历年大学物理期末试题 54页

大学物理（下）期末试卷1、如图，流出纸面的电流为2I，流进纸面的电流为I，则下述各式中哪一个是正确的？一、选择题（30分）2、一电子以速度垂直地进入磁感应强度为的均匀磁场中，此电子在磁场中运动轨道所围的面积的磁通量将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，正比于v.√√\n3、两根载流直导线相互正交放置，I1沿Y轴的正方向流动，I2沿Z轴负方向流动。若载流I1的导线不能动，载流I2的导线可以自由运动，则载流I2的导线开始运动的趋势是：A）沿X方向平动。B）以X为轴转动。C）以Y为轴转动。D）无法判断。4、在一自感线圈中通过的电流I随时间t的变化规律如图a所示,若以I的正方向作为ε的正方向,则代表线圈内自感电动势ε随时间变化规律的曲线为下图中的哪一个?(a)√\n5、如图,平行板电容器(忽略边缘效应)充电时,沿环路L1,L2磁场强度的环流中,必有:√√\n6、某金属产生光电效应的红限波长为λ0，今以波长为λ（λ<λ0）的单色光照射该金属，金属释放出的电子（质量为me）的动量大小为:7、电子显微镜中的电子从静止开始通过电势差为U的静电场加速后，其德布罗意波长是0.4Å，则U约为：A)150VB)330VC)630VD)940V8、不确定关系式表示在X方向上：A）粒子位置不能确定。B）粒子动量不能确定。C）粒子位置和动量都不能确定。D）粒子位置和动量不能同时确定。√√√\n9、硫化镉（CdS）晶体的禁带宽度为2.42eV，要使这种晶体产生本征光电导，则入射到晶体上的光的波长不能大于:(普朗克常数h=6.63×10-34J.s，基本电荷e=1.6×10-19C）A)650nmB)628nmC)550nmD)514nm√10、在激光器中利用光学谐振腔：A）可提高激光束的方向性，而不能提高激光束的单色性。B）可提高激光束的单色性，而不能提高激光束的方向性。C）可同时提高激光束的方向性和单色性。D）即不能可提高激光束的方向性也不能提高其的单色性。√二、填空（25分）：1、如图所示，两同心导体球壳，内球壳带电量+q，外球壳带电量–2q。静电平衡时，外球壳的电荷分布为：内表面；外表面。\n2、两点电荷在真空中相距为r1时的相互作用力等于它们在某一“无限大”各向同性均匀电介质中相距为r2时的相互作用力，则该电介质的相对电容率εr=。3、一个绕有500匝导线的平均周长50cm的细环，载有0.3A电流时，铁芯的相对磁导率为600。1）铁芯中的磁感应强度B为。2）铁芯中的磁场强度H为。4、已知某金属的逸出功为A，用频率为ν1的光照射该金属能产生光电效应，则该金属的红限频率ν0=且遏止电压5、根据量子论，氢原子核外电子的状态可由四个量子数来确定，其中主量子数n可取的值为，它可决定氢原子能量。1、2、3、….\n6、电子的自旋磁量子数mS只能取和两个值。7、按照原子的量子理论，原子可以通过和两种辐射方式发光，而激光是由方式产生的。自发辐射受激辐射受激辐射三、计算（40分）：1、一环形薄片由细绳悬吊着，环的外半径R，内半径为R/2，并有电量Q均匀分布在环面上。细绳长3R，也有电量Q均匀分布在绳上，试求圆环中心O处的电场强度（圆环中心在细绳延长线上）。\n解：先计算细绳上的电荷对中心产生的场强。选细绳的顶端为坐标原点O。X轴向下为正。在x处取一电荷元它在环心处的场强为：整个细绳上的电荷在O点处的场强为：圆环上的电荷分布对环心对称，它在环心处的场强为零。方向竖直向下。\n2、电荷面密度分别为+σ和-σ的两块‘无限大’均匀带电平行平面，分别与X轴垂直交于x1=a,x2=-a两点。设坐标原点O处电势为零，试求空间的电势分布表示式并画出其曲线。解：由高斯定理可得场强分布为：由此可求出电势分布：\n3、两个共面的平面带电圆环，其内外半径分别为R1、R2和R2、R3，外面的圆环以每秒n2转的转速顺时针转动，里面的圆环以每秒n1转的转速逆时针转动。若电荷面密度都是σ，求n1和n2的比值多大时，圆心处的磁感应强度为零。解：1）在内圆环上取半径为r宽度为dr的细圆环，则：由于转动而形成的电流：2）整个内圆环在O点产生的磁感应强度为：3）同理得外圆环在O点产生的磁感应强度为：\n4）为使O点的磁感应强度为零，则即：\n解:过圆心作辅助线至无限远处与长直导线闭合。4、在半径为R的圆柱形空间内,充满磁感应强度为的均匀磁场的方向与圆柱的轴线平行,有一无限长直导线在垂直于圆柱中心轴线的平面内,两线相距为a,a>R,如图所示,已知磁感应强度随时间的变化率为dB/dt,求长直导线中的感应电动势ε,并讨论其方向。由法拉第电磁感应定律：\n99级大学物理（下）期末试卷一、选择题（30分）1、在静电场中，下列说法正确的是：A）带正电荷的导体，其电势一定是正值。B）等势面上各点的场强一定相等。C）场强为零处，电势也一定为零。D）场强相等处，电势梯度矢量一定相等。√2、电子的质量为me，电量为-e，绕静止的氢原子核（即质子）作半径为r的匀速率圆周运动，则电子的速率为：√\n3、A、B为导体大平板，面积均为S，平行放置，A板带电荷+Q1，B板带电荷+Q2，如果使B板接地，则AB间电场强度的大小E为；4、若空间存在两根无限长直载流导线，空间的磁场分布就不具有简单的对称性，则该磁场分布：A）不能用安培环路定理计算。B）可以直接用安培环路定理求出。C）只能用毕奥—萨伐尔定律求出。D）可以用安培环路定理和磁感应强度的叠加原理求出。√√\n6、自感为0.25H的线圈中，当电流在（1/16）S内由2A均匀减小到零时，线圈中自感电动势的大小为：√7、在康普顿效应实验中，若散射光波长是入射光波长的1.2倍，则散射光光子能量ε与反冲电子动能Ek之比ε/Ek为A)2B)3C)4D)5√\n8、不确定关系式表示在X方向上：A）粒子位置不能确定。B）粒子动量不能确定。C）粒子位置和动量都不能确定。D）粒子位置和动量不能同时确定。√9、氢原子中处于3d量子态的电子，描述其量子态的四个量子数（n，l，ml,，ms）可能取的值为：√10、氩（Z=18）原子基态的电子组态是：√\n二、填空题（30分）A、（1）B、（2）C、（1），（3）D、（3）E、（4）空带禁带（1）空带禁带（2）禁带导带（3）空带禁带导带（4）√11、附图是导体、半导体、绝缘体在热力学温度T=0K时的能带结构图。其中属于绝缘体的能带结构是：1、在静电场中，场强沿任意闭合路径的线积分等于零，即，这表明静电场中的电力线不闭合。\n2、两点电荷在真空中相距为r1时的相互作用力等于它们在某一“无限大”各向同性均匀电介质中相距为r2时的相互作用力，则该电介质的相对电容率εr=。3、一空气平行板电容器，两极板间距d，充电后板间电压为U。然后将电源断开，在两板间平行地插入一厚度为d/3的金属板，则板间电压变成U'=4、在相对电容率εr=4的各向同性均匀电介质中，与电能密度we=2×106J/cm3相应的电场强度的大小E=5、均匀磁场的磁感应强度垂直与半径为r的圆面，今以该圆周为边线。作一半球面S，则通过S面的磁通量的大小为\n6、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μ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=，磁感应强度的大小B=。7、反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为试判断下列结论是包含或等效于哪一个麦克斯韦方程式的。将你确定的方程式用代号填在相应结论后处：1）变化的磁场一定伴随有电场：2）磁感应线是无头无尾的：3）电荷总伴随电场：\n8、根据玻尔氢原子理论，若大量氢原子处于主量子数n=5的激发态，则跃迁辐射的谱线可以有条，其中属于巴耳末系的谱线有条。9、按照原子的量子理论，原子可以通过和两种辐射方式发光，而激光是由方式产生的。自发辐射受激辐射受激辐射\n三、计算题（15分）1、半径为R的长直螺线管单位长度上密绕有n匝线圈，在管外有一包围着螺线管、面积为S的圆线圈，其平面垂直于螺线管轴线。螺线管中电流i随时间作周期为T的变化.求:圆线圈中的感生电动势εi。画出εi-t曲线，注明时间坐标。解：螺线管内磁感应强度为：圆线圈的磁通量为：感生电动势：由图知：\n\n2、当电子的德布罗意波长与可见光波长(λ=5500Å)相同时，求它的动能是多少电子伏特？（电子质量me=9.11×10-31kg，普朗克常量h=6.63×10-34J.s1eV=1.6×10-19J）\n四、证明题（10分）有一带电球壳，内、外半径分别为a和b，电荷体密度ρ=A/r，在球心处有一点电荷Q，证明当A=Q/（2πa2）时，球壳区域内的场强的大小E与r无关。证：在球壳区域内任一高斯球面，半径为r。由高斯定理：与r无关。\nO+l-lxy(0,a)2、图中实线为某电场中的电场线，虚线表示等势（位）面，由图可看出：A)EA＞EB＞EC，UA＞UB＞UC．B)EA＜EB＜EC，UA＜UB＜UC．C)EA＞EB＞EC，UA＜UB＜UC．D)EA＜EB＜EC，UA＞UB＞UC．期末试题一、选择题（30分）1、图中所示为一沿x轴放置的“无限长”分段均匀带电直线，电荷线密度分别为＋(x＜0)和－(x＞0)，则Oxy坐标平面上点(0，a)处的场强为\n3、半径为R的“无限长”均匀带电圆柱面的静电场中各点的电场强度的大小E与距轴线的距离r的关系曲线为：\n4、一平行板电容器中充满相对介电常量为er的各向同性均匀电介质．已知介质表面极化电荷面密度为±s′，则极化电荷在电容器中产生的电场强度的大小为：5、C1和C2两空气电容器串联以后接电源充电．在电源保持联接的情况下，在C2中插入一电介质板，则A）C1极板上电荷增加，C2极板上电荷增加．B）C1极板上电荷减少，C2极板上电荷增加．C）C1极板上电荷增加，C2极板上电荷减少．D）C1极板上电荷减少，C2极板上电荷减少\n6、在磁感强度为的均匀磁场中作一半径为r的半球面S，S边线所在平面的法线方向单位矢量与的夹角为a，则通过半球面S的磁通量(取弯面向外为正)为πr2B．B)2πr2B．C)-πr2Bsina．D)-πr2Bcosa．7、附图中，M、P、O为由软磁材料制成的棒，三者在同一平面内，当K闭合后，A)M的左端出现N极．B)P的左端出现N极．C)O的右端出现N极．D)P的右端出现N极．\n8、关于稳恒电流磁场的磁场强度，下列几种说法中哪个是正确的？A)仅与传导电流有关．B)若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的必为零．C)若闭合曲线上各点均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零．D)以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的通量均相等．9、导体棒AB在均匀磁场B中绕通过C点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO转动（角速度与同方向），BC的长度为棒长的，则A）A点比B点电势高．B）A点与B点电势相等．C）A点比B点电势低．D）有稳恒电流从A点流向B点．\nA、（1）B、（2）C、（1），（3）D、（3）E、（4）空带禁带（1）空带禁带（2）禁带导带（3）空带禁带导带（4）√10、附图是导体、半导体、绝缘体在热力学温度T=0K时的能带结构图。其中属于绝缘体的能带结构是：\n3、一电矩为的电偶极子在场强为的均匀电场中，与间的夹角为a，则它所受的电场力＝______________力矩的大小M＝__________。4、边长为2a的等边三角形线圈，通有电流I，则线圈中心处的磁感强度的大小为________________．2、一半径为R的均匀带电球面，其电荷面密度为s．若规定无穷远处为电势零点，则该球面上的电势U＝______________．1、真空中一半径为R的均匀带电球面带有电荷Q(Q＞0)．今在球面上挖去非常小块的面积△S(连同电荷)，假设不影响其他处原来的电荷分布，则挖去△S后球心处电场强度的大小E＝______________，其方向为_________________．O60°Iaa\n6、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=m0H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．0HBabc5、一无限长载流直导线，通有电流I，弯成如图形状．设各线段皆在纸面内，则P点磁感强度的大小为________________．PaIa\n7、平行板电容器的电容C为20.0mF，两板上的电压变化率为dU/dt=1.50×105V·s-1，则该平行板电容器中的位移电流为____________．9、在下列各组量子数的空格上，填上适当的数值，以便使它们可以描述原子中电子的状态(1)n=2，l=________，ml=-1，．(2)n=2，l=0，ml=________，．(3)n=2，l=1，ml=0，ms=________．8、如果电子被限制在边界x与x+dx之间，dx=0.5Å，则电子动量x分量的不确定量近似地为________________kg·m／s．(不确定关系式x·p≥h，普朗克常量h=6.63×10-34J·s)\n10、光和物质相互作用产生受激辐射时，辐射光和照射光具有完全相同的特性，这些特性是指_________________________________________．\n1、三个“无限长”的同轴导体圆柱面A、B和C，半径分别为Ra、Rb、Rc．圆柱面B上带电荷，A和C都接地．求Ｂ的内表面上电荷线密度l1和外表面上电荷线密度l2之比值l1/l2．\n2、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．(=4×10-7N·A-2)\n3、一电荷线密度为l的长直带电线(与一正方形线圈共面并与其一对边平行)以变速率v=v(t)沿着其长度方向运动，正方形线圈中的总电阻为R，求t时刻方形线圈中感应电流I(t)的大小(不计线圈自身的自感)．aaal\n4、以波长λ=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)5、粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：(0