1、 中国石油大学（华东） 大学物理 （2-2 ） 期末 模拟试卷 专业 班级 姓 名 学 号 开课系室 考试 日期 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10 页。 题 号 一 二 三 总分 1 2 3 4 5 得 分 阅卷人 C 卷 一、选择题（ 共10 小题， 每小题 3 分） 1、 （本 题 3 分） 半径 为 R 的 “ 无限 长” 均 匀带电 圆柱 的静 电场 中各 点的电 场
2、强 度的 大 小 E 与轴线 的距 离 r 的关 系曲 线为： 2、(本题 3 分） C 1 和 C 2 两空 气电 容器 串联 以后接 电源 充电 在 电源 保持联 接的 情况 下， 在 C 2 中插入 一 电介质 板， 则 (A) C 1 极 板上 电荷 增加 ，C 2 极 板上 电荷 增加 (B) C 1 极 板上 电荷 减少 ，C 2 极 板上 电荷 增加 (C) C 1 极 板上 电荷 增加 ，C 2 极 板上 电荷 减少 (D) C 1 极 板上 电荷 减少 ，C 2 极 板上 电荷 减少 3、 （本 题 3 分） 关于稳 恒电 流磁 场的 磁场 强度 ，下 列几 种说 法中 哪个
3、是 正确 的？ (A) 仅 与传 导电 流有 关 (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 (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 (D) 以 闭合 曲线 为 边缘 的任意 曲面 的 通量 均相 等 4、 （本 题 3 分） 一根长 度 为 L 的铜 棒， 在 均匀磁 场B 中以匀 角速 度 绕通过 其一 端 的定 轴 旋 转着， B 的方向 垂直 铜棒 转动 的平 面， 如图 所示 设 t =0 时 ， 铜 棒与 Ob 成 角(b 为铜 棒转动 的平 面 上的一 个固 定点) ，则 在任 一时 刻
4、 t 这根 铜棒 两端 之 间的感 应电 动势 是： 本 大 题 满分 30 分 本 大 题 得 分 H H H H H (A) B L 2 2 1 (B) t B L cos 2 1 2(C) ) cos( 2 2 t B L (D) B L 2 5、 （本 题 3 分） 一闭合 正方 形线 圈放 在均 匀磁场 中， 绕通 过其 中心 且与一 边平 行的 转 轴 OO 转动， 转轴 与磁场 方向 垂直 ， 转 动角 速度 为 w ， 如图 所示 用下 述哪一 种办 法可 以使 线圈 中感应 电流 的 幅值增 加到 原来 的两 倍( 导 线的电 阻不 能忽 略) ？ (A) 把线圈 的匝 数增
5、 加到 原来的 两倍 (B) 把 线圈 的面 积增 加到 原来的 两倍 ，而 形状 不变 (C) 把 线圈 切割 磁力 线的 两条边 增长 到原 来的 两倍 (D) 把 线圈 的角 速度 w 增 大到原 来的 两倍 6、 （本 题 3 分） 如图， 两个 线圈 P 和 Q 并 联地接 到电 动势 恒定 的电 源上。 线圈 P 的自 感和 电 阻分别 是 线圈 Q 的两 倍， 线圈 P 和 Q 之 间的 互感 可忽 略不 计 。 当 达到 稳定 状态 后 ， 线 圈 P 的磁 场能 量与 Q 的磁 场能 量的比 值 是 (A) 4 (B) 2 (C) 1 (D) 0.5 7、 （本 题 3 分）
6、 空气中 有一 无限 长金 属薄 壁圆筒 ， 在表 面上 沿圆 周方 向均 匀 地流 着一 层随 时间 变化的 面 电流 i(to) 则 （A ） 圆筒 内均 匀地 分 布着变 化磁 场和 变化 电场 （B ）任 意时 刻通 过圆 筒内 假想的 任一 球面 的磁 通量 和电通 量均 为零 （C ）沿 圆筒 外任 意闭 合环 路上磁 感应 强度 的环 流不 为零 （D ）沿 圆筒 内任 意闭 合 环路上 电场 强度 的环 流为 零 B L O b 8、 （本 题 3 分） 如图是 导体 、半 导体 、绝 缘体在 热力 学温 度 T =0 K 时的能 带结 构图 其 中属 于 半导 体 的能带 结
7、构 是 (A) (1) (B) (2) (C) (3) (D) (4) 9、 （本 题 3 分） 要使处于基态的氢原子受激发后能发射赖曼系( 由激发态跃迁到基态发射的各谱线组 成 的谱线 系) 的 最长 波长 的谱 线，至 少应 向基 态氢 原子 提供的 能量 是 (A) 1.5 eV (B) 3.4 eV (C) 10.2 eV (D) 13.6 eV 10 、 （ 本题 3 分） p 型半 导体 中杂 质原 子所 形成的 局部 能级( 也称 受主 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
8、 底 二、简单计算与问答 题（ 共6 小题，每小题5 分） 1、 （本 题 5 分） 空气中 有一 半径 R 的孤 立 导体球 。令 无限 远处 电势 为零， 试计 算： （1） 球上 所带 电荷 Q 时 储存 的 静电 能。 （2） 若空 气的 击穿 场强 为 E g ， 导 体球 上能 储存 的 最大电 荷值 。 本 大 题 满分 30 分 本 大 题 得 分 2、 （本 题 5 分） 半径 为 L 的均 匀导 体圆 盘 绕通过 中 心 O 的 垂直轴 转 动， 角 速度 为 w ， 盘面 与均 匀磁场 垂直 ， 如 图 (1) 图上 Oa 线 段中 动生 电动势 是什 么方 向？ (2)
9、 填写 下列 电势 差的 值( 设 ca 段长 度为 d) ： （ 写出 的计 算过 程 ） U a U O=_ U a U b=_ U a U c=_ 3、 （本 题 5 分） 一半径 为 R 圆 柱形 导体 ， 筒壁很 薄， 可视 为无 限长 ，通以 电 流 I ，筒外有 一层 厚为 d ， 磁导率 为 的均 匀顺 磁性 介质， 介质 外为 真空 ，画 出此磁 场 的 H-r 图及 B-r 图 。 B a d b c O 4、 （本 题 5 分） 以波 长 = 410 nm (1 nm = 10 -9m) 的单色 光照 射某 一金属 ，产 生的 光电 子的 最大动 能 E K = 1.0
10、eV ， 求 能 使 该 金 属 产 生 光 电 效 应 的 单 色 光 的 最 大 波 长 是 多 少 ？( 普朗克常量 h =6.63 10 -34J s) 5、 （本 题 5 分） 反映 电磁 场基 本性 质和 规 律的积 分形 式的 麦克 斯韦 方程组 为 试 解释 每个 麦克 斯韦 方程 式的物 理意 义 6、 （本 题 5 分） 什么是 激光 ？如 何实 现粒 子束反 转？ 禁带 施主能级 导带 禁带 受主能级 导带 E (a) E (b) 满带 满带 禁带 施主能级 导带 禁带 受主能级 导带 E (a) E (b) 满带 满带 ) 4 ( / ) 3 ( 0 ) 2 ( / )
11、 1 ( 1 1 dt d I l d H S d B dt d l d E q S d D e n i i L S m L n i i S 三计算题 （共5 小题， 共计 40 分） 1、 （本 题 10 分） 一空气 平行 板电 容器 ，两 极板面 积均 为 S ，板 间距 离为 d (d 远 小于 极板 线 度) ， 在 两极 板间 平行 地插 入一面 积也 是 S 、 厚 度 为 t (d) 的 金属 片， 如图 所示. 试求： (1) 电容 C 于 多少 ？ (2) 金 属片 放在 两极 板间 的位置 对电 容值 有无 影响 ？ 本 小 题 满分 10 分 本 小 题 得 分 t S
12、 S S d 2、 （本 题 10 分） 一根同 轴线 由半 径 为 R 1 的 长导线 和套 在它 外面 的内 半径 为 R 2 、 外 半径 为 R 3 的 同轴 导体 圆筒 组成 中间充 满磁 导率 为 m 的 各 向同性 均匀 非铁 磁绝 缘材 料，如 图 传导 电 流 I 沿 导线向 上流 去， 由圆 筒向 下流回 ，在 它们 的截 面上 电流都 是均 匀分 布的 求 同轴线 内外 的磁 感强 度大 小 B 的分布 本 小 题 满分 10 分 本 小 题 得 分 t = 0 t = t 1t = t 2t = t xB y = 0 h b y t = 0 t = t 1t = t 2
13、t = t xB y = 0 h b y 3、 （本 题 10 分） 载有电 流 I 的长 直导 线附 近，放 一导 体半 圆 环 M e N 与 长直 导线 共面 ，且 端点 MN 的 连线 与长 直导 线垂直 。 半圆 环的 半径为 b ， 环心 O 与 导线 相距 为 a 。 设半圆 环以 速 度 v 平行导 线平移 ，求 半圆 环内 感应 电动势 的大 小和 方向 以及 MN 两端 的 电压 UM UN 。 本 小 题 满分 10 分 本 小 题 得 分 4、 （本 题 5 分） 已知粒 子在 无限 深势 阱中 运动， 其波 函数 为 (0 x a) 求 发现 粒子 的概 率为最 大的 位置 本 小 题 满分 5 分 本 小 题 得 分 ) / sin( / 2 ) ( a x a x 5、 （本 题 5 分） 假如电子运动 速度与光 速 可以比拟，则 当电子动 能 等于它静止能 量 的 2 倍 时， 其德 布罗 意波 长为 多少？ ( 普朗克 常量 h =6.63 10 -34 J s ，电 子静 止质 量 me =9.11 10 -31 kg) 本 小 题 满分 5 分 本 小 题 得 分
