大學(xué)物理期末試題

2007—2008學(xué)年第一學(xué)期《大學(xué)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(gè)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(shì)零點(diǎn)，則在內(nèi)球殼里面，距離球心為r處的P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小及電勢(shì)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(duì)極板所放位置的不同，對(duì)電容器儲(chǔ)能的影響為：

A）儲(chǔ)能增加，但與金屬板相對(duì)極板的位置無(wú)關(guān)。

B）儲(chǔ)能增加，且與金屬板相對(duì)極板的位置有關(guān)。

C）儲(chǔ)能減少，但與金屬板相對(duì)極板的位置無(wú)關(guān)。

D）儲(chǔ)能減少，且與金屬板相對(duì)極板的位置有關(guān)。

4、（本題3分）（2005）圖中，六根無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)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(gè)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(gè)．5、（本題3分）（2063）圖為四個(gè)帶電粒子在O點(diǎn)沿相同方向垂直于磁感線射入均勻磁場(chǎng)后的偏轉(zhuǎn)軌跡的照片．磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，軌跡所對(duì)應(yīng)的四個(gè)粒子的質(zhì)量相等，電荷大小也相等，則其中動(dòng)能最大的帶負(fù)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(shí)，沿環(huán)路L1、L2磁場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)流中，必有:7、在圓柱形空間內(nèi)有一磁感受強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)，如圖所示，B的大小以速率dB／dt變化，在磁場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，其間可放直導(dǎo)線AB和彎曲的導(dǎo)線AB弧，則（A）電動(dòng)勢(shì)只在直導(dǎo)線AB中產(chǎn)生；（B）電動(dòng)勢(shì)只在彎曲弧AB中產(chǎn)生；（C）電動(dòng)勢(shì)在直導(dǎo)線和彎曲弧中都產(chǎn)生，且兩者大小相等；（D）直導(dǎo)線中的電動(dòng)勢(shì)小于彎曲弧中的電動(dòng)勢(shì)。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(cè)得兩次照射時(shí)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(wú)限深勢(shì)阱中運(yùn)動(dòng)，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(shuō)法中，正確的是

(A)本征半導(dǎo)體是電子與空穴兩種載流子同時(shí)參與導(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)參與導(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30分）11、（本題3分）（1038）在場(chǎng)強(qiáng)為的均勻電場(chǎng)中，有一半徑為R、長(zhǎng)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?，如圖所示．則穿過剩下的半圓柱面的電場(chǎng)強(qiáng)度通量等于________________________．12、（本題3分）（1614）一“無(wú)限長(zhǎng)”均勻帶電直線，電荷線密度為l．在它的電場(chǎng)作用下，一質(zhì)量為m，電荷為q的質(zhì)點(diǎn)以直線為軸線作勻速率圓周運(yùn)動(dòng)．該質(zhì)點(diǎn)的速率v＝_________________________．

2RlE

13、（本題3分）（2022）一彎曲的載流導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，形狀如圖（O點(diǎn)是半徑為R1和R2的兩個(gè)半圓弧的共同圓心，電流自無(wú)窮遠(yuǎn)來(lái)到無(wú)窮遠(yuǎn)去），則O點(diǎn)磁感強(qiáng)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(zhǎng)直導(dǎo)線．設(shè)兩根導(dǎo)線互相垂直(如圖)，則在x

y平面內(nèi)，磁感強(qiáng)度為零的點(diǎn)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(shuō)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(shí)間t變化的曲線如圖所示．試定性畫出自感電動(dòng)勢(shì)EL隨時(shí)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(chǎng)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(gè)麥克斯韋方程式的．將你確定的方程式用代號(hào)填在相應(yīng)結(jié)論后的空白處．(1)變化的磁場(chǎng)一定伴隨有電場(chǎng)；________________(2)磁感線是無(wú)頭無(wú)尾的；_____________________(3)電荷總伴隨有電場(chǎng)．________________________②③①18、（本題3分）（4429）在戴維孫——革末電子衍射實(shí)驗(yàn)裝置中，自熱陰極K發(fā)射出的電子束經(jīng)U=500V的電勢(shì)差加速后投射到晶體上．這電子束的德布羅意波長(zhǎng)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(lì)能源、光學(xué)諧振腔三、計(jì)算題（共40分）21、（本題10分）（1276）如圖所示，三個(gè)“無(wú)限長(zhǎng)”的同軸導(dǎo)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(fù)電荷，如圖所示．則A、B間場(chǎng)強(qiáng)分布為E1=λ1/2πε0r，方向由B指向A

B、C間場(chǎng)強(qiáng)分布為

E2=λ2/2πε0r

，方向由B指向CB、A間電勢(shì)差

B、C間電勢(shì)差

因UBA＝UBC

,得到

22、（本題10分）（2606）從經(jīng)典觀點(diǎn)來(lái)看，氫原子可看作是一個(gè)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(yùn)動(dòng)，試求電子軌道運(yùn)動(dòng)的磁矩？它在圓心處所產(chǎn)生磁感強(qiáng)度的數(shù)值B0為多少？

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

(2)長(zhǎng)直導(dǎo)線中電流I=I0sin

t，ABCD不動(dòng)．

(3)長(zhǎng)直導(dǎo)線中電流I=

I0sin

t，ABCD以垂直于導(dǎo)線的速度遠(yuǎn)離導(dǎo)線勻速運(yùn)動(dòng)，初始位置也如圖．解：(1)ABCD即順時(shí)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)