甘肃农业职业技术学院-捐款仪式主持词

咸宁学院电子与信息工程学院 2010年秋季学期
2009级应用数学本科
《大学物理教程》期末考试试卷（A卷、闭卷）

一.选择题（每小题1分，共15分）
1．下列说法正确的是（ ）
（A）闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内一定没有电荷；
（B）闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零；
（C）闭合曲面的电通量为零时，曲面上任意一点的电场强度必定为零；
（D）闭合曲面的电通量不为零时，曲面上任意一点的电场强度都不可能为零.

2 .将一个带正电的带电体A从远处移到一个不带电的导体B附近，导体B的电势将 （ ）
（A）升高；（B）降低；（C）不会变化；（D）无法确定；

3. 关于电介质中的高斯定理，下列推论正确的是 （ ）
（A）若电位移矢量沿任意一个闭合曲面的积分等于零，曲面内一定没有自由电荷；
（B）若电位移矢量沿任意一个闭合曲面的积分等于零，曲面内电荷的代数和一定等于零；
（C）若电位移矢量沿任意一个闭合曲面的积分不等于零，曲面内一定有极化电荷
（D）介质中的高斯定理表明电位移矢量仅仅与自由电荷的分布有关；
（E）介质中的电位移矢量与自由电荷和极化电荷的分布有关；

4. 一个半径为的半球面放在均匀的磁场中，通过它的磁通量最多为（ ）
（A）
2

r
2
B
；（B）

r
2
B
；（C ）
3

r
2
B
；（D）
3
2
< br>rB
；
2

5. 两根长度相同的细导线分别密绕在半径为
R
和
r
的两个长直圆筒上形成两个螺线管，两个螺
线管的长度和所通过的电流 相同，
R2r
，螺线管中磁感应强度大小
B
R
和
B
r
满足（ ）
（A）
B
R
2B
r
；（B）
B
R
B
r
；（C）
2B
R
B
r
；（D）
B
R
4B
r
.

6. 一根无限长平行直导线载有电流，一矩形线圈位于导线平面内沿垂直载流导线方向以恒定的
速率运动，则 （ ）
（A）线圈中无感应电流；
（B）线圈中感应电流为顺时针方向；
（C）线圈中感应电流为逆顺时针方向；
（D）线圈中感应电流方向无法确定.

7. 关于位移电流，下列说法正确的是 （ ）
（A）位移电流的实质是变化的电场；
（B）位移电流和传导电流一样是定向运动的电荷；
（C）位移电流服从传导电流遵循的所有定律；
（D）位移电流的磁效应不服从安培环路定理.
1

8. 一块透明介质薄膜的折射率和它上下方的透明介质的折射率都不相同，如图所示，若波长为
的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从上下两表面上反射的光束的光程差为（ ）
（A）
2n
2
e
； （B）
2n
2
e

2
； （C）
2n
2
e

； （D）
2n
2
e

2n
2
；


9. 用平行单色光垂直照射到单缝上时，可观察夫琅禾费衍射，若屏上点P处为第二暗纹， 则相
应的单缝波阵面可分成的半波带的数目为 （ ）
（A）4个； （B）5个； （C）3个； （D）6个；

10. 三个偏振片
P
1
，
P
2
与
P
3
堆叠在一起，
P
1
与
P
3
的偏振化方向相互垂直，
P
1
与
P
2
的偏振化
方向间的夹角为30度，强度为
I
0
的自然光入射于偏振片
P
1
，并依次透过偏振片
P
1
，
P
2与
P
3
，
则通过三个偏振片后的光强为 （ ）
（A）
3I
0
16
； （B）
3I
0
8
； （C）
3I
0
32
； （D） 0 ；

11.下列几种说法正确的是（ ） （多选）
（A）两个相互作用的粒子系统对某一 惯性系满足动量守恒，对另一个惯性系来说，其动量不一
定守恒；
（B）在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关；
（C）在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同；
（D）在一个惯性系中，两个同时的事件，在另一个惯性系中一定是同时事件.

1 2.有一细棒固定在
S

系中，它与
Ox

轴的夹角


60
，如果
S

系以速度u沿
Ox
方向相对
S
系运动，
S
系中观察者测得细棒与
Ox
的夹角 （ ）
（A）等于60度；（B）大于60度；（C）小于60度；
（D）当
S

系沿
Ox
正向运动时大于60度，当
S

系沿< br>Ox
负向运动时小于60度.

13.下列属于绝对黑体的是（ ）
（A）不辐射可见光的物体；
（B）不辐射任何光线的物体；
（C）不能反射可见光的物体；
（D）不能反射任何光线的物体.
0

2

14.关于光子的性质下列说法正确的是（ ）（多选）
（A）不论真空中或介质中的速度都是
c
；
（B）它的静止质量为零；
（C）它的动量为
h

c
；
（D）它的总能量就是它的动能.

15.已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动， 其波函数为

(x)
那么粒子在
xa6
处出现的概率密度为（C ）
（A）


二.判断题（每题1分，共4分，对打“√”，错打“×”）
1. 电势在某一区域内为常数，则电场强度在该区域内必定为零.（ ）
2. 磁感应强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感应强度必定为零.（ ）
3. 感应电场也是保守场. （ ）
4. 在一个惯性系中，两个同时同地的事件，在另一个惯性系中一定是同时同地事件. （ ）

三.填空题（每小题2分，共60分）
1. 电荷的量子化: （数学公式）
(n1,2,3,)

e

电荷守恒定律：不管系统中的电荷如何迁移，系统的电荷的 保持不变.
2. 静电场: 电荷周围存在的电场，另外一种定义: 单位 所受的电场
力。电场线规定：切线方向为 方向，疏密表示 的大小。 电
场线特点：始于正电荷，止于负电荷，非闭合线，任何两条 不相交.
3. 静电场的 定理：沿闭合路径一周， 作功为零. 静电场是 。
静电场力所做的功就等于电荷电势能增量的 .
4. 试验电荷
q
0
在电场中某点的 ，在数值上等于把它从该点移到零势能处
所作的功. 电势定义式: （数学公式） 物理意义：把单位正试验电荷从点
A
移到 时静电场力作的功.
5. 静电平衡条件：（1）导体内部 处的电场强度为零；（2）导体表面处电场强度
的方向，都与 垂直. 导体内部无 ，电荷只分布在导体表面. 空
腔内无电荷时， 分布在外表面, 内表面无电荷. 空腔内有电荷+
q
时，空腔内
表面有 ，外表面有 ．
6. 电容器的并联（数学公式）；
电容器的串联：（数学公式） 。
电场能量密度：（数学公式） .
7. 单位 内通过闭合曲面向外流出的 ，等于此时间内闭合曲面内电荷
的 . 非静电力: 能不断分离 使正电荷逆 力方向运动. 电源：
2
a
2
a
s in
3

a
x
，
(0xa)
，
；（B ）
1
a
；（C）
2
a
；（D）
1
a
.
3

提供 的装置. 电动势的定义：单位正电荷绕 运动一周， 所
做的功.
8. 电流元在空间产生的磁场（数学公式）： 或 ; 运
动电荷的磁场（数学公式）： .
9. 磁场高斯定理（数学公式）： . 物理意义：通过任意闭合曲面的
必等于零（故磁场是 的）. 安培环路定理（数学公式）： . 在真

空的恒定磁场中，磁感强度
B
沿任一 的值，等于

0
乘以该闭合路径所穿过的
各 .
10. 任意平面 在均匀磁场中所受的力 , 与其始点和终点相同的
所受的磁场力相同. 磁场强度（数学公式）： 磁介质中的安
培环路定理(数学表达式)：
11. 法拉第，英国物理学家和化学家， 的创始人之一. 他创造性地提出 的
思想，最早引入 这一名称. 1831年发现 现象，后又相继发现电
解定律，物质的 和 ，及光的偏振面在 中的旋转.
12.
E
i

d

dt
，引起磁通量变化的原因：（1）稳恒磁场中的 , 或者回
路 变化、 变化等————产生动生电动势；（2）导体不动， 变
化————产生感生电动势. 麦克斯韦假设：变化的 在其周围空间激发一种电场

—— 电场
E
k
.
13. （1831－1879）英国物理学家经典电磁理论的奠基人 , 理论创
始人之一. 提出了 和 的概念 , 建立了经典电磁理论 ,
并预言了以光速传播的电磁波的存在. 在 理论方面 , 提出了气体分子按 分
布的 规律.
14. 1888 年 的实验证实了他的预言, 麦克斯韦理论奠定了 的基础，为
无线电技术和现代电子 发展开辟了广阔前景. 麦克斯韦假设：电场中某一点位移
电流密度等于该点 对时间的变化率. 通过电场中某一截面的位移电流等于通过
该截面 对时间的变化率.
15. 光是一种 ，
E
矢量能引起人眼视觉和底片感光，叫做 . 可见
光的范围： . 普通光源发光特点： 原子发光是 的，每次发光形
成一个短短的波列, 各原子各次发光相互 ，各波列互不 .
16. 光的 现象: 光在传播过程中若遇到尺寸比 大得不多的障碍
物时，光会传到障碍物的阴影区并形成 的光强分布的现象.

法:
BCbsin

2k,(k1,2,3,)
干涉 （ ）;
2
BCbsin

(2k1)

2
,(k1,2,3,)
干涉 （ ）.
17. 瑞利判据：对于两个 相等的 的点光源（物点），一个点光源的衍射图
样的 刚好和另一点光源衍射图样的 相重合，这时两个点光源（或物点）
恰为这一光学仪器所 .
18. 1885年 发现，受高速电子撞击的金属会发射一种 很强的射线称Ｘ射
线. 1913年英国布拉格父子提出了一种解释Ｘ射线 的方法，给出了定量结果，并于
1915年荣获物理学诺贝尔奖. 布拉格公式（数学公式）： .
4

19. 马吕斯定律（数学公式）： 布儒斯特定律（数学公式）：当
时，反射光为 ，且振动面垂直入射面，折射光为 ．
20. ，20世纪最伟大的物理学家之一, 1905年、1915年先后创立 相
对论, 1905年提出了 假设, 1921年获得诺贝尔物理学奖, 还在 方
面有重要贡献.
21. 洛伦兹坐标变换式（数学公式）： .
洛伦兹速度变换式（正变换）：（数学公式） .
22. 光速在任何惯性系中均为同一 ，利用它可将 测量与
测量联系起来. 同时性具有相对意义: 沿两个惯性系运动方向， 不同地点发生的两个事件，在
其中一个惯性系中是同时的，在另一惯性系中观察则 ，所以同时具有相对意义；
只有在同一地点， 发生的两个事件，在其他惯性系中观察也是同时的.
23. 量子概念是 1900 年 首先提出，距今已有 100 多年的历史. 其间，经
过 、 、 、 、 、 、
等许多物理大师的创新努力，到 20 世纪 30 年代，就建立了一套完整的量子力学
理论.
24. “光量子”假设: 光可看成是由光子组成的 ，单个光子的能量为（数学公
式） . 爱因斯坦光电效应方程（数学公式）:
25. 光的波粒二象性： ：光的干涉和衍射； ：
Eh

（光电效应等）.
1920年，美国物理学家 在观察X 射线被物质散射时，发现散射线中含有波长发生
了变化的成分——散射束中除了有与入射束波长

0 相同的射线，还有波长 的射
线.
26. 1885 年瑞士数学家巴耳末发现氢原子光谱 部分的规律，1890 年瑞典物理学家
里德伯给出氢原子光谱公式，1903年，汤姆孙提出原子的“葡萄干蛋糕模型”. 卢瑟福，英国
物理学家. 1899年发现铀盐放射出α、β射线，提出天然放射性元素的 理论和定律. 根
据 α粒子散射实验，提出了原子的 ，把原子结构的研究引上了正确的轨道，因而
被誉为 之父．
27. 卢瑟福的原子有核模型（行星模型）：原子的中心有一带正电的原子核 ，它几乎集中了原
子的全部质量，电子围绕这个核旋转，核的尺寸与整个原子相比是 的.玻尔，丹麦理论物
理学家，现代物理学的创始人之一. 在卢瑟福原子有核模型基础上提出了关于原子
性和量子 理论的三条假设，从而完满地解释了 光谱的规律.
28. 德布罗意波的实验证明: - 电子衍射实验, ,1. 电子束在单晶晶体上反
射的实验: 结果符合X射线衍射中的 公式. 2. 电子衍射实验: 电子束穿越多晶薄
片时出现类似X射线在多晶上衍射的图样.
29. 德布罗意波的统计解释电子的单缝衍射: a. 从粒子性方面解释: 单个粒子在何处出现具
有 性;大量粒子在某处出现的多少具有 性. 粒子在各处出现的概率不同.
b. 从波动性方面解释: 电子 处，波的强度大；电子 处，波的强度小. 3 结论(统
计解释): 在某处德布罗意波的强度与粒子在该处附近出现的概率成 .
30. 海森伯于 1927 年提出不确定原理: 对于微观粒子不能同时用确定的 和确定的
来描述. 不确定关系（数学公式）: .不确定关系的物理意义: (1) 微观粒子同一方向
上的 与动量不可同时准确测量, 它们的精度存在一个终极的不可逾越的限制. (2)不确
定的根源是“波粒二象性”这是微观粒子的根本属性. (3) 对宏观粒子，因
h
很小,
0
可视为位置和动量能同时准确测量.
四. 简答题（每题3分，共9分）
1.简述狭义相对论的基本原理。
5

2.简述尖端放电现象和影响电容器电容的因素。
3. 简述氢原子玻尔理论的意义和困难.

五. 计算题（每题6分，共12分）
1. 有一同轴电缆，其尺寸见图所示，两 导体中的电流均为I，但电流方向相反，导体的磁性可
不考虑，试计算空间各区域的磁感应强度，并画出 B-r图线。

2.如图所示，折射率
n
2
1. 2
的油滴落在
n
2
1.5
的平板玻璃上，形成一上表面近似于球面 的
油膜，测得油膜中心最高处的高度
d
m
1.1

m，用

600nm
的单色光垂直照射油膜，求（1）
油膜周边是暗环还 是明环？（2）整个油膜可以看到几个完整的暗环？





















咸宁学院电子与信息工程学院 2010年秋季学期
2009级应用数学本科
《大学物理教程》期末考试试卷参考答案 （A卷、闭卷）

6

一.选择题（每小题1分，共15分）
1.B 2.A 3.E 4.B 5.C 6.B 7. A 8.B
9. C 10. A 11. B、C 12. B 13. D 14.B、C、D 15. C

二.判断题（每题1分，共4分，对打“√”，错打“×”）
1. √ 2. × 3. × 4.√

三.填空题（每小题2分，共60分）
1.
qne

1.60210
19
C
; 代数和.
2. 静止;正试验电荷;电场强度;电场强度;电场线.
3. 环路;电场力;保守场;负值.


4. 电势能;
V
A


Edl
;无限远.
A
5. 任何一点;导体表面;净电荷;电荷;感应电荷-
q
;有感应电荷+
q
．
6.
CC
1
C
2
C
n
;1
C

1
C
1

1
C
2
1
C
n
;
w
e

1
2

E
2

1
2
ED
.
7. 时间;闭合曲面;电荷;减少量;正负电荷;电场;非静电力;闭合回路;非静电力.





0
Idlsin


0
qvr

0
Idlr
8.
dB
;
dB
;
B
.
3
23
4

4

4

r
r
r
n




9.

BdS0
; 磁通量; 无源的;

Bdl

0

I
i
; 闭合路径的积分; 电流的代数和.
S
i1




B
M
;

Hdl
10. 载流导线;载流直导线;
H

0

I

11. 电磁理论；场；磁场；电磁感应；抗磁性；顺磁性；磁场.
12. 导体运动；面积；取向；磁场；磁场；感生.
13. 麦克斯韦；气体动；有旋场；位移电流；气体动；速率；统计.
14. 赫兹;经典动力学;通讯技术;位移矢量;电位移通量.
15. 电磁波;光矢量;(400—760 )nm;断续;独立;相干.
16. 衍射;光的波长;明暗变化; 菲涅耳波带;相消;暗纹;加强;明纹.
17. 强度;不相干;主极大;第一极小;分辨.
18. 伦琴;穿透性;衍射;
2dsin

k

,(k 0,1,2,3,)
.
n
2
n
1
2
19.
II
0
cos

;
tani
0

; 完全偏振光; 部分偏振光．
20. 爱因斯坦;狭义和广义;光量子;量子理论;
7

21.x


xvt
v
2
1()
c
t
v
c
2
x
2


(xvt)
；
t



(t
v
c
2
1< br>

x)
;
u

x
u
x
 v
1
v
c
2
，
u

y

u
y
u
x

(1
v
c
2
.
u
x
)
22. 常量;时间;距离;不同时;同一时刻.
23. 普朗克;爱因斯坦;玻尔;德布罗意;玻恩;海森伯;薛定谔;狄拉克.
24. 粒子流；

h

；
h


1
2
mv
2
W
.
25. 波动性；粒子性；康普顿；

>

0.
26. 可见光；衰变；有核模型；原子物理
27. 很小 ；稳定； 跃迁； 氢原子。
28. 戴维孙; 革末; 布拉格 汤姆孙
29. 偶然 规律 密集 稀疏 正比
30. 位置; 动量;
xp
x
h
; 坐标;
xp
x


四. 简答题（每题3分，共9分）
1.狭义相对论的基本原理：(1). 相对性原理：物理定律在所有惯性系中都具有相同的表达形式.
（1分）(2). 光速不变原理：真空中的光速是常量，沿各个方向都等于
c
，与光源或观测者的
运动状态无关. （2分）
2.尖端放电现象：带电导体尖端附近的电场 特别大，可使尖端附近的空气发生电离而成为导体
产生放电现象．（1分）电容的大小仅与导体的形状、 相对位置、其间的电介质有关，与所带电
荷量无关. （2分）
3. 氢原子玻尔理论的意义和困难: 意义: (1)正确地指出原子能级的存在(原子能量量子化).
(2)正确地指出定态和角动量量子化的概念. (3)正确地解释了氢原子及类氢离子光谱规律. （1
分）缺陷: (1)无法解释比氢原子更复杂的原子. (2)微观粒子的运动视为有确定的轨道. (3)
对谱线的强度、宽度、偏振等一系列问题无法处理. (4)半经典半量子理论,既把微观粒子看成
是遵守经典力学的质点，同时，又赋予它们量子化的特征. （2分）

五. 计算题（每题6分，共12分）
1. 解：





（2分）


8

（2分）
（2分）


2.解：本题也是一种牛顿环干涉现象。油膜上任意一点处两反射相干 光的光程差
2n
2
d
.
（1）令
d0
，由干涉加强和减弱的条件来判断油膜周边是明环还是暗环。（2分）
（2）由
2n
2
d(2k1)

2
，且
dd
n
可求得油膜上暗环的最高级次（取整），从而判断油膜
上完整暗环的数目。 （2分）

（2分）






9