大學物理期末試題

2007—2008學年第一學期《大學物理（2-2）》期末試卷一、選擇題（共30分）1、（本題3分）（1482）如圖所示，兩個同心球殼．內(nèi)球殼半徑為R1，均勻帶有電荷Q；外球殼半徑為R2，殼的厚度忽略，原先不帶電，但與地相連接．設(shè)地為電勢零點，則在內(nèi)球殼里面，距離球心為r處的P點的場強大小及電勢分別為：(A)E＝0，U＝

(B)E＝0，U＝

(C)E＝，U＝(D)E＝，U＝2、（本題3分）（1326）C1和C2兩空氣電容器并聯(lián)以后接電源充電．在電源保持聯(lián)接的情況下，在C1中插入一電介質(zhì)板，如圖所示,則

(A)C1極板上電荷增加，C2極板上電荷減少．(B)C1極板上電荷減少，C2極板上電荷增加．(C)C1極板上電荷增加，C2極板上電荷不變．(D)C1極板上電荷減少，C2極板上電荷不變．3、將一空氣平行板電容器接到電源上充電到一定電壓后，保持與電源連接，將一塊與極板面積相同的金屬板平行插入兩極板間，則由于金屬板的插入及其相對極板所放位置的不同，對電容器儲能的影響為：

A）儲能增加，但與金屬板相對極板的位置無關(guān)。

B）儲能增加，且與金屬板相對極板的位置有關(guān)。

C）儲能減少，但與金屬板相對極板的位置無關(guān)。

D）儲能減少，且與金屬板相對極板的位置有關(guān)。

4、（本題3分）（2005）圖中，六根無限長導線互相絕緣，通過電流均為I，區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均為相等的正方形，哪一個區(qū)域指向紙內(nèi)的磁通量最大？

(A)Ⅰ區(qū)域．(B)Ⅱ區(qū)域．(C)Ⅲ區(qū)域．(D)Ⅳ區(qū)域．(E)最大不止一個．5、（本題3分）（2063）圖為四個帶電粒子在O點沿相同方向垂直于磁感線射入均勻磁場后的偏轉(zhuǎn)軌跡的照片．磁場方向垂直紙面向外，軌跡所對應(yīng)的四個粒子的質(zhì)量相等，電荷大小也相等，則其中動能最大的帶負電的粒子的軌跡是

(A)Oa．(B)Ob．

(C)Oc．(D)Od．6、平行板電容器(忽略邊緣效應(yīng))充電時，沿環(huán)路L1、L2磁場強度的環(huán)流中，必有:7、在圓柱形空間內(nèi)有一磁感受強度為B的均勻磁場，如圖所示，B的大小以速率dB／dt變化，在磁場中有A、B兩點，其間可放直導線AB和彎曲的導線AB弧，則（A）電動勢只在直導線AB中產(chǎn)生；（B）電動勢只在彎曲弧AB中產(chǎn)生；（C）電動勢在直導線和彎曲弧中都產(chǎn)生，且兩者大小相等；（D）直導線中的電動勢小于彎曲弧中的電動勢。8、（本題3分）（4385）設(shè)用頻率為n1和n2的兩種單色光，先后照射同一種金屬均能產(chǎn)生光電效應(yīng)．已知金屬的紅限頻率為n0，測得兩次照射時的遏止電壓|Ua2|=2|Ua1|，則這兩種單色光的頻率有如下關(guān)系：

(A)n2=n

1-n0．(B)n2=n1+n0．

(C)n2=2n

1-n0．(D)n2=n1-2n0．9、（本題3分）（4428）已知粒子在一維矩形無限深勢阱中運動，其波函數(shù)為：,(-a≤x≤a)那么粒子在x=5a/6處出現(xiàn)的概率密度為

(A)1/(2a)．(B)1/a．

(C)(D)10、（本題3分）（4223）下述說法中，正確的是

(A)本征半導體是電子與空穴兩種載流子同時參與導電，而雜質(zhì)半導體(n型或p型)只有一種載流子(電子或空穴)參與導電，所以本征半導體導電性能比雜質(zhì)半導體好．

(B)n型半導體的導電性能優(yōu)于p型半導體，因為n型半導體是負電子導電，p型半導體是正離子導電．

(C)n型半導體中雜質(zhì)原子所形成的局部能級靠近空帶(導帶)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，大大提高了半導體導電性能．

(D)p型半導體的導電機構(gòu)完全決定于滿帶中空穴的運動．二、填空題（共30分）11、（本題3分）（1038）在場強為的均勻電場中，有一半徑為R、長為l的圓柱面其軸線與的方向垂直．在通過軸線并垂直的方向?qū)⒋酥媲腥ヒ话耄鐖D所示．則穿過剩下的半圓柱面的電場強度通量等于________________________．12、（本題3分）（1614）一“無限長”均勻帶電直線，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)點以直線為軸線作勻速率圓周運動．該質(zhì)點的速率v＝_________________________．

2RlE

13、（本題3分）（2022）一彎曲的載流導線在同一平面內(nèi)，形狀如圖（O點是半徑為R1和R2的兩個半圓弧的共同圓心，電流自無窮遠來到無窮遠去），則O點磁感強度的大小是________________________．14、（本題3分）（2358）在xy平面內(nèi)，有兩根互相絕緣，分別通有電流和I的長直導線．設(shè)兩根導線互相垂直(如圖)，則在x

y平面內(nèi)，磁感強度為零的點的軌跡方程為_________________________．

15、圖示為三種不同的磁介質(zhì)的Ｂ、Ｈ關(guān)系曲線，其中虛線表示的是B＝μ０H的關(guān)系。說明a、b、c各代表哪一種磁介質(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OＨBaｂｃ順磁質(zhì)抗磁質(zhì)鐵磁質(zhì)16、（本題3分）（2521）一線圈中通過的電流I隨時間t變化的曲線如圖所示．試定性畫出自感電動勢EL隨時間變化的曲線．(以I的正向作為E的正向)17、（本題3分）（2339）反映電磁場基本性質(zhì)和規(guī)律的積分形式的麥克斯韋方程組為，①，

②，

③．

④試判斷下列結(jié)論是包含于或等效于哪一個麥克斯韋方程式的．將你確定的方程式用代號填在相應(yīng)結(jié)論后的空白處．(1)變化的磁場一定伴隨有電場；________________(2)磁感線是無頭無尾的；_____________________(3)電荷總伴隨有電場．________________________②③①18、（本題3分）（4429）在戴維孫——革末電子衍射實驗裝置中，自熱陰極K發(fā)射出的電子束經(jīng)U=500V的電勢差加速后投射到晶體上．這電子束的德布羅意波長l=__________________nm(電子質(zhì)量me=9.11×10-31kg，基本電荷e=1.60×10-19C，普朗克常量h=6.63×10-34

J·s)20、（本題3分）（8036）激光器的基本結(jié)構(gòu)包括三部分，即________________、______________、__________________．

19、（本題3分）（4787）在主量子數(shù)n=2，自旋磁量子數(shù)的量子態(tài)中，能夠填充的最大電子數(shù)是_______．0.05494工作物質(zhì)、激勵能源、光學諧振腔三、計算題（共40分）21、（本題10分）（1276）如圖所示，三個“無限長”的同軸導體圓柱面A、B和C，半徑分別為Ra、Rb、Rc．圓柱面B上帶電荷，A和C都接地．求Ｂ的內(nèi)表面上電荷線密度l1和外表面上電荷線密度l2之比值l1/l2．

解：設(shè)B上帶正電荷，內(nèi)表面上電荷線密度為λ1，外表面上電荷線密度為λ2，而A、C上相應(yīng)地感應(yīng)等量負電荷，如圖所示．則A、B間場強分布為E1=λ1/2πε0r，方向由B指向A

B、C間場強分布為

E2=λ2/2πε0r

，方向由B指向CB、A間電勢差

B、C間電勢差

因UBA＝UBC

,得到

22、（本題10分）（2606）從經(jīng)典觀點來看，氫原子可看作是一個電子繞核作高速旋轉(zhuǎn)的體系．已知電子和質(zhì)子的電荷分別為－e和e，電子質(zhì)量為me

，氫原子的圓軌道半徑為r，電子作平面軌道運動，試求電子軌道運動的磁矩？它在圓心處所產(chǎn)生磁感強度的數(shù)值B0為多少？

解：設(shè)電子軌道運動的速率為v，則設(shè)電子軌道運動所形成的圓電流為i，則23、（本題10分）（2498）載流長直導線與矩形回路ABCD共面，導線平行于AB，如圖所示．求下列情況下ABCD中的感應(yīng)電動勢：(1)長直導線中電流I=I0不變，ABCD以垂直于導線的速度從圖示初始位置遠離導線勻速平移到某一位置時(t時刻)．

(2)長直導線中電流I=I0sin

t，ABCD不動．

(3)長直導線中電流I=

I0sin

t，ABCD以垂直于導線的速度遠離導線勻速運動，初始位置也如圖．解：(1)ABCD即順時針．(3)ε=ε1+ε2

其中，ε1式中I=I0sinω

t，ε2式中a+b和a分別換為a+b+v

t和a+v

t.(2)