湖南工業(yè)大學(xué)《無機(jī)材料物理性能》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖南工業(yè)大學(xué)《無機(jī)材料物理性能》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、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、在靜電場中，高斯定理可以用來計(jì)算電場強(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2、在電路分析的領(lǐng)域中，關(guān)于交流電路中電阻、電容和電感對(duì)電流和電壓的影響，以下哪種說法是恰當(dāng)?shù)?？（）A.在交流電路中，電阻對(duì)電流和電壓的相位沒有影響，電容使電流超前電壓，電感使電流滯后電壓B.交流電路中，電阻、電容和電感都會(huì)使電流和電壓的相位發(fā)生相同的變化C.電容和電感在交流電路中對(duì)電流和電壓的影響可以忽略不計(jì)，主要是電阻起作用D.電阻、電容和電感在交流電路中的作用是相互抵消的，最終電流和電壓的關(guān)系與直流電路相同3、在振動(dòng)和波動(dòng)的綜合問題中，駐波是一種特殊的現(xiàn)象。以下關(guān)于駐波的特點(diǎn)，不正確的是？（）A.駐波中各點(diǎn)的振幅不同，有些點(diǎn)始終靜止B.相鄰兩波節(jié)之間的各點(diǎn)振動(dòng)相位相同C.駐波的頻率與波源的頻率相同D.駐波不傳播能量4、對(duì)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，以下關(guān)于導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的條件和大小的分析，不正確的是（）A.只要導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢B.感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁通量的變化率成正比C.導(dǎo)體切割磁感線的速度越大，感應(yīng)電動(dòng)勢越大D.當(dāng)導(dǎo)體平行于磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢5、在光學(xué)部分，光的折射現(xiàn)象是重要的知識(shí)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)樵瓉淼囊话耄肷浣遣蛔?，此時(shí)折射角會(huì)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6、在波動(dòng)學(xué)中，駐波是兩列振幅、頻率和傳播方向相同，但傳播速度相反的波疊加形成的。對(duì)于一根兩端固定的弦線上形成的駐波，在相鄰兩個(gè)波節(jié)之間的各點(diǎn)，振動(dòng)的相位關(guān)系是怎樣的？（）A.相同B.相反C.依次相差90度D.依次相差180度7、在電磁學(xué)的知識(shí)體系中，法拉第電磁感應(yīng)定律揭示了電磁現(xiàn)象的本質(zhì)。一個(gè)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。如果磁通量在極短時(shí)間內(nèi)從Φ1變化到Φ2，以下哪個(gè)表達(dá)式能正確計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢的大小？（）A.E=(Φ2-Φ1)B.E=(Φ2-Φ1)/tC.E=-(Φ2-Φ1)D.E=-(Φ2-Φ1)/t8、在電磁感應(yīng)的學(xué)習(xí)中，一個(gè)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢。若磁通量的變化率恒定，以下關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.感應(yīng)電動(dòng)勢的大小恒定B.感應(yīng)電動(dòng)勢的方向由楞次定律確定C.可以通過法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢的大小D.感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與回路的電阻無關(guān)9、在相對(duì)論中，長度收縮效應(yīng)指出運(yùn)動(dòng)物體的長度在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變短。如果一個(gè)物體在相對(duì)觀察者以0.9c的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，其在運(yùn)動(dòng)方向上的長度變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮浚ǎ〢.0.1B.0.44C.0.9D.0.510、在剛體力學(xué)的研究中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)特性的重要物理量。對(duì)于一個(gè)質(zhì)量分布均勻的細(xì)圓環(huán)，其半徑為R，質(zhì)量為M，關(guān)于其繞圓心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以下哪個(gè)表達(dá)式是正確的？（）A.MR2B.2MR2C.1/2MR2D.1/4MR211、在狹義相對(duì)論中，同時(shí)的相對(duì)性是一個(gè)重要的概念。以下關(guān)于同時(shí)的相對(duì)性的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)慣性系中可能不同時(shí)發(fā)生B.同時(shí)的相對(duì)性是光速不變原理的必然結(jié)果C.同時(shí)的相對(duì)性只在高速運(yùn)動(dòng)的情況下才明顯，低速時(shí)可以忽略D.同時(shí)的相對(duì)性意味著不存在絕對(duì)的同時(shí)性12、在熱力學(xué)過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點(diǎn)。一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程，與等容升溫過程相比，哪個(gè)過程吸收的熱量更多？（）A.等壓過程B.等容過程C.吸收的熱量一樣多D.取決于氣體的種類13、在相對(duì)論的框架下，一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的粒子的質(zhì)量會(huì)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(duì)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)14、在靜電場中，高斯定理是一個(gè)非常重要的定理。以下關(guān)于高斯定理的應(yīng)用條件，不正確的是？（）A.電場必須是由對(duì)稱性分布的電荷產(chǎn)生的B.要求電場具有高度的對(duì)稱性C.可以用于計(jì)算任意形狀帶電體產(chǎn)生的電場強(qiáng)度D.閉合曲面內(nèi)的電荷代數(shù)和決定了通過該曲面的電通量15、在熱力學(xué)第三定律中，絕對(duì)零度不能達(dá)到。如果一個(gè)系統(tǒng)的溫度接近絕對(duì)零度，那么其熵會(huì)趨近于什么值？（）A.零B.正值C.負(fù)值D.無窮大16、在光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過偏振片后變成了偏振光。如果兩個(gè)偏振片的透振方向相互垂直，自然光通過這兩個(gè)偏振片后，光強(qiáng)會(huì)變?yōu)樵瓉淼亩嗌伲浚ǎ〢.1/2B.1/4C.0D.117、在研究簡諧振動(dòng)時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動(dòng)，其振動(dòng)方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關(guān)于振動(dòng)周期的變化，哪一項(xiàng)判斷是不準(zhǔn)確的？（）（）A.振動(dòng)周期減小，因?yàn)橹芷谂c勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過簡諧振動(dòng)的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數(shù)增大必然導(dǎo)致周期縮短D.振動(dòng)周期的變化與初始相位φ無關(guān)18、在量子力學(xué)中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態(tài)的基本方程。對(duì)于一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子，其波函數(shù)滿足薛定諤方程，以下關(guān)于定態(tài)的說法正確的是：（）A.定態(tài)時(shí)粒子的能量不隨時(shí)間變化B.定態(tài)時(shí)粒子的位置不隨時(shí)間變化C.定態(tài)時(shí)粒子的速度不隨時(shí)間變化D.以上說法都不正確19、在光學(xué)的折射定律中，對(duì)于光線從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)的折射情況，以下關(guān)于入射角和折射角的正弦值之比與介質(zhì)折射率的關(guān)系，描述不準(zhǔn)確的是（）A.入射角的正弦值與折射角的正弦值之比等于兩種介質(zhì)的相對(duì)折射率B.折射率大的介質(zhì)中，光線偏折程度大C.折射率與光在介質(zhì)中的傳播速度有關(guān)D.不同頻率的光在同一介質(zhì)中的折射率相同20、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(duì)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)的電勢二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在光學(xué)的折射定律中，折射率是一個(gè)關(guān)鍵的物理量。請(qǐng)解釋折射率的物理意義，并討論其與光在不同介質(zhì)中傳播速度的關(guān)系？2、（本題5分）在量子力學(xué)的諧振子模型中，論述其哈密頓量的形式、能級(jí)分布和波函數(shù)的特點(diǎn)，以及在微觀粒子振動(dòng)問題中的應(yīng)用。3、（本題5分）闡述光的折射定律的內(nèi)容及表達(dá)式，舉例說明其在光學(xué)中的應(yīng)用。4、（本題5分）在熱力學(xué)中，焦耳-湯姆遜效應(yīng)是一種與氣體絕熱節(jié)流過程相關(guān)的現(xiàn)象。請(qǐng)解釋焦耳-湯姆遜效應(yīng)的概念和原理，說明其在制冷技術(shù)和氣體液化中的應(yīng)用。5、（本題5分）在研究光的干涉現(xiàn)象時(shí)，楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是一個(gè)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述產(chǎn)生明暗條紋的條件，并解釋條紋間距與哪些因素有關(guān)？三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為m的物體在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，已知在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)物體的速度分別為v1和v2，求物體在這兩點(diǎn)時(shí)繩子的張力。2、（本題5分）在折射率為n的介質(zhì)中，有一束光從點(diǎn)A傳播到點(diǎn)B，兩點(diǎn)之間的距離為d，光在介質(zhì)中的傳播速度為v。已知點(diǎn)A的坐標(biāo)為（x1,y1），點(diǎn)B的坐標(biāo)為（x2,y2），求光從點(diǎn)A傳播到點(diǎn)B所需的時(shí)間。3、（本題5分）一質(zhì)量為M、半徑為R的均勻圓盤，繞通過其中心且垂直于盤面的軸以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)。計(jì)算圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和動(dòng)能，并分析當(dāng)角速度變化時(shí)動(dòng)能的變化情況。4、（本題5分）一理想氣體進(jìn)行等壓膨脹，體積從V1增大到V2，吸熱為Q。已知?dú)怏w的比熱容比為γ。計(jì)算氣體對(duì)外做功和內(nèi)能的變化，并分析此過程的效率。5、（本題5分）一均勻帶電的無限大平面薄板，電荷面密度為σ。計(jì)算離薄板距離為r處