学年第一学期期末考试A卷.docx
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学年第一学期期末考试A卷
A卷
2012—2013学年第一学期
《大学物理（2-2）》期末试卷
专业班级
姓名
学号
开课系室物理与光电工程系
考试日期2013年1月13日14:
30-16:
30
题号
一
二
三
总分
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
得分
阅卷人
注意事项：
1．请在试卷正面答题，反面及附页可作草稿纸；
2．答题时请注意书写清楚，保持卷面整洁；
3．本试卷共三道大题，满分100分；试卷本请勿撕开，否则作废；
4.本试卷正文共9页。
本大题满分30分
本大题得分
一、选择题（共10小题，每小题3分，共计30分）
1、（本题3分）
根据高斯定理的数学表达式
可知下述各种说法中，正确的是
（A）闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强一定为零．
（B）闭合面内的电荷代数和不为零时，闭合面上各点场强一定处处不为零．
（C）闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强不一定处处为零．
（D）闭合面上各点场强均为零时，闭合面内一定处处无电荷．［］
2、（本题3分）
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．［］
3、（本题3分）
如图，在一圆形电流I所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路L，则由安培环路定理可知
（A）
，且环路上任意一点B=0．
（B）
，且环路上任意一点B≠0．
（C）
，且环路上任意一点B≠0．
（D）
，且环路上任意一点B=常量．［］
4、（本题3分）
如图所示，电流从a点分两路通过对称的圆环形分路，汇合于b点．若ca、bd都沿环的径向，则在环形分路的环心处的磁感强度
（A）方向垂直环形分路所在平面且指向纸内．
（B）方向垂直环形分路所在平面且指向纸外．
（C）方向在环形分路所在平面，且指向b．
（D）方向在环形分路所在平面内，且指向a．
（E）为零．［］
5、（本题3分）
如图，无限长载流直导线与正三角形载流线圈在同一平面内，若长直导线固定不动，则载流三角形线圈将
（A）向着长直导线平移．（B）离开长直导线平移．
（C）转动．（D）不动．
［］
6、（本题3分）
自感为0.25H的线圈中，当电流在（1/16）s内由2A均匀减小到零时，线圈中自感电动势的大小为
（A）7.8×10-3V．（B）3.1×10-2V．
（C）8.0V．（D）12.0V．［］
7、（本题3分）
两个通有电流的平面圆线圈相距不远，如果要使其互感系数近似为零，则应调整线圈的取向使
（A）两线圈平面都平行于两圆心连线．
（B）两线圈平面都垂直于两圆心连线．
（C）一个线圈平面平行于两圆心连线，另一个线圈平面垂直于两圆心连线．
（D）两线圈中电流方向相反．［］
8、（本题3分）
对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确．
（A）位移电流是由变化的电场产生的．
（B）位移电流是由线性变化磁场产生的．
（C）位移电流的热效应服从焦耳─楞次定律．
（D）位移电流的磁效应不服从安培环路定理．［］
9、（本题3分）
如果
（1）锗用锑（五价元素）掺杂，
（2）硅用铝（三价元素）掺杂，则分别获得的半导体属于下述类型
（A）
（1），
（2）均为n型半导体．
（B）
（1）为n型半导体，
（2）为p型半导体．
（C）
（1）为p型半导体，
（2）为n型半导体．
（D）
（1），
（2）均为p型半导体．［］
10、（本题3分）
在激光器中利用光学谐振腔
（A）可提高激光束的方向性，而不能提高激光束的单色性．
（B）可提高激光束的单色性，而不能提高激光束的方向性．
（C）可同时提高激光束的方向性和单色性.
（D）既不能提高激光束的方向性也不能提高其单色性．［］
二、简单计算与问答题（共6小题，每小题5分，共计30分）
本小题满分5分
本小题得分
1、（本题5分）
图示为一半径为a、不带电的导体球，球外有一内半径为b、外半径为c的同心导体球壳，球壳带正电荷＋Q．今将内球与地连接，设无限远处为电势零点，大地电势为零，球壳离地很远，试求导体球上的感生电荷．
2、（本题5分）
本小题满分5分
本小题得分
边长为b的立方盒子的六个面，分别平行于xOy、yOz和xOz平面．盒子的一角在坐标原点处．在此区域有一静电场，场强为
.试求穿过各面的电通量．
3、（本题5分）
本小题满分5分
本小题得分
如图，均匀磁场
中放一均匀带正电荷的圆环，其线电荷密度为λ，圆环可绕通过环心O与环面垂直的转轴旋转．当圆环以角速度ω转动时，试求圆环受到的磁力矩．
4、（本题5分）
本小题满分5分
本小题得分
均匀磁场
被限制在半径R=10cm的无限长圆柱空间内，方向垂直纸面向里．取一固定的等腰梯形回路abcd，梯形所在平面的法向与圆柱空间的轴平行，位置如图所示．设磁感强度以dB/dt=1T/s匀速率增加，已知
，
，求等腰梯形回路中感生电动势的大小和方向．
5、（本题5分）
本小题满分5分
本小题得分
（1）试述德国物理学家海森伯提出的不确定关系．
（2）粒子（a）、（b）的波函数分别如图所示，试用不确定关系解释哪一粒子动量的不确定量较大．
6、（本题5分）
本小题满分5分
本小题得分
根据量子力学理论，氢原子中电子的运动状态可由那几个量子数来描述？
试说明它们各自确定什么物理量？
三．计算题（共5小题，共计40分）
本小题满分10分
本小题得分
1、（本题10分）
一半径为R的均匀带电导体球面，其表面总电量为Q．球面外部充满了相对电容率为
的各向同性电介质．
试求：
（1）球面内外
和
的大小分布．
（2）导体球面的电势．
（3）整个空间的电场能量We．
2、（本题10分）
本小题满分10分
本小题得分
一无限长圆柱形铜导体（磁导率μ），半径为R，通有均匀分布的电流I．
试求：
（1）圆柱内外
和
的大小分布．
（2）今取一矩形平面S（长为1m，宽为2R），位置如右图中画斜线部分所示，试求通过该矩形平面磁感应强度
的通量．
3、（本题10分）
本小题满分10分
本小题得分
如图所示，一根长为L的金属细杆ab处在磁感应强度为
的均匀磁场当中，若金属杆绕竖直轴O1O2以角速度ω在水平面内旋转．轴O1O2在离细杆a端L/5处．试求ab两端间的电势差
．
4、（本题5分）
本小题满分5分
本小题得分
已知从铝金属逸出一个电子至少需要A=4.2eV的能量，若用可见光（400nm~760nm）投射到铝的表面，能否产生光电效应？
为什么？
（普朗克常量h=6.63×10-34J·s，基本电荷e=1.60×10-19C）
5、（本题5分）
本小题满分5分
本小题得分
一粒子被限制在两个不可穿透的壁之间，描写粒子状态的波函数为
Ψ=cx（L–x），其中c是待定常数，试求在0～L/3区间该粒子出现的概率.
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