長(zhǎng)沙醫(yī)學(xué)院《放射物理與防護(hù)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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(chǎng)中，電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量。對(duì)于一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，距離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)，電勢(shì)如何變化？（）A.越高B.越低C.不變D.先升高后降低2、在相對(duì)論中，長(zhǎng)度收縮效應(yīng)指出運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)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(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍？（）A.0.1B.0.44C.0.9D.0.53、在光學(xué)的偏振現(xiàn)象中，一束自然光通過(guò)偏振片后變成了偏振光。若偏振片的透振方向與光的振動(dòng)方向夾角為θ，以下關(guān)于透過(guò)偏振片后的光強(qiáng)，哪一項(xiàng)計(jì)算是不正確的？（）A.光強(qiáng)與cos2θ成正比B.當(dāng)θ=0時(shí)，光強(qiáng)最大C.可以通過(guò)馬呂斯定律計(jì)算光強(qiáng)D.光強(qiáng)與入射光的波長(zhǎng)有關(guān)4、在光學(xué)的薄透鏡成像中，物距、像距和焦距之間存在一定的關(guān)系。當(dāng)一個(gè)物體位于凸透鏡前兩倍焦距處時(shí)，所成的像的性質(zhì)是怎樣的？（）A.倒立、放大的實(shí)像B.倒立、縮小的實(shí)像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像5、在電磁感應(yīng)中，一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流電的頻率為50Hz。如果線圈的面積增大一倍，轉(zhuǎn)速增大一倍，其他條件不變，那么交流電的頻率變?yōu)槎嗌伲浚ǎ〢.50HzB.100HzC.200HzD.400Hz6、在光學(xué)的光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過(guò)偏振片后會(huì)變成偏振光。如果一束自然光以60度的入射角入射到一塊偏振片上，已知自然光的光強(qiáng)為I0，那么通過(guò)偏振片后的光強(qiáng)是多少？（）A.I0/2B.I0/4C.3I0/8D.I0/87、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)8、在量子物理中，泡利不相容原理指出在一個(gè)原子中，不能有兩個(gè)或兩個(gè)以上的電子具有完全相同的量子態(tài)。那么在一個(gè)原子的同一軌道上，最多能容納幾個(gè)電子？（）A.1B.2C.3D.49、關(guān)于光的偏振現(xiàn)象，自然光通過(guò)偏振片后變成偏振光，以下哪種說(shuō)法能正確描述偏振光的特點(diǎn)？（）A.光的振動(dòng)方向在一個(gè)平面內(nèi)B.光的強(qiáng)度不變C.光的頻率發(fā)生變化D.光的波長(zhǎng)發(fā)生變化10、在相對(duì)論力學(xué)中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。以下關(guān)于質(zhì)能方程的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，且轉(zhuǎn)化過(guò)程中總能量守恒B.靜止物體也具有能量，其大小由質(zhì)能方程給出C.質(zhì)能方程表明質(zhì)量就是能量，能量就是質(zhì)量D.在核反應(yīng)中，質(zhì)量的虧損會(huì)釋放出巨大的能量11、在研究狹義相對(duì)論時(shí)，當(dāng)一個(gè)物體以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下哪個(gè)物理量會(huì)發(fā)生顯著的變化？（）A.質(zhì)量B.長(zhǎng)度C.時(shí)間D.以上物理量都會(huì)12、在量子力學(xué)中，對(duì)于一個(gè)微觀粒子的波函數(shù)，其滿足薛定諤方程。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13、在光學(xué)的折射定律中，入射角i和折射角r的正弦值之比等于兩種介質(zhì)的折射率之比。當(dāng)光線從折射率為n1的介質(zhì)射向折射率為n2的介質(zhì)，且n1>n2時(shí)，如果入射角逐漸增大，那么折射角會(huì)如何變化？（）A.一直增大B.先增大后減小C.增大到一定程度后變?yōu)?0度D.保持不變14、在光的衍射現(xiàn)象中，衍射條紋的寬度與波長(zhǎng)、障礙物尺寸等因素有關(guān)。一束波長(zhǎng)為λ的光通過(guò)一個(gè)寬度為a的狹縫發(fā)生衍射，若波長(zhǎng)增大到2λ，其他條件不變，衍射條紋的寬度會(huì)如何變化？（）A.寬度不變B.寬度增大到原來(lái)的2倍C.寬度增大到原來(lái)的4倍D.寬度減小到原來(lái)的一半15、在熱力學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變的情況下吸收熱量，其溫度會(huì)如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）請(qǐng)全面論述光的折射現(xiàn)象，包括折射定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式、折射率的物理意義，以及折射在光學(xué)系統(tǒng)和光纖通信中的應(yīng)用。2、（本題5分）闡述熱力學(xué)過(guò)程中的功、熱量和內(nèi)能的變化關(guān)系，分析其在熱力學(xué)分析中的重要性。3、（本題5分）在狹義相對(duì)論的速度變換公式中，論述其推導(dǎo)過(guò)程，分析其與經(jīng)典速度疊加原理的區(qū)別，并舉例說(shuō)明其應(yīng)用。4、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋克勞修斯不等式的物理意義和應(yīng)用？三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面論述狹義相對(duì)論中的相對(duì)性原理，解釋其對(duì)物理規(guī)律在不同慣性系中的等價(jià)性的要求，以及相對(duì)性原理在現(xiàn)代物理學(xué)中的地位和影響。2、（本題5分）全面論述固體物理中的半導(dǎo)體物理，解釋半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)制、能帶結(jié)構(gòu)，以及半導(dǎo)體器件如二極管、晶體管的工作原理和應(yīng)用。3、（本題5分）牛頓力學(xué)中的天體力學(xué)問(wèn)題涉及到引力相互作用和軌道運(yùn)動(dòng)，論述開(kāi)普勒定律、萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，以及三體問(wèn)題和軌道穩(wěn)定性的研究。4、（本題5分）分析熱力學(xué)中的不可逆過(guò)程熱力學(xué)，論述不可逆過(guò)程熱力學(xué)的基本概念、熵產(chǎn)生率和最小熵產(chǎn)生原理，以及在復(fù)雜系統(tǒng)和非平衡態(tài)熱力學(xué)中的應(yīng)用。5、（本題5分）深入探討量子力學(xué)中的量子阱和超晶格的結(jié)構(gòu)和特性，解釋其物理原理、電子態(tài)和在半導(dǎo)體光電器件中的應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以一條邊為軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。計(jì)算金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值。2、（本題10分）在一個(gè)折射率漸變的介質(zhì)中，光線沿曲線傳播。已知折射率的變化規(guī)律和初始條件，通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法求出光線的軌跡，并分析光線的傳播特