大學(xué)物理試卷及答案(20211109130310)

1、2021年下學(xué)期2007級(jí)?大學(xué)物理(下)?期末考試(A卷)、選擇題(共27分)1. (此題 3 分)(2717)距一根載有電流為3X104 A的電線1 m處的磁感強(qiáng)度的大小為-5-3(A) 3X10 T.(B) 6X10 T.-2(C) 1.9X 10 T(D) 0.6 T.(真空的磁導(dǎo)率 =4二X 10 7 T m/A)2. (此題 3 分)(2391)一電子以速度v垂直地進(jìn)入磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中，此電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌道所圍的面積內(nèi)的磁通量將(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. (此題 3 分)(2594)有一

2、矩形線圈AOCD，通以如圖示方向的電流I，將它 置于均勻磁場(chǎng)B中，B的方向與x軸正方向一致，線圈平面 與x軸之間的夾角為， 90°.假設(shè)AO邊在y軸上，且 線圈可繞y軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，貝懺圈將(A) 轉(zhuǎn)動(dòng)使角減小.(B) 轉(zhuǎn)動(dòng)使：角增大.(C) 不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng).(D) 如何轉(zhuǎn)動(dòng)尚不能判定.4. (此題 3 分)(2314)B 1丿= -11-7db7"ab向右平移時(shí)，cd(A)不動(dòng).(B)轉(zhuǎn)動(dòng).(C)向左移動(dòng).(D)向右移動(dòng).5.(此題 3 分)(2125)如圖，長(zhǎng)度為1的直導(dǎo)線ab在均勻磁場(chǎng)B中以速度v移動(dòng)，直導(dǎo)線ab中的電動(dòng)勢(shì)為(A) Blv.(B) Blv sin：.(C)

3、Blv cos：.(D) 0.Bv如下圖，M、N為水平面內(nèi)兩根平行金屬導(dǎo) 軌，ab與cd為垂直于導(dǎo)軌并可在其上自由滑動(dòng)的 兩根直裸導(dǎo)線.外磁場(chǎng)垂直水平面向上.當(dāng)外力使6. (此題 3 分)(2421)一螺繞環(huán)的自感系數(shù)為L(zhǎng).假設(shè)將該螺繞環(huán)鋸成兩個(gè)半環(huán)式的螺線管，那么 兩個(gè)半環(huán)螺線管的自感系數(shù)1 1 1(A) 都等于尹.(B)有一個(gè)大于2l，另一個(gè)小于2l -11(C)都大于-L .(D)都小于-L .227. (此題 3 分)(3174)P在雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，屏幕E上的P點(diǎn)處是明條紋.假設(shè) 將縫S2蓋住，并在S1 9連線的垂直平分面處放一高折射 率介質(zhì)反射面M，如下圖，那么此時(shí)(A) P點(diǎn)處仍為

4、明條紋.(B) P點(diǎn)處為暗條紋.(C) 不能確定P點(diǎn)處是明條紋還是暗條紋.(D) 無(wú)干預(yù)條紋.8. (此題 3 分)(3718)在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度也不變.(D) 寬度不變，但中心強(qiáng)度增大.9. (此題 3 分)(3215)假設(shè)用衍射光柵準(zhǔn)確測(cè)定一單色可見(jiàn)光的波長(zhǎng)，在以下各種光柵常數(shù)的光柵中選用哪一種最好？-1 -1(A) 5.0X 10 mm.(B) 1.0X 10 mm.(C) 1.0X 102 mm.(D) 1.0X10 mm.10. (此題 3 分)(4223)下述說(shuō)法中，正

5、確的選項(xiàng)是(A)本征半導(dǎo)體是電子與空穴兩種載流子同時(shí)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?yàn)閚型半導(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(jí)靠近空帶(導(dǎo)帶)的底部，使局部能級(jí)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(jī)構(gòu)完全決定于滿帶中空穴的運(yùn)動(dòng).二、填空題(共27分)11 (此題 3 分)(5125)一根無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I，在P點(diǎn)處被彎成了一個(gè)半徑為R的圓，且P點(diǎn)處無(wú)交叉和接觸

6、，那么圓心 0處的磁感強(qiáng)度大小為方向?yàn)?2. (此題 3 分)(5134)abc圖示為三種不同的磁介質(zhì)的BH關(guān)系曲線，其中虛 線表示的是B = JoH的關(guān)系.說(shuō)明a、b、c各代表哪一 類磁介質(zhì)的BH關(guān)系曲線：a代表的BH關(guān)系曲線.b代表的 BH關(guān)系曲線.c代表的 BH關(guān)系曲線.13. (此題 3 分)(2624)一個(gè)中空的螺繞環(huán)上每厘米繞有 20匝導(dǎo)線，當(dāng)通以電流I=3 A時(shí)，環(huán)中磁場(chǎng)能量密度 w =.岸0=4兀X 10-7 N/A2)14. (此題 3 分)(5161)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(shí)，板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化率為dE/dt .假設(shè)略去邊緣效應(yīng)，那么兩板

7、間的位移電流為15. (此題 4 分)(3177)和波長(zhǎng)如圖，在雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)把一厚度為e、折射率為n的薄云母片覆蓋在S縫上，中央明條紋將向 移動(dòng)；覆蓋云母片后，兩束相干光至原中央明紋 O處的光 程差為.16. (此題 3 分)(4611)某一波長(zhǎng)的X光經(jīng)物質(zhì)散射后，其散射光中包含波長(zhǎng)的兩種成分，其中 的散射成分稱為康普頓散射.17. (此題 5 分)(4203)設(shè)描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的波函數(shù)為？ (r,t)，那么W*表示空(r,t)須滿足的條件是 其歸一化條件是18. (此題 3 分)(4787)1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.三、計(jì)算題(共33分)1

8、9. (此題 10 分)(2567)AA，和CC/為兩個(gè)正交地放置的圓形線圈，其圓心相重合.AA線圈半徑為20.0 cm,共10匝，通有電流10.0 A;而CCZ線圈的半徑為10.0 cm,共 20匝，通有電流5.0 A 求兩線圈公共中心 O點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的大小和方向.-7-2(5 =4:X 10 N A )20. (此題 8 分)(3628)用白光垂直照射置于空氣中的厚度為 0.50m的玻璃片.玻璃片的折射率為 1.50.在可見(jiàn)光范圍內(nèi)(400 nm 760 nm)哪些波長(zhǎng)的反射光有最大限度的增強(qiáng)？-9(1 n m=10 m)21. (此題 5 分)(3768)強(qiáng)度為I。的一束光，垂直入射到兩

9、個(gè)疊在一起的偏振片上，這兩個(gè)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(qiáng)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(dòng)方向與此二偏振片的偏振化方向皆成 30°角，求透過(guò)每個(gè)偏振片后的光束強(qiáng)度.22. (此題 5 分)(4393)以波長(zhǎng)二410 nm (1 nm = 10-9 m)的單色光照射某一金屬，產(chǎn)生的光電子的 最大動(dòng)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(zhǎng)是多少？ (普朗克常量 h =6.63X 10-34 J- s)23. (此題 5 分)(4547)電子在垂直于均勻磁場(chǎng)B的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，設(shè)電子的運(yùn)動(dòng)滿足玻爾量子

10、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. (此題 5 分)(4550)一束具有動(dòng)量p的電子，垂直地射入寬度為a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(qiáng)度的寬 度d =2Rh/(ap)，式中h為普朗克常量.五、答復(fù)以下問(wèn)題(共5分)25. (此題 5 分)(4781)粒子(a)、(b)的波函數(shù)分別如圖所 示，假設(shè)用位置和動(dòng)量描述它們的運(yùn)動(dòng) 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(dòng)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) B2. (此題 3

11、分)(2391) B3. (此題 3 分)(2594) B4. (此題 3 分)(2314)D5. (此題 3 分)(2125)D6. (此題 3 分)(2421)D7. (此題 3 分)(3174)B8. (此題 3 分)(3718)A9. (此題 3 分)(3215)D10. (此題 3 分)(4223)C二、填空題(共27 分)11 (此題 3 分)(5125)%112R:垂直紙面向里.12. (此題 3 分)(5134)鐵磁質(zhì)順磁質(zhì)抗磁質(zhì)13. (此題 3 分)(2624)-322.6 J- m314. (此題 3 分)(5161)20二R dE/dt15. (此題 4 分)(3177

12、)上(n-1)e16. (此題 3 分)(4611)不變變長(zhǎng)波長(zhǎng)變長(zhǎng)17. (此題 5 分)(4203)粒子在t時(shí)刻在(x, y, z)處出現(xiàn)的概率密度 單值、有限、連續(xù)111號(hào) d xd y dz =118. (此題 3 分)(4787)4三、計(jì)算題(共33分)19. (此題 10 分)(2567)2分解：AA，線圈在0點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度Ba二%NaIa =2 5 0。方向垂直AA/平面3分2。CC/線圈在O點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度Be二NCIc =5 0 0。方向垂直CCZ平面3分2rcO 點(diǎn)的合磁感強(qiáng)度B = BA+bC1/2 =7.02x10* TB的方向在和AA，、CCZ都垂直的平面內(nèi)，和

13、 CC，平面的夾角Betg C = 63.4Ba20. 此題 8 分36281解：加強(qiáng)，2ne+ - = k ,22ne 4ne 3 0 0 0 nm1 2k -1 2k-1(-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.在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，干預(yù)加強(qiáng)的光的波長(zhǎng)是 = 600 nm 和，=428.6 nm.21. 此題 5 分3768解：透過(guò)第一個(gè)偏振片后的光強(qiáng)為丨1=一 1Io _ 10 co s30 °2 分2 12 八2丿=5I0 /

14、81分透過(guò)第二個(gè)偏振片后的光強(qiáng)I2= ( 5I0 / 8 )co$60°1分=5I0/ 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(zhǎng)為'C.由h 0 - A = 0可得(he/，- A = 0'0 二 he/A2分又按題意：(he/ ) - A = EkA=(hc/ J - Ek得.hehe人小0 612 nm3分(he/')-'Ekhe-'Ek'23. (此題 5 分)(4547) 解：設(shè)軌道半徑為rn,電子運(yùn)動(dòng)速度為V那么由evB = mv / &2 分L = mvrn = n -2 分得rn =/eB)1/2 n ( n = 1, 2, 3)1 分 四、理論推導(dǎo)與證明題共5分24. 此題 5 分4550證：?jiǎn)慰p夫朗禾費(fèi)衍射各級(jí)極