00級(jí)大學(xué)物理〔下〕期末試卷1、如圖，流出紙面的電流為2I，流進(jìn)紙面的電流為I，那么下述各式中哪一個(gè)是正確的？一、選擇題〔30分〕2、一電子以速度垂直地進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場(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，正比于v.√√6、某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的紅限波長(zhǎng)為λ0，今以波長(zhǎng)為λ〔λ<λ0〕的單色光照射該金屬，金屬釋放出的電子〔質(zhì)量為me〕的動(dòng)量大小為:7、電子顯微鏡中的電子從靜止開始通過電勢(shì)差為U的靜電場(chǎng)加速后，其德布羅意波長(zhǎng)是0.4?，那么U約為：A)150VB)330VC)630VD)940V8、不確定關(guān)系式表示在X方向上：A〕粒子位置不能確定。B〕粒子動(dòng)量不能確定。C〕粒子位置和動(dòng)量都不能確定。D〕粒子位置和動(dòng)量不能同時(shí)確定?！獭獭?、硫化鎘〔CdS〕晶體的禁帶寬度為2.42eV，要使這種晶體產(chǎn)生本征光電導(dǎo)，那么入射到晶體上的光的波長(zhǎng)不能大于:(普朗克常數(shù)h=6.63×10-34J.s，根本電荷e=1.6×10-19C〕A)650nmB)628nmC)550nmD)514nm√10、在激光器中利用光學(xué)諧振腔：A〕可提高激光束的方向性，而不能提高激光束的單色性。B〕可提高激光束的單色性，而不能提高激光束的方向性。C〕可同時(shí)提高激光束的方向性和單色性。D〕即不能可提高激光束的方向性也不能提高其的單色性。√二、填空〔25分〕：1、如下圖，兩同心導(dǎo)體球殼，內(nèi)球殼帶電量+q，外球殼帶電量–2q。靜電平衡時(shí)，外球殼的電荷分布為：內(nèi)表面；外表面。2、兩點(diǎn)電荷在真空中相距為r1時(shí)的相互作用力等于它們?cè)谀骋弧盁o限大〞各向同性均勻電介質(zhì)中相距為r2時(shí)的相互作用力，那么該電介質(zhì)的相對(duì)電容率εr=。3、一個(gè)繞有500匝導(dǎo)線的平均周長(zhǎng)50cm的細(xì)環(huán)，載有0.3A電流時(shí)，鐵芯的相對(duì)磁導(dǎo)率為600。1）鐵芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為。2）鐵芯中的磁場(chǎng)強(qiáng)度H為。4、已知某金屬的逸出功為A，用頻率為ν1的光照射該金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則該金屬的紅限頻率ν0=且遏止電壓5、根據(jù)量子論，氫原子核外電子的狀態(tài)可由四個(gè)量子數(shù)來確定，其中主量子數(shù)n可取的值為，它可決定

氫原子能量1、2、3、….6、電子的自旋磁量子數(shù)mS只能取和兩個(gè)值。7、按照原子的量子理論，原子可以通過和兩種輻射方式發(fā)光，而激光是由方式產(chǎn)生的。自發(fā)輻射受激輻射受激輻射三、計(jì)算〔40分〕：

3、兩個(gè)共面的平面帶電圓環(huán)，其內(nèi)外半徑分別為R1、R2和R2、 R3，外面的圓環(huán)以每秒n2轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，里面的 圓環(huán)以每秒n1轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。假設(shè)電荷面密度都是σ， 求n1和n2的比值多大時(shí)，圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。解：1〕在內(nèi)圓環(huán)上取半徑為r寬度為dr的細(xì)圓環(huán)，那么：由于轉(zhuǎn)動(dòng)而形成的電流：2〕整個(gè)內(nèi)圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：3〕同理得外圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：4〕為使O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，那么即：2001級(jí)大學(xué)物理(下)期終試卷B一、選擇題〔共30分，每題3分〕1、半徑為R的“無限長(zhǎng)〞均勻帶電圓柱的靜電場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E與軸線的距離r的關(guān)系曲線為：(A)(B)(C)(D)C2、如下圖，一封閉的導(dǎo)體球殼A內(nèi)有兩個(gè)導(dǎo)體B和C。A、C所帶凈電量為零，B點(diǎn)正電，那么A、B、C三導(dǎo)體的電勢(shì)UA、UB、UC的大小關(guān)系是：(A)(B)(C)(D)3、如圖，一個(gè)電量為+q、質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，以速度V沿X軸射入磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，其范圍從X=0延伸到無限遠(yuǎn)處，如果質(zhì)點(diǎn)在X=0和Y=0處進(jìn)入磁場(chǎng)，那么它將以速度-V從磁場(chǎng)中某一點(diǎn)出來，這點(diǎn)坐標(biāo)是X=0和BA4、順磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率：(A)比真空的磁導(dǎo)率略小。(B)比真空的磁導(dǎo)率略大。(C)遠(yuǎn)小于真空的磁導(dǎo)率。(D)遠(yuǎn)大于真空的磁導(dǎo)率。B5、如圖，導(dǎo)體棒AB在均勻磁場(chǎng)中繞通過C點(diǎn)的垂直于棒長(zhǎng)且沿磁場(chǎng)方向的軸OO’轉(zhuǎn)動(dòng)，BC的長(zhǎng)度為棒長(zhǎng)的1/3，那么：(A)A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢(shì)高。(B)A點(diǎn)與B點(diǎn)電勢(shì)相等。(C)A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢(shì)低。(D)有穩(wěn)定的電流從A點(diǎn)流向B點(diǎn)。C6.如圖,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、某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的紅線波長(zhǎng)為λ0，今以波長(zhǎng)為λ(λ<λ0)的單色光照射該金屬，金屬釋放出的電子(質(zhì)量為me〕的動(dòng)量大小為：EDA8、電子顯微鏡中的電子從靜止開始通過電勢(shì)差為U的靜電場(chǎng)加速后，其德布羅意波長(zhǎng)為0.4埃，那么U約為：(A)150V(B)330V(C)630V(D)940V9、粒子在一維無限深勢(shì)阱中運(yùn)動(dòng),其波函數(shù)為:那么粒子在x=5a/6處出現(xiàn)的概率密度為:垂直紙面向里3、無限長(zhǎng)直導(dǎo)線在P處彎成半徑為R的圓，當(dāng)通以電流I時(shí)，那么在圓心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小等于方向?yàn)?、〔5分〕一平行板電容器，兩極間充滿各向同性均勻電介質(zhì)，相對(duì)介電常數(shù)為εr，假設(shè)極板上的自由電荷面密度為σ，那么介質(zhì)中電位移的大小D=.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小二、填空題〔共30分〕1、〔5分〕真空中有一均勻電點(diǎn)球面，球半徑為R，總帶電量為Q(>0)，今在球面上挖去一很小面積dS〔連同其上電荷〕，設(shè)其余局部的電荷仍均勻分布，那么挖去以后球心處的電場(chǎng)強(qiáng)度為球心處電勢(shì)為〔設(shè)無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零〕。HRroBRroR+d4、〔5分〕一半徑為R圓柱形導(dǎo)體，筒壁很薄，可視為無限長(zhǎng)，通以電流I，筒外有一層厚為d，磁導(dǎo)率為μ的均勻順磁性介質(zhì)，介質(zhì)外為真空，畫出此磁場(chǎng)的H-r圖及B-r圖1.5mH22.6J/m^3(2),(3),(4),(5)8、〔3分〕在以下給出的條件中，哪些是產(chǎn)生激光的條件，將其標(biāo)號(hào)列下：.〔1〕自發(fā)輻射〔2〕受激輻射〔3〕粒子數(shù)反轉(zhuǎn)〔4〕三能級(jí)系統(tǒng)〔5〕諧振腔7、根據(jù)量子力學(xué)理論,氫原子中電子的動(dòng)量矩在外磁場(chǎng)方向上的投影為,當(dāng)角量子數(shù)l=2時(shí),Lz的可能值為.

6、一個(gè)中空的長(zhǎng)直螺線管上每厘米饒有20匝導(dǎo)線，當(dāng)通以電流I=3A時(shí)，管中磁場(chǎng)能量密度w=

.5、有兩個(gè)線圈，自感系數(shù)分別為L(zhǎng)1和L2。L1=3mH，L2=5mH，串聯(lián)成一個(gè)線圈后測(cè)得自感系數(shù)L=11mH，那么兩線圈的互感系數(shù)M=.xpao2ldxx2分4分4分三、計(jì)算題：〔共40分〕1、電量q均勻分布在長(zhǎng)為2l的細(xì)棒上，求桿的中垂線上與桿中心距離為a的P點(diǎn)的電勢(shì)〔設(shè)無窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零〕2、一真空二極管，其主要構(gòu)件是一個(gè)半徑R1=5×10-4m的圓柱形陰極A和一個(gè)套在陰極外的半徑R2=4.5×10-3m的同軸圓筒形陽極B,如下圖，陽極電勢(shì)比陰極高300V，忽略邊緣效應(yīng)求電子剛從陰極射出時(shí)所受的電場(chǎng)力。〔電子電量e=1.6×10-19C)解：與陰極同軸作半徑為r〔R1＜r＜R2〕的單位長(zhǎng)度的圓柱形高斯面。設(shè)陰極上電荷線密度為λ，由高斯定理得：方向沿半徑指向陰極。2分2分2分2分2分4、如圖，兩條平行導(dǎo)線和一個(gè)矩形導(dǎo)線框共面，且導(dǎo)線框的一個(gè)邊與長(zhǎng)導(dǎo)線平行，到兩長(zhǎng)導(dǎo)線的距離分別為r1,r2,兩導(dǎo)線中電流都為I＝I0sinωt,I0,ω為常數(shù)，導(dǎo)線框長(zhǎng)為a寬為b求導(dǎo)線框中電動(dòng)勢(shì)。AdxBIIxr2r10bax解：對(duì)這類題目主要類型有①I不變，線圈以v運(yùn)動(dòng)；②I變化，線圈不動(dòng)；③I變化，線圈運(yùn)動(dòng)，都應(yīng)先求出B分布，然后求出Φ＝Φ〔t),最后求出dΦ/dt.選順時(shí)針方向?yàn)镋的正方向，取面元dS=adx當(dāng)cosωt>0時(shí)，E<0,E沿反時(shí)針方向；當(dāng)cosωt<0時(shí)，E>0,E沿順時(shí)針方向。AdxBIIxr2r10bax返回電荷面密度為和的兩塊“無限大”均勻帶電的平行板，放在與平面相垂直的X軸上的+a和-a位置上，如圖所示。設(shè)坐標(biāo)原點(diǎn)O處電勢(shì)為零，則在-a<X<+a區(qū)域的電勢(shì)分布曲線為2、(A)(B)(C)(D)√在一個(gè)帶有正電荷的均勻帶電球面外，放置一個(gè)電偶極子，其電矩的方向如下圖。當(dāng)釋放后，該電偶極子的運(yùn)動(dòng)主要是3、沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，直至電矩沿徑向指向球面而停止。沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，直至電矩沿徑向朝外而停止。沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)至電矩沿徑向朝外，同時(shí)沿電力線遠(yuǎn)離球面移動(dòng)。沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)至電矩沿徑向朝外，同時(shí)逆電力線方向向著球面移動(dòng)。(D)(C)(B)(A)√如圖，兩個(gè)線圈P和Q并聯(lián)地接到電動(dòng)勢(shì)恒定的電源上。線圈P的自感和電阻分別是線圈Q的兩倍，線圈P和Q之間的互感可忽略不計(jì)。當(dāng)?shù)竭_(dá)穩(wěn)定狀態(tài)后，線圈P的磁場(chǎng)能量與Q的磁場(chǎng)能量的比值是5、(A)4(B)2(C)1(D)6、如圖，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、空氣中有一無限長(zhǎng)金屬薄壁圓筒，在表面上沿圓周方向均勻地流著一層隨時(shí)間變化的面電流。則A〕圓筒內(nèi)均勻地分布著變化磁場(chǎng)和變化電場(chǎng)．B〕任意時(shí)刻通過圓筒內(nèi)假想的任一球面的磁通量和電通量均為零.C〕沿圓筒外任意閉合環(huán)路上磁感應(yīng)強(qiáng)度的環(huán)流不為零．D〕沿圓筒內(nèi)任意閉合環(huán)路上電場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)流為零.√9、已知粒子在一維無限深勢(shì)阱中運(yùn)動(dòng)，其波函數(shù)為:那么粒子在x=5a/6處出現(xiàn)的概率密度為:√10、n型半導(dǎo)體中雜質(zhì)原子形成的局部能級(jí)（也稱施主能級(jí)），在能帶結(jié)構(gòu)中應(yīng)處于A）滿帶中.B）導(dǎo)帶中.C）禁帶中,但接近滿帶頂.D）禁帶中,但接近導(dǎo)帶底.√1、一半徑為R的均勻帶電圓盤，電荷面密度為σ．設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，那么圓盤中心O點(diǎn)的電勢(shì)Uo＝．2、靜電場(chǎng)中，電力線與等勢(shì)面總是；電力線的方向總是沿著方向。3、空氣電容器充電后切斷電源，電容器儲(chǔ)能WO，若此時(shí)灌入相對(duì)介電常數(shù)為εr的煤油，電容器儲(chǔ)能變?yōu)閃O的倍，如果灌煤油時(shí)電容器一直與電源相連接，則電容器儲(chǔ)能將是WO的倍。正交電勢(shì)降落4、在無限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線的右側(cè)有面積為S1和S2的兩個(gè)矩形回路。兩個(gè)回路與長(zhǎng)直載流導(dǎo)線在同一平面，且矩形回路的一邊與長(zhǎng)直載流導(dǎo)線平行，則通過面積為S1的矩形回路的磁通量與面積為S2矩形回路的磁通量之比為。5、長(zhǎng)直電纜由一個(gè)圓柱導(dǎo)體和一共軸圓筒狀導(dǎo)體組成，兩導(dǎo)體中有等值反向均勻電流I通過。其間充滿磁導(dǎo)率為μ的均勻磁介質(zhì)。介質(zhì)中離中心軸距離為r的某點(diǎn)處的磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小H=，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=。1：16、真空中兩條相距2a

的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線，通以方向相同、大小相等的電流I，O、P兩點(diǎn)與兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，與導(dǎo)線的距離如圖，則O點(diǎn)的磁場(chǎng)能量密度w

mo=，P點(diǎn)的磁場(chǎng)能量密度w

mp=。09、電子的自旋磁量子數(shù)mS只能取和兩個(gè)值。10、光和物質(zhì)相互作用產(chǎn)生受激輻射時(shí)，輻射光和照射光具有完全相同的特性，這些特性是指

_________________________________________．8、以波長(zhǎng)為λ=0.207μm的紫外光照射金屬鈀表面產(chǎn)生光電效應(yīng)，已知鈀的紅限頻率赫茲，則其遏止電壓。0.99位相、頻率、偏振態(tài)、傳播方向1、在蓋革計(jì)數(shù)器中有一直徑為2.00cm的金屬圓筒，在圓筒軸線上有一條直徑為0.134mm的導(dǎo)線。如果在導(dǎo)線與圓筒之間加上850V的電壓，試分別求：1〕導(dǎo)線外表處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。2〕金屬圓筒內(nèi)外表處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。設(shè)導(dǎo)線上電荷線密度為，與導(dǎo)線同軸作單位長(zhǎng)度的、半徑為r的(導(dǎo)線半徑R1<r<圓筒半徑R2)高斯圓柱面，那么按高斯定理有得到(R1<r<R2)解：那么代入數(shù)字，那么：(1)導(dǎo)線外表處(2)圓筒內(nèi)外表處方向沿半徑指向圓筒，導(dǎo)線與圓筒之間的電勢(shì)差2、空氣中有一半徑R的孤立導(dǎo)體球。令無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，試計(jì)算：1〕該導(dǎo)體球的電容；2〕球上所帶電荷Q時(shí)儲(chǔ)存的靜電能。3〕假設(shè)空氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)為Eg，導(dǎo)體球上能儲(chǔ)存的最大電荷值。解:(1)設(shè)導(dǎo)體球上帶電荷Q，那么導(dǎo)體球的電勢(shì)為按孤立導(dǎo)體電容的定義(2)導(dǎo)體球上電荷為Q時(shí)，儲(chǔ)存的靜電能(3)導(dǎo)體球上能儲(chǔ)存電荷Q時(shí)，空氣中最大場(chǎng)強(qiáng)≤

因此，球上能儲(chǔ)存的最大電荷值3、一邊長(zhǎng)a=10cm的正方形銅線圈，放在均勻外磁場(chǎng)中，豎直向上，且，線圈中電流為I=10A。1）今使線圈平面保持豎直，問線圈所受的磁力矩為多少？2）若線圈能以某一條水平邊為軸自由擺動(dòng)，問當(dāng)線圈因受磁力矩和重力矩共同作用而平衡時(shí)，線圈平面與豎直面的夾角為多少？（已知銅線橫截面積S=2.00mm2，銅的密度=8.90g/cm3）解：(1)，方向垂直于線圈平面。(2)所以于是(2)設(shè)線圈繞AD邊轉(zhuǎn)動(dòng)，并線圈穩(wěn)定時(shí)，線圈平面與豎直平面夾角為，則B對(duì)線圈的力矩為重力矩：4、載有電流I的長(zhǎng)直導(dǎo)線附近，放一導(dǎo)體半圓環(huán)MeN與長(zhǎng)直導(dǎo)線共面，且端點(diǎn)MN

的連線與長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直。半圓環(huán)的半徑為b，環(huán)心O

與導(dǎo)線相距為a。設(shè)半圓環(huán)以速度平行導(dǎo)線平移，求半圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向以及MN兩端的電壓。解：根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為計(jì)算簡(jiǎn)單，可引入一條輔助線MN，構(gòu)成閉合回路MeNM。閉合回路總電動(dòng)勢(shì)負(fù)號(hào)表示的方向與x軸相反。方向由N指向M返回一、選擇題〔共30分〕1、〔此題3分〕〔1559〕圖中所示為一沿x軸放置的“無限長(zhǎng)〞分段均勻帶電直線，電荷線密度分別為＋l(x＜0)和－l(x＞0)，那么Oxy坐標(biāo)平面上點(diǎn)(0，a)處的場(chǎng)強(qiáng)為03級(jí)大學(xué)物理〔下冊(cè)〕期末提前考

(A)

(B)(C)

(D)．B3、〔此題3分〕〔1085〕圖中實(shí)線為某電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，虛線表示等勢(shì)〔位〕面，由圖可看出：EA＞EB＞EC，UA＞UB＞UC．EA＜EB＜EC，UA＜UB＜UC．(C)EA＞EB＞EC，UA＜UB＜UC．(D)EA＜EB＜EC，UA＞UB＞UC．4、〔此題3分〕〔5280〕一平行板電容器中充滿相對(duì)介電常量為εr的各向同性均勻電介質(zhì)．介質(zhì)外表極化電荷面密度為±σ′，那么極化電荷在電容器中產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為：

(A)(B)(C)

(D)DAA9、如圖，導(dǎo)體棒AB在均勻磁場(chǎng)中繞通過C點(diǎn)的垂直于棒長(zhǎng)且沿磁場(chǎng)方向的軸OO’轉(zhuǎn)動(dòng)，BC的長(zhǎng)度為棒長(zhǎng)的1/3，那么：(A)A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢(shì)高。(B)A點(diǎn)與B點(diǎn)電勢(shì)相等。(C)A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢(shì)低。(D)有穩(wěn)定的電流從A點(diǎn)流向B點(diǎn)。10、〔此題3分〕〔5373〕附圖是導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體在熱力學(xué)溫度T=0K時(shí)的能帶結(jié)構(gòu)圖．其中屬于絕緣體的能帶結(jié)構(gòu)是(A)(1)．(B)(2)．(C)(1)，(3)．(D)(3)．(E)(4)．A二、填空題〔共30分〕11、〔此題3分〕〔1189〕真空中一半徑為R的均勻帶電球面帶有電荷Q(Q＞0)．今在球面上挖去非常小塊的面積△S(連同電荷)，如下圖，假設(shè)不影響其他處原來的電荷分布，那么挖去△S后球心處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E＝______________，其方向______________________．12、〔此題3分〕〔1592〕一半徑為R的均勻帶電球面，其電荷面密度為s．假設(shè)規(guī)定無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，那么該球面上的電勢(shì)U＝____________________．

Rσ/ε

0

由圓心O點(diǎn)指向△S

13、〔此題3分〕〔1450〕一電矩為的電偶極子在場(chǎng)強(qiáng)為的均勻電場(chǎng)中，與間的夾角為a，那么它所受的電場(chǎng)力＝______________，力矩的大小M＝__________．14、〔此題3分〕〔2027〕邊長(zhǎng)為2a的等邊三角形線圈，通有電流I，那么線圈中心處的磁感強(qiáng)度的大小為________________．15、〔此題3分〕〔2021〕一無限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線，通有電流I，彎成如圖形狀．設(shè)各線段皆在紙面內(nèi)，那么P點(diǎn)磁感強(qiáng)度的大小為________________．

0pEsina

17、〔此題3分〕〔2342〕平行板電容器的電容C為20.0μF，兩板上的電壓變化率為dU/dt=1.50×105V·s-1，那么該平行板電容器中的位移電流為____________．18、〔此題3分〕〔4632〕如果電子被限制在邊界x與x+Δx之間，Δx=0.5?，那么電子動(dòng)量x分量的不確定量近似地為________________kg·m／s．(不確定關(guān)系式Δx·Δp≥h，普朗克常量h=6.63×10-34J·s)19、〔此題3分〕〔4968〕在以下各組量子數(shù)的空格上，填上適當(dāng)?shù)臄?shù)值，以便使它們可以描述原子中電子的狀態(tài)：10

1.33×10-233A20、〔此題3分〕〔8035〕光和物質(zhì)相互作用產(chǎn)生受激輻射時(shí)，輻射光和照射光具有完全相同的特性，這些特性是指_______________________________________________．三、計(jì)算題〔共40分〕21、〔此題10分〕〔1276〕如下圖，三個(gè)“無限長(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)外表上電荷線密度λ1和外外表上電荷線密度λ2之比值λ1/λ2．相位、頻率、偏振態(tài)、傳播方向解：設(shè)B上帶正電荷，內(nèi)外表上電荷線密度為l1，外外表上電荷線密度為l2，而A、C上相應(yīng)地感應(yīng)等量負(fù)電荷，如下圖．那么A、B間場(chǎng)強(qiáng)分布為E1=l1/2pe0r，方向由B指向AB、C間場(chǎng)強(qiáng)分布為E2=l2/2pe0r，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

23、〔此題10分〕〔2407〕如下圖，一電荷線密度為l的長(zhǎng)直帶電線(與一正方形線圈共面并與其一對(duì)邊平行)以變速率v=v(t)沿著其長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)，正方形線圈中的總電阻為R，求t時(shí)刻方形線圈中感應(yīng)電流i(t)的大小(不計(jì)線圈自身的自感)．解：長(zhǎng)直帶電線運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于電流正方形線圈內(nèi)的磁通量可如下求出24、〔此題5分〕〔4393〕以波長(zhǎng)λ=410nm(1nm=10-9m)的單色光照射某一金屬，產(chǎn)生的光電子的最大動(dòng)能EK=1.0eV，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=6.63×10-34J·s)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l0．由可得又按題意：∴得=612nm25、〔此題5分〕〔4526〕粒子在一維矩形無限深勢(shì)阱中運(yùn)動(dòng)，其波函數(shù)為：(0<x<a)假設(shè)粒子處于n=1的狀態(tài)，它在0－a/4區(qū)間內(nèi)的概率是多少？解：粒子位于0–

a/4內(nèi)的概率為：

=0.091返回03級(jí)大學(xué)物理〔下〕期末考試題〔多數(shù)班〕一、選擇題〔共30分〕1、〔此題3分〕1366如下圖，在坐標(biāo)(a，0)處放置一點(diǎn)電荷+q，在坐標(biāo)(-a，0)處放置另一點(diǎn)電荷－q．P點(diǎn)是x軸上的一點(diǎn)，坐標(biāo)為(x，0)．當(dāng)x>>a時(shí)，該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小為：(A)

(B)(C)

(D)BA

a

b

r1

r22、〔此題3分〕5085在電荷為－Q的點(diǎn)電荷A的靜電場(chǎng)中，將另一電荷為q的點(diǎn)電荷B從a點(diǎn)移到b點(diǎn)．a(chǎn)、b兩點(diǎn)距離點(diǎn)電荷A的距離分別為r1和r2，如下圖．那么移動(dòng)過程中電場(chǎng)力做的功為(A)(B)(C)

(D)C3、〔此題3分〕1218一個(gè)平行板電容器，充電后與電源斷開，當(dāng)用絕緣手柄將電容器兩極板間距離拉大，那么兩極板間的電勢(shì)差U12、電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E、電場(chǎng)能量W將發(fā)生如下變化：(A)U12減小，E減小，W減小．(B)U12增大，E增大，W增大．(C)U12增大，E不變，W增大．(D)U12減小，E不變，W不變．4、〔此題3分〕2717距一根載有電流為3×104A的電線1m處的磁感強(qiáng)度的大小為(A)3×10-5T．(B)6×10-3T．(C)1.9×10-2T．(D)0.6T．(真空的磁導(dǎo)率μ0=4π×10-7T·m/A)［］BC5、〔此題3分〕2609用細(xì)導(dǎo)線均勻密繞成長(zhǎng)為l、半徑為a(l>>a)、總匝數(shù)為N的螺線管，管內(nèi)充滿相對(duì)磁導(dǎo)率為μr的均勻磁介質(zhì)．假設(shè)線圈中載有穩(wěn)恒電流I，那么管中任意一點(diǎn)的(A)磁感強(qiáng)度大小為B=μ0μrNI．(B)磁感強(qiáng)度大小為B=μrNI/l．(C)磁場(chǎng)強(qiáng)度大小為H=μ0NI/l．(D)磁場(chǎng)強(qiáng)度大小為H=NI/l．6、〔此題3分〕2506一閉合正方形線圈放在均勻磁場(chǎng)中，繞通過其中心且與一邊平行的轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為w，如下圖．用下述哪一種方法可以使線圈中感應(yīng)電流的幅值增加到原來的兩倍(導(dǎo)線的電阻不能忽略)？(A)把線圈的匝數(shù)增加到原來的兩倍．(B)把線圈的面積增加到原來的兩倍，而形狀不變．(C)把線圈切割磁力線的兩條邊增長(zhǎng)到原來的兩倍．(D)把線圈的角速度w增大到原來的兩倍．DDC7、〔此題3分〕5159如圖,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:A8、〔此題3分〕4428粒子在一維無限深勢(shì)阱中運(yùn)動(dòng),其波函數(shù)為:那么粒子在x=5a/6處出現(xiàn)的概率密度為:9、〔此題3分〕8023氫原子中處于2p狀態(tài)的電子，描述其量子態(tài)的四個(gè)量子數(shù)(n，l，ml，ms)可能取的值為(A)(2，2，1，-1/2〕(B)(2，0，0，1/2〕(C)(2，1，-1，-1/2〕(D)(2，0，1，1/2〕10、〔此題3分〕4789p型半導(dǎo)體中雜質(zhì)原子所形成的局部能級(jí)(也稱受主能級(jí))，在能帶結(jié)構(gòu)中應(yīng)處于(A)滿帶中．(B)導(dǎo)帶中．(C)禁帶中，但接近滿帶頂．(D)禁帶中，但接近導(dǎo)帶底．CC13、〔此題4分〕2317半徑為L(zhǎng)的均勻?qū)w圓盤繞通過中心O的垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為w，盤面與均勻磁場(chǎng)垂直，如圖．(1)圖上Oa線段中動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)開________________．(2)填寫以下電勢(shì)差的值(設(shè)ca段長(zhǎng)度為d)：Ua－UO=__________________．Ua－Ub=__________________．Ua－Uc=__________________．14、〔此題3分〕5678真空中一根無限長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I，那么距導(dǎo)線垂直距離為a的某點(diǎn)的磁能密度wm=________________．Oa段電動(dòng)勢(shì)方向由a指向O

015、〔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)，那么兩板間的位移電流為________________________．16、〔此題3分〕4757當(dāng)氫原子從某初始狀態(tài)躍遷到激發(fā)能(從基態(tài)到激發(fā)態(tài)所需的能量)為10.19eV的激發(fā)態(tài)上時(shí)，發(fā)出一個(gè)波長(zhǎng)為4860?的光子，那么初始狀態(tài)氫原子的能量是________eV．17、〔此題3分〕〔4632〕如果電子被限制在邊界x與x+Δx之間，Δx=0.5?，那么電子動(dòng)量x分量的不確定量近似地為________________kg·m／s．(不確定關(guān)系式Δx·Δp≥h，普朗克常量h=6.63×10-34J·s)1.33×10-23

－0.8518、〔此題3分〕4963原子中電子的主量子數(shù)n=2，它可能具有的狀態(tài)數(shù)最多為______個(gè)．19、〔此題3分〕8034按照原子的量子理論，原子可以通過____________________________兩種輻射方式發(fā)光，而激光是由__________________方式產(chǎn)生的．自發(fā)輻射和受激輻射受激輻射8三、計(jì)算題〔共40分〕20、〔此題10分〕圖示一個(gè)均勻帶電的球?qū)?，其電荷體密度為r，球?qū)觾?nèi)外表半徑為R1，外外表半徑為R2．設(shè)無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，求球?qū)又邪霃綖閞處的電勢(shì)．解：r處的電勢(shì)等于以r為半徑的球面以內(nèi)的電荷在該處產(chǎn)生的電勢(shì)U1和球面以外的電荷產(chǎn)生的電勢(shì)U2之和，即U=U1+U2，其中

U1=qi/(4pe0r)為計(jì)算以r為半徑的球面外電荷產(chǎn)生的電勢(shì)．在球面外取─→的薄層．其電荷為那么

它對(duì)該薄層內(nèi)任一點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)為于是全部電荷在半徑為r處產(chǎn)生的電勢(shì)為假設(shè)根據(jù)電勢(shì)定義直接計(jì)算同樣給分．22、〔此題10分〕2567AA＇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20.0cm，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O點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的大小和方向．(μ0=4π×10-7N·A-2)解：AA＇線圈在O點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度

(方向垂直AA＇平面)CC＇線圈在O點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度

(方向垂直CC＇平面)O點(diǎn)的合磁感強(qiáng)度B的方向在和AA＇、CC＇都垂直的平面內(nèi)，和CC＇平面的夾角23、〔此題10分〕2499無限長(zhǎng)直導(dǎo)線，通以常定電流I．有一與之共面的直角三角形線圈ABC．AC邊長(zhǎng)為b，且與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行，BC邊長(zhǎng)為a．假設(shè)線圈以垂直于導(dǎo)線方向的速度v向右平移，當(dāng)B點(diǎn)與長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離為d時(shí)，求線圈ABC內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向．解：建立坐標(biāo)系，長(zhǎng)直導(dǎo)線為y軸，BC邊為x軸，原點(diǎn)在長(zhǎng)直導(dǎo)線上，那么斜邊的方程為式中r是t時(shí)刻B點(diǎn)與長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離．三角形中磁通量當(dāng)r=d時(shí)，方向：ACBA(即順時(shí)針)返回04級(jí)大學(xué)物理〔下冊(cè)〕試卷〔提前考〕一、選擇題〔共30分〕1、〔此題3分〕〔1003〕以下幾個(gè)說法中哪一個(gè)是正確的？(A)電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向，就是將點(diǎn)電荷放在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向.(B)在以點(diǎn)電荷為中心的球面上，由該點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)處處相同．(C)場(chǎng)強(qiáng)可由定出，其中q為試探電荷，q可正、可負(fù)，為試探電荷所受的電場(chǎng)力．(D)以上說法都不正確．C2、〔此題3分〕〔1035〕有一邊長(zhǎng)為a的正方形平面，在其中垂線上距中心O點(diǎn)a/2處，有一電荷為q的正點(diǎn)電荷，如下圖，那么通過該平面的電場(chǎng)強(qiáng)度通量為

(A)

(B)

(C)(D)3、〔此題3分〕〔1087〕如下圖，半徑為R的均勻帶電球面，總電荷為Q，設(shè)無窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，那么球內(nèi)距離球心為r的P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和電勢(shì)為：

DB4、〔此題3分〕〔2373〕一運(yùn)動(dòng)電荷q，質(zhì)量為m，進(jìn)入均勻磁場(chǎng)中，(注：此題不是很嚴(yán)密〕(A)其動(dòng)能改變，動(dòng)量不變．(B)其動(dòng)能和動(dòng)量都改變．(C)其動(dòng)能不變，動(dòng)量改變．(D)其動(dòng)能、動(dòng)量都不變．5、〔此題3分〕〔2021〕有一半徑為R的單匝圓線圈，通以電流I，假設(shè)將該導(dǎo)線彎成匝數(shù)N=2的平面圓線圈，導(dǎo)線長(zhǎng)度不變，并通以同樣的電流，那么線圈中心的磁感強(qiáng)度和線圈的磁矩分別是原來的(A)4倍和1/8．(B)4倍和1/2．(C)2倍和1/4．(D)2倍和1/2．6、〔此題3分〕〔2404〕一導(dǎo)體圓線圈在均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，能使其中產(chǎn)生感應(yīng)電流的一種情況是(A)線圈繞自身直徑軸轉(zhuǎn)動(dòng)，軸與磁場(chǎng)方向平行．(B)線圈繞自身直徑軸轉(zhuǎn)動(dòng)，軸與磁場(chǎng)方向垂直．(C)線圈平面垂直于磁場(chǎng)并沿垂直磁場(chǎng)方向平移．(D)線圈平面平行于磁場(chǎng)并沿垂直磁場(chǎng)方向平移．BCB7．〔此題3分〕〔5158〕電位移矢量的時(shí)間變化率的單位是〔A〕庫(kù)侖／米2〔B〕庫(kù)侖／秒〔C〕安培／米2〔D〕安培?米28、〔此題3分〕〔4244〕在均勻磁場(chǎng)B內(nèi)放置一極薄的金屬片，其紅限波長(zhǎng)為λ0．今用單色光照射，發(fā)現(xiàn)有電子放出，有些放出的電子(質(zhì)量為m，電荷的絕對(duì)值為e)在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，那末此照射光光子的能量是：

(A)

(B)

(C)

(D)BC9、〔此題3分〕〔4190〕要使處于基態(tài)的氫原子受激發(fā)后能發(fā)射賴曼系(由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)射的各譜線組成的譜線系)的最長(zhǎng)波長(zhǎng)的譜線，至少應(yīng)向基態(tài)氫原子提供的能量是(A)1.5eV．(B)3.4eV．(C)10.2eV．(D)13.6eV．10、〔此題3分〕〔4224〕世界上第一臺(tái)激光器是(A)氦氖激光器．(B)二氧化碳激光器．(C)釹玻璃激光器．(D)紅寶石激光器．(E)砷化鎵結(jié)型激光器．DC二、填空題〔共35分〕11、〔此題5分〕〔1066〕靜電場(chǎng)的環(huán)路定理的數(shù)學(xué)表示式為：______________________．該式的物理意義是：_________________________________________________________________________________________．該定理說明，靜電場(chǎng)是______________________________場(chǎng)．12、〔此題3分〕〔1237〕兩個(gè)電容器1和2，串聯(lián)以后接上電動(dòng)勢(shì)恒定的電源充電．在電源保持聯(lián)接的情況下，假設(shè)把電介質(zhì)充入電容器2中，那么電容器1上的電勢(shì)差______________；電容器1極板上的電荷____________．(填增大、減小、不變)增大

增大

單位正電荷在靜電場(chǎng)中沿任意閉合路徑繞行一周，電場(chǎng)力作功等于零有勢(shì)〔或保守力或無旋〕13、〔此題3分〕〔1129〕真空中均勻帶電的球面和球體，如果兩者的半徑和總電荷都相等，那么帶電球面的電場(chǎng)能量W1與帶電球體的電場(chǎng)能量W2相比，W1________W2(填<、=、>)．14、〔此題4分〕〔2401〕長(zhǎng)直電纜由一個(gè)圓柱導(dǎo)體和一共軸圓筒狀導(dǎo)體組成，兩導(dǎo)體中有等值反向均勻電流I通過，其間充滿磁導(dǎo)率為μ的均勻磁介質(zhì)．介質(zhì)中離中心軸距離為r的某點(diǎn)處的磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小H=________________，磁感強(qiáng)度的大小B=__________．I/(2π

r)μ

I/(2π

r)<15、〔此題3分〕〔2510〕如下圖，一段長(zhǎng)度為l的直導(dǎo)線MN，水平放置在載電流為I的豎直長(zhǎng)導(dǎo)線旁與豎直導(dǎo)線共面，并從靜止由圖示位置自由下落，那么t秒末導(dǎo)線兩端的電勢(shì)差16、〔此題3分〕〔2521〕一線圈中通過的電流I隨時(shí)間t變化的曲線如下圖．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)．18、〔此題3分〕〔4632〕如果電子被限制在邊界x與x+Δx之間，Δx=0.5?，那么電子動(dòng)量x分量的不確定量近似地為________________kg·m／s．(不確定關(guān)系式Δx·Δp≥h，普朗克常量h=6.63×10-34J·s)19、〔此題3分〕〔4221〕原子內(nèi)電子的量子態(tài)由n、l、ml及ms四個(gè)量子數(shù)表征．當(dāng)n、l、ml一定時(shí)，不同的量子態(tài)數(shù)目為_________________；當(dāng)n、l一定時(shí)，不同的量子態(tài)數(shù)目為____________________；當(dāng)n一定時(shí)，不同的量子態(tài)數(shù)目為_______．20、〔此題3分〕〔4794〕太陽能電池中，本征半導(dǎo)體鍺的禁帶寬度是0.67eV，它能吸收的輻射的最大波長(zhǎng)是________________．

(普朗克常量h=6.63×10-34J·s，1eV=1.60×10-19J)1.85×104

?=1.85×103nm21.33×10-23

22、〔此題10分〕〔2720〕兩根導(dǎo)線沿半徑方向接到一半徑R=9.00cm的導(dǎo)電圓環(huán)上．如圖．圓弧ADB是鋁導(dǎo)線，鋁線電阻率為ρ1=2.50×10-8W·m，圓弧ACB是銅導(dǎo)線，銅線電阻率為ρ2=1.60×10-8W·m．兩種導(dǎo)線截面積相同，圓弧ACB的弧長(zhǎng)是圓周長(zhǎng)的1/π．直導(dǎo)線在很遠(yuǎn)處與電源相聯(lián)，弧ACB上的電流I2=2.00Ａ，求圓心O點(diǎn)處磁感強(qiáng)度B的大?。?真空磁導(dǎo)率μ0=4π×10-7T·m/A)23、〔此題10分〕〔2150〕如圖，兩條平行導(dǎo)線和一個(gè)矩形導(dǎo)線框共面，且導(dǎo)線框的一個(gè)邊與長(zhǎng)導(dǎo)線平行，到兩長(zhǎng)導(dǎo)線的距離分別為r1,r2,兩導(dǎo)線中電流都為I＝I0sinωt,I0,ω為常數(shù)，導(dǎo)線框長(zhǎng)為a寬為b求導(dǎo)線框中電動(dòng)勢(shì)。AdxBIIxr2r10bax24、〔此題5分〕〔4430〕粒子在無限深勢(shì)阱中運(yùn)動(dòng)，其波函數(shù)為(0≤x≤a)求發(fā)現(xiàn)粒子的概率為最大的位置．解：先求粒子的位置概率密度

2分時(shí)，有最大值．在0≤x≤a范圍內(nèi)可得∴

．3分當(dāng)返回5．〔此題3分〕1101一導(dǎo)體球外充滿相對(duì)介電常量為εr的均勻電介質(zhì)，假設(shè)測(cè)得導(dǎo)體外表附近場(chǎng)強(qiáng)為E，那么導(dǎo)體球面上的自由電荷面密度σ為(A)ε0E．(B)ε0εrE．(C)εrE．(D)(ε0εr-ε0)E．6．〔此題3分〕1139一個(gè)大平行板電容器水平放置，兩極板間的一半空間充有各向同性均勻電介質(zhì)，另一半為空氣，如圖．當(dāng)兩極板帶上恒定的等量異號(hào)電荷時(shí)，有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷為+q的質(zhì)點(diǎn)，在極板間的空氣區(qū)域中處于平衡．此后，假設(shè)把電介質(zhì)抽去，那么該質(zhì)點(diǎn)(A)保持不動(dòng)．(B)向上運(yùn)動(dòng)．(C)向下運(yùn)動(dòng)．(D)是否運(yùn)動(dòng)不能確定．7．（本題3分）5470

電流由長(zhǎng)直導(dǎo)線1沿半徑方向經(jīng)a點(diǎn)流入一電阻均勻的圓環(huán)，再由b點(diǎn)沿切向從圓環(huán)流出，經(jīng)長(zhǎng)導(dǎo)線2返回電源(如圖)．已知直導(dǎo)線上電流強(qiáng)度為I，圓環(huán)的半徑為R，且a、b與圓心O三點(diǎn)在同一直線上．設(shè)直電流1、2及圓環(huán)電流分別在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度為、及，則O點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的大小

B=0，因?yàn)锽1=B2=B3=0．(B)B=0，因?yàn)?C)B≠0，因?yàn)殡m然B1=B3=0，但B2≠0．(D)B≠0，因?yàn)殡m然B1=B2=0，但B3≠0．(E)B≠0，因?yàn)殡m然B2=B3=0，但B1≠0．，B3=0．8．〔此題3分〕2046如圖，在一圓形電流I所在的平面內(nèi)，選取一個(gè)同心圓形閉合回路L，那么由安培環(huán)路定理可知

(A)，且環(huán)路上任意一點(diǎn)B=0．

(B)，且環(huán)路上任意一點(diǎn)B≠0．

(C)，且環(huán)路上任意一點(diǎn)B≠0．

(D)，且環(huán)路上任意一點(diǎn)B=常量．

9．〔此題3分〕2062按玻爾的氫原子理論，電子在以質(zhì)子為中心、半徑為r的圓形軌道上運(yùn)動(dòng)．如果把這樣一個(gè)原子放在均勻的外磁場(chǎng)中，使電子軌道平面與磁場(chǎng)垂直，如下圖，那么在r不變的情況下，電子軌道運(yùn)動(dòng)的角速度將：(A)增加．(B)減?。?C)不變．(D)改變方向．二、填空題〔共30分〕11．〔此題3分〕1050兩根相互平行的“無限長(zhǎng)〞均勻帶正電直線1、2，相距為d，其電荷線密度分別為λ1和λ2如下圖，那么場(chǎng)強(qiáng)等于零的點(diǎn)與直線1的距離a為_____________．12．〔此題3分〕1039如下圖，在邊長(zhǎng)為a的正方形平面的中垂線上，距中心O點(diǎn)a/2處，有一電荷為q的