普通物理下总复习2014-2015课程调整

普通物理下总复习期末考试试卷：100分：其中物理B(下)课程学习：95分演示探索实验：5分期末考试：70%；平时成绩：30%；竞赛加分，学习报告。。。。。探索实验题考试范围:静电乒乓演示实验法拉第笼演示实验阴极射线管演示实验磁阻尼管演示实验跳环及磁悬浮演示实验激光综合光学演示实验杨氏双缝干涉演示实验一维光栅、正交光栅演示实验迈克尔逊干涉仪演示实验动感流水画电磁学：(F314)光学：(F314)静电乒乓演示实验跳环及磁悬浮演示仪法拉第笼演示仪磁阻尼管阴极射线管电磁学探索题“跳环彩灯及楞次定律”演示试验中，电源为

（交流/直流）电。打开电源开关，分别将不同金属环穿入磁芯，增大电流强度。若将铝环穿入磁芯，铝环将

（悬浮/不悬浮）；若将铁环穿入磁芯，铁环将

（悬浮/不悬浮）；若将铜环穿入磁芯，铜环将

（悬浮/不悬浮）；若将发光二级管靠近磁芯，发光二级管将

（发光/不发光）。光学动感流水画迈克尔逊干涉仪激光综合光学演示实验杨氏双缝干涉一维光栅、正交光栅6流水画7

光源透过旋转的起偏器，成为振动方向旋转变化的线偏振光，通过背面涂有偏振材料（检偏器）的画面，由于透过光的明暗变化，使画面中途有偏振材料的部分“动了起来”。书上打*号的章节不考；第六章6-2-2极化强度

不在命题范围内；第七章

磁场：§7-1恒定电流、§7-8-2磁化强度和磁化

电流§7-8-4铁磁质不在命题范围内；第八章

电磁感应：§8-5位移电流、§8-6麦克斯韦方程

组不在命题的范围内。第十二章

§12-4-8x射线衍射；§12-6双折射不在命题

范围内；第十五章

§15-1黑体辐射定性考；§15-8-2以后不在命题

范围内，但是§15-9氢原子要考三个量子数，

§15-11激光定性考。物理B(下)考试范围（2014-2015学年第一学期）静电场

的计算叠加法高斯定理(三种对称情况)电势梯度(分量积分)

C

的计算

V的计算叠加法场强积分零势点选取分段积分

We

的计算电磁学归纳点电荷均匀带电直线无限长EOrEOrQ带电量电荷线密度lE8r12E8r1均匀带电球体REOrQ带电量E8r12均匀带电圆柱面无限长REOr电荷面密度sE8r1均匀带电球面REOrQ带电量E8r12均匀带电平面无限大EOX电荷面密度ss20e近场恒定磁场

的计算

磁力、磁力矩的计算

的计算叠加法安培环定理(对称性)a.载流直导线b.圆电流轴线上一点的磁场c.密绕直螺线管内部轴线上的磁场圆心：(x=0)部分圆线圈：典型磁场分布长直电流与圆电流的组合――例求下各图中0点的B的大小

I

I

O

o

OI

R

o

R

I

o

I1aO

Icb2电磁感应

感应电动势的计算L、M

的计算

磁场能量2023/1/1417ROPr5.半径为R的均匀带电球面，总带电量为Q，设无穷远处的电势为零，则距离球心为r(r<R)的P点的电场强度的大小和电势为：球面内是等势体重点：2.选无穷远处为电势零点，半径为R的导体球带电后，其电势为U0

，则球外离球心距离为r

处的电场强度的大小为（A）(B)(C)(D)4．一平行板电容器，两极板相距为d，对它充电后与电源断开。然后把电容器两极板之间的距离增大到2d，如果电容器内电场的边缘效应忽略不计，则（A）电容器的电容增大一倍；（B）电容器所带的电量增大一倍；（C）电容器两极板间的电场强度增大一倍；（D）储存在电容器中的电场能量增大一倍。(C)极板间场强不变(B)极板电量不变(A)电容减小为原来的1/2(D)电容的电场能量增大1倍:解：半球面S与其边线所在平面(圆平面)S

组成一个封闭曲面由磁场的高斯定理知3．在磁感应强度为的均匀磁场中作一半径为R的半球面S，S边线所在平面的法线方向单位矢量与的夹角为，则通过半球面S的磁通量为

(A)

(B)(C)(D)磁学4．无限长直导线在Q处弯成半径为r的圆，当通以电流I时，则在圆心O点的磁感应强度大小为(A)(B)(C)0(D)(E)QOr解：5．取一闭合积分回路L，使三根载流导线穿过它所围成的面。现改变三根导线之间的相互间隔，但不超出积分回路，则

(A)回路L内的不变，L上各点的不变

(B)回路L内的不变，L上各点的改变

(C)回路L内的改变，L上各点的不变

(D)回路L内的改变，L上各点的改变*23例．若用条形磁铁竖直插入木质圆环中，则环中[](A)产生感应电动势，也产生感应电流(B)产生感应电动势，不产生感应电流(C)不产生感应电动势，也不产生感应电流(D)不产生感应电动势，产生感应电流例．将形状完全相同的铜环和木环静止放置，并使通过两环面的磁通量随时间变化率相等，则不记自感时，[](A)铜环中有感应电动势，木环中有感应电动势(B)铜环中感应电动势大，木环中感应电动势小(C)铜环中感应电动势小，木环中感应电动势大(D)两环中感应电动势相等BD243.如图所示，直角三角形金属框架abc放在均匀磁场中，磁场B平行于ab边，bc的长度为l．当金属框架绕ab边以匀角速度ω转动时，abc回路中的感应电动势和a、c两点间的电势差Ua–Uc为

(A)

(B)

(C)

(D)255．有两个长直密绕螺线管，长度及线圈匝数均相同，半径分别为r1和r2,管内充满均匀介质，其磁导率分别为1和2。设r1:r2=1:2,1:2=2:1,当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后，其自感系数之比L1:L2与磁能之比Wm1:Wm2分别为：

(A)L1:L2=1:1， Wm1:Wm2=1:1 (B)L1:L2

=1:2， Wm1:Wm2

=1:1(C)L1:L2=1:2， Wm1:Wm2=1:2 (D)L1:L2=2:1， Wm1:Wm2

=2:1解：已知自感系数与长直密绕螺线管内部磁场分别为磁场能量为6．在圆柱形空间内有一磁感应强度为的均匀磁场，如图所示.

的大小以速率变化.有一长度为L0的金属棒先后放在磁场的两个不同位置ab和a’b’,那么,金属棒在这两个位置时棒内的感应电动势的大小关系为

(A)(B)(C)(D)解：B板不接地：金属板内场强为零：A板B板B板接地：4．如图所示，把一块原来不带电的金属板B，移近一块已带有正电荷Q的金属板A，平行放置。设两板面积都是S，板间距离，忽略边缘效应。当B板不接地时，两板间电势差＝

。B板接地时，两板间电势差＝

。5.一半径

R的均匀带电球面，带电量为

Q，若规定该球面上电势为零，则球面外距球心

r处的P点的电势

UP=

。RrPQ2023/1/14298.一平行板电容器，充电后与电源保持联接，然后使两极板间充满相对介电常数为r的各向同性均匀电介质，这时两极板上的电量是原来的

r

倍；电场强度是原来的

1

倍；电容量是原来的

r

倍；电场能量是原来的r

倍。

2023/1/14308．周长相等的平面圆线圈和正方形线圈，载有相同大小的电流。如将这两个线圈放入同一均匀磁场中，则圆线圈与正方形线圈所受最大磁力矩之比为________________________。

解：

5.如图所示，在无限长直载流导线的右侧有面积为S1和S2的两个矩形回路。两个回路与长直载流导线在同一个平面内，并且矩形回路的一边与长直载流导线平行。求通过面积为S1的矩形回路的磁通量与通过面积为S2的矩形回路的磁通量之比为

.2aaaS2S1I解：通过S1的磁通量：通过S2的磁通量：32

3．如图所示，一半径为r的很小的金属圆环，在初始时刻与一半径为a(a>>r)的大金属圆环共面且同心。在大圆环中通以恒定的电流I，方向如图，如果小圆环以角速度绕其任一方向的直径转动，并设小圆环的电阻为R，则任一时刻t通过小圆环的磁通量

=

；小圆环中的感应电流i=

。解：2．载有恒定电流I的长直导线旁有一半圆环导线cd,半圆环半径为b,环面与直导线垂直,且半圆环两端点连线的延长线与直导线相交,如图所示.当半圆环以速度沿平行于直导线的方向平移时,半圆环上的感应电动势的大小是。的方向解：1.一绝缘细棒弯成半径为R的半圆形，其上半段均匀带电量+q，下半段均匀带电量-q

，如图所示。求圆心处电场强度。由对称性可知：O点场强

Ex方向分量为

0,只有y分量.三、计算题不能利用高斯定理或场强与电势的关系求得场强叠加原理沿y轴反向大作业．盖革计数管由一内直径为2cm的金属长圆筒，以及在其中央的一根直径为0.134mm的金属细丝构成。如果在金属丝与圆筒之间加上850V的电压，试分别求金属丝表面处和金属圆筒内表面处的电场强度的大小。已知两圆柱形极板间的电压求电场作半径为r（R1＜r＜R2）同轴髙斯圆柱面，R1R2rλ为金属细丝上电荷线密度高斯定理解：导线与圆筒间电势差为导线表面处：圆筒内表面处：7：设电荷体密度沿X轴方向按余弦规律ρ=ρ0cosx分布在整个空间，式中ρ为电荷体密度、ρ0为其幅值。试求空间的场强分布。可以判断场强E的方向必沿x轴方向，且E相对于YOZ平面对称分布。在±x处垂直X轴平面S与X轴平行侧面构成高斯面。由高斯定理：E>0，表示沿X轴正向，E<0，表示沿X轴负向。解：xdx计算题半径为R的均匀带电球面，带有电荷q，沿某一半径方向有一均匀带电细线，电荷线密度为λ，长度为l，细线左端离球心距离为r0，设球和线上的电荷分布不受相互作用影响，试求细线所受球面电荷的电场力和细线在该电场中的电势能（设无穷远处电势为零）.设X轴沿细线方向，原点在球心处，取线元dx，dq’=λdxXORqr0lλr0r0+l线元所受电场力：整个细线所受电场力：方向沿X正方向。线元在球面电荷电场中电势能：整个细线在电场中电势能：解：2.半径为a的两根无限长平行直导线，它们之间的距离为d，且d>>a.若导线均匀带电，试求导线单位长度的电容量。设两平行导线A和B单位长度的带电量为X处的场强：RRqo例3.在一个接地的金属球附近有一个电量为q（q>0）的点电荷。已知球的半径为R，点电荷与球心距离为d=2R。求金属球面上感应电荷的总电量q’

。解：--------点电荷q在球心O处的电势：感应电荷在球心o处的电势：设：无限大载流平面电流密度为j载流平面xy磁场.

将无限大均匀载流平面放入均匀磁场中（设均匀磁场方向沿Ox正方向），其电流方向与磁场方向垂直指向纸内，已知放入后平面两侧的总磁感应强度分别为和，求该载流平面上单位面积所受的磁场力的大小及方向？无限大载流平面在两侧产生的磁场B:解：设：均匀磁场为左侧磁场关系：右侧磁场关系：解得：单位面积所受的磁场力方向：沿y轴负方向例某空间区域存在垂直向里且随时间变化的非均匀磁场B=kxcost.其中有一弯成角的金属框COD,OD与x轴重合.一导体棒沿x方向以速度v匀速运动.设t=0时x=0,求框内的感应电动势.解：设某时刻导体棒位于l处vCODxByxdxdSll=vt直于磁场方向,如图6-9所示.回路的CD段为滑动导线,以匀速远离A端运动,且始终保持回路为等边三角形.设滑动导线CD到A端的垂直距离为x,且初始x=0.试求回路ACDA中的感应电动势

和时间

t

的关系.(其中为常矢量)的均匀磁场中,回路平面垂2．将等边三角形平面回路ACDA放在磁感应强度为解：另解：3：无限长直导线通以电流.有一与之共面的矩形线圈,其长边与长直导线平行.已知长边为L,两长边距离长直导分别为a、b,位置如图所示.求：

(1)矩形线圈内的感应电动势的大小和感应电动势的方向;(2)导线与线圈的互感系数.bLI解：建立坐标系Ox方向：顺时针波动光学小结一、复习要点光程、光的干涉(杨氏双缝,薄膜等倾、等厚干涉)光的衍射(单缝、光栅夫琅和费衍射、瑞利准则)光的偏振(起偏、检偏、马吕斯定律、布儒斯特定律)二、难点辨析(1)干涉及衍射条纹的动态变化.(2)对光栅衍射中的缺纹及复色光入射的有关问题.(3)区分单缝衍射、双缝干涉及光栅衍射的公式.(4)双缝干涉与双缝衍射(两缝光栅)的区别与联系.三、主要概念光的相干叠加

相干条件

光强分布：干涉项相长相消相长相消2.光程差光程＝几何路径×介质折射率真空中加入厚d的介质、增加(n-1)d光程dn光由光疏介质射到光密介质界面上反射时附加薄透镜不引起附加光程(物点与象点间各光线等光程)光程差：等效真空程之差双缝干涉单缝衍射光栅衍射主明纹位置：杨氏双缝干涉3.条纹特点形态：平行于缝的等亮度、等间距、明暗相间条纹条纹亮度：条纹宽度：条纹间隔不变，条纹平移。缝后加一薄玻璃片②劈尖

条纹特征：平行于棱边，明、暗相间条纹，棱边处为暗纹相邻明(暗)纹对应薄膜厚度差：条纹宽度(两相邻暗纹间距)条纹宽度不变,条纹平移θdkdk+1dL劈尖底面凹凸槽，及深度变化条纹特征：以接触点为中心的内疏外密同心圆环中心暗斑dROr

牛顿环明环暗环主明纹位置：缺级：最高级次：单缝中央明纹区主明纹条数：单缝暗纹：相邻主明纹间较宽暗区：—光栅公式进整N-1条暗纹，N-2条次极大sin光栅衍射条纹

单缝夫琅和费衍射I中央明纹亮而宽2023/1/14P.534.在玻璃(折射率为1.60)表面镀一层MgF2(折射率为1.38)薄膜作为增透膜.为了使波长为500nm的光从空气(折射率为1.00)正入射时尽可能少反射,MgF2薄膜的最少厚度应是(A)125nm(B)181nm(C)250nm(D)78.1nm(E)90.6nm[]E解：薄膜干涉公式k=16.在迈克尔逊干涉仪的一支光路中,放入一片折射率为n的透明介质薄膜后,测出两束光的光程差的改变量为一个波长,则薄膜的厚度是

(A)(B)(C)(D)[]D解：光两次通过透明介质,光程差改变量6．一束光强为I0的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后，出射光的光强为，已知P1和P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转P2最少要转过多大角度，才能使出射光的光强为零。

[]

(A)30 (B)45(C)60(D)90

B2023/1/14P.56二、填空题1．用波长为的单色平行红光垂直照射在光栅常数的d=2.00103nm光栅上，用焦距f=0.500m的透镜将光聚在屏上。测得光栅衍射图像的第一级谱线与透镜主焦点的距离l=0.1667m。则可知该入射的光波长=

nm。

解：2023/1/14P.57错误答案！！！！2.波长为λ的单色光垂直入射劈形膜(n1>n2>n3)，观察反射光干涉，从劈形膜的尖顶算起，第2条明条纹中心所对应的膜厚d为

？n1n2n33.波长为λ的单色光垂直入射折射率为n2的劈形膜（各部分折射率的关系是n1<n2<n3)，观察反射光干涉，从劈形膜的尖顶算起，向右数第5条暗条纹中心所对应的膜厚d为

？n1n2n35.用波长的单色光垂直照射在如图所示的牛顿环装置上,观察从空气膜上下表面反射光形成的牛顿环.若使平凸透镜慢慢地垂直向上移动,从透镜顶点与平面玻璃接触到两者距离为d的移动过程中,移过视场中某固定观察点的条纹数目等于

.解：由薄膜干涉公式例3.

用薄云母片（n=1.58）覆盖在杨氏双缝的其中一条缝上，这时屏上的零级明纹移到原来的第七级明纹处。如果入射光波长为550nm，问云母片的厚度为多少？解：P点为七级明纹位置插入云母后，P点为零级明纹P0d解：(1)

(2)未加膜加膜大作业.

在双缝干涉实验中,波长

=550mm的单色平行光垂直入射到缝间距d=2×10－4m的双缝上,屏到双缝的距离D=2m.求：(1)中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；(2)用一厚度

e=6.6×10－6m、折射率n=1.58的云母片覆盖一缝后,零级明纹将移到原来的第几级明纹处？例12.

用波长为=600nm的单色光垂直照射光栅，观察到第二级、第三级明纹分别出现在sin=0.20和sin=0.30处，第四级缺级。计算（1）光栅常数；（2）狭缝的最小宽度；（3）列出全部条纹的级数。解：解：(1)大作业．波长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？

(3)在选定了上述(a+b)和a之后，求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次。

(2)

第三级缺级

(3)屏幕上呈现的全部主极大：

例.

一衍射光栅，每厘米200条透光缝，每条透光缝宽为a

=2×10－3cm，在光栅后放一焦距f=1m的凸透镜，现用波长=600nm的单色光垂直照射光栅，计算（1）透光缝a的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？；（2）在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？

一、基本要求

1．理解热辐射现象、光电效应、康普顿效应和氢原子光谱的实验规律和量子理论，掌握涉及到的相关计算。

2．了解德布罗意假设和德布罗意波的实验证明，了解实物粒子的波粒二象性。

4．了解波函数及其统计解释，了解不确定关系。

3．理解描写物质波动性的物理量（，）和描写粒子物理量（，）之间的关系。

５.了解一维定态薛定谔方程，重点掌握一维无限深势阱问题的计算。四个量子数。6.了解激光原理量子物理小结（１）光电效应爱因斯坦方程红限频率遏止电压（2）康普顿效应能量守恒,动量守恒二、基本内容x-1.光的粒子性（3）光子的质量、动量和能量（）黑体辐射定律（定性了解）2.氢原子理论（玻尔理论）（1）氢原子光谱实验规律（2）玻尔假设电子的轨道半径：玻尔半径(Bohrradius)：激发态能量：基态能量：3．微观粒子波粒二象性（1）德布罗意波：

（2）不确定关系的物理意义及有关计算（位置与动量不能同时确定）：经典相对论几率波（3）波函数：1

概率密度，描述粒子在空间的统计分布概率幅2态叠加原理：粒子在整个空间出现的概率为13

归一化条件4标准条件

单值、连续、有限、归一化4.薛定谔方程及其简单应用一维定态薛定谔方程一维无限深势阱问题的计算及讨论1、归一化求系数。2、在某一位置的出现几率（x=x0）3、粒子出现在[αβ]区间的概率5．多电子原子中电子分布（1）四个量子数0,1,….n-1可取n个值决定电子“轨道”角动量对电子能量有影响决定“轨道”角动量在外场中的取向决定电子“自旋”角动量在外场中的取向“轨道”运动“自旋”运动对应的经典模型名称符号取值物理意义主量子数角量子数磁量子数自旋磁量子数n决定电子能量的主要部分n同称为同一壳层,如K,L,M2023/1/14P.723.要使处于基态的氢原子受激发后能发射赖曼系的最长波长的谱线，至少应向基态氢原子提供的能量是()(A)1.5eV(B)3.4eV(C)10.2eV(D)13.6eVC氢原子受激发后的能级能发射赖曼系（n=1）的最长波长（最小频率），那这个能级一定是n=2，巴耳末系，不然3以上都不是最长波长了…….那从基态n=1到n=2的能级能量之差就是上面的式子了关于不确定关系有以下几种理解：

(1)粒子的动量不可能确定；

(2)粒子的坐标不可能确定；

(3)粒子的动量和坐标不可能同时确定；

(4)不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其它粒子。 ()(A)(1)、(2)(B)(2)、(4)(C)(3)、(4)(D)(4)、(1)C2023/1/14P.748.

如图所示的是红宝石激光器的能级和跃迁图，试问下列有关激光的叙述中，那一条是不正确的?()(A)激光的光吸收频率

(B)激光的工作原理是基于粒子数反转；

(C)跃迁a为光的吸收；

(D)跃迁b为受激发射；

(E)E2

是亚稳态。

DE1E2E3abc2.已知钾的逸出功为2.0eV,如果用波长为3.6010-7m的光照射在钾上，这钾的遏止电压的绝对值Va

=

，从钾表面所发射的电子的最大速度vmax

。

5.

波长为300010-10m的光子，其波长的不确定度/为十万分之一，其位置的不确定度不小于

。

7.

已知粒子在一维无限深方势阱中运动，其波函数为：

那么粒子在处出现的几率密度为：

() (A)(B) (C)(D)A2023/1/14P.78产生激光的条件是：

1.