湖北汽車工業(yè)學(xué)院《固體物理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖北汽車工業(yè)學(xué)院《固體物理》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、在研究簡諧運(yùn)動時(shí)，回復(fù)力的特點(diǎn)需要明確。一個(gè)做簡諧運(yùn)動的物體，回復(fù)力大小與位移大小成正比，方向相反。當(dāng)位移為最大位移的一半時(shí)，回復(fù)力的大小是最大回復(fù)力的多少倍？（）A.1/2B.√2/2C.1/√2D.1/42、在電磁學(xué)的電磁波部分，電磁波在真空中的傳播速度等于光速。對于一個(gè)頻率為f的電磁波，其波長λ與頻率f的關(guān)系是怎樣的？（）A.λ=c/fB.λ=f/cC.λ=cfD.λ=c2/f3、在波動學(xué)中，機(jī)械波的波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定。對于在同一均勻介質(zhì)中傳播的橫波和縱波，以下關(guān)于它們波速的比較，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.橫波波速大于縱波波速B.橫波波速小于縱波波速C.橫波波速等于縱波波速D.無法比較4、在電磁學(xué)中，位移電流的概念是麥克斯韋方程組的重要組成部分。以下關(guān)于位移電流的產(chǎn)生和特點(diǎn)，不正確的是？（）A.位移電流是由變化的電場產(chǎn)生的B.位移電流與傳導(dǎo)電流一樣會產(chǎn)生磁場C.位移電流在真空中也能存在D.位移電流的大小與電容器極板間的電壓成正比5、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程。已知?dú)怏w的比熱容為Cp，吸收的熱量為Q。以下關(guān)于氣體體積變化量與其他物理量的關(guān)系，哪一項(xiàng)推導(dǎo)是不正確的？（）A.利用熱力學(xué)第一定律和等壓過程的特點(diǎn)進(jìn)行推導(dǎo)B.體積變化量與溫度變化量成正比C.體積變化量與吸收的熱量成正比D.體積變化量與比熱容Cp無關(guān)6、在量子力學(xué)中，不確定關(guān)系表明粒子的某些物理量不能同時(shí)被精確測量。對于一個(gè)微觀粒子，其位置和動量的不確定度之間存在怎樣的關(guān)系？（）A.ΔxΔp≥h/4πB.ΔxΔp≥h/2πC.ΔxΔp=h/4πD.ΔxΔp=h/2π7、在磁場的研究中，一個(gè)通電圓環(huán)在均勻磁場中受到的磁力矩。若圓環(huán)的半徑為R，電流為I，磁場強(qiáng)度為B，以下關(guān)于磁力矩大小的計(jì)算，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.磁力矩與圓環(huán)平面和磁場方向的夾角有關(guān)B.當(dāng)圓環(huán)平面與磁場方向平行時(shí)，磁力矩最大C.磁力矩的大小可以通過公式直接計(jì)算D.磁力矩與圓環(huán)的材質(zhì)無關(guān)8、在光學(xué)的全反射現(xiàn)象中，當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，如果入射角大于臨界角，就會發(fā)生全反射。對于給定的兩種介質(zhì)，臨界角的大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與光密介質(zhì)的折射率有關(guān)B.只與光疏介質(zhì)的折射率有關(guān)C.與兩種介質(zhì)的折射率都有關(guān)D.與光的頻率有關(guān)9、對于原子核物理，放射性元素的半衰期是指原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，以下哪種因素會影響半衰期的長短？（）A.元素的化學(xué)狀態(tài)B.外界溫度和壓力C.原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)D.以上因素均不影響10、在波動光學(xué)中，單縫衍射現(xiàn)象具有獨(dú)特的特征。以下關(guān)于單縫衍射中暗紋位置的確定，不正確的是？（）A.暗紋位置由衍射角與縫寬的關(guān)系決定B.中央明紋兩側(cè)的第一條暗紋對應(yīng)的衍射角滿足一定條件C.暗紋的位置與入射光的波長無關(guān)D.縫寬越小，衍射條紋越寬，暗紋位置也會發(fā)生變化11、在牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用中，連接體問題是常見的類型。兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體，通過輕繩連接在光滑水平面上運(yùn)動，拉力F作用在m1上。若繩子突然斷裂，m2的加速度會如何變化？（）A.加速度變?yōu)?B.加速度不變C.加速度增大D.加速度減小12、在磁場對電流的作用中，對于安培力的大小、方向的判斷以及磁力矩的計(jì)算，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.安培力的大小與電流大小、導(dǎo)線長度和磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)B.安培力的方向用左手定則判斷C.當(dāng)載流導(dǎo)線與磁場方向平行時(shí)，安培力最大D.磁力矩等于安培力與力臂的乘積13、在電磁學(xué)領(lǐng)域，對于一個(gè)變化的磁場在其周圍空間產(chǎn)生的電場，以下關(guān)于該感應(yīng)電場的性質(zhì)和特點(diǎn)的說法，錯(cuò)誤的是（）A.感應(yīng)電場的電場線是閉合曲線B.感應(yīng)電場的方向與磁場變化率的方向有關(guān)C.感應(yīng)電場的強(qiáng)度與磁場變化的快慢成正比D.感應(yīng)電場對處于其中的電荷不做功14、在熱力學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等溫過程，以下哪個(gè)物理量保持不變？（）A.壓強(qiáng)B.體積C.內(nèi)能D.溫度15、在光學(xué)部分，光的折射現(xiàn)象是重要的知識點(diǎn)。一束光線從空氣斜射入水中，入射角為i，折射角為r。若光線在水中的傳播速度變?yōu)樵瓉淼囊话?，入射角不變，此時(shí)折射角會如何變化？（）A.折射角增大B.折射角減小C.折射角不變D.無法確定16、在剛體定軸轉(zhuǎn)動中，轉(zhuǎn)動慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動慣性的物理量，以下哪種情況會使剛體的轉(zhuǎn)動慣量增大？（）A.質(zhì)量分布靠近轉(zhuǎn)軸B.質(zhì)量分布遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸C.轉(zhuǎn)軸位置改變D.剛體的角速度增大17、在電場的研究中，一個(gè)點(diǎn)電荷在空間中產(chǎn)生電場。若在該點(diǎn)電荷附近放置一個(gè)試探電荷，以下關(guān)于試探電荷所受電場力的特點(diǎn)，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.電場力的大小與試探電荷的電量成正比B.電場力的方向與電場強(qiáng)度的方向相同C.電場力的大小與點(diǎn)電荷和試探電荷之間的距離的平方成反比D.電場力對試探電荷做功與路徑無關(guān)18、在靜電場中，電勢能是一個(gè)重要的概念。以下關(guān)于電勢能的特點(diǎn)，不正確的是？（）A.電勢能是相對的，其值取決于零勢能點(diǎn)的選擇B.正電荷在電場中電勢越高的地方電勢能越大C.負(fù)電荷在電場中電勢越低的地方電勢能越大D.電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能與其電荷量的比值就是該點(diǎn)的電勢19、在光學(xué)成像的原理中，對于薄透鏡成像公式的推導(dǎo)、適用條件以及像的性質(zhì)和特點(diǎn)，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.薄透鏡成像公式適用于各種類型的透鏡B.像的虛實(shí)、正倒和大小與物距和焦距有關(guān)C.當(dāng)物距大于兩倍焦距時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像D.透鏡的焦距越短，成像的放大倍數(shù)越大20、在相對論的框架下，一個(gè)高速運(yùn)動的粒子的質(zhì)量會隨著其速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時(shí)，以下關(guān)于粒子質(zhì)量的變化趨勢，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.質(zhì)量增加的幅度越來越大，趨向于無窮大B.可以通過相對論質(zhì)量公式來定量計(jì)算質(zhì)量的變化C.速度越接近光速，質(zhì)量增加越緩慢D.質(zhì)量的變化與粒子的靜止質(zhì)量和速度有關(guān)二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在量子物理中，解釋量子霍爾效應(yīng)的原理和應(yīng)用？2、（本題5分）在光學(xué)中，解釋平面鏡成像的特點(diǎn)和規(guī)律？3、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋定壓比熱容和定容比熱容的概念和區(qū)別？4、（本題5分）在熱力學(xué)過程中，卡諾循環(huán)是一種理想的熱機(jī)循環(huán)。請?jiān)敿?xì)描述卡諾循環(huán)的組成過程，推導(dǎo)卡諾循環(huán)的效率公式，并說明提高卡諾熱機(jī)效率的途徑。5、（本題5分）闡述在波動光學(xué)中半波損失的概念和產(chǎn)生條件，并舉例說明其在薄膜干涉和邁克爾遜干涉儀中的影響。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一質(zhì)量為m的物體從光滑斜面頂端由靜止滑下，斜面傾角為θ，高度為h，求物體滑到底端時(shí)的速度。2、（本題5分）一絕熱容器中盛有一定量的理想氣體，初始溫度為T1，壓強(qiáng)為p1。對氣體進(jìn)行絕熱壓縮，使其壓強(qiáng)變?yōu)閜2。求氣體的終態(tài)溫度和體積。3、（本題5分）一單擺的擺長為l=1m，擺球質(zhì)量為m=0.2kg，在小角度擺動下，其運(yùn)動周期為T。若將擺長增加到2l，計(jì)算新的周期以及周期的變化率。4、（本題5分）一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在保守力場中運(yùn)動，勢能函數(shù)為U(x)=kx^2/2，其中k為常數(shù)。計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程和周期，并分析當(dāng)勢能函數(shù)變化時(shí)對運(yùn)動的影響。5、（本題5分）在一個(gè)靜電場中，有一個(gè)電偶極子，電偶極矩為p。計(jì)算電偶極子在遠(yuǎn)處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度和電勢，并討論其與距離的關(guān)系。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在相對論性粒子物理中，探討粒子的相對論性運(yùn)動