《大学物理》课程电学考试考题.docx

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《大学物理》课程电学考试考题

诚信保证

本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场规则，诚实做人。

本人签字：

编号：

西北工业大学期末考试试题（A卷）

2009~2010学年第一学期

开课学院理学院课程大学物理II学时56

考试日期2010年1月13日考试时间2.0小时考试形式（闭）（A）卷

班级

学号

姓名

重要提示：

1．本试卷含“单选题”、“填空题”和“计算证明题”三部分，总分为100分；

2．在答题卡上答题，最后把试卷和答题卡一并交回；

3．答题卡分为两张，答题卡

（1）为机读卡，答题卡

（2）为书写卡；

4．机读卡中数字用钢笔左对齐填写，涂点用2B铅笔填涂。

填空题答案栏每格填1位数字，小数点单独占1格，按题目要求取位，4舍5入进位；

5．草稿纸不再另发，将试题的背面作为草稿纸。

一、单选题（共30分，每小题3分，在答题卡

（1）上完成）

1．对于稳恒磁场中的安培环路定理，若

，则下列说法正确的是：

A．在回路L上

必定处处为零；

B．穿过以回路L为边界的任意曲面的传导电流的代数和为零；

C．必定没有电流穿过以回路L为边界的任意曲面；

D．回路L上各点的

与回路L以外的传导电流无关。

2．磁介质有三种，用相对磁导率

表征它们特性时，下列说法正确的是：

A．r0为顺磁质，在外磁场的作用下介质中的磁场增加；

B．r1为抗磁质，在外磁场的作用下介质中的磁场减小；

C．r1为顺磁质，在外磁场的作用下介质中的磁场减小；

D．r1为铁磁质，在外磁场的作用下介质中的磁场不变。

3．下列说法中正确的是：

A．按照线圈自感系数的定义式L=Φ/I，I越小，L就越大；

B．互感系数不仅取决于两个线圈的参数及相对位置，还与线圈中是否通有电流有关；

C．位移电流只在平行板电容器中存在；

D．位移电流的本质是随时间变化的电场，而不是电荷的定向运动。

4．在感生电场中电磁感应定律可写为

=-d/dt，，式中

为感生电场的电场强度，此式表明：

A．闭合曲线l上

处处相等；

B．感生电场是保守力场；

C．感生电场的电力线不是闭合曲线；

D．在感生电场中不能像对静电场那样引入电势的概念。

5．在某惯性系中，两个静止质量都是m0的粒子以相同的速率v沿同一直线相向运动，碰撞后生成一个新的粒子，则新生粒子的质量为：

A．

；B．

；

C．

；D．

。

6．K系中发生的两个事件P1和P2，其坐标分别为P1（x1，t），P2（x2，t）。

若K系以高速

相对于K系沿x轴方向运动，K系测得这两个事件必定是：

A．同时事件；

B．不同地点发生的同时事件；

C．既非同时，也非同地；

D．无法确定。

7．从能带结构看，下列说法中正确的是：

A．一般来说，绝缘体的禁带宽度比半导体的窄；

B．金属的能带结构中一定有未满带的导带存在；

C．p型半导体中存在靠近满带的受主能级，其多数载流子是空穴；

D．半导体中总是只有一种载流子（电子或空穴）参与导电。

8．下列各组量子数中，哪一组可以描述原子中电子的状态：

A．n=2l=2ml=0mS=1/2；

B．n=3l=1ml=-1mS=-1/2；

C．n=1l=2ml=1mS=1/2；

D．n=1l=0ml=1mS=-1/2。

9．按照量子理论，实物粒子具有波粒二象性，下列说法正确的是：

A．粒子的动量不可能确定，坐标也不可能确定；

B．粒子运动轨道可以由波函数来确定；

C．波函数模的平方描述了粒子在空间分布的概率密度；

D．物质波不是机械波而是电磁波。

10．关于康普顿效应，下列说法不正确的是：

A．光子和电子的相互作用同时遵守动量守恒和能量守恒定律；

B．散射线的波长改变是由于光子和自由电子弹性碰撞而产生的；

C．散射线的波长改变量只与散射角有关；

D．散射线的波长改变量不仅与散射角有关还与散射物质有关。

二、填空题（共30分，每小题3分，在答题卡

（1）上完成）

注意：

在答题卡的答案栏中，按题目的单位和取位要求左对齐填入数字。

每一格填入1位数字，小数点单独占一格，然后在涂点区对应填涂。

1．如图所示的回路ABCDA，曲线部分BC和DA分别为半径R1=1m、R2=0.6m的同心圆周的一部分，张角θ=

，而直线部分沿着半径方向，若回路中通有电流I=0.5A，则圆心O处的磁感应强度的大小B=10-9T。

（结果取整数，0=4π10-7NA-2）

2．截面积为S=0.03m2，截面形状为矩形的直的金属条中通有电流I=1A，金属条放在磁感应强度为B=0.3T的匀强磁场中，B的方向垂直于金属条两侧面，设金属中的载流子浓度为n=21028m-3，则每个载流子所受的磁场力的大小为fm=10-28N。

（结果取整数）

3．氢原子的电子在第一玻尔轨道上以速率v＝2.18106ms-1作匀速圆周运动，其轨道半径r＝0.52910-10m，电子电量e＝1.610-19C，如果将电子绕原子核运动等效为一圆电流，求其在B=5T的外加磁场作用下，所受到的最大磁力矩大小Mm=10-23Nm。

（结果取3位有效数字）

4．如图所示，在圆柱形区域内有一均匀磁场

，且

Ts-1。

一边长为l=0.4m的等边三角形金属框置于磁场中，且轴线通过金属框的一顶点，框平面与圆柱形轴线垂直，则

V（结果取整数）

5．一平行板空气电容器的两极板都是半径R=0.5m的圆形导体片，在充电时，板间电场强度的变化率为dE/dt=20NC-1s-1。

若略去边缘效应，则空间感应磁场的最大值为Bmax=10-18T。

（结果取3位有效数字，0=8.8510-12C2N--1m-2，0=4π10-7NA-2）

6．参加国庆60周年大阅兵盛典的国产某型号超音速歼击轰炸机，自东向西沿水平方向高速飞过天安门上空，其翼展（两翼端距离）l=12.705m，设北京地区地磁场的垂直分量B=0.4210-4T，若该机的最大马赫数M=1.7（即航速是空气中声速的倍数）。

求此时该机两翼端的电动势

mV。

（结果取整数，空气中的声速v=331ms-1）

7．把一静止质量为m0的粒子，由静止加速到v=0.99c（c为真空中的光速），需作功A=m0c2。

（结果取整数）

8．子衰变时的平均寿命为T，静止时T=2s。

若它相对地面的速度为0.998c，那么在地面参考系中测得其平均寿命T=s。

（结果取3位有效数字）

9．微观粒子在宽度为

的一维无限深方势阱中运动，其波函数为：

（

）

那么，粒子在势阱中出现的概率密度最大的位置有个。

（结果取整数）

10．在光电效应实验中，用波长为的光照射在钾靶上，已知钾的逸出功为2.0eV，此时的截止电压为12V，求入射光子的能量为eV。

（结果取整数）

三、计算证明题（共40分，在答题卡

（2）上完成）

1．（本题10分）一环芯由半径为a，长为L的棒弯成圆环而制成，其上每米缠绕n匝导线，设棒的磁导率与真空中的磁导率相同，且a<

（1）计算当绕组的电流为I时，棒内的磁场；

（2）假设绕组是用很细的导线密绕在棒上的，求线圈的自感；

（3）计算当电流增长到稳定值I时，建立这个磁场所需的能量。

2．（本题10分）如图所示，真空中竖直放置一长直导线，通有电流I，将一带滑杆的矩形导线框与长直导线平行共面放置，二者相距a，滑杆长度为b，质量为m，电阻为R，做平行于自身的滑动，并始终保持与长直导线垂直，若忽略线框中的自感电动势和其余部分的电阻，并设开始时滑杆与对边重合由静止释放，不计摩擦阻力。

设t时刻滑杆的速度为V。

（1）求时刻t线框中感应电流的大小；

（2）求时刻t滑杆所受的安培力的大小；

（3）求滑杆的稳态速度。

3．（本题8分）两艘宇宙飞船在同一方向飞行，相对速度为u=0.8c，在前面那个飞船上有一个光脉冲从船尾传到船头，该飞船上的观测者测得船尾到船头的距离为10m。

若设光信号从船尾发出为A事件，光信号到达船头为B事件。

（1）求另一飞船上观测者所测得这两个事件的空间距离；

（2）求另一飞船上观测者所测得这两个事件的时间间隔。

4．（本题6分）波长

的光沿x轴正向传播，若光子x坐标的不确定量x=2mm，则由海森堡不确定关系计算光波长的不确定量。

5．（本题6分）试证明当粒子能量远大于它的静止能量时（Ekm0c2），其德布罗意波长可以由下式近似求得：

西北工业大学2009~2010第一学期

2008级《大学物理II》期末考试答题卡

（2）（A卷）

考试日期2010年1月13日考试时间2.0小时考试形式（闭）卷

班号姓名学号

题号

三~1

三~2

三~3

三~4

三~5

成绩

分值

10分

10分

8分

6分

6分

得分

改卷

校对

注意事项：

1.单选题和填空题在答题卡

（1）上按要求填涂；

2.本答题卡

（2）只用作填写计算证明题的解答。

三、计算证明题（共40分）

1．（本题10分）

2．（本题10分）

3．（本题8分）

4．（本题6分）

5．（本题6分）