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1、.
…………試卷裝訂線 ……………… 裝訂線內(nèi)不要答題,不要填寫考生信息………………試卷裝訂線 …………
姓 名
學(xué) 號
專業(yè)班級
學(xué)院
武漢理工大學(xué)考試試卷(A卷)
2014~ 2015 學(xué)年 2 學(xué)期 大學(xué)物理B 課程 閉卷
時間120分鐘,80學(xué)時,5學(xué)分,總分100分 2015年06月25日
題號
一
二
三1
三2
三3
三4
三5
三6
三7
合計
滿分
15
16
9
10
10
10
10
10
10
100
得分
2、
得分
一、選擇題(共15分)
1.(本題3分)在半徑為R的長直金屬圓柱體內(nèi)部挖去一個半徑為r的長直圓柱體,兩柱體軸線平行,其間距為a,如圖.今在此導(dǎo)體上通以電流I,電流在截面上均勻分布,則空心部分軸線上O′點的磁感強度的大小為 ( )
(A) (B)
(C) (D)
2.(本題3分)一運動質(zhì)點在某瞬時位于矢徑的端點處, 其速度大小為 ( )
(A) . (B)
3、 . (C) . (D)
3.(本題3分) 關(guān)于同時性的以下結(jié)論中,正確的是 ( )
(A) 在一慣性系同時發(fā)生的兩個事件,在另一慣性系一定不同時發(fā)生.
(B) 在一慣性系不同地點同時發(fā)生的兩個事件,在另一慣性系一定同時發(fā)生.
(C) 在一慣性系同一地點同時發(fā)生的兩個事件,在另一慣性系一定同時發(fā)生.
(D) 在一慣性系不同地點不同時發(fā)生的兩個事件,在另一慣性系一定不同時發(fā)生.
4. (本題3分)在康普頓效應(yīng)實驗中,若散射光波長是入射光波長的1.2倍,則散射光光子能量ε與反沖電子動能Ek之比
4、ε / Ek為 ( )
(A) 2. (B) 3. (C) 4. (D) 5.
5.(本題3分)邊長為a的等邊三角形的三個頂點上,分別放置著三個正的點電荷3q、4q、5q.若將另一正點電荷Q從無窮遠處移到三角形的中心O處,外力所作的功為:( )
精品
.
(A) . (B) . (C) . (D)
得分
二、填空題(共16分)
1.(本題4分)把一個均勻帶有電荷Q的球形肥皂泡由半徑R1吹脹
5、到R2,則半徑為r( )的球面上任一點的場強大小E由 變?yōu)? ;電勢U由
變?yōu)? (選無窮遠處為電勢零點)。
2. (本題3分)波長的光沿方向傳播,若光的波長的不確定量,則光子坐標(biāo)的不確定量至少為 。(不確定關(guān)系)
3. (本題3分)半徑為r的“無限長”均勻帶電薄圓筒,電荷線密度為l.在它的電場作用下,一質(zhì)量為m,電荷為q的質(zhì)點作半徑為R(R>r)的同軸勻速率圓周運動,該質(zhì)點的速率v = .
4.(本題3分)一半徑為的薄圓盤均勻分布有電荷,以角速度繞過盤心垂直于盤面的軸轉(zhuǎn)動,則盤心處的磁感應(yīng)強度大小為
6、_______________,轉(zhuǎn)盤產(chǎn)生的磁矩為_______________。
5.(本題3分)自感系數(shù)L =0.3 H的螺線管中通以I =8 A的電流時,螺線管存儲的磁場能量W =___________________。
三、計算題(共69分)
得分
1.(本題9分)質(zhì)量為的小船在平靜的水面上以速率航行.以小船關(guān)閉發(fā)動機為計時起點,設(shè)水的阻力和小船速率之間的關(guān)系是 (其中是常量),求:
(1)發(fā)動機關(guān)閉后小船的速率與時間的關(guān)系式;
(2)發(fā)動機關(guān)閉后小船通過的路程與時間的關(guān)系式;
(3)如果, .為了節(jié)省燃料,小船靠碼頭時在離碼頭多遠處關(guān)閉發(fā)動機最合適?
7、
精品
.
得分
2.(本題10分)有一質(zhì)量為m1、長為l的均勻細(xì)棒,靜止平放在滑動摩擦系數(shù)為m的水平桌面上,它可繞通過其端點O且與桌面垂直的固定光滑軸轉(zhuǎn)動,摩擦力矩。另有一水平運動的質(zhì)量為m2的小滑塊,從側(cè)面垂直于棒與棒的另一端A相碰撞,設(shè)碰撞時間極短。已知小滑塊在碰撞前后的速率分別為和,如圖所示.求:
①證明棒對過O點轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量;
②細(xì)棒開始轉(zhuǎn)動時的角速度、角加速度、轉(zhuǎn)動動能.
得分
3.(本題10分) 一圓柱形電容器由兩個同軸金屬圓筒組成,且處在真空中,內(nèi)、外圓筒半徑分別
8、為和,長度都是,內(nèi)、外圓筒分別帶有等量異號電荷+Q和-Q,設(shè) ,略去邊緣效應(yīng). 求:
(1) 電容器間的電場強度大小分布和兩極板間的電勢差;
(2) 電容器的電容和電容器所貯存的能量.
精品
.
得分
4.(本題10分)一無限長圓柱形銅導(dǎo)體(磁導(dǎo)率m 0),半徑為R,通有均勻分布的電流I.今取一矩形平面S (長為1 m,寬為2 R),位置如右圖中畫斜線部分所示,求通過該矩形平面的磁通量.
得分
5.(本題10分) 一內(nèi)外半徑分別為R1, R2的均勻帶電平面圓環(huán),
9、電荷面密度為σ,其中心有一半徑為r的導(dǎo)體小環(huán)(R1 >>r),二者同心共面如圖.設(shè)帶電圓環(huán)以變角速度ω繞垂直于環(huán)面的中心軸旋轉(zhuǎn),導(dǎo)體小環(huán)中的感應(yīng)電流i等于多少?(已知小環(huán)的電阻為R')?
精品
.
得分
6.(本題10分)一維無限深方勢阱中粒子運動的波函數(shù)為:
要求: (1) 系數(shù)的值和歸一化的波函數(shù);
(2) 在區(qū)間發(fā)現(xiàn)粒子的概率;
(3) 滿足什么條件的量子態(tài)在處的概率密度取極大?
精品
.
得分
7.(
10、本題10分)
(1) S′ 系相對S系運動的速率為0.6c ,S系中測得一事件發(fā)生,處,第二事件發(fā)生在,處,求S′ 系中的觀察者測得兩事件發(fā)生的時間間隔和空間間隔.
(2) 將一個靜止質(zhì)量為的電子從靜止加速到速率為0.60c(c為真空中光速),需作功多少?
精品
.
參考答案:
一、 選擇題
CDCDB
二、 填空題
1. , 0, ,
2.
3.
4. ,
5. 9.6J
三、 計算題
1. 解:(1) 由牛頓第二定律得
(2分)
11、 分離變量并積分得
(2分)
(1分)
(2)由
分離變量并積分得
(2分)
(1分)
(3)
將 代入上式得
(1分)
精品
.
2. 解:設(shè)棒的線密度為,則,
12、取一距離轉(zhuǎn)軸 O為處的質(zhì)量元 1分
其轉(zhuǎn)動慣量 2分
棒的轉(zhuǎn)動慣量 1分
在碰撞過程中,系統(tǒng)的角動量守恒,
3分
得細(xì)棒開始轉(zhuǎn)動時 1分
由轉(zhuǎn)動定律得角加速度 1分
轉(zhuǎn)動動能 1分
3. 解:(1)內(nèi)外圓筒間的場強大小為
2分
兩極板間的電勢差
2(算式) +1(結(jié)果)分
(2)離軸線r(
13、R1
14、通量 2分
5. 解:帶電平面圓環(huán)的旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于圓環(huán)中通有電流I.在R1與R2之間取半徑為R、寬度為dR的環(huán)帶,環(huán)帶內(nèi)有電流
2分
dI在圓心O點處產(chǎn)生的磁場
2分
由于整個帶電環(huán)面旋轉(zhuǎn),在中心產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的大小為
2分
選逆時針方向為小環(huán)回路的正方向,則小環(huán)中
15、 1分
2分
1分
6. 解: (1) 根據(jù)波函數(shù)的歸一化條件,有
2分
精品
.
由此得 (1分)
歸一化波函數(shù)為:
(1分)
(2) 在區(qū)間發(fā)現(xiàn)粒子的概率為:
2(算式)+1(結(jié)果)分
(3) 在處的概率密度為: 2(算式)+1(結(jié)果)分
取極大,要求 即
故滿足,)時,在處的概率密度取極大。
7. 解: (1) (3分)
(3分)
(2) (4分)
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精品