2025年大學應用物理學（等離子體物理）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填入括號內(nèi)）1.等離子體中，粒子間的主要相互作用是（）A.庫侖力B.萬有引力C.磁力D.核力2.等離子體頻率與下列哪個因素無關(guān)（）A.電子密度B.電子質(zhì)量C.真空介電常數(shù)D.離子質(zhì)量3.雙流不穩(wěn)定性主要發(fā)生在（）A.純電子等離子體B.純離子等離子體C.含有兩種不同速度電子的等離子體D.含有兩種不同速度離子的等離子體4.朗繆爾波是等離子體中的（）A.靜電波B.電磁波C.Alfven波D.哨聲波5.等離子體的德拜長度與下列哪個因素成正比（）A.電子溫度B.電子密度C.離子電荷數(shù)D.真空介電常數(shù)6.磁約束等離子體的主要方法不包括（）A.托卡馬克B.磁鏡C.仿星器D.激光約束7.等離子體中的碰撞頻率與下列哪個因素關(guān)系不大（）A.粒子密度B.粒子溫度C.粒子種類D.等離子體的形狀8.等離子體鞘層是（）A.等離子體密度較高的區(qū)域B.等離子體密度較低的區(qū)域C.電場為零的區(qū)域D.磁場為零的區(qū)域9.等離子體波的相速度與群速度的關(guān)系是（）A.相速度大于群速度B.相速度小于群速度C.相速度等于群速度D.兩者無固定關(guān)系10.等離子體診斷中，利用微波與等離子體相互作用的方法是（）A.激光散射B.微波干涉C.探針診斷D.光譜診斷二、多項選擇題（總共5題，每題5分，每題有兩個或兩個以上正確答案，請將正確答案填入括號內(nèi)，少選、多選、錯選均不得分）1.等離子體的基本特性包括（）A.準中性B.集體效應C.存在多種波動D.粒子間主要是庫侖力作用2.下列屬于等離子體加熱方法的有（）A.歐姆加熱B.中性粒子注入加熱C.射頻加熱D.絕熱壓縮加熱3.等離子體中的波有（）A.朗繆爾波B.離子聲波C.電磁波D.Alfven波4.磁約束等離子體裝置需要解決的問題有（）A.等離子體的約束問題B.等離子體的加熱問題C.等離子體的診斷問題D.等離子體與器壁的相互作用問題5.等離子體診斷技術(shù)包括（）A.探針診斷B.激光散射診斷C.微波診斷D.光譜診斷三、判斷題（總共10題，每題2分，正確的打“√”，錯誤的打“×”）1.等離子體中電子和離子的數(shù)目總是相等的。（）2.等離子體頻率是等離子體中靜電振蕩的頻率。（）3.雙流不穩(wěn)定性在高密度等離子體中更容易發(fā)生。（）4.Alfven波是一種電磁橫波。（）5.等離子體的德拜長度越大，等離子體的準中性越好。（）6.托卡馬克裝置是利用磁場產(chǎn)生環(huán)形約束等離子體的。（）7.等離子體中的碰撞頻率越高，等離子體的特性越容易被破壞。（）8.等離子體鞘層的存在會影響等離子體與外界物體的相互作用。（）9.等離子體波的相速度可以超過光速。（）10.光譜診斷可以獲取等離子體中粒子的種類和能量信息。（）四、簡答題（總共3題，每題10分）1.簡述等離子體的準中性概念，并說明其在等離子體物理中的重要性。2.說明磁約束等離子體的原理，并列舉一種常見的磁約束裝置及其特點。3.解釋等離子體中的波粒相互作用，并舉例說明其對等離子體行為的影響。五、論述題（總共1題，每題20分）論述等離子體物理在能源領域（如核聚變能源）的應用前景以及面臨的挑戰(zhàn)。答案：一、選擇題1.A2.D3.C4.A5.A6.D7.D8.B9.D10.B二、多項選擇題1.ABCD2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.ABCD三、判斷題1.×2.√3.×4.×5.√6.√7.√8.√9.×10.√四、簡答題1.等離子體準中性是指等離子體中宏觀上正負電荷密度幾乎相等。重要性在于它是等離子體區(qū)別于普通氣體的關(guān)鍵特性，決定了等離子體中諸多集體行為和波動現(xiàn)象，是研究等離子體物理性質(zhì)和行為的基礎。2.磁約束等離子體原理是利用磁場對等離子體進行約束，使等離子體被限制在一定空間內(nèi)。常見裝置如托卡馬克，特點是通過環(huán)形磁場和軸向磁場組合，能有效約束高溫等離子體，實現(xiàn)長時間穩(wěn)定運行，為核聚變研究提供了良好平臺。3.等離子體中波粒相互作用指等離子體波與其中粒子的相互作用。如朗繆爾波與電子相互作用，電子吸收或發(fā)射波的能量，影響電子分布和波的傳播。這會改變等離子體的密度、溫度等參數(shù)，進而影響等離子體的穩(wěn)定性和輸運特性。五、論述題等離子體物理在核聚變能源領域有廣闊應用前景。核聚變能