球的速度大小分别是=0.9 c,=0.8 co 则 两 者 互 测 的 相 对 运 动 速 度。1 1 5 .我们（填能或不能）利用提高频率的方法来提高波在媒质中的传播速度。1 1 6 .双缝干涉实验中，若双缝间距由d变为d ,使屏上原第十级明纹中心变为第五级明纹中心，则d ：d；若在其中一缝后加一透明媒质薄片，使原光线光程增加2.5 4,则此时屏中心处为第一级 纹。X 7T1 1 7 .一平面简谐波沿。x轴正向传播，波动方程为y =A co s t y（f-C）+2,则 =右 处u 4质 点 的 振 动 方 程 为,工=右 处质点的振动和工=4 处质点的振动的位相差为。2 -必=_。1 1 8 .质量为0的子弹，以水平速度的射入置于光滑水平面上的质量为M的静止砂箱，子弹在砂箱中前进距离1 后停在砂箱中，同时砂箱向前运动的距离为S,此后子弹与砂箱一起以共同速度匀速运动，则子弹受到的平均阻力尸=,砂箱与子弹系统损失的机械能E=。1 1 9 .有两个相同的弹簧，其倔强系数均为在，（1）把它们串联起来，下面挂一个质量为0的重物，此 系 统 作 简 谐 振 动 的 周 期 为:（2）把它们并联起来，下面挂一质量为m的重物，此系统作简谐振动的周期为 O1 2 0 .对下表所列的理想气体各过程，并参照下图，填表判断系统的内能增量A E,对外作功 A 和吸收热量Q的 正 负（用符号+,0表示）：过程AEAQ等体减压等压压缩绝热膨胀图（a）a fb c图a b f Ca-d-c图（3）图（b）1 2 1,长为/的匀质细杆，可绕过其端点的水平轴在竖直平面内自由转动。如果将细杆置与水平位置，然后让其由静止开始自由下摆，则开始转动的瞬间，细杆的角加速度为一，细杆转动到竖直位置时角速度为 O1 2 2 .人 从 1 0 m 深的井中匀速提水，桶离开水面时装有水1 0 k g。若每升高1 m 要漏掉0.2 k g的水，则把这桶水从水面提高到井口的过程中，人力所作的功为 O1 2 3 .处 于/7=4 激发态的氢原子，它回到基态的过程中，所发出的光波波长最短为n m,最长为 n m。1 2 4 .初 速 度 为 琳-5i+4/(m/s),质 量 为/ZFO.0 5 k g 的 质 点，受 到 冲 量7 =2.5/+2；(N.s)的作用，则质点的末速度(矢量)为 o1 2 5.处于激发态的钠原子，发出波长为58 9 n m 的光子的时间平均约为1 0 飞。根据不确定度关系式，光子能量不确定量的大小=,发射波长的不确定度范围(即所谓谱线宽度)是。1 2 6 .一定量的理想气体从同一初态a(P o,%)出发，分别经两个准静态过程a b 和a c,b点 的 压 强 为 c点的体积为X，如图所示，若两个过程中系统吸收的热量相同，则该气体的y =。1 2 7 .炳是 的量度。1 2 8 .两个同方向同频率的简谐振动，其合振动的振幅为0.2 m,合振动的位相与第一个简谐振动的位相差为n/6,若第一个简谐振动的振幅为6x10-%,则第二个简谐振动的振幅为 m,第一、二两个简谐振动的位相差为1 2 9 .如图所示，一弹簧竖直悬挂在天花板上，下端系一个质量为/的重物，在 0 点处平衡，设施为重物在平衡位置时弹簧的伸长量。(1)以弹簧原长0 处为弹性势能和重力势能零点，则在平衡位置0 处的重力势能、弹性 势 能 和 总 势 能 各 为、。(2)以平衡位置0 处为弹性势能和重力势能零点，则在弹簧原长0 处的重力势能、弹性 势 能 和 总 势 能 各 为、。130.I m o l 氧 气 和 2i n o l 氮气组成混合气体，在标准状态下，氧分子的平均能量为,氮 分 子 的 平 均 能 量 为;氧 气 与 氮 气 的 内 能 之 比 为。131./3)为麦克斯韦速率分布函数，的物理意义是JVP_,亭/(u)d y 的物理意义是_,速率分布函数归一化条件的数学表达式为,其物理意义是132.真空中一载有电流/的长直螺线管，单位长度的线圈匝数为，管内中段部分的磁感应强度为,端点部分的磁感应强度为133.如图所示，质量好2.04g 的质点，受合力户=12的作用，沿 o x 轴作-F：,：,直线运动。已 知 i=0 时 x o=O,%=0,则 从 f=0到 i=3s 这段时间内，合力F一o的 冲 量/为,质 点 的 末 速 度 大 小 为 片。134.平行板电容器的电容为C=2 0 E,两极板上电压变化率为丝2 =1.5x1057-1,d t若忽略边缘效应，则 该 电 容 器 中 的 位 移 电 流 为。135.氢分子的质量为3.3x l 0-24g,如果每秒有1()23个氢分子沿着与容器器壁的法线成45。角方向以l()5c m/s 的速率撞击在2.0c n?面积上(碰撞是完全弹性的)，则由这些氢气分子产生的压强为。136 .理想气体的微观模型：(1);(2)；(3)137 .麦克斯韦关于电磁场理论的两个基本假设是；138.半径为a的无限长密绕螺线管，单位长度上的匝数为，螺线管导线中通过交变电流j =/o S in 3,则围在管外的同轴圆形回路(半径为r)上的感生电动势为 V。139.感应电场是由 产生的，它的电场线是。140.内、外半径分 别 为吊、用的均匀带电厚球壳，电荷体密度为夕。贝 L在 的 区 域内场强大小为,在尼Z兄 的 区 域 内 场 强 大 小 为,在 r 用的区域内场强大小为 O141.陈述狭义相对论的两条基本原理(1)O(2)o142.一个速度/=4.0 x l 05f +7.2x l 05，(z n-s T)的电子，在均匀磁场中受到的力为F=-2.7 x 1 0-1 3 7 +1.5 x 1 0-3 j(N)如果a=0,则月=。143.一人站在转动的转台上，在他伸出的两手中各握有一个重物，若此人向着胸部缩回他的双手及重物，忽略所有摩擦，则系统的转动惯量,系统的转动角速度一，系统的角动量,系统的转动动能。(填增大、减小或保持不变)144.一平行板电容器，极板面积为S,极板间距为d,接在电源上，并保持电压恒定为U,若将极板间距拉大一倍，那 么 电 容 器 中 静 电 能 改 变 为,电源对电场作的功为，外力对极板作的功为。145.平行板电容器极板面积为S、充满两种介电常数分别为句和邑 的均匀介质，则该电容器的电容为C=。146.如图所示，把一根匀质细棒4 C 放置在光滑桌面上，已知棒的质量为M,长 为 L。今用一大小为尸的力沿水平方向推棒的左端。设想把棒分成AB、究 两段，且 叱 0.2 L,则 4?段对故段的作用力大小为p A B C-H I I147.形状如图所示的导线，通 有 电 流I,放在与磁场垂直的平面内，导线所受的磁场力产 O1 48.为了把4 个点电荷。置于边长为小的正方形的四个顶点上，外力须做功一。1 49.如图所示，均匀磁场的磁感应强度为庄0.2。方向沿x轴正方向，则通过a 8o d 面的磁通量为,通 过b e f o面的磁通量为,通 过a e f d面的磁通量为1 50 .半径分别为火和r的两个弧立球形导体(心r),它们的电容之比CR/C,为 一，若用一根细导线将它们连接起来，并使两个导体带电，则两导体球表面电荷面密度之比/Tr 为 _ o1 51 .如图所示的电容器组，则 2、3 间的电容为,2、4 间的电容为一三、解答题1 52.6 一系统由质量为3.0 k g、2.0 kg和5.0 kg的三个质点组成，它们在同一平面内运动,其中第一个质点的速度为(6.0 m s )J，第二个质点以与x 轴成-30 角，大小为8.0 m ,s 1的速度运动.如果地面上的观察者测出系统的质心是静止的，那么第三个质点的速度是多少？分析因质点系的质心是静止的，质心的速度为零，即v C =d r CV =0 ,故有9 2 2声.=尤 j =0 ,这是一矢量方程.将质点系d r d t J d f J 中各质点的质量和速度分量代入其分量方程式，即可解得第三质点的速度.解在质点运动的平面内取如图1 53.1 7 设在半径为7?的球体内，其电荷为球对称分布，电荷体密度为p -kr(0 r R)A 为一常量.试分别用高斯定理和电场叠加原理求电场强度与r 的函数关系.题5-1 7图分析通常有两种处理方法：（1）利用高斯定理求球内外的电场分布.由题意知电荷呈球对称分布，因而电场分布也是球对称，选择与带电球体同心的球面为高斯面，在球面上电场强度大小为常量，且方向垂直于球面，因而有后7 5 =6-4兀/根据高斯定理，E-d S =：J d V,可解得电场强度的分布.（2）利用带电球壳电场叠加的方法求球内外的电场分布.将带电球分割成无数个同心带电球壳，球 壳 带 电 荷 为=兀r 2d r ,每个带电球壳在壳内激发的电场d E =（）,而在球壳外激发的电场A J7d qd E=-re4兀（,J由电场叠加可解得带电球体内外的电场分布E（r）=d E （0rR）E（r）=f d E Q M解1因电荷分布和电场分布均为球对称，球面上各点电场强度的大小为常量，由高斯定理,后出5=，b 1丫得球体内（0.7?）E（r）4-7 t r2=kr A n r2d r-rA。E门（kR-4%解2将带电球分割成球壳，球壳带电de/=pdV=kr%Ttr2由上述分析，球体内（OWJTW而丁 1 kr-47 i r,2d r kr2E（）=。4M o 产球体外（r 7?）kN4%广1 54.3 一质点沿x轴运动，其受力如图所示，设t =0时，的=5m s 一,，施=2 m,质点质量加=l k g,试求该质点7 s末的速度和位置坐标.题2-1 3图分析首先应由题图求得两个时间段的6（t）函数，进而求得相应的加速度函数，运用积分方法求解题目所问，积分时应注意积分上下限的取值应与两时间段相应的时刻相对应.解 由 题 图 得/、，0 t 5sF（r）=435-5兀 5s t 7 s由牛顿定律可得两时间段质点的加速度分别为a=2r,0 t 5sa=35-5t,5s t 6 9.9 2 27.9 2 2 92 18.89如何理解上述角度的范围？在初速一定的条件下，球击中球门底线或球门上缘都将对应有两个不同的投射倾角(如图所示).如果以。71.1 1 或 18.8 9 0踢出足球，都将因射程不足而不能直接射入球门；由于球门高度的限制，。角也并非能取71.1 1 与18.89。之间的任何值.当倾角取值为27.92 0 =(-_ )(3)R由上述各式可解得钢球距碗底的高度为h=R-冬CD可见，/7 随 3的变化而变化.1 5 9.2 9 如 图(A)所示，一根长直导线载有电流入=3 0 A,矩形回路载有电流入=2 0A.试计算作用在回路上的合力.已知d=1.0 cm,6 =8.0 cm,1=0.1 2 m.题 7 -2 9 图分 析 矩 形 上、下两段导线受安培力内和用的大小相等，方向相反，对不变形的矩形回路来说，两力的矢量和为零.而矩形的左右两段导线，由于载流导线所在处磁感强度不等，所受安培力A 和4大小不同，且方向相反，因此线框所受的力为这两个力的合力.解 由分析可知，线框所受总的安培力厂为左、右两边安培力 和4之矢量和，如 图(B)所示，它们的大小分别为p _ (/2ndp _ u U4 2n(d+b)故合力的大小为/=居 尼=她 以 一 _型&=1.28x10-3 N3 4 2nd Ind+b)合力的方向朝左，指向直导线.1 6 0.1 3 如图所示，一个半径为?的无限长半圆柱面导体，沿长度方向的电流I在柱面上均匀分布.求半圆柱面轴线0 0 上的磁感强度.X(b)题 7-13图分析毕一萨定理只能用于求线电流的磁场分布，对于本题的半圆柱形面电流，可将半圆柱面分割成宽度d/=Rd。的细电流，细 电 流 与 轴 线 平 行，将细电流在轴线上产生的磁感强度叠加，即可求得半圆柱面轴线上的磁感强度.解 根 据 分 析，由于长直细线中的电流d/=/d/7 tR,它在轴线上一点激发的磁感强度的大小为dB=j d/2n R其方向在。灯 平 面 内，且与由D/引向点。的半径垂直，如图7 13（B）所示.由对称性可知，半圆柱面上细电流在轴线0 0 上产生的磁感强度叠加后，得=jdBsin。=0纥 小 的 箴 看sin”用则轴线上总的磁感强度大小B =BXn-RB的方向指向Ox轴负向.161.1 一个电子和一个原来静止的氢原子发生对心弹性碰撞.试问电子的动能中传递给氢原子的能量的百分数.（已知氢原子质量约为电子质量的1 840倍）分析对于粒子的对心弹性碰撞问题，同样可利用系统（电子和氢原子）在碰撞过程中所遵循的动量守恒和机械能守恒来解决.本题所求电子传递给氢原子的能量的百分数，即氢原子动能与电子动能之比EH/&=根据动能的定义，有 心/心=加。：/加4，而氢原子与电子的质 量 比 是 已 知 的，它们的速率比可应用上述两守恒定律求得，EH/Ee即可求出.解 以仄表示氢原子被碰撞后的动能，&表示电子的初动能，则rrriv,(EH=2 H/%Ee Lmv2 m ve2由于粒子作对心弹性碰撞，在碰撞过程中系统同时满足动量守恒和机械能守恒定律，故有nwe=IV!VH+nwer1 2-2 1 ,2nw：=-mv+inve2 2 2由题意知/,4=1 8 4 0,解上述三式可得(、22%=1 8 4(a2.2 x l(r3z?c)m+m)1 6 2 .30两个很长的共轴圆柱面（招=3.0 X 1 0-&=0.1 0 m）,带有等量异号的电荷，两者的电势差为4 5 0 V.求：（1）圆柱面单位长度上带有多少电荷？（2）r=0.0 5 m 处的电场强度.解（1）由习题5 21的结果，可得两圆柱面之间的电场强度为27ior根据电势差的定义有4黑 时 山解得 A =2 T Oot 7l2/l n =2.1 x lO 8 C m 扁(2)解得两圆柱面之间r=0.0 5 m 处的电场强度E =-=7 4 7 5 V 廿2ns0r1 6 3 .地面上垂直竖立一高2 0.0 m 的旗杆，已知正午时分太阳在旗杆的正上方，求在下午2 ：00时，杆顶在地面上的影子的速度的大小.在何时刻杆影伸展至2 0.0 m?分析为求杆顶在地面上影子速度的大小，必须建立影长与时间的函数关系，即影子端点的位矢方程.根据几何关系，影长可通过太阳光线对地转动的角速度求得.由于运动的相对性,太阳光线对地转动的角速度也就是地球自转的角速度.这样，影子端点的位矢方程和速度均可求得.解设太阳光线对地转动的角速度为。，从正午时分开始计时，则杆的影长为S=/7 t g3/,下午2：00时，杆顶在地面上影子的速度大小为f =-=”=1.9 4 x I O-3 m -s-1d r c o sc o t当杆长等于影长时，即s =力，则1兀 c”,八t =arct an=3 x 6 0 x 6 0 sc o h 4(w即为下午3 :00时.1 6 4.2 9 一圆盘半径A =3.00义K T?圆盘均匀带电，电荷面密度。=2.0 0 X I C F t m-2.(1)求轴线上的电势分布；(2)根据电场强度与电势梯度的关系求电场分布；(3)计算离盘心3 0.0 c m 处的电势和电场强度.题5 -2 9图分析将圆盘分割为一组不同半径的同心带电细圆环，利用带电细环轴线上一点的电势公式，将不同半径的带电圆环在轴线上一点的电势积分相加，即可求得带电圆盘在轴线上的电势分布，再根据电场强度与电势之间的微分关系式可求得电场强度的分布.解(1)带电圆环激发的电势1 。2 兀/d rd V=-/4唉 7r2+x2由电势叠加，轴线上任一点户的电势的(2)轴线上任一点的电场强度为 dV.tr,xE -1 =-1 /心 2%J-2+尤2电场强度方向沿X轴方向.(3)将场点至盘心的距离x=3 0.0 c m 分别代入式(1)和式(2),得V=1 691 VE =5 6 0 7 V m l当时，圆盘也可以视为点电荷，其电荷为q =兀R%=5.65xl O-8c.依照点电荷电场中电势和电场强度的计算公式，有V=1695V4兀分工=-v =5 649V 仙4加0尸由此可见，当x A时，可以忽略圆盘的几何形状，而将带电的圆盘当作点电荷来处理.在本题中作这样的近似处理，E 和V 的误差分别不超过0.3%和0.8%,这已足以满足一般的测量精度.1 65.质点的运动方程为x=-1 （V +3OHy=15f 20P式中x,y 的单位为m,t的单位为s .试求：（1）初速度的大小和方向；（2）加速度的大小和方向.分析由运动方程的分量式可分别求出速度、加速度的分量，再由运动合成算出速度和加速度的大小和方向.解（D速度的分量式为d rvx=-10+60z*dr%=电=15-40fdt当右=0 时，V o x=-1 0m s I,=1