重慶交通大學(xué)《理論力學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁重慶交通大學(xué)《理論力學(xué)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在研究簡諧運(yùn)動的圖像時，圖像可以反映出振動的特征。一個簡諧運(yùn)動的位移-時間圖像是正弦曲線，從圖像中可以直接得到的物理量是：（）A.振幅、周期、初相位B.振幅、頻率、初相位C.振幅、速度、加速度D.周期、速度、加速度2、在研究萬有引力定律時，天體的運(yùn)動遵循一定的規(guī)律。一個質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞質(zhì)量為M的地球做勻速圓周運(yùn)動，軌道半徑為r，線速度為v。若衛(wèi)星的軌道半徑增大到2r，其他條件不變，線速度會如何變化？（）A.線速度不變B.線速度減小到原來的1/2C.線速度減小到原來的1/√2D.線速度減小到原來的1/43、對于光的偏振現(xiàn)象，以下關(guān)于自然光、偏振光的產(chǎn)生和檢驗(yàn)方法以及偏振光的應(yīng)用，表述錯誤的是（）A.自然光通過偏振片可以變成偏振光B.偏振光的振動方向在垂直于傳播方向的平面內(nèi)是固定的C.可以用偏振片檢驗(yàn)光是否為偏振光D.光的偏振現(xiàn)象在通信領(lǐng)域沒有應(yīng)用4、在近代物理的研究中，對于原子核的結(jié)構(gòu)和放射性衰變，以下關(guān)于原子核的組成、衰變類型和衰變規(guī)律的表述，不正確的是（）A.原子核由質(zhì)子和中子組成B.放射性衰變包括α衰變、β衰變和γ衰變C.衰變過程中原子核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒D.原子核的穩(wěn)定性與質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的比例無關(guān)5、關(guān)于磁場對電流的作用，一根長為L的直導(dǎo)線，通有電流I，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)線所受安培力的大小與以下哪個因素?zé)o關(guān)？（）A.導(dǎo)線的材料B.導(dǎo)線的放置方向C.電流的大小D.磁場的方向6、在靜電場的高斯定理中，對于一個帶有均勻電荷分布的球體，若已知球體的電荷量和半徑，以下關(guān)于通過球面的電通量，哪一項分析是不準(zhǔn)確的？（）A.電通量與球體的電荷量成正比B.電通量與球面的半徑無關(guān)C.可以通過高斯定理計算電通量D.電通量的大小與電場的分布有關(guān)7、在光學(xué)領(lǐng)域，光的干涉和衍射現(xiàn)象是光的波動性的重要表現(xiàn)。對于楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，以下關(guān)于干涉條紋特點(diǎn)的描述，不正確的是？（）A.相鄰明條紋或暗條紋之間的間距相等B.條紋的間距與入射光的波長成正比C.條紋的亮度分布是均勻的，與位置無關(guān)D.當(dāng)雙縫間距減小時，條紋間距增大8、在電磁學(xué)的磁場中，畢奧-薩伐爾定律用于計算電流產(chǎn)生的磁場。對于一段長度為L的直導(dǎo)線，通有電流I，距離導(dǎo)線為r處一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與I和r有關(guān)B.只與I、r和L有關(guān)C.與I、r、L以及導(dǎo)線的形狀有關(guān)D.與I、r、L、導(dǎo)線的形狀以及周圍介質(zhì)有關(guān)9、對于簡諧振動的能量，一個做簡諧振動的系統(tǒng)，其能量與振幅的平方成正比。當(dāng)振幅增大時，以下哪個物理量也會增大？（）A.振動周期B.振動頻率C.振動速度的最大值D.振動的初相位10、在原子核物理中，半衰期是描述放射性元素衰變快慢的物理量。某放射性元素的半衰期為T，經(jīng)過時間2T后，未衰變的原子核數(shù)目占原原子核數(shù)目的比例是多少？（）A.1/2B.1/4C.1/8D.1/1611、在波動光學(xué)的衍射現(xiàn)象中，一束光通過一個狹縫后發(fā)生衍射。若狹縫寬度減小，同時保持其他條件不變。以下關(guān)于衍射條紋的寬度和強(qiáng)度的變化，哪一項描述是不準(zhǔn)確的？（）A.衍射條紋寬度增大B.衍射條紋強(qiáng)度減弱C.可以通過衍射的理論分析條紋的變化D.衍射條紋的變化與光的頻率無關(guān)12、在量子物理的原子結(jié)構(gòu)模型中，對于玻爾模型和量子力學(xué)模型的區(qū)別與聯(lián)系，以下關(guān)于電子軌道、能量量子化和電子躍遷的解釋，不準(zhǔn)確的是（）A.玻爾模型中電子軌道是固定的B.量子力學(xué)模型中電子運(yùn)動狀態(tài)用波函數(shù)描述C.兩種模型都能很好地解釋所有原子的光譜現(xiàn)象D.電子躍遷會吸收或放出特定頻率的光子13、在剛體的轉(zhuǎn)動中，角動量守恒定律有著重要的應(yīng)用。一個旋轉(zhuǎn)的飛輪，在不受外力矩作用時，其轉(zhuǎn)動慣量發(fā)生變化，角速度會怎樣相應(yīng)地變化？（）A.角速度不變B.角速度增大C.角速度減小D.角速度與轉(zhuǎn)動慣量成反比變化14、對于原子核物理，放射性元素的半衰期是指原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，以下哪種因素會影響半衰期的長短？（）A.元素的化學(xué)狀態(tài)B.外界溫度和壓力C.原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)D.以上因素均不影響15、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4個小題，共20分)1、（本題5分）在電磁學(xué)中，磁場的高斯定理表明磁場是無源場。請解釋磁場高斯定理的內(nèi)容和物理意義，說明其與靜電場高斯定理的區(qū)別，并舉例說明其在計算磁場中的應(yīng)用。2、（本題5分）熱力學(xué)第一定律表明了能量守恒與轉(zhuǎn)化的關(guān)系。請解釋熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容，并通過一個具體的熱力學(xué)過程（如絕熱膨脹）來說明其應(yīng)用。3、（本題5分）簡述固體物理中的能帶理論的內(nèi)容及意義，分析能帶理論在材料科學(xué)中的重要性。4、（本題5分）簡述量子力學(xué)中的量子糾錯碼的概念及原理，分析量子糾錯碼在量子計算中的重要性。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入研究靜電場中的帶電粒子在電場中的運(yùn)動規(guī)律，分析其受力情況、運(yùn)動方程和在示波器、加速器等設(shè)備中的應(yīng)用。2、（本題5分）分析電磁學(xué)中的麥克斯韋方程組的意義及應(yīng)用，探討其對現(xiàn)代電磁技術(shù)的影響。3、（本題5分）分析量子力學(xué)中的算符和本征值問題，論述算符的物理意義、本征值和本征函數(shù)的求解方法，以及算符在描述物理量和量子態(tài)中的作用和應(yīng)用。4、（本題5分）全面論述熱力學(xué)中的可逆過程和不可逆過程，探討它們的定義、區(qū)別和在熱力學(xué)分析中的重要性。5、（本題5分）全面論述牛頓萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程、數(shù)學(xué)表達(dá)式和物理意義，探討其在天體力學(xué)和宇宙探索中的重要作用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一個絕熱氣缸內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體，初始狀態(tài)壓強(qiáng)為p1，體積為V1，溫度為T1?，F(xiàn)對氣體緩慢加熱，使其壓強(qiáng)增大到p2，體積增大到V2，求氣體吸收的熱量。2、（本題10分）一個邊長為a的正四面體，在其頂點(diǎn)處放置電荷量為q的點(diǎn)電荷。計算正四面體中心處的電場強(qiáng)度和電勢。3、（本題10分）一根長為L、質(zhì)量為M的均勻細(xì)桿，可繞一端的水平軸O轉(zhuǎn)動。初始時細(xì)桿處于水平位置，然后由靜止釋放。已知細(xì)桿對O