西北大學(xué)《固體物理學(xué)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)西北大學(xué)《固體物理學(xué)》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)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、在相對(duì)論的框架下，對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹現(xiàn)象，以下關(guān)于其產(chǎn)生條件和影響因素的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.物體運(yùn)動(dòng)速度越快，長(zhǎng)度收縮越明顯B.時(shí)間膨脹只在接近光速時(shí)才顯著C.長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹與觀察者的參考系有關(guān)D.對(duì)于低速運(yùn)動(dòng)物體，長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹可以忽略不計(jì)2、在量子力學(xué)中，對(duì)于一個(gè)微觀粒子的波函數(shù)，其滿(mǎn)足薛定諤方程。以下關(guān)于薛定諤方程的求解和應(yīng)用，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.薛定諤方程的解可以給出粒子的可能狀態(tài)B.求解過(guò)程通常需要特定的邊界條件C.對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，精確求解薛定諤方程往往很困難D.薛定諤方程只適用于非相對(duì)論情況3、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，對(duì)于絕熱過(guò)程，以下關(guān)于其特點(diǎn)的描述，不正確的是？（）A.絕熱過(guò)程中，系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱量交換B.絕熱膨脹時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)能減少，溫度降低C.絕熱壓縮時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)能增加，溫度升高D.絕熱過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)外做功等于內(nèi)能的減少量4、在波動(dòng)方程的求解中，邊界條件和初始條件起著重要的作用。以下關(guān)于邊界條件的類(lèi)型，不準(zhǔn)確的是？（）A.固定端邊界條件B.自由端邊界條件C.周期性邊界條件D.無(wú)限大邊界條件5、在電磁學(xué)的知識(shí)體系里，關(guān)于電磁波的產(chǎn)生和傳播特性，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.電磁波只能由電荷的勻速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，其傳播不需要介質(zhì)，在真空中的傳播速度與頻率無(wú)關(guān)B.電磁波可以由電荷的變速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，其傳播需要介質(zhì)，在不同介質(zhì)中的傳播速度相同C.電磁波的產(chǎn)生與電荷的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，其傳播速度在真空中恒定，但在不同介質(zhì)中會(huì)發(fā)生變化，且頻率越高，折射越明顯D.電磁波由周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互激發(fā)產(chǎn)生，在真空中以光速傳播，頻率不同的電磁波在同一介質(zhì)中的傳播速度不同6、在量子物理中，對(duì)于微觀粒子的波粒二象性，以下關(guān)于粒子的波動(dòng)性和粒子性的關(guān)系，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.在某些情況下表現(xiàn)出波動(dòng)性，在某些情況下表現(xiàn)出粒子性B.波動(dòng)性和粒子性不能同時(shí)表現(xiàn)出來(lái)C.波動(dòng)性和粒子性是微觀粒子的固有屬性D.對(duì)微觀粒子的描述需要同時(shí)考慮波動(dòng)性和粒子性7、在熱力學(xué)過(guò)程中，等壓過(guò)程和等容過(guò)程具有不同的特點(diǎn)。對(duì)于一定量的理想氣體，在等壓過(guò)程中吸收的熱量與在等容過(guò)程中吸收的熱量相比，哪個(gè)更多？（）A.等壓過(guò)程B.等容過(guò)程C.一樣多D.無(wú)法比較8、在電場(chǎng)的高斯定理的理解中，關(guān)于其表述和適用條件，以下哪種說(shuō)法是恰當(dāng)?shù)?？（）A.電場(chǎng)的高斯定理表明，通過(guò)任意閉合曲面的電通量等于該閉合曲面所包圍的電荷量除以真空電容率，只適用于靜電場(chǎng)B.高斯定理適用于任何電場(chǎng)，包括變化的電場(chǎng)，但對(duì)于非對(duì)稱(chēng)的電場(chǎng)，應(yīng)用高斯定理求解電場(chǎng)強(qiáng)度比較困難C.電場(chǎng)的高斯定理可以直接求出任意電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，不需要考慮電場(chǎng)的對(duì)稱(chēng)性D.高斯定理只適用于均勻電場(chǎng)，對(duì)于非均勻電場(chǎng)無(wú)法應(yīng)用9、在波動(dòng)光學(xué)中，光柵衍射是一種重要的衍射現(xiàn)象。以下關(guān)于光柵衍射條紋的特點(diǎn)，不準(zhǔn)確的是？（）A.光柵衍射條紋是等間距的B.光柵常數(shù)越小，衍射條紋越寬C.光柵衍射條紋的亮度分布不均勻D.增加光柵的縫數(shù)，條紋會(huì)變得更加尖銳明亮10、在研究帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)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(chǎng)中，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若粒子的速度增大到2v，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑會(huì)如何變化？（）A.半徑不變B.半徑增大到原來(lái)的2倍C.半徑增大到原來(lái)的4倍D.半徑減小到原來(lái)的一半11、在靜電場(chǎng)中，高斯定理可以用來(lái)計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度。對(duì)于一個(gè)帶有電荷量Q、半徑為R的均勻帶電球體，在球外距離球心為r（r>R）處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與距離r的關(guān)系是怎樣的？（）A.與r成正比B.與r的平方成正比C.與r成反比D.與r的平方成反比12、對(duì)于熱力學(xué)第一定律，一定質(zhì)量的理想氣體在絕熱容器中被壓縮，其內(nèi)能會(huì)如何改變？（）A.內(nèi)能不變B.內(nèi)能減小C.內(nèi)能增大D.無(wú)法確定13、在原子核物理中，比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定。以下哪種原子核的比結(jié)合能最大？（）A.氫原子核B.氦原子核C.鈾原子核D.鐵原子核14、在量子物理中，泡利不相容原理是描述原子中電子排布的重要原理。以下關(guān)于泡利不相容原理的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是？（）A.解釋了原子的殼層結(jié)構(gòu)B.確定了每個(gè)原子軌道最多能容納的電子數(shù)C.可以預(yù)測(cè)元素的化學(xué)性質(zhì)D.對(duì)原子核的結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響15、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程反映了氣體的狀態(tài)參量之間的關(guān)系。以下關(guān)于理想氣體狀態(tài)方程適用條件的說(shuō)法，不準(zhǔn)確的是？（）A.氣體分子本身的體積可以忽略不計(jì)B.氣體分子之間沒(méi)有相互作用力C.只適用于溫度不太低、壓強(qiáng)不太高的情況D.對(duì)任何氣體在任何條件下都適用16、在熱力學(xué)第二定律的學(xué)習(xí)中，對(duì)于一個(gè)熱機(jī)，從高溫?zé)嵩次諢崃縌1，向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌2，對(duì)外做功W。以下關(guān)于熱機(jī)效率的表達(dá)式，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.η=W/Q1B.η=（Q1-Q2）/Q1C.熱機(jī)效率不可能達(dá)到100%D.熱機(jī)效率與工作物質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)17、在熱力學(xué)中，熵是一個(gè)反映系統(tǒng)混亂程度的物理量。以下關(guān)于熵的變化，不準(zhǔn)確的是？（）A.在絕熱可逆過(guò)程中，熵不變B.在絕熱不可逆過(guò)程中，熵增加C.熵增加原理適用于孤立系統(tǒng)D.熵的變化只與初末狀態(tài)有關(guān)，與過(guò)程無(wú)關(guān)18、在量子力學(xué)中，不確定關(guān)系限制了我們同時(shí)精確測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量。對(duì)于一個(gè)微觀粒子，如果其位置的不確定量為Δx，那么其動(dòng)量的不確定量Δp至少為多少？（）A.h/(2πΔx)B.h/(4πΔx)C.h/(8πΔx)D.h/(16πΔx)19、在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)需要分別分析。一個(gè)物體以初速度v0水平拋出，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，水平位移為x，豎直位移為y。若初速度增大到2v0，其他條件不變，水平位移會(huì)如何變化？（）A.水平位移不變B.水平位移增大到原來(lái)的2倍C.水平位移增大到原來(lái)的4倍D.水平位移減小到原來(lái)的一半20、關(guān)于波動(dòng)方程，已知一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波的波速為v，波長(zhǎng)為λ，頻率為f，那么其波動(dòng)方程可以表示為什么形式？（）A.y=Asin(2πft-2πx/λ)B.y=Asin(2πft+2πx/λ)C.y=Acos(2πft-2πx/λ)D.y=Acos(2πft+2πx/λ)二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在波動(dòng)光學(xué)中，討論光的衍射現(xiàn)象與光的干涉現(xiàn)象的異同點(diǎn)。包括產(chǎn)生條件、條紋特點(diǎn)和物理本質(zhì)等方面的比較？2、（本題5分）在光學(xué)中，解釋幾何光學(xué)的基本定律及其適用范圍？3、（本題5分）解釋相對(duì)論中的長(zhǎng)度收縮效應(yīng)，即運(yùn)動(dòng)物體在其運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度會(huì)變短。并說(shuō)明其產(chǎn)生的原因和在高速運(yùn)動(dòng)中的實(shí)際觀測(cè)結(jié)果。4、（本題5分）在波動(dòng)學(xué)中，解釋彈性波在不同介質(zhì)界面處的反射和折射規(guī)律？5、（本題5分）闡述晶體的缺陷類(lèi)型及對(duì)晶體性質(zhì)的影響，分析晶體缺陷在材料科學(xué)中的研究意義。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）質(zhì)量為M的汽車(chē)在水平路面上以速度v勻速行駛，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，汽車(chē)在阻力f的作用下減速行駛，求汽車(chē)滑行的距離。2、（本題5分）一個(gè)橫截面積為S的均勻金屬棒，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電阻率為ρ，兩端加電壓U。計(jì)算金屬棒中的電流、電阻和消耗的電功率。3、（本題5分）一個(gè)理想氣體經(jīng)歷等壓過(guò)程，體積從V1膨脹到V2，吸收熱量Q。計(jì)算氣體對(duì)外做功和內(nèi)能的增加量，并分析過(guò)程中的熵變。4、（本題5分）在真空中，有兩個(gè)平行放置的無(wú)限大帶電平面，電荷面密度分別為+σ和-σ，求兩平面之間和兩平面之外的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。5、（本題5分）一質(zhì)量為m的物體從高度為h的斜面頂端由靜止開(kāi)始下滑，斜面與水平面的夾角為θ，斜面的摩擦系數(shù)為μ。計(jì)算物體滑到底端時(shí)的速度和所用時(shí)間。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共3