大学物理期末考试试卷(含答案)

2008年下学期2007级《大学物理（下）》期末考试（A卷）一、填空题（共27分）1(本题3分)(5125)一根无限长直导线通有电流I，在P点处被弯成了一个半径为R的圆，且P点处无交叉和接触，则圆心O处的磁感强度大小为_______________________________________，方向为______________________________．2.(本题3分)(5134)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=0H的关系．说明a、b、c各代表哪一类磁介质的B~H关系曲线：a代表______________________________的B~H关系曲线．b代表______________________________的B~H关系曲线．c代表______________________________的B~H关系曲线．3.(本题3分)(2624)一个中空的螺绕环上每厘米绕有20匝导线，当通以电流I=3A时，环中磁场能量密度w=_____________．(0=4×10-7N/A2)4.(本题3分)(5161)一平行板空气电容器的两极板都是半径为R的圆形导体片，在充电时，板间电场强度的变化率为dE/dt．若略去边缘效应，则两板间的位移电流为________________________．5.(本题4分)(3177)如图，在双缝干涉实验中，若把一厚度为e、折射率为n的薄云母片覆盖在S1缝上，中央明条纹将向__________移动；覆盖云母片后，两束相干光至原中央明纹O处的光程差为__________________．6.(本题3分)(4611)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．7.(本题5分)(4203)设描述微观粒子运动的波函数为),(tr，则*表示____________________________________________________________________；),(tr须满足的条件是______________________________________；其归一化条件是__________________________________________．8.(本题3分)(4787)在主量子数n=2，自旋磁量子数21sm的量子态中，能够填充的最大电子ORPI0HBabcOSS1S2e屏21SSSS数是_________________．二、选择题(共27分)9(本题3分)(2717)距一根载有电流为3×104A的电线1m处的磁感强度的大小为(A)3×10-5T．(B)6×10-3T．(C)1.9×10-2T．(D)0.6T．(已知真空的磁导率0=4×10-7T·m/A)［］10.(本题3分)(2391)一电子以速度v垂直地进入磁感强度为B的均匀磁场中，此电子在磁场中运动轨道所围的面积内的磁通量将(A)正比于B，反比于v2．(B)反比于B，正比于v2．(C)正比于B，反比于v．(D)反比于B，反比于v．［］11(本题3分)(2594)有一矩形线圈AOCD，通以如图示方向的电流I，将它置于均匀磁场B中，B的方向与x轴正方向一致，线圈平面与x轴之间的夹角为，90°．若AO边在y轴上，且线圈可绕y轴自由转动，则线圈将(A)转动使角减小．(B)转动使角增大．(C)不会发生转动．(D)如何转动尚不能判定．［］12.(本题3分)(2314)如图所示，M、N为水平面内两根平行金属导轨，ab与cd为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线．外磁场垂直水平面向上．当外力使ab向右平移时，cd(A)不动．(B)转动．(C)向左移动．(D)向右移动．［］13(本题3分)(2125)如图，长度为l的直导线ab在均匀磁场B中以速度v移动，直导线ab中的电动势为(A)Blv．(B)Blvsin．(C)Blvcos．(D)0．［］14.(本题3分)(2421)已知一螺绕环的自感系数为L．若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管，则两个半环螺线管的自感系数vByzxAOCDInBcabdNMBlBbav(A)都等于L21．(B)有一个大于L21，另一个小于L21．(C)都大于L21．(D)都小于L21．［］15(本题3分)(3174)在双缝干涉实验中，屏幕E上的P点处是明条纹．若将缝S2盖住，并在S1S2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M，如图所示，则此时(A)P点处仍为明条纹．(B)P点处为暗条纹．(C)不能确定P点处是明条纹还是暗条纹．(D)无干涉条纹．［］16(本题3分)(3718)在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽，其他条件不变，则中央明条纹(A)宽度变小．(B)宽度变大．(C)宽度不变，且中心强度也不变．(D)宽度不变，但中心强度增大．［］17(本题3分)(3215)若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长，在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好？(A)5.0×10-1mm．(B)1.0×10-1mm．(C)1.0×10-2mm．(D)1.0×10-3mm．［］18.(本题3分)(4223)下述说法中，正确的是(A)本征半导体是电子与空穴两种载流子同时参予导电，而杂质半导体(n型或p型)只有一种载流子(电子或空穴)参予导电，所以本征半导体导电性能比杂质半导体好．(B)n型半导体的导电性能优于p型半导体，因为n型半导体是负电子导电，p型半导体是正离子导电．(C)n型半导体中杂质原子所形成的局部能级靠近空带(导带)的底部，使局部能级中多余的电子容易被激发跃迁到空带中去，大大提高了半导体导电性能．(D)p型半导体的导电机构完全决定于满带中空穴的运动．［］三、计算题（共33分）19.(本题10分)(2567)AA＇和CC＇为两个正交地放置的圆形线圈，其圆心相重合．AA＇线圈半径为20.0cm，共10匝，通有电流10.0A；而CC＇线圈的半径为10.0cm，共20匝，通有电流5.0A．求两线圈公共中心O点的磁感强度的大小和方向．(0=4×10-7N·A-2)PEMS1S2S20.(本题8分)(3628)用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50m的玻璃片．玻璃片的折射率为1.50．在可见光范围内(400nm~760nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强？(1nm=10-9m)21.(本题5分)(3768)强度为I0的一束光，垂直入射到两个叠在一起的偏振片上,这两个偏振片的偏振化方向之间的夹角为60°.若这束入射光是强度相等的线偏振光和自然光混合而成的，且线偏振光的光矢量振动方向与此二偏振片的偏振化方向皆成30°角，求透过每个偏振片后的光束强度．22.(本题5分)(4393)以波长410nm(1nm=10-9m)的单色光照射某一金属，产生的光电子的最大动能EK=1.0eV，求能使该金属产生光电效应的单色光的最大波长是多少？(普朗克常量h=6.63×10-34J·s)23.(本题5分)(4547)已知电子在垂直于均匀磁场B的平面内运动，设电子的运动满足玻尔量子化条件，求电子轨道的半径rn=？四、理论推导与证明题（共5分）24.(本题5分)(4550)一束具有动量p的电子，垂直地射入宽度为a的狭缝，若在狭缝后远处与狭缝相距为R的地方放置一块荧光屏，试证明屏幕上衍射图样中央最大强度的宽度)/(2apRhd，式中h为普朗克常量．五、回答问题（共5分）25.(本题5分)(4781)粒子(a)、(b)的波函数分别如图所示，若用位置和动量描述它们的运动状态，两者中哪一粒子位置的不确定量较大？哪一粒子的动量的不确定量较大？为什么？参考答案：一、选择题(共27分)1.(本题3分)(2717)B2.(本题3分)(2391)B3.(本题3分)(2594)B4.(本题3分)(2314)D5.(本题3分)(2125)D6.(本题3分)(2421)D7.(本题3分)(3174)Bx(a)x(b)8.(本题3分)(3718)A9.(本题3分)(3215)D10.(本题3分)(4223)C二、填空题（共27分）11(本题3分)(5125))11(20RI2分垂直纸面向里．1分12.(本题3分)(5134)铁磁质1分顺磁质1分抗磁质1分13.(本题3分)(2624)22.6J·m-33分14.(本题3分)(5161)tERd/d203分15.(本题4分)(3177)上2分(n-1)e2分16.(本题3分)(4611)不变1分变长1分波长变长1分17.(本题5分)(4203)粒子在t时刻在(x，y，z)处出现的概率密度2分单值、有限、连续1分1ddd2zyx2分18.(本题3分)(4787)42分三、计算题（共33分）19.(本题10分)(2567)解：AA＇线圈在O点所产生的磁感强度002502AAAArINB(方向垂直AA＇平面)3分CC＇线圈在O点所产生的磁感强度005002CCCCrINB(方向垂直CC＇平面)3分O点的合磁感强度42/1221002.7)(CABBBT2分CC＇A＇OBABCBAB的方向在和AA＇、CC＇都垂直的平面内，和CC＇平面的夹角4.63tg1ACBB2分20.(本题8分)(3628)解：加强，2ne+21=k，2分123000124212kkneknenm2分k=1，1=3000nm，k=2，2=1000nm，k=3，3=600nm，k=4，4=428.6nm，k=5，5=333.3nm．2分∴在可见光范围内，干涉加强的光的波长是＝600nm和＝428.6nm．2分21.(本题5分)(3768)解：透过第一个偏振片后的光强为2001cos212121III30°2分＝5I0/81分透过第二个偏振片后的光强I2＝(5I0/8)cos260°1分＝5I0/321分22.(本题5分)(4393)解：设能使该金属产生光电效应的单色光最大波长为．由00Ah可得0)/(0AhcAhc/02分又按题意：KEAhc)/(∴KEhcA)/(得KKEhchcEhchc)/(0=612nm3分23.(本题5分)(4547)解：设轨道半径为rn，电子运动速度为v．则由nrmBe/2vv2分nrmLnv2分得neBrn2/1)/((n=1，2，3……)1分四、理论推导与证明题（共5分）24.(本题5分)(4550)证：单缝夫朗禾费衍射各级极小的条件为：kasin(k=1，2……)令k=1，得sina1分可见，衍射图形第一级极小离中心点距离affRx/sintg11分又电子德布罗意波的波长ph/2分所以中央最大强度宽度)/(221apRhxd1分五、回答问题（共5分）25.(本题5分)(4781)答：由图可知，(a)粒子位置的不确定量较大．2分又据不确定关系式xpx≥2h可知，由于(b)粒子位置的不确定量较小，故(b)粒子动量的不确定量较大.3分x(a)x(b)