西北大學(xué)《近代物理實驗》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁西北大學(xué)《近代物理實驗》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、對于熱學(xué)中的熱平衡定律，以下關(guān)于兩個溫度不同的物體相互接觸達(dá)到熱平衡時的溫度變化、熱量傳遞和熵的變化的解釋，不正確的是（）A.最終達(dá)到熱平衡時，兩個物體溫度相同B.熱量從高溫物體傳遞到低溫物體C.熱平衡過程中總熵增加D.熱平衡定律只適用于固體之間的熱傳遞2、在電磁感應(yīng)中，一個匝數(shù)為N的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小與以下哪個因素?zé)o關(guān)？（）A.線圈的面積B.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.線圈轉(zhuǎn)動的角速度D.線圈的電阻3、在熱學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。以下關(guān)于理想氣體內(nèi)能的變化，不準(zhǔn)確的是？（）A.一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，內(nèi)能一定增加B.理想氣體絕熱膨脹，內(nèi)能一定減小C.理想氣體等壓壓縮，內(nèi)能一定減小D.理想氣體等溫變化，內(nèi)能一定不變，但對外做功4、在量子力學(xué)的領(lǐng)域，微觀粒子具有波粒二象性。對于一個具有一定動量p的微觀粒子，其對應(yīng)的德布羅意波長λ可以通過哪個公式計算？（）A.λ=h/pB.λ=p/hC.λ=hpD.λ=h/(p2)5、對于電磁振蕩，在LC振蕩電路中，電容器放電完畢時，以下哪個物理量達(dá)到最大值？（）A.電容器的電荷量B.電路中的電流C.電感中的自感電動勢D.電容器兩極板間的電壓6、關(guān)于波動方程，已知一列沿x軸正方向傳播的簡諧波的波速為v，波長為λ，頻率為f，那么其波動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)7、在電學(xué)中，一個電阻為R的電阻絲，接在電壓為U的電源上，在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q。若將電阻絲對折后接入同一電源，在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？（）A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q8、在光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過偏振片后變成了偏振光。如果兩個偏振片的透振方向相互垂直，自然光通過這兩個偏振片后，光強(qiáng)會變?yōu)樵瓉淼亩嗌?？（）A.1/2B.1/4C.0D.19、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)方程適用條件的說法，不準(zhǔn)確的是？（）A.氣體分子本身的體積可以忽略不計B.氣體分子之間沒有相互作用力C.只適用于溫度不太低、壓強(qiáng)不太高的情況D.對任何氣體在任何條件下都適用10、在量子力學(xué)的概念中，對于微觀粒子的波粒二象性，以下關(guān)于粒子的波動性和粒子性表現(xiàn)及相互關(guān)系的解釋，不正確的是（）A.電子在雙縫干涉實驗中表現(xiàn)出波動性B.微觀粒子的位置和動量可以同時精確測定C.粒子的波動性在某些條件下明顯，粒子性在另一些條件下明顯D.波粒二象性是微觀粒子的基本屬性11、在波動學(xué)中，多普勒效應(yīng)描述了波源和觀察者相對運(yùn)動時頻率的變化。當(dāng)波源和觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率會怎樣變化？（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低12、在研究靜電平衡的導(dǎo)體時，導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度為零。如果在導(dǎo)體內(nèi)部放入一個電荷，導(dǎo)體內(nèi)部的電場強(qiáng)度會如何變化？（）A.仍為零B.不為零C.無法確定D.以上都不對13、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程有著重要的應(yīng)用。假設(shè)一定量的理想氣體在初始狀態(tài)時，壓強(qiáng)為P1，體積為V1，溫度為T1，經(jīng)過絕熱過程后，壓強(qiáng)變?yōu)镻2，體積變?yōu)閂2，溫度變?yōu)門2，且P2=2P1，V2=V1/2，那么T2與T1的比值是多少？（）A.2B.4C.8D.1614、在量子力學(xué)中，波函數(shù)是描述微觀粒子狀態(tài)的重要概念。以下關(guān)于波函數(shù)的物理意義，不正確的是？（）A.波函數(shù)的模的平方表示粒子在空間某點出現(xiàn)的概率密度B.波函數(shù)本身可以直接測量C.波函數(shù)滿足一定的邊界條件和歸一化條件D.波函數(shù)的相位具有重要的物理意義15、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。對于一個處于定態(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)時粒子的能量不隨時間變化B.定態(tài)時粒子的位置不隨時間變化C.定態(tài)時粒子的速度不隨時間變化D.以上說法都不正確16、在相對論中，當(dāng)兩個觀察者相對運(yùn)動時，對于同一事件的時間和空間測量會有所不同，這被稱為“相對性”，以下哪種情況能體現(xiàn)時間的相對性？（）A.運(yùn)動的時鐘走得比靜止的時鐘快B.運(yùn)動的時鐘走得比靜止的時鐘慢C.運(yùn)動和靜止的時鐘走得一樣快D.時間的測量與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)17、在電學(xué)實驗中，測量電阻是常見的操作。用伏安法測量一個未知電阻R的阻值，實驗中電壓表的內(nèi)阻為RV，電流表的內(nèi)阻為RA。若采用電流表外接法，測量值會比真實值偏大還是偏?。浚ǎ〢.偏大B.偏小C.相等D.無法確定18、在研究狹義相對論時，當(dāng)一個物體以接近光速的速度運(yùn)動時，以下哪個物理量會發(fā)生顯著的變化？（）A.質(zhì)量B.長度C.時間D.以上物理量都會19、關(guān)于熱力學(xué)過程中的絕熱過程和等溫過程，以下對于絕熱壓縮和等溫壓縮過程中壓強(qiáng)變化、內(nèi)能變化和做功情況的分析，不正確的是（）A.絕熱壓縮過程壓強(qiáng)增加較快B.等溫壓縮過程內(nèi)能不變C.絕熱壓縮過程外界對系統(tǒng)做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.絕熱壓縮和等溫壓縮過程外界做功相同20、在波動光學(xué)中，光的衍射現(xiàn)象是常見的。當(dāng)一束光通過一個狹縫時，會在屏幕上形成衍射條紋。如果狹縫寬度減小，衍射條紋的寬度會怎樣變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變寬后變窄二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）隨著天體物理學(xué)的發(fā)展，探討恒星的形成、演化過程，分析恒星內(nèi)部的核反應(yīng)機(jī)制和能量傳輸過程。2、（本題5分）闡述熱力學(xué)中的理想氣體的混合過程的特點及計算方法，分析混合過程在熱力學(xué)中的應(yīng)用。3、（本題5分）分析波動光學(xué)中的光的干涉和衍射的數(shù)學(xué)描述，探討光的干涉和衍射在光學(xué)中的應(yīng)用。4、（本題5分）分析核裂變的過程及特點，探討核裂變在能源和科學(xué)研究中的重要性。5、（本題5分）在研究帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)問題時，如何運(yùn)用電場力和運(yùn)動學(xué)公式來計算粒子的末速度、偏轉(zhuǎn)位移和偏轉(zhuǎn)角度？三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個半徑為R的均勻帶電薄圓盤，面電荷密度為σ。計算圓盤軸線上距圓心為x處的電場強(qiáng)度，并分析當(dāng)x趨近于無窮遠(yuǎn)時電場強(qiáng)度的變化。2、（本題5分）一個絕熱容器被隔板分成相等的兩部分，一部分裝有理想氣體，另一部分為真空。迅速抽去隔板，氣體自由膨脹。計算膨脹后的溫度和壓強(qiáng)，并分析過程中內(nèi)能的變化。3、（本題5分）一細(xì)圓環(huán)，半徑為R，均勻分布著電荷Q，在圓環(huán)軸線上距離圓心為x處有一點電荷q，求點電荷受到的電場力。4、（本題5分）一理想氣體經(jīng)歷絕熱壓縮過程，初態(tài)體積為V1，壓強(qiáng)為P1，終態(tài)體積為V2。計算終態(tài)的壓強(qiáng)和溫度，并分析過程中的熱力學(xué)能變化。5、（本題5分）一長直圓柱形導(dǎo)體，半徑為R，通有均勻分布的電流I。求導(dǎo)體內(nèi)部距軸線為r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）深入研究靜電