大學(xué)物理期末考試試卷(含答案)

《大學(xué)物理(下)》期末考試(A卷)

一、選擇題(共27分)

1.(此題3分)

距一根載有電流為3X104A的電線1m處的磁感強度的大小為

(A)3X105T.(B)6X10-3T.

(C)1.9X102T.(D)0.6T.

(真空的磁導(dǎo)率僅=4兀Xl(rT?m/A)[]

2.(此題3分)

一電子以速度V垂直地進(jìn)入磁感強度為B的均勻磁場中，此電子在磁場中運動軌道所圍的

面積內(nèi)的磁通量將

(A)正比于3,反比于爐.(B)反比于3,正比于4.

(C)正比于3,反比于"(D)反比于3,反比于"

口

3.(此題3分)

有一矩形線圈AOCD,通以如圖示方向的電流/,將它置于均勻磁場片中，月的方向與x軸

正方向一致，線圈平面與x軸之間的夾角為a,a<90°.假設(shè)A。邊在y軸上，且線圈可

繞y軸自由轉(zhuǎn)動，那么線圈將

(A)轉(zhuǎn)動使a角減小.

(B)轉(zhuǎn)動使a角增大.

(C)不會發(fā)生轉(zhuǎn)動.

(D)如何轉(zhuǎn)動尚不能判定.口

4.(此題3分)

如下圖，M、N為水平面內(nèi)兩根平行金屬導(dǎo)軌，時與cd為垂直于導(dǎo)軌并可在其上自由滑動

的兩根直裸導(dǎo)線.外磁場垂直水平面向上.當(dāng)外力使仍向右平移時，cd

(A)不動.(B)轉(zhuǎn)動.

(C)向左移動.(D)向右移動.口

5.(此題3分)

如圖，長度為/的直導(dǎo)線仍在均勻磁場片中以速度D移動，直導(dǎo)線M中的電動勢為

(A)Blv.(B)Bitkina.

(C)Blvcosa.(D)0.[]

6.(此題3分)

一螺繞環(huán)的自感系數(shù)為乙假設(shè)將該螺繞環(huán)鋸成兩個半環(huán)式的螺線管，那么兩個半環(huán)螺線

管的自感系數(shù)

(A)都等于(B)有一個大于另一個小于

222

(C)都大于(D)都小于:L.口

7.(此題3分)

在雙縫干預(yù)實驗中，屏幕E上的尸點處是明條紋.假設(shè)將縫S2蓋住，并在S1S2連線的垂

直平分面處放一高折射率介質(zhì)反射面如下圖，那么此時

(A)尸點處仍為明條紋.

(B)P點處為暗條紋.

(C)不能確定P點處是明條紋還是暗條紋.

①)無干預(yù)條紋.口

8.(此題3分)

在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，假設(shè)增大縫寬，其他條件不變，那么中央明條紋

(A)寬度變小.

(B)寬度變大.

(C)寬度不變，且中心強度也不變.

(D)寬度不變，但中心強度增大.口

9.(此題3分)

假設(shè)用衍射光柵準(zhǔn)確測定一單色可見光的波長，在以下各種光柵常數(shù)的光柵中選用哪一種

最好？

(A)5.0X101mm.(B)1.0X101mm.

(C)1.0X102mm.(D)1.0XIO-3mm.[]

10.(此題3分)

下述說法中，正確的選項是

(A)本征半導(dǎo)體是電子與空穴兩種載流子同時參予導(dǎo)電，而雜質(zhì)半導(dǎo)體(n型或p型)只

有一種載流子(電子或空穴)參予導(dǎo)電，所以本征半導(dǎo)體導(dǎo)電性能比雜質(zhì)半導(dǎo)體好.

(B)n型半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能優(yōu)于p型半導(dǎo)體，因為n型半導(dǎo)體是負(fù)電子導(dǎo)電，p型半導(dǎo)體是

正離子導(dǎo)電.

(C)n型半導(dǎo)體中雜質(zhì)原子所形成的局部能級靠近空帶(導(dǎo)帶)的底部，使局部能級中多

余的電子容易被激發(fā)躍遷到空帶中去，大大提高了半導(dǎo)體導(dǎo)電性能.

(D)p型半導(dǎo)體的導(dǎo)電機構(gòu)完全決定于滿帶中空穴的運動.口

二、填空題(共27分)

11(此題3分)

一根無限長直導(dǎo)線通有電流/,在P點處被彎成了一個半徑為R的圓，且P點處無交

叉和接觸，那么圓心。處的磁感強度

大小為,方向為

12.(此題3分)

圖示為三種不同的磁介質(zhì)的3?H關(guān)系曲線，其中虛線表示的是3=伙”的關(guān)系.說明a、b、

c各代表哪一類磁介質(zhì)的關(guān)系曲線：

a代表的B~H關(guān)系曲線.

b代表的B?H關(guān)系曲線.

c代表的B~H關(guān)系曲線.

13.(此題3分

一個中空的螺繞環(huán)上每厘米繞有20匝導(dǎo)線，當(dāng)通以電流/=3A時，環(huán)中磁

場能量密度w=.(〃o=4兀X107N/A2)

14.（此題3分）

一平行板空氣電容器的兩極板都是半徑為R的圓形導(dǎo)體片，在充電時，板間電場強度

的變化率為dE/df.假設(shè)略去邊緣效應(yīng)，那么兩板間的位移電流為

15.（此題4分）

如圖，在雙縫干預(yù)實驗中，假設(shè)把一厚度為e、折射率

為〃的薄云母片覆蓋在&縫上，中央明條紋將向移動；覆蓋云母片后，兩束相

干光至原中央明紋。處的光程差為.

16.（此題3分）

某一波長的X光經(jīng)物質(zhì)散射后，其散射光中包含波長和波長

的兩種成分，其中的散射成分稱為康普頓散射.

17.（此題5分）

設(shè)描述微觀粒子運動的波函數(shù)為尹行/）,那么//*表示

/（兀。須滿足的條件是;其歸一化條

件是.

18.（此題3分）

在主量子數(shù)〃=2,自旋磁量子數(shù)小=」的量子態(tài)中，能夠填充的最大電子

2

數(shù)是.

三、計算題（共33分）

19.（此題10分）

AA'和CC為兩個正交地放置的圓形線圈，其圓心相重合.A4'線圈半徑為20.0cm,

共10匝，通有電流10.0A；而CC'線圈的半徑為10.0cm,共20匝，通有電流5.0A.求

兩線圈公共中心。點的磁感強度的大小和方向.

（川=4兀XKTN.A」）

20.（此題8分）

用白光垂直照射置于空氣中的厚度為0.50的玻璃片.玻璃片的折射率為L50.在可見

光范圍內(nèi)（400nm~760nm）哪些波長的反射光有最大限度的增強？

（1nm=10*2910m）

21.（此題5分）

強度為To的一束光，垂直入射到兩個疊在一起的偏振片上，這兩個偏振片的偏振化方向之間

的夾角為60°.假設(shè)這束入射光是強度相等的線偏振光和自然光混合而成的，且線偏振光的

光矢量振動方向與此二偏振片的偏振化方向皆成30°角，求透過每個偏振片后的光束強度.

22.（止匕題5分）

以波長彳=410nm（lnm=IO9m）的單色光照射某一金屬，產(chǎn)生的光電子的最大動能EK=1.0

eV,求能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最大波長是多少？（普朗克常量/z=6.63X

10"J.s）

23.（此題5分）

電子在于均勻磁場月的平面內(nèi)運動，設(shè)電子的運動滿足玻爾量子化條件，求電子軌道的半

徑rn=?

四、理論推導(dǎo)與證明題（共5分）

24.（止匕題5分）

一束具有動量力的電子，垂直地射入寬度為。的狹縫，假設(shè)在狹縫后遠(yuǎn)處與狹縫相距為R

的地方放置一塊熒光屏，試證明屏幕上衍射圖樣中央最大強度的寬度d=2H/z/（a〃），式中人

為普朗克常量.

五、答復(fù)以下問題（共5分）

25.（此題5分）

粒子（a）、（b）的波函數(shù)分別如下圖，假設(shè)用位置和動量描述它們的運動狀態(tài)，兩者中哪一粒

子位置的不確定量較大？哪一粒子的動量的不確定量較大？為什么？

參考答案：

一、選擇題（共27分）

1.（此題3分）（2717）B

2.（此題3分）（2391）B

3.（此題3分）（2594）B

4.（此題3分X2314）D

5.（此題3分）（2125）D

6.（此題3分）（2421）D

7.（此題3分）（3174）B

8.（此題3分）（3718）A

9.（此題3分）（3215）D

10.（此題3分）（4223）C

二、填空題（共27分〕

11（此題3分）（5125）

黑（1」）2分

2R兀

垂直紙面向里.1分

12.（此題3分）（5134）

鐵磁質(zhì)1分

順磁質(zhì)1分

抗磁質(zhì)1分

13.（止匕題3分）（2624）

22.6J-m3：3分

14.（此題3分）（5161）

2

sonRdE/d/3分

15.（此題4分）（3177）

上2分

（n-l）e2分

16.（此題3分）（4611）

不變1分

變長1分

波長變長1分

17.（此題5分）（4203）

粒子在/時刻在Q,y,z）處出現(xiàn)的概率密度2分

單值、有限、連續(xù)1分

忸「dxdydz=12分

18.（此題3分）（4787）

42分

三、計算題（共33分）

19.（此題10分）（2567）

解：AA'線圈在。點所產(chǎn)生的磁感強度

BA="KJA=250%（方向垂直A4'平面）3分

2rA

CC線圈在。點所產(chǎn)生的磁感強度

BC="°N〃C=500〃°（方向垂直CC平面）3分

。點的合磁感強度8=（氏+或）"2=7.02x10-4T2分

3的方向在和A4'、CC'都垂直的平面內(nèi),和CO平面的夾角

6=tgT&=63.4°2分

BA

20.(此題8分)(3628)

解：加強，2〃e+4/i=左九2分

2

-Ine4ne3000

2=------=-------=--------nm2分

112k—12k-l

2

k=1,2i=3000nm,

k=2,22=1000nm,

k=3,23=600nm,

攵=4,九=428.6nm,

k=5,As=333.3nm.2分

???在可見光范圍內(nèi)，干預(yù)加強的光的波長是

2=600nm和4=428.6nm.2分

21.(此題5分)(3768)

解：透過第一個偏振片后的光強為

4=杷訃［1卜。/3。。2分

=5/0/81分

透過第二個偏振片后的光強h=（5/o/8）COS260°1分

=5/o/321分

22.(此題5分)(4393)

解：設(shè)能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光最大波長為2o.

由hv°-A=Q

可得(Jid20)—A=0

20=hdA2分

又按題意：QIC/A)—A=EK

:?A=(hc/心—EK

hehcA

得4=