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《固體物理概論》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在相對論力學(xué)中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。以下關(guān)于質(zhì)能方程的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，且轉(zhuǎn)化過程中總能量守恒B.靜止物體也具有能量，其大小由質(zhì)能方程給出C.質(zhì)能方程表明質(zhì)量就是能量，能量就是質(zhì)量D.在核反應(yīng)中，質(zhì)量的虧損會釋放出巨大的能量2、關(guān)于光學(xué)的知識，一束單色光從空氣斜射入某種介質(zhì)中，入射角為i，折射角為r，該介質(zhì)的折射率n應(yīng)該如何計(jì)算？（）A.sini/sinrB.sinr/siniC.cosi/cosrD.cosr/cosi3、關(guān)于自感和互感現(xiàn)象，以下對于自感系數(shù)、互感系數(shù)的影響因素以及自感和互感在電路中的作用和應(yīng)用的理解，不正確的是（）A.自感系數(shù)與線圈的匝數(shù)、形狀和是否有鐵芯有關(guān)B.互感系數(shù)與兩個(gè)線圈的相對位置和匝數(shù)有關(guān)C.自感現(xiàn)象總是阻礙電流的變化D.互感現(xiàn)象在變壓器中沒有作用4、在研究簡諧運(yùn)動的圖像時(shí)，圖像可以反映出振動的特征。一個(gè)簡諧運(yùn)動的位移-時(shí)間圖像是正弦曲線，從圖像中可以直接得到的物理量是：（）A.振幅、周期、初相位B.振幅、頻率、初相位C.振幅、速度、加速度D.周期、速度、加速度5、在相對論中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。一個(gè)物體的靜止質(zhì)量為m0，以速度v運(yùn)動時(shí)，其動能為Ek。若速度增大到2v，動能會如何變化？（）A.動能增大到原來的2倍B.動能增大到原來的4倍C.動能增大到原來的8倍D.動能增大到原來的16倍6、在研究光的折射現(xiàn)象時(shí)，一束光線從空氣斜射入水中。假設(shè)入射角為45度，水的折射率為1.33。以下關(guān)于折射角的大小，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）（）A.折射角小于入射角，且小于45度B.折射角可以通過折射率和入射角，利用折射定律計(jì)算得出C.折射角一定大于0度且小于45度D.折射角的具體度數(shù)與光的波長無關(guān)7、在研究帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時(shí)，洛倫茲力起著決定性作用。一個(gè)帶電量為q、質(zhì)量為m的粒子，以速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，做勻速圓周運(yùn)動。若粒子的速度增大到2v，圓周運(yùn)動的半徑會如何變化？（）A.半徑不變B.半徑增大到原來的2倍C.半徑增大到原來的4倍D.半徑減小到原來的一半8、在熱力學(xué)第三定律中，絕對零度不能達(dá)到。如果一個(gè)系統(tǒng)的溫度接近絕對零度，那么其熵會趨近于什么值？（）A.零B.正值C.負(fù)值D.無窮大9、在剛體力學(xué)中，一剛體繞定軸轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動慣量為I，角速度為ω。若對剛體施加一個(gè)恒定的合外力矩M，經(jīng)過一段時(shí)間t。以下關(guān)于角速度的變化，哪一項(xiàng)表述是不準(zhǔn)確的？（）A.角速度的增加量為Mt/IB.轉(zhuǎn)動慣量越大，角速度的增加越慢C.合外力矩越大，角速度的變化越快D.角速度的變化與剛體的初始角速度無關(guān)10、在光學(xué)的光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過偏振片后會變成偏振光。如果一束自然光以60度的入射角入射到一塊偏振片上，已知自然光的光強(qiáng)為I0，那么通過偏振片后的光強(qiáng)是多少？（）A.I0/2B.I0/4C.3I0/8D.I0/811、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個(gè)匝數(shù)為N、面積為S的線圈在均勻磁場B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值Em為多少？（）A.Em=NBSωB.Em=NBSω2C.Em=BSωD.Em=BSω212、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等溫壓縮過程。以下關(guān)于氣體的壓強(qiáng)、體積和內(nèi)能的變化，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.壓強(qiáng)增大B.體積減小C.內(nèi)能不變D.內(nèi)能的變化與壓強(qiáng)的變化成正比13、在量子力學(xué)的隧道效應(yīng)中，微觀粒子具有穿越勢壘的能力。對于一個(gè)給定的勢壘，粒子穿越勢壘的概率與哪些因素有關(guān)？（）A.只與勢壘高度有關(guān)B.只與勢壘寬度有關(guān)C.與勢壘高度和寬度都有關(guān)D.與粒子的速度有關(guān)14、在量子物理中，氫原子的能級是量子化的。當(dāng)氫原子從n=3的能級躍遷到n=2的能級時(shí)，會發(fā)射出一個(gè)光子，該光子的波長大約是多少？（）A.656nmB.486nmC.434nmD.122nm15、對于熱力學(xué)過程中的可逆過程和不可逆過程，以下關(guān)于其區(qū)別和判斷標(biāo)準(zhǔn)，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.可逆過程和不可逆過程的區(qū)別在于過程是否能夠反向進(jìn)行，只要能夠反向進(jìn)行的過程就是可逆過程B.可逆過程是一種理想過程，在實(shí)際中不存在，不可逆過程則是普遍存在的，判斷標(biāo)準(zhǔn)是看過程是否引起了外界的變化C.可逆過程中系統(tǒng)和外界的熵都不變，不可逆過程中系統(tǒng)的熵增加，外界的熵不變D.可逆過程和不可逆過程的區(qū)別在于能量轉(zhuǎn)化的效率，效率高的是可逆過程，效率低的是不可逆過程二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）說明黑體輻射的特點(diǎn)及規(guī)律，分析黑體輻射在物理學(xué)中的重要意義。2、（本題5分）說明量子力學(xué)中的量子態(tài)的演化規(guī)律及計(jì)算方法，分析量子態(tài)的演化在量子力學(xué)中的重要意義。3、（本題5分）解釋相對論中的長度收縮效應(yīng)，即運(yùn)動物體在其運(yùn)動方向上的長度會變短。并說明其產(chǎn)生的原因和在高速運(yùn)動中的實(shí)際觀測結(jié)果。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）分析電磁學(xué)中的電磁波的傳播特性及應(yīng)用，如無線電通信、雷達(dá)等，闡述其工作原理。2、（本題5分）詳細(xì)研究波動光學(xué)中的惠更斯原理和菲涅耳原理，闡述它們對光的傳播、反射和折射現(xiàn)象的解釋和應(yīng)用。3、（本題5分）牛頓運(yùn)動定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，詳細(xì)論述其內(nèi)容、適用范圍以及在解決實(shí)際力學(xué)問題中的應(yīng)用，并討論其在高速和微觀領(lǐng)域的局限性。4、（本題5分）詳細(xì)分析靜磁場中的超導(dǎo)現(xiàn)象和邁斯納效應(yīng)，闡述其物理原理、實(shí)驗(yàn)觀測和在強(qiáng)磁場產(chǎn)生、磁懸浮等領(lǐng)域的應(yīng)用。5、（本題5分）光學(xué)中的干涉和衍射現(xiàn)象具有重要的理論和實(shí)際價(jià)值，分析其產(chǎn)生的條件、特點(diǎn)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)，論述它們在光學(xué)測量、成像等方面的應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一無限長直圓柱體，半徑為R，均勻分布著電荷，電荷體密度為ρ，求圓柱體內(nèi)部和外部的電場強(qiáng)度。2、（本題10分）一個(gè)單擺的擺長為0.80m，擺球質(zhì)量為0.20kg。將擺球拉至與豎直方