大学物理期末考试试卷(含答案)19846

一、选择题(共27分） 1。(本题3分)

距一根载有电流为3×104 A的电线1 m处的磁感强度的大小为 (A） 3×10-5 T． （B) 6×10—3 T． （C） 1.9×10-2T． (D) 0。6 T．

(已知真空的磁导率0 =4×10-7 T·m/A) ［] 2.(本题3分）

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． [］

3。（本题3分）

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．［］ 4.(本题3分) 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．［］

v B y A D O I n x B C z

MB d b N c a

5。（本题3分）

如图,长度为l的直导线ab在均匀磁场B中以速度v移 b l 动，直导线ab中的电动势为

B  （A) Blv． （B） Blvsin． a v （C） Blvcos． （D） 0．［］ 6.(本题3分)

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

111（A） 都等于L． (B） 有一个大于L，另一个小于L．

22211 (C） 都大于L． （D） 都小于L．[]

227。（本题3分)

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S1 S2连线的垂直平分面处放一高折射率介S1 质反射面M，如图所示，则此时 S M S2 (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．

P E

（D） 无干涉条纹．［］ 8。（本题3分）

在单缝夫琅禾费衍射实验中,若增大缝宽，其他条件不变，则明条纹 （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．［］

9.(本题3分）

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） 5.0×10-1 mm． （B) 1.0×10—1 mm． （C） 1.0×10-2 mm． (D) 1。0×10-3 mm．［］ 10.(本题3分)

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．［] 二、填空题（共27分) 11（本题3分)

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 ______________________________． 12.(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B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

0线．

b代表______________________________的B~H关系曲

R O P aI

bcH

线．

c代表______________________________的B~H关系曲线． 13.（本题3分

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×10-7 N/A2) 14.(本题3分)

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 ________________________．

15。(本题4分）

e如图,在双缝干涉实验中，若把一厚度为e、折射率 S1为n的薄云母片覆盖在S1缝上，明条纹将向__________SO移动；覆盖云母片后，两束相干光至原明纹O处的光S2屏程差为__________________． SS1SS2

16。(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． 17。（本题5分)

设描述微观粒子运动的波函数为(r,t)，则*表示____________________________________________________________________; (r,t)须满足的条件是______________________________________；其归一化条 件是__________________________________________． 18。（本题3分）

1在主量子数n =2，自旋磁量子数ms的量子态中，能够填充的最大电子

2数是_________________． 三、计算题（共33分） 19.(本题10分)

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。0 cm,共10匝，通有电流10.0 A；而CC＇线圈的半径为10.0 cm,共20匝，通有电流 5.0 A．求两线圈公共中心O点的磁感强度的大小和方向．

（0 =4×10-7 N·A—2) 20.（本题8分)

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(400 nm ～ 760 nm）哪些波长的反射光有最大限度的增强? (1 nm=10—9 m) 21.（本题5分）

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)

以波长 410 nm （1 nm = 10-9 m)的单色光照射某一金属，产生的光电子的最

大动能EK= 1.0 eV，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—34 J·s) 23.（本题5分）

已知电子在于均匀磁场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）

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最大强度的宽度d2Rh/(ap)，式中h为普朗克常量． 五、回答问题（共5分） 25.（本题5分） 粒子(a)、（b）的波函数分别如图所示，(a)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：

一、选择题（共27分） 1。（本题3分)(2717） B 2。（本题3分)(2391） B 3。(本题3分）（2594）B

(b)xx

4。（本题3分）（2314)D 5.（本题3分）（2125)D 6.（本题3分）（2421)D 7.（本题3分）(3174)B 8.(本题3分）(3718)A 9.(本题3分)（3215)D

10。(本题3分）（4223）C 二、填空题(共27分） 11（本题3分）（5125) 0I1(1)2分 2R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) 22.6 J·m—33分 14。（本题3分）(5161） 0R2dE/dt3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

dxdydz12分

18.（本题3分）(4787)

42分

三、计算题（共33分） 19。(本题10分）（2567）

2解:AA＇线圈在O点所产生的磁感强度

NIBA0AA2500 （方向垂直AA＇平面）3分

2rACC＇线圈在O点所产生的磁感强度

NIBC0CC5000 (方向垂直CC＇平面） 3分

2rCO点的合磁感强度B(BB)2A21/2C4 BC C A＇ B O BA C＇ A

7.0210 T 2分

B的方向在和AA＇、CC＇都垂直的平面内，和CC＇平面的夹角

tg1BCB63.4 2分

A20。（本题8分)（3628）

解：加强，2ne+12= k, 2分

2ne4ne3000k12k12k1 nm 2分 2k= 1，1 = 3000 nm，

k = 2,2 = 1000 nm， k = 3，3 = 600 nm,

k = 4，4 = 428。6 nm， k = 5，5 = 333.3 nm． 2分

∴在可见光范围内，干涉加强的光的波长是

＝600 nm 和＝428.6 nm． 2分 21.(本题5分)(3768）

解：透过第一个偏振片后的光强为

I111122I02I0cos230°2分

＝5I0 / 8 1分

透过第二个偏振片后的光强I2＝（ 5I0 / 8 )cos260° ＝5I0/ 32 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h0A0

可得 (hc/0)A0 0hc/A2分

又按题意： (hc/)AEK ∴A(hc/)EK

得hc0(hc/)Ehc= 612 nm 3分

KhcEK1分

1分

23.(本题5分)(47)

解：设轨道半径为rn，电子运动速度为v．则由 evBmv2/rn2分

Lmvrnn 2分

得rn(/eB)1/2n （ 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：

asink ( k = 1，2……） 令k = 1，得 asin1分

可见,衍射图形第一级极小离中心点距离 x1Rtgfsinf/a1分

又电子德布罗意波的波长h/p2分

所以最大强度宽度d2x12Rh/(ap)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

h又据不确定关系式pxx≥

2可知,由于（b)粒子位置的不确定量较

(a)xx(b)

小，故(b)粒子动量的不确定量较大. 3分