《大学物理Ⅱ(2)》1一、选择题1. 通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状，则P ，Q ，O 各点磁感强度的大小B P ，B Q ，B O 间的关系为：(A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O ．(C) B Q > B O > B P ． (D) B O > B Q > B P．［］2. 关于稳恒电流磁场的磁场强度，下列几种说法中哪个是正确的？ H(A) 仅与传导电流有关．H(B) 若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的必为零．H(C) 若闭合曲线上各点均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零． H(D) 以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的通量均相等．［］H3. 在铁环上绕有N ＝200匝的一层线圈，若电流强度I ＝2.5 A ，铁环横截面的磁通量为Φ＝5×10-4 Wb ，且铁环横截面的半径远小于铁环的平均半径，则铁环中的磁场能量为 (A) 0.300 J ． (B) 0.250 J ． (C) 0.157 J ． (D) 0.125J ． ［ ］4. 已知一螺绕环的自感系数为L ．若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管，则两个半环螺线管的自感系数(A) 都等于． (B) 有一个大于，另一个小于．L 21L 21L 21 (C) 都大于．(D) 都小于． ［］L 21L 215. 真空中一长直螺线管通有电流I 1时，储存的磁能为W 1，若螺线管中充以相对磁导率μr =4的磁介质，且电流增加为I 2=2I 1，螺线管中储存的能量为W 2，则W 1：W 2为：(A) 1:16. (B) 1:8 . (C) 1:4. (D) 1:2.6. 对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确．(A) 位移电流是指变化电场．(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．［ ］7. 在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝S 1、S 2距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O 处．现将光源S 向下移动到示意图中的S '位置，则(A) 中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变． (B) 中央明条纹向上移动，且条纹间距不变． (C) 中央明条纹向下移动，且条纹间距增大．S S '(D) 中央明条纹向上移动，且条纹间距增大． ［ ］8. 如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角为60°，光强为I 0的自然光垂直入射在偏振片上，则出射光强为 (A) I 0 / 8． (B) I 0 / 4．(C) 3 I 0 / 8． (D) 3 I 0 / 4． ［ ］9. 设粒子运动的波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所示，那么其中确定粒子动量的精确度最高的波函数是哪个图？ ［ ］10. n 型半导体中杂质原子所形成的局部能级(也称施主能级)，在能带结构中应处于 (A) 满带中． (B) 导带中．(C) 禁带中，但接近满带顶． (D) 禁带中，但接近导带底．［ ］二、填空题11.如图所示，在宽度为d 的导体薄片上有电流I 沿此导体长度方向流过，电流在导体宽度方向均匀分布．导体外在导体中线附近处P 点的磁感强度的大小为________________________．B12. 一质量为m ，电荷为q 的粒子，以速度垂直进入均匀的稳恒磁场中，电荷将作半0vB径为____________________的圆周运动．13.两根很长的平行直导线与电源组成回路，如图．已知导线上的电流为I ，两导线单位长度的自感系数为L ，则沿导线单位长度的空间内的总磁能W m =____________________．14.平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅禾费衍射．若屏上P 点处为第二级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为___________ 个半波带．若将单缝宽度缩小一半，P 点处将是______________级__________________纹．15.当波长为3000 Å的光照射在某金属表面时，光电子的能量范围从 0到 4.0×10-19 J ．在作上述光电效应实验时遏止电压为 |U a | =____________V ；此金属的红限频率 0 =__________________Hz ．(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ；基本电荷e =1.60×10-19 C)16. 玻尔氢原子理论中，电子轨道角动量最小值为____________；而量子力学理论中，电子轨道角动量最小值为____________．实验证明____________理论的结果是正确的． 17. 原子序数Z = 6的碳原子，它在基态的电子组态为__________________；原子序数Z = 14的硅原子，它在基态的电子组态为______________________．x (A)x (B)x (C)x(D)俯视图18.半径为R 的半圆线圈ACD 通有电流I 2，置于电流为I 1的无限长直线电流的磁场中，直线电流I 1恰过半圆的直径，两导线相互绝缘．求半圆线圈受到长直线电流I 1的磁力．19. 如图所示，两条平行长直导线和一个矩形导线框共面．且导线框的一个边与长直导线平行，他到两长直导线的距离分别为r 1、r 2．已知两导线中电流都为，其中I 0和t I I ωsin 0=ω为常数，t 为时间．导线框长为a 宽为b ，求导线框中的感应电动势．20. 波长λ= 650 nm 的红光垂直照射到劈形液膜上，膜的折射率n = 1.33，液面两侧是同一种媒质．观察反射光的干涉条纹．(1) 离开劈形膜棱边的第一条明条纹中心所对应的膜厚度是多少？ (2) 若相邻的明条纹间距l = 6 mm ，上述第一条明纹中心到劈形膜棱边的距离x 是多少？21. 在双缝干涉实验中，波长λ＝550 nm 的单色平行光垂直入射到缝间距a ＝2×10-4 m 的双缝上，屏到双缝的距离D ＝2 m ．求：(1) 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距； (2) 用一厚度为e ＝6.6×10-5 m 、折射率为n ＝1.58的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？(1 nm = 10-9 m)22. 处于基态的氢原子被外来单色光激发后发出的光仅有三条谱线，问此外来光的频率为多少？ (里德伯常量R =1.097×107 m -1)23.( 5分) 能量为15 eV 的光子，被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离发射一个光电子，求此光电子的德布罗意波长．(电子的质量m e =9.11×10-31 kg ，普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，1 eV =1.60×10-19 J)《大学物理Ⅱ(2)》1参考答案I 2I 1A DC IIOxr 1r 2ab1. D ；2. C ；3. D ；4.D ；5. A ；6. A ；7. B ；8. A ；9. A ； 10. D ； 二、填空题11. μ0 I / (2d) 12.)/(0B q m v 13. 221LI 14. 4 ； 第一 ; 暗 15. 2.5 ; 4.0×1014 16. h / (2π)；0；量子力学17.1s 2 2s 2 2p 2 ; 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2三、计算题18. 解：长直导线在周围空间产生的磁场分布为 取xOy 坐标系如图，则)2/(10r I B π=μ在半圆线圈所在处各点产生的磁感强度大小为：， 方向垂直纸面向里，θμsin 210R I B π=式中θ 为场点至圆心的联线与y 轴的夹角．半圆线圈上d l 段线电流所受的力为：l B I B l I F d d d 22=⨯=θθμd sin 2210R R I I π=．θsin d d F F y =根据对称性知： F y = 0d =⎰y F ，θcos d d F F x =⎰π=0x x dF F ππ=2210I I μ2210I I μ=∴半圆线圈受I 1的磁力的大小为：， 方向：垂直I 1向右．2210I I F μ=19.解：两个载同向电流的长直导线在如图坐标x 处所产生的磁场为)11(2210r r x x B +-+π=μ选顺时针方向为线框回路正方向，则)d d (21111210⎰⎰⎰+++-+π==br r br r r r x xxx IaBdS μΦln(222110r br r b r Ia+⋅+π=μ∴tIr r b r b r a t d d ))((ln[2d d 21210++π-=-=μΦt r r b r b r a I ωωμcos ]))((ln[2212100++π-=20. 解： (1) 2n e k ＋λ / 2 = k λ (明纹中心) 现 k = 1， e k = e 1 膜厚度 e 1 = λ / 4n = 1.22×10-4 mm (2) x = λ / 2 = 3 mm 21. 解：(1) ∆x ＝20 D λ / a ＝0.11 m (2) 覆盖云玻璃后，零级明纹应满足 (n －1)e ＋r 1＝r 2 设不盖玻璃片时，此点为第k 级明纹，则应有 r 2－r 1＝k λ 所以 (n －1)e = k λ k ＝(n －1) e / λ＝6.96≈7 零级明纹移到原第7级明纹处22. 解：由于发出的光线仅有三条谱线，按：11(~22nk cR c -=⋅=νν n =3，k =2 得一条谱线．n =3，k =1 得一条谱线． n =2，k =1 得一条谱线．可见氢原子吸收外来光子后，处于n =3的激发态．以上三条光谱线中，频率最大的一条是：=2.92×1015 Hz 3111(22-=cR ν这也就是外来光的频率．23. 解：由于发出的光线仅有三条谱线，按：11(~22nk cR c -=⋅=νν n =3，k =2 得一条谱线．n =3，k =1 得一条谱线． n =2，k =1 得一条谱线．可见氢原子吸收外来光子后，处于n =3的激发态．以上三条光谱线中，频率最大的一条是：=2.92×1015 Hz 3111(22-=cR ν这也就是外来光的频率．。