西安交通大學(xué)《基礎(chǔ)物理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁西安交通大學(xué)《基礎(chǔ)物理》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、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、在牛頓力學(xué)的研究中，物體的運(yùn)動(dòng)遵循一定的規(guī)律。一個(gè)質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到一個(gè)水平恒力F的作用，經(jīng)過時(shí)間t后，它的速度會(huì)發(fā)生變化。以下關(guān)于速度變化量的計(jì)算，哪個(gè)公式是正確的？（）A.Δv=F/mB.Δv=FtC.Δv=Ft/mD.Δv=mFt2、在相對(duì)論中，長(zhǎng)度收縮效應(yīng)是指物體沿運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度會(huì)變短。一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)0的物體，在相對(duì)觀察者以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者測(cè)得的長(zhǎng)度L會(huì)如何變化？（）A.L=L0B.L>L0C.L<L0D.無法確定3、在熱學(xué)的熱傳遞過程中，以下哪種方式是通過微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)來傳遞熱量的？（）A.熱傳導(dǎo)B.熱對(duì)流C.熱輻射D.以上方式均是4、在相對(duì)論的理論框架下，時(shí)間和空間的概念發(fā)生了深刻的變化。一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的物體，其長(zhǎng)度會(huì)在運(yùn)動(dòng)方向上發(fā)生收縮。如果一個(gè)靜止時(shí)長(zhǎng)為L(zhǎng)0的物體，以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，其長(zhǎng)度L會(huì)如何變化？（）A.L=L0B.L=L0√(1-v2/c2)C.L=L0√(1+v2/c2)D.L=L0/√(1-v2/c2)5、對(duì)于靜電場(chǎng)的性質(zhì)，以下關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的概念以及它們之間的關(guān)系，哪一個(gè)是正確的？（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量，電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是指向電勢(shì)降低的方向B.電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)沒有直接關(guān)系，它們分別獨(dú)立描述電場(chǎng)的不同特性，電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)一定高C.電勢(shì)的大小與電場(chǎng)強(qiáng)度的大小成正比，電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方電勢(shì)也一定為零D.電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都是標(biāo)量，它們的疊加遵循代數(shù)相加的原則6、在熱力學(xué)過程中，可逆過程和不可逆過程的區(qū)別在于過程是否存在耗散。一個(gè)熱機(jī)經(jīng)歷可逆循環(huán)和不可逆循環(huán)，哪種循環(huán)的效率更高？（）A.可逆循環(huán)B.不可逆循環(huán)C.效率相同D.取決于工作物質(zhì)7、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(chǎng)B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em為多少？（）A.Em=NBSωB.Em=NBSω2C.Em=BSωD.Em=BSω28、關(guān)于光學(xué)的薄膜干涉，一束光照射到薄膜上產(chǎn)生干涉條紋，以下哪種因素會(huì)影響條紋的間距？（）A.薄膜的厚度B.入射光的波長(zhǎng)C.薄膜的折射率D.以上因素均會(huì)9、在電磁學(xué)中，位移電流的概念是由麥克斯韋提出的。對(duì)于一個(gè)充滿均勻電介質(zhì)的平行板電容器，在充電過程中，位移電流與傳導(dǎo)電流的大小關(guān)系是怎樣的？（）A.位移電流大于傳導(dǎo)電流B.位移電流小于傳導(dǎo)電流C.位移電流等于傳導(dǎo)電流D.兩者大小沒有固定關(guān)系10、在量子力學(xué)的范疇內(nèi)，對(duì)于一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子，其波函數(shù)滿足一定的方程。若已知粒子的勢(shì)能函數(shù)為U(x)，且在某一區(qū)域內(nèi)U(x)=0，那么在此區(qū)域內(nèi)粒子的波函數(shù)滿足怎樣的方程？（）A.波動(dòng)方程B.薛定諤方程C.拉普拉斯方程D.泊松方程11、關(guān)于萬有引力定律，兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2、相距為r的物體之間的引力大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與m1和m2有關(guān)B.只與r有關(guān)C.與m1、m2和r都有關(guān)D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關(guān)12、在近代物理中，關(guān)于電子的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，當(dāng)逐個(gè)發(fā)射電子時(shí)，以下關(guān)于屏上形成的干涉條紋的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.隨著發(fā)射電子數(shù)量的增加，逐漸呈現(xiàn)出干涉條紋B.單個(gè)電子也能與自身發(fā)生干涉C.干涉條紋的出現(xiàn)表明電子具有波動(dòng)性D.干涉條紋的位置和強(qiáng)度與電子的發(fā)射時(shí)間有關(guān)13、在熱力學(xué)的研究中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過程。在此過程中，氣體的內(nèi)能、溫度和壓強(qiáng)都發(fā)生了變化。以下關(guān)于這些變化的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.氣體內(nèi)能減小，因?yàn)榻^熱膨脹對(duì)外做功B.溫度降低，因?yàn)閮?nèi)能減小C.壓強(qiáng)減小，且與體積成反比D.氣體對(duì)外做功的值等于內(nèi)能的減少量14、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15、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)的變化成正比二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在熱力學(xué)中，卡諾循環(huán)是一種理想的熱機(jī)循環(huán)。請(qǐng)說明卡諾循環(huán)的四個(gè)過程，并解釋為什么卡諾循環(huán)的效率是所有熱機(jī)循環(huán)效率的上限？2、（本題5分）在波動(dòng)學(xué)中，解釋行波和駐波在能量傳遞上的差異？3、（本題5分）在量子力學(xué)的氫原子模型中，論述能級(jí)的分布規(guī)律、量子數(shù)的物理意義，以及電子躍遷產(chǎn)生光譜的原理和特點(diǎn)。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入探討?yīng)M義相對(duì)論中的洛倫茲變換，分析其數(shù)學(xué)推導(dǎo)、物理意義以及在不同慣性系之間物理量轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用。2、（本題5分）在相對(duì)論中，廣義相對(duì)論的引力紅移現(xiàn)象是一個(gè)重要的預(yù)言，分析引力紅移的原理、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及在天體物理觀測(cè)和引力波探測(cè)中的應(yīng)用。3、（本題5分）在電動(dòng)力學(xué)中，電磁波的輻射是一個(gè)重要內(nèi)容，請(qǐng)論述電磁波輻射的條件、輻射功率的計(jì)算以及天線的基本原理和類型，舉例說明其在通信和雷達(dá)系統(tǒng)中的應(yīng)用。4、（本題5分）探討固體物理中的晶體結(jié)構(gòu)和能帶理論，包括晶體的晶格結(jié)構(gòu)、原子價(jià)鍵類型，以及能帶的形成和對(duì)固體導(dǎo)電性的影響，舉例說明其在半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用。5、（本題5分）論述光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象的原理及應(yīng)用，舉例說明這些現(xiàn)象在光學(xué)儀器和技術(shù)中的重要性。四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一彈簧振子，彈簧的勁度系數(shù)為k，振子質(zhì)量為m，振幅為A。在t=0時(shí)，振子經(jīng)過平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)，求振子的運(yùn)動(dòng)方程和周期。2、（本題10分）在一個(gè)折射率為n的介