2023年大学物理期末试卷

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1、大学物理（2-2）(56学时)期末试卷一、选取题（共10小题，每小题3分，共30分）1、（本题3分） 静电场中某点电势数值等于 (A) 实验电荷q0置于该点时具有电势能 (B) 单位实验电荷置于该点时具有电势能 (C) 单位正电荷置于该点时具有电势能 (D) 把电荷从该点移到电势零点外力所做功 C 2、（本题3分） 一电场强度为均匀电场，方向沿x轴正向，如图所示则通过图中一半径为R半球面电场强度通量为 (A) pR2E (B) pR2E / 2 (C) 2pR2E (D) 0 D 3、（本题3分）当一种带电导体达成静电平衡时： (A) 表面上电荷密度较大处电势较高 (B) 表面曲率较大处电势较

2、高 (C) 导体内部电势比导体表面电势高 (D) 导体内任一点与其表面上任一点电势差等于零 D 4、（本题3分）一电子以速度垂直地进入磁感强度为均匀磁场中，此电子在磁场中运动轨道所围面积内磁通量将 (A) 正比于B，反比于v2 (B) 反比于B，正比于v2(C) 正比于B，反比于v (D) 反比于B，反比于v B 5、（本题3分）如图，在一圆形电流I所在平面内，选用一种同心圆形闭合回路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B0 (C) ，且环路上任意一点B0 (D) ，且环路上任意一点B =常量 B 6、（本题3分）真空中一根无限长直细导线上

3、通电流I，则距导线垂直距离为a空间某点处磁能密度为 (A) (B) (C) (D) B 7、两个通有电流平面圆线圈相距不远，假如要使其互感系数近似为零，则应调节线圈取向使 (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) 一种线圈平面平行于两圆心连线，另一种线圈平面垂直于两圆心连线 (D) 两线圈中电流方向相反 C 8、在原子K壳层中，电子也许具有四个量子数(n，l，ml，ms)是 (1) (1，1，0，) (2) (1，0，0，) (3) (2，1，0，) (4) (1，0，0，) 以上四种取值中，哪些是对的？ (A) 只有(1)、(3)是对的 (B) 只有

4、(2)、(4)是对的 (C) 只有(2)、(3)、(4)是对的 (D) 所有是对的 B 9、硫化镉(CdS)晶体禁带宽度为2.42 eV，要使这种晶体产生本征光电导，入射到晶体上光波长不能不不大于 (A) 650 nm (B) 628 nm (C) 550 nm (D) 514 nm D (普朗克常量h =6.6310-34 Js，基本电荷e =1.6010-19 C，1 nm = 10-9 m)10、两个惯性系S和S，沿x (x)轴方向作匀速相对运动. 设在S系中某点先后发生两个事件，用静止于该系钟测出两事件时间间隔为t0 ，而用固定在S系钟测出这两个事件时间间隔为t 又在S系x轴上放置一静

5、止于该系，长度为l0细杆，从S系测得此杆长度为l，则(A) t t0；l l0 (B) t l0 (C) t t0；l l0 (D) t t0；l l0 D 二、简答和简朴计算题（共6小题，每小题5分，共30分）1、（本题5分）静电力做功有何特点？这表白静电场是什么性质场？ 答：电荷在静电场中移动过程，静电场力作功只与电荷大小及途径起点与终点位置关于，与途径无关 2分这阐明静电场力是保守力，静电场是保守力场 3分2、（本题5分）如图，半圆形线圈(半径为R)通有电流I线圈处在与线圈平面平行向右均匀磁场中试求：线圈所受磁力矩大小和方向？ 解： 3分 在图面中向上 2分3、（本题5分）如图所示，线圈

6、自感系数为L，闭合开关K电流达成稳定值I时，线圈中储存自感磁能为（1）这能量是由什么能量转化来？（2）试分析：能量转化过程是如何实现？ 答：此能量是电源能量转化来 3分此能量是通过电源反抗自感电动势作功而转化来2分4、（本题5分）试阐明（1）“涡旋电场”是如何产生；并阐明其电场线与否闭合？（2）“位移电流”是如何产生？ 答：涡旋电场：随时间变化磁场合产生电场； 2分其电场强度线为闭合曲线 1分位移电流：位移电流是变化电场产生 2分5、（本题5分）什么叫粒子数反转分布？实现粒子数反转分布条件是什么？ 在热平衡态下，原子系统中低能级粒子比高能级粒子多，不能实现通过受激辐射光放大为使受激辐射获得支配

7、地位获得光放大，必要使高能级上粒子数超过低能级粒子数，这种反常分布称为粒子数反转 3分为实现粒子数反转，必要选用品有合宜能级构造物质作为工作物质(激活物质)，并从外界输入能量(光能、电能等)进行抽运 2分6、（本题5分）若电子总能量为静止能量2倍，试求：（1）电子速度大小表达式？（2）电子德布罗意波长表达式？（已知电子静止质量为m0）解 3分 （或者） 2分三计算题（共4小题，共计40分）1、（本题10分） 半径为R无限长圆柱形带电体，电荷体密度可表达为r =Ar (rR)，式中A为常量试求： (1) 圆柱体内各点电场强度大小分布； (2) 选与圆柱中心轴线距离为l (lR) 处为电势零点，计

8、算圆柱体内各点电势分布 解：(1) 取半径为r、高为h高斯圆柱面(如图所示)面上各点场强大小为E并垂直于柱面则穿过该柱面电场强度通量为： 1分为求高斯面内电荷，rR时，取一半径为r，厚d r、高h圆筒，其电荷为 则包围在高斯面内总电荷为 2分由高斯定理得 解出 (rR) 2分 (2) 计算电势分布 3分 2分 2、（本题10分）有一长直导体圆管，内外半径分别为R1和R2，如图，它所载电流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，且在中部绕了一种半径为R圆圈设导体管轴线与长直导线平行，相距为d，并且它们与导体圆圈共面试求：（1）电流I1在圆心O点处产生磁感强度；（2

9、）电流I2在圆心O点处产生磁感强度；（3）圆心O点处总磁感强度解：（1）导体管电流产生磁场 4分（2） 圆电流产生磁场 2分 长直导线电流磁场 2分 1分 (3) 圆心点处磁感强度 1分3、（本题10分） 如图所示，两条平行长直导线和一种矩形导线框共面，且导线框一种边与长直导线平行，它到两长直导线距离分别为r1、r2已知两导线中电流都为，其中I0和w为常数，t为时间导线框长为a宽为b，求：(1) 通过导线框所围面积磁通量； (2) 导线框中感应电动势 解：(1)两个载同向电流长直导线在如图坐标x处所产生磁场为 3分选顺时针方向为线框回路正方向，则 3分 1分(2) 3分4、（本题10分） 波长为l单色光照射某金属M表面发生光电效应，发射光电子(电荷绝对值为e，质量为m)经狭缝S后垂直进入磁感应强度为均匀磁场(如图所示)，今已测出电子在该磁场中作圆周运动最大半径为R求： (1) 金属材料逸出功A； (2) 遏止电势差Ua 4、解：(1) 由 得 ， 2分代入 2分可得 3分 (2) 2分 1分