武汉大学-学年下学期《大学物理》期末考试(A卷).doc

(完整word版)武汉大学2007-2008学年下学期大学物理期末考试(A卷)武汉大学2007-2008学年下学期大学物理期末考试（A卷）一、填空题（共27分）1(本题3分)(5125)一根无限长直导线通有电流I，在P点处被弯成了一个半径为R的圆，且P点处无交叉和接触，则圆心O处的磁感强度大小为_，方向为_ 2. (本题3分)(5134) 图示为三种不同的磁介质的BH关系曲线，其中虚线表示的是B = m0H的关系说明a、b、c各代表哪一类磁介质的BH关系曲线： a代表_的BH关系曲线 b代表_的BH关系曲线 c代表_的BH关系曲线 3. (本题3分)(2624)一个中空的螺绕环上每厘米绕有20匝导线，当通以电流I =3 A时，环中磁场能量密度w =_ (m 0 =4p10-7 N/A2) 4. (本题3分)(5161)一平行板空气电容器的两极板都是半径为R的圆形导体片，在充电时，板间电场强度的变化率为dE/dt若略去边缘效应，则两板间的位移电流为 _ 5. (本题4分)(3177) 如图，在双缝干涉实验中，若把一厚度为e、折射率为n的薄云母片覆盖在S1缝上，中央明条纹将向_移动；覆盖云母片后，两束相干光至原中央明纹O处的光程差为_6. (本题3分)(4611) 某一波长的X光经物质散射后，其散射光中包含波长_和波长_的两种成分，其中_的散射成分称为康普顿散射 7. (本题5分)(4203)设描述微观粒子运动的波函数为，则表示_；须满足的条件是_；其归一化条件是_ 8. (本题3分)(4787) 在主量子数n =2，自旋磁量子数的量子态中，能够填充的最大电子数是_ 二、选择题(共27分)9 (本题3分) (2717) 距一根载有电流为3104 A的电线1 m处的磁感强度的大小为 (A) 310-5 T (B) 610-3 T (C) 1.910-2T (D) 0.6 T (已知真空的磁导率m0 =4p10-7 Tm/A) 10. (本题3分)(2391) 一电子以速度垂直地进入磁感强度为的均匀磁场中，此电子在磁场中运动轨道所围的面积内的磁通量将 (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 11 (本题3分)(2594) 有一矩形线圈AOCD，通以如图示方向的电流I，将它置于均匀磁场中，的方向与x轴正方向一致，线圈平面与x轴之间的夹角为a，a 90若AO边在y轴上，且线圈可绕y轴自由转动，则线圈将 (A) 转动使a 角减小 (B) 转动使a角增大 (C) 不会发生转动 (D) 如何转动尚不能判定 12. (本题3分)(2314) 如图所示，M、N为水平面内两根平行金属导轨，ab与cd为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线外磁场垂直水平面向上当外力使ab向右平移时，cd (A) 不动 (B) 转动 (C) 向左移动 (D) 向右移动 13 (本题3分)(2125) 如图，长度为l的直导线ab在均匀磁场中以速度移动，直导线ab中的电动势为 (A) Blv (B) Blv sina (C) Blv cosa (D) 0 14. (本题3分)(2421) 已知一螺绕环的自感系数为L若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管，则两个半环螺线管的自感系数 (A) 都等于 (B) 有一个大于，另一个小于 (C) 都大于 (D) 都小于 15 (本题3分)(3174) 在双缝干涉实验中，屏幕E上的P点处是明条纹若将缝S2盖住，并在S1 S2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M，如图所示，则此时 (A) P点处仍为明条纹 (B) P点处为暗条纹 (C) 不能确定P点处是明条纹还是暗条纹 (D) 无干涉条纹 16(本题3分)(3718) 在单缝夫琅禾费衍射实验中，若增大缝宽，其他条件不变，则中央明条纹 (A) 宽度变小 (B) 宽度变大 (C) 宽度不变，且中心强度也不变 (D) 宽度不变，但中心强度增大 17 (本题3分)(3215) 若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长，在下列各种光栅常数的光栅中选用哪一种最好？ (A) 5.010-1 mm (B) 1.010-1 mm (C) 1.010-2 mm (D) 1.010-3 mm 18. (本题3分)(4223) 下述说法中，正确的是 (A) 本征半导体是电子与空穴两种载流子同时参予导电，而杂质半导体(n型或p型)只有一种载流子(电子或空穴)参予导电，所以本征半导体导电性能比杂质半导体好 (B) n型半导体的导电性能优于p型半导体，因为n型半导体是负电子导电，p型半导体是正离子导电 (C) n型半导体中杂质原子所形成的局部能级靠近空带(导带)的底部，使局部能级中多余的电子容易被激发跃迁到空带中去，大大提高了半导体导电性能 (D) p型半导体的导电机构完全决定于满带中空穴的运动 三、计算题（共33分）19. (本题10分)(2567) AA和CC为两个正交地放置的圆形线圈，其圆心相重合AA线圈半径为20.0 cm，共10匝，通有电流10.0 A；而CC线圈的半径为10.0 cm，共20匝，通有电流 5.0 A求两线圈公共中心O点的磁感强度的大小和方向(m0 =4p10-7 NA-2)20. (本题8分)(3628) 用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50 mm的玻璃片玻璃片的折射率为1.50在可见光范围内(400 nm 760 nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强？(1 nm=10-9 m)21. (本题5分)(3768) 强度为I0的一束光，垂直入射到两个叠在一起的偏振片上,这两个偏振片的偏振化方向之间的夹角为60.若这束入射光是强度相等的线偏振光和自然光混合而成的，且线偏振光的光矢量振动方向与此二偏振片的偏振化方向皆成30角，求透过每个偏振片后的光束强度 22. (本题5分)(4393) 以波长l = 410 nm (1 nm = 10-9 m)的单色光照射某一金属，产生的光电子的最大动能EK= 1.0 eV，求能使该金属产生光电效应的单色光的最大波长是多少？ (普朗克常量h =6.6310-34 Js)23. (本题5分)(4547) 已知电子在垂直于均匀磁场的平面内运动，设电子的运动满足玻尔量子化条件，求电子轨道的半径rn =？ 四、理论推导与证明题（共5分）24. (本题5分)(4550) 一束具有动量的电子，垂直地射入宽度为a的狭缝，若在狭缝后远处与狭缝相距为R的地方放置一块荧光屏，试证明屏幕上衍射图样中央最大强度的宽度，式中h为普朗克常量 五、回答问题（共5分）25. (本题5分)(4781) 粒子(a)、(b)的波函数分别如图所示，若用位置和动量描述它们的运动状态，两者中哪一粒子位置的不确定量较大？哪一粒子的动量的不确定量较大？为什么？ 参考答案：一、选择题(共27分)1. (本题3分) (2717) B2. (本题3分)(2391) B3. (本题3分)(2594) B4. (本题3分)(2314)D5. (本题3分)(2125)D6. (本题3分)(2421)D7. (本题3分)(3174)B8. (本题3分)(3718)A9. (本题3分)(3215)D10. (本题3分)(4223)C二、填空题（共27分）11 (本题3分)(5125) 2分 垂直纸面向里 1分12. (本题3分)(5134) 铁磁质 1分 顺磁质 1分 抗磁质 1分13. (本题3分)(2624) 22.6 Jm-3 3分14. (本题3分)(5161) 3分15. (本题4分)(3177) 上 2分 (n-1)e 2分16. (本题3分)(4611) 不变 1分 变长 1分 波长变长 1分17. (本题5分)(4203) 粒子在t时刻在(x，y，z)处出现的概率密度 2分 单值、有限、连续 1分 2分18. (本题3分)(4787)4 2分三、计算题（共33分）19. (本题10分)(2567)解：AA线圈在O点所产生的磁感强度 (方向垂直AA平面) 3分CC线圈在O点所产生的磁感强度 (方向垂直CC平面) 3分O点的合磁感强度 T 2分B的方向在和AA、CC都垂直的平面内，和CC平面的夹角 2分20. (本题8分)(3628)解：加强， 2ne+l = kl， 2分 nm 2分 k = 1， l1 = 3000 nm， k = 2， l2 = 1000 nm， k = 3， l3 = 600 nm， k = 4， l4 = 428.6 nm， k = 5， l5 = 333.3 nm 2分 在可见光范围内，干涉加强的光的波长是 l600 nm 和l428.6 nm 2分21. (本题5分)(3768)解：透过第一个偏振片后的光强为 30 2分 5I0 / 8 1分透过第二个偏振片后的光强I2( 5I0 / 8 )cos260 1分5I0 / 32 1分22. (本题5分)(4393) 解：设能使该金属产生光电效应的单色光最大波长为l0 由 可得 2分又按题意： 得 = 612 nm 3分23. (本题5分)(4547)解：设轨道半径为rn，电子运动速度为v则由 2分 2分得 ( n = 1，2，3) 1分四、理论推导与证明题（共5分）24. (本题5分)(4550) 证：单缝夫朗禾费衍射各级极小的条件为： ( k = 1，2) 令 k = 1， 得 1分可见，衍射图形第一级极小离中心点距离 1分又电子德布罗意波的波长 2分所以中央最大强度宽度 1分五、回答问题（共5分）25. (本题5分)(4781) 答：由图可知，(a)粒子位置的不确定量较大 2分又据不确定关系式 可知，由于(b)粒子位置的不确定量较小，故(b)粒子动量的不确定量较大. 3分