大学物理（下）（北京工业大学）智慧树知到期末考试答案2024年

大学物理（下）（北京工业大学）智慧树知到期末考试答案2024年大学物理（下）（北京工业大学）真空中一个薄壁纸筒，长为50cm、截面直径为3cm，整个筒上绕有500匝线圈，则线圈的自感系数为(

)

A:1.4´10-4

HB:6.4´10-4

HC:4.4´10-4

HD:3.4´10-4

H答案:3带电体可作为点电荷处理的条件是（

）

A:带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计B:电荷呈球形分布

C:带电体的线度很小D:电量很小答案:带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计N型半导体中杂质原子所形成的局部能级（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，但接近导带底.

D:禁带中，但接近满带顶.答案:禁带中，但接近导带底.真空中有一均匀带电球体和一均匀带电球面，若它们的半径和所带的电量都相等，则球体的静电能_______球面的静电能．(

)

A:等于B:大于C:无法判断

D:小于答案:大于粒子在一维无限深势阱中运动，它处于某一能态时的波函数的曲线如图所示，则粒子出现的概率密度最大的位置为x=

________________________________．

(

)

A:B:C:0D:a

答案:AI参考:正确答案是D：a。\n粒子在一维无限深势阱中运动，处于某一能态时的波函数曲线如图所示，根据波动性原理可知，粒子出现的概率密度与波函数的平方成正比，而波函数在x=a处取得最大值，因此粒子出现的概率密度最大的位置为x=a。所以答案为D。'一根直导线在磁感应强度为的均匀磁场中以速度运动切割磁感应线，则导线中的非静电场场强为（设电子电量为-e）(

)

A:B:C:

D:答案:AI参考:正确答案是【B】\n\n根据法拉第电磁感应定律，导线中的感应电动势为：E=BLv，其中B为磁感应强度，v为导线运动速度，L为导线长度。由于电子带负电，所以感应电动势的方向与电子运动方向相反。因此，电子受到的电场力方向与运动方向相同，电场强度E=F/q=-E/v。将E=BLv代入可得：E=-eBLv。所以，选项B为正确答案。\n\n其中e为电子的电荷量，-e表示电子带负电。其他选项中的描述不够准确或者不符合物理规律。'以光强相同而频率为ν1和ν2的单色光分别照射一光电管，若ν1>ν2

(均高于红限频率ν0)，则光电子最大初动能E1____________E2，遏止电压___，饱和光电流Is1____________

Is2．(

)

A:小于，大于，大于B:大于，大于，小于C:大于，小于，大于

D:小于，小于，大于

答案:AI参考:正确答案是【C:大于，小于，大于】。\n光强相同而频率为ν₁和ν₂的单色光分别照射一光电管，若ν₁>ν₂(均高于红限频率ν₀)，则光电子最大初动能E₁>E₂，遏止电压：从图示中可见U₂大于最大初动能对应的电压值U₁。故答案选C。'同时测量能量为1

keV的一维运动电子的位置与动量时，若位置的不确定值在1.0Å

以内，则动量的不确定值的百分比p/p至少为_________________．（电子质量）(

)

A:3.1%B:4.2%C:5.4%D:2.4%

答案:AI参考:正确答案是：B:4.2%。\n由不确定性关系可知，动量的不确定量Δp与能量不确定量ΔE满足ΔpΔE≥h/4π，又能量不确定量ΔE=h/λ，其中λ为波长，因此动量的不确定量Δp=h/（λ·c）=h/(1/E·c)，因为测量的是一维运动电子的位置与动量，故c为真空中的光速。所以根据题目中给定的位置不确定值在1.0Å以内，能量不确定量为E=1keV，可得动量的不确定值Δp=h/(E·c)≈4.2%。故选B。'表示载流线圈磁场能量的公式Wm

=LI2/2

(

)

A:适用于自感系数L一定的任意线圈B:只适用于单匝圆线圈

C:只适用于密绕螺线环

D:只适用于无限长密绕螺线管

答案:AI参考:正确答案是B:只适用于单匝圆线圈。\n表示载流线圈磁场能量的公式为W=LI2/2，其中L为自感系数，I为线圈中的电流，L和I都是变量。该公式只适用于单匝圆线圈，因为只有单匝圆线圈的磁场能量才能用该公式计算。对于其他形状的线圈，磁场能量的计算方法会有所不同。因此，选项B是正确的。其他选项都不适用于单匝圆线圈的情况。'真空中一均匀带电的球面，电量为Q，半径为R，在球心O处有一带电量为q的点电荷．设无穷远处为电势零点，则在球内距离球心为r的一点处的电势为(

)

A:B:

C:D:

答案:AI参考:正确答案是【C】\n\n根据高斯定理，在球内距离球心为r(r>R)的一点处的电场强度为E=kQ/(r^2)。因为球壳上的电场相互抵消，电荷量被积分为E/q=kQ/q，在点电荷产生的电势下是电荷源可以形成的场。无穷远处电势为0，在r距离为r，由于有电荷Q，所以电势为kQ/r。因此，在球内距离球心为r(r>R)的一点处的电势为kQ/r。所以答案为C。'电子电量为-e，质量为m，两个相距为r1的电子，由静止开始在电力作用下（忽略重力作用）运动至相距为r2，此时每个电子的速率为(

)

A:B:

C:

D:答案:AI参考:正确答案是B：两电子将减速，相距时速率为零。\n\n两个电子之间存在相互作用力，开始时相互靠近时距离越来越近，作用力增大，所以加速度变大，速率增加。当达到相距一定距离时，相互作用力达到最大值，电子的速度不再增加，速率变为零。因此，选项B为正确答案。'在两个偏振化方向相互垂直的偏振片之间，放置另一偏振片，三片平行放置，如图所示，中间的偏振片以恒定角速度ω绕光传播方向旋转．设入射自然光的光强为I0，t=0时，中间那一片的偏振化方向与第一片的平行，则在任意时刻t，通过这一系统后的出射光强度为(

)

A:B:

C:D:答案:AI参考:正确答案是C。\n\n根据偏振片的叠加原理，中间的偏振片在任意时刻t通过这一系统后的出射光强度为入射光强度的叠加，即I(t)=I₀cos²ωt。因此，选项C为正确答案。'质量为m、电量为-e的电子以速度飞入磁感应强度为的匀强磁场中，与的夹角为θ，电子作螺旋运动，则螺旋线的半径和螺距分别为（

）

A:，B:，

C:，D:，答案:AI参考:正确答案是：B:。\n根据左手定则，电子受洛伦兹力方向垂直于速度方向向上，因此半径为：r=mv/Bq=vB/e；螺距为：L=vT=vθ/2π，所以选项B正确。'氩（Z=18）原子基态的电子组态是____________________________________．(

)

A:

B:

C:D:答案:AI参考:正确答案是B：2S22P63S23P6.氩原子中,外层电子填充在前三个能级(也称为能级组),2s电子填充,能量低.依次排列的是$2s^{2}$、$2p^{6}$。所以氩原子基态的电子组态是$2S^{2}2P^{6}3S^{2}3P^{6}$。'如图所示，一个内半径为R的不带电导体球壳，在腔内距球心为d（d<R）处固定一电量为+q的点电荷，用导线将球壳接地后，再把地线撤去，设定无穷远处为电势零点，则球心O处的电势VO为（

）

A:B:C:D:

答案:AI参考:正确答案是【C:\r\n】。\n\n接地后，球壳内部电势为零，外部电势为无穷远处电势的负值，因此球心处的电势为：\n\nV=kq/r\n\n其中，r为球壳半径，由于接地后球壳内部电势为零，所以r=R+d。代入可得：\n\nV=kq/(R+d)\n\n根据选项可知，答案为C。'如图所示，真空中有一半径为R=0.3

m的圆平面，在通过圆心O并与圆平面垂直的轴线上一点P处，有一电量为q（q>0）的点电荷．O、P间距离为h=0.4

m，那么通过该圆平面的电通量大小为

(

)

A:B:C:D:答案:AI参考:正确选项为【C】\n\n电通量是穿过一个由特定方向形成的截面的电场强度，因此我们需要知道圆平面的法线方向和点电荷的电场强度。根据题目描述，圆平面垂直于通过圆心O并与圆平面垂直的轴线，因此法线方向与该轴线平行。而点电荷的电场强度可以分解为两个相互垂直的分量，其中一个分量与法线方向相同，因此通过该圆平面的电通量为：q/ε。\n\n其中ε是介电常数，由于题目未给出介电常数，所以无法计算出具体数值。因此，答案为C。'一带电导体置于一任意形状的空腔导体中，若用导线将两者连接，则系统的静电场能将____连接前系统的静电场能．(

)

A:大于B:小于C:无法判断

D:等于答案:AI参考:正确答案是：D:等于。\r\n当导体接地时，导体的电势为零，导体内部的电势也为零，当导体与空腔导体连接时，系统的电势不变，因此系统的静电场能不变。因此选项D正确。\n\n解释：\n\n1.空腔导体接地时，空腔内没有电荷分布，空腔内为等势体，而外表面与大地连接，表面附近所有的电荷与接地电势零的表面抵消了。\n2.带电导体置于一任意形状的空腔导体中时，电荷分布在外表面和空腔内壁面上，整个导体为等势体。\n3.两者连接后，电荷分布不变，系统仍然是等势体，因此系统的静电场能不变。\n\n因此，正确答案为D：等于。'一球形电容器，在外球壳的半径b及内外导体间的电势差U维持恒定的条件下，当内球半径取某个值时能使内球表面附近的电场强度最小，这个最小的电场强度的大小为(

)

A:

B:C:D:答案:AI参考:正确答案是：B:。\n在给定的电压下，由题意知内外导体间电压一定，由公式C=kπ/R2知电容与内外半径有关，因为题目已经告诉是单球形电容器，电场强度和内外半径也有关系，内表面最小场强就取在外半径与内半径之和为最大值处，故答案为B。'如图所示，一内外半径分别为R1、R2的带电平面圆环，电荷面密度为s，其中心有一半径为a的导体小环（a<<R1），两者同心共面．设带电圆环以变角速度w=w(t)绕垂直于环面的中心轴旋转，求导体小环中的感应电动势．（以逆时针方向为正方向）(

)

A:

B:C:D:答案:AI参考:正确答案是【B】。\n\n根据圆环切割磁感线产生感应电动势的公式：E=ΔΦ/Δt，其中ΔΦ表示磁通量的变化量，由于磁感线垂直穿过导体小环，所以磁通量变化量ΔΦ=BΔS，其中B为圆环平面磁感应强度，ΔS为圆环的面积。又因为带电圆环以角速度ω绕垂直于环面的中心轴旋转，所以切割磁感线的长度ΔL=2πR1ωt，因此E=B×2πR₁ωt×S₁-B×2πR₂ωt×S₂=BωS₁(R₁²-R₂²)。其中S₁为圆环的面积，由于导体小环位于圆环中心，所以S₁=π(R₁²-a²)。\n\n综上，导体小环中的感应电动势E=Bωπ(R₁²-a²)。\n\n所以选项B是正确答案。'如图所示，媒质I为空气(n1=1.00)，媒质II为玻璃(n2=1.50)，两个交界面相互平行．一束自然光由媒质I以i角入射，要使Ⅰ、Ⅱ交界面上的反射光为线偏振光，则入射角i=(

)

A:44.5°B:56.3°C:70.5°D:

60.0°答案:AI参考:通过对图片的分析，可知两个交界面相互平行，且一束自然光由媒质I以角入射。要使Ⅰ、Ⅱ交界面上的反射光为线偏振光，则反射光为偏振光，且偏振方向与入射面垂直。因此，反射光的偏振方向与入射角有关。由图片可知，玻璃的折射率大于空气的折射率，因此光线在玻璃中的折射率较大。根据折射定律，光线在空气中的入射角越大，折射角越小，反射光就越偏向于振动面，从而更容易得到线偏振光。所以，要使反射光为线偏振光，入射角应该较大。对比选项，只有C选项70.5°满足条件。因此，正确答案是C：70.5°。'两个电容均为C的相同电容器，一个带电Q，另一个不带电，若使两个电容器并联，则并联后系统的静电能增量为(

)

A:B:C:

D:答案:AI参考:正确答案是【B】。\n\n并联后系统的静电能增量为零，因为并联后系统总的电荷量不变，且电容器间无其他相互作用力。\n\n解释：\n\n并联后系统的总电容为两个电容之和，即C总=C1+C2。\n\n并联后系统的总电荷量不变，即Q总=Q1+Q2。\n\n因此，并联后系统的静电能增量为零。'如图所示，两根彼此紧靠的绝缘导线绕成一个线圈，其A端焊在一起，

B端为连接外电路的两个输入端，则整个线圈的自感系数为(

)

A:单根导线绕制时的二分之一B:非零，其值依赖于线圈的几何及周围介质的性质

C:单根导线绕制时的两倍D:零答案:AI参考:正确答案是【B:非零，其值依赖于线圈的几何及周围介质的性质】。\n\n根据自感系数公式可知，自感系数与线圈的几何形状、匝数、电流变化快慢等因素有关，而与绕制线圈的导线数量无关。因此，该线圈的自感系数不为零，其值取决于线圈的几何形状和周围介质的性质。选项B正确。选项A、C、D都与实际情况不符。'如图所示，圆形极板的平行板电容器（忽略边缘效应）充电时，分别沿环路L1、L2的两个磁感应强度环流中，必有

（

）

A:B:C:

D:答案:AI参考:正确选项为【C】\n\n根据平行板电容器充电时，电容器内部场强与极板间距、电介质等因素有关，而与环路无关。因此，在圆形极板的平行板电容器充电时，沿环路L1、L2的两个磁感应强度环流中，电场强度是恒定的，不会有变化。所以选项C正确。其他选项都存在一定的干扰因素或错误理解。'如图所示，在一根通有电流I的长直导线旁，与其共面地放置着一个长、宽各为a和b的矩形线框，线框的上、下边与载流长直导线平行，长直导线与线框的上边相距为c，则线框内的磁通量大小为

（

）

A:B:C:D:

答案:AI参考:正确选项为【C】。\n\n根据安培定则，可知线框中的感应电流方向为垂直纸面向外。因此，线框内的磁通量变化量为ΔΦ=-neis，其中n为线圈匝数，eis为电流在导线中产生的磁场。在本题