2014下大物期末考试A卷.doc

. 制卷人签名： 制卷日期： 审核人签名： 审核日期： 装 订线 湘潭大学2014年下学期2013级大学物理2课程考试试卷（A卷） 适用年级专业 物理学院各专业；材料物理、材料科学与工程、 新能源材料与器件；金属材料与工程；工程力学；电子信息工程、通信工程、自动化、建筑电气与智能化；考试方式 闭卷 考试时间 120 分钟得分一、选择题（每小题3分，共30分）题号12345678910答案BDADDBBDDC1. 如图所示，在坐标(a，0)处放置一点电荷+q，在坐标(-a，0)处放置另一点电荷qP点是x轴上的一点，坐标为(x，0)当xa时，该点场强的大小为： (A) (B) (C) (D) 2. 有一边长为a的正方形平面，在其中垂线上距中心O点a/2处，有一电荷为q的正点电荷，如图所示，则通过该平面的电场强度通量为 (A) (B) (C) (D) 3. 半径为r的均匀带电球面1，带有电荷q，其外有一同心的半径为R的均匀带电球面2，带有电荷Q，则此两球面之间的电势差U1-U2为： (A) . (B) . (C) . (D) . 4. 两个完全相同的电容器C1和C2，串联后与电源连接现将一各向同性均匀电介质板插入C1中，如图所示，则 (A) 电容器组总电容减小 (B) C1上的电荷大于C2上的电荷 (C) C1上的电压高于C2上的电压 (D) 电容器组贮存的总能量增大 5. 通有电流I的无限长直导线有如图三种形状，则P，Q，O各点磁感强度的大小BP，BQ，BO间的关系为： (A) BP BQ BO . (B) BQ BP BO (C) BQ BO BP (D) BO BQ BP 6. 在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝S1、S2距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O处现将光源S向下移动到示意图中的S位置，则 (A) 中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变 (B) 中央明条纹向上移动，且条纹间距不变 (C) 中央明条纹向下移动，且条纹间距增大 (D) 中央明条纹向上移动，且条纹间距增大7. 一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光 (A) 是自然光 (B) 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面 (C) 是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面 (D) 是部分偏振光 8. 康普顿效应的主要特点是 (A) 散射光的波长均比入射光的波长短，且随散射角增大而减小，但与散射体的性质无关 (B) 散射光的波长均与入射光的波长相同，与散射角、散射体性质无关 (C) 散射光中既有与入射光波长相同的，也有比入射光波长长的和比入射光波长短的.这与散射体性质有关 (D) 散射光中有些波长比入射光的波长长，且随散射角增大而增大，有些散射光波长与入射光波长相同这都与散射体的性质无关 9. n型半导体中杂质原子所形成的局部能级(也称施主能级)，在能带结构中应处于 (A) 满带中 (B) 导带中 (C) 禁带中，但接近满带顶 (D) 禁带中，但接近导带底 10. 在原子的L壳层中，电子可能具有的四个量子数(n，l，ml，ms)是 (1) (2，0，1，) (2) (2，1，0，) (3) (2，1，1，) (4) (2，1，-1，) 以上四种取值中，哪些是正确的？ (A) 只有(1)、(2)是正确的 (B) 只有(2)、(3)是正确的 (C) 只有(2)、(3)、(4)是正确的 (D) 全部是正确的 得分二、填空题（6个小题，共23分）1.(3分) 如图所示，在宽度为d的导体薄片上有电流I沿此导体长度方向流过，电流在导体宽度方向均匀分布导体外在导体中线附近处P点的磁感强度的大小为(2分) 2. (3分) 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 铁磁质(1分) 的BH关系曲线 b代表 顺磁质(1分) 的BH关系曲线 c代表_抗磁质(1分)_的BH关系曲线 3. (4分) 图示为一圆柱体的横截面，圆柱体内有一均匀电场，其方向垂直纸面向内，的大小随时间t线性增加，P为柱体内与轴线相距为r的一点则 (1) P点的位移电流密度的方向为_垂直纸面向里(2分)_ (2) P点感生磁场的方向为_垂直OP连线向下(2分) 4. (4分) 在单缝的夫琅禾费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为_6(2分)_ 个半波带，若将缝宽缩小一半，原来第三级暗纹处将是_第一级明(只填“明”也可以)(2分) _纹5. (4分) 在光电效应实验中，测得某金属的遏止电压|Ua|与入射光频率n的关系曲线如图所示，由此可知该金属的红限频率n0=_51014 (2分) Hz；逸出功A =_2(2分)_eV 6. (5分) 粒子在一维无限深方势阱中运动（势阱宽度为a），其波函数为 ( 0 x R）， 2分均匀电介质中 ，故RrR+d 导体球内 rR+d RrR+d rR 3分 得分四、（8分） 有一长直导体圆管，内外半径分别为R1和R2，如图，它所载的电流I1均匀分布在其横截面上导体旁边有一绝缘“无限长”直导线，载有电流I2，且在中部绕了一个半径为R的圆圈设导体管的轴线与长直导线平行，相距为d，而且它们与导体圆圈共面，求圆心O点处的磁感强度 解：圆电流产生的磁场 2分长直导线电流的磁场 2分导体管电流产生的磁场 2分圆心点处的磁感强度 2分得分五、(8分) 长直导线与矩形单匝线圈共面放置，导线与线圈的长边平行矩形线圈的边长分别为a、b，它到直导线的距离为c (如图)当矩形线圈中通有电流I = I0sinwt时，求直导线中的感应电动势 解： 先求长直导线与矩形线圈间的互感系数M，若长直导线中通有电流I1，则空间的磁场分布为 穿过矩形线圈的磁通为 3分互感系数 2分当矩形线圈中通有变化的电流时，(设顺时针方向为电流的正方向，直导线中的感应电动势以从下向上为正)长直导线中的感应电动势为 3分得分六、( 5分) 单缝的宽度a =0.10 mm，在缝后放一焦距为50 cm的会聚透镜，用平行绿光(l=546 nm)垂直照射到单缝上，试求位于透镜焦平面处的屏幕上中央明条纹宽度(1nm=10-9m)解：中央明纹宽度 Dx2fl / a =25.4610-4500 / 0.10mm 4分=5.46 mm 1分得分七、( 6分) 波长l=600nm(1nm=109m)的单色光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大的衍射角为30，且第三级是缺级 (1) 光栅常数(a + b)等于多少？ (2) 透光缝可能的最小宽度a等于多少？ 解：(1) 由光栅衍射主极大公式得 a + b =2.410-4 cm 3分 (2) 若第三级不缺级，则由光栅公式得 由于第三级缺级，则对应于最小可能的a，j方向应是单缝衍射第一级暗纹：两式比较，得 a = (a + b)/3=0.810-4 cm 3分得分八、( 5分) 处于基态的氢原子被外来单色光激发后发出的光仅有三条谱线，问此外来光的频率为多少？ (里德伯常量R =1.097107 m-1)解：由于发出的光线仅有三条谱线，按： 2分 n =3，k =2 得一条谱线 n =3，k =1 得一条谱线 n =2，k =1 得一条谱线 可见氢原子吸收外来光子后，处于n =3的激发态以上三条光谱线中，频率最大的一条是： =2.921015 Hz 这也就是外来光的频率 3分得分九、( 5分) 能量为15 eV的光子，