湖北第二師范學(xué)院《原子物理學(xué)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫(xiě)、漏寫(xiě)或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁(yè)，共1頁(yè)湖北第二師范學(xué)院《原子物理學(xué)》

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25個(gè)小題，每小題1分，共25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、在電磁學(xué)中，對(duì)于一個(gè)平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時(shí)保持極板上的電荷量不變。以下關(guān)于電容器的電容和兩極板間電壓的變化，哪一項(xiàng)說(shuō)法是不正確的？（）A.電容減小，電壓增大B.電容與極板間距成反比，所以間距增大電容必然減小C.電荷量不變時(shí)，電容減小會(huì)導(dǎo)致電壓降低D.可以通過(guò)電容的定義式和決定式來(lái)分析電壓的變化2、在熱力學(xué)中，熵是一個(gè)反映系統(tǒng)混亂程度的物理量。一個(gè)絕熱封閉系統(tǒng)，內(nèi)部發(fā)生不可逆過(guò)程，系統(tǒng)的熵會(huì)怎樣變化？（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少3、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，自感和互感都是重要的概念。對(duì)于兩個(gè)相鄰的線圈，其中一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與它們之間的互感系數(shù)以及電流變化率之間有怎樣的關(guān)系？（）A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與互感系數(shù)和電流變化率都成正比B.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與互感系數(shù)成正比，與電流變化率成反比C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與互感系數(shù)成反比，與電流變化率成正比D.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與互感系數(shù)和電流變化率都成反比4、在電場(chǎng)的高斯定理的理解中，關(guān)于其表述和適用條件，以下哪種說(shuō)法是恰當(dāng)?shù)?？（）A.電場(chǎng)的高斯定理表明，通過(guò)任意閉合曲面的電通量等于該閉合曲面所包圍的電荷量除以真空電容率，只適用于靜電場(chǎng)B.高斯定理適用于任何電場(chǎng)，包括變化的電場(chǎng)，但對(duì)于非對(duì)稱的電場(chǎng)，應(yīng)用高斯定理求解電場(chǎng)強(qiáng)度比較困難C.電場(chǎng)的高斯定理可以直接求出任意電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，不需要考慮電場(chǎng)的對(duì)稱性D.高斯定理只適用于均勻電場(chǎng)，對(duì)于非均勻電場(chǎng)無(wú)法應(yīng)用5、在近代物理中，關(guān)于原子核的放射性衰變，一個(gè)放射性原子核經(jīng)過(guò)一定時(shí)間發(fā)生衰變。以下關(guān)于衰變規(guī)律和半衰期的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.衰變的概率與時(shí)間成正比B.半衰期是指原子核衰變一半所需的時(shí)間C.不同的放射性原子核半衰期不同D.半衰期與外界條件無(wú)關(guān)6、在電磁學(xué)領(lǐng)域，法拉第電磁感應(yīng)定律描述了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化之間的關(guān)系。當(dāng)一個(gè)閉合線圈在均勻磁場(chǎng)中以恒定速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度突然增大一倍，而線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不變，那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)發(fā)生怎樣的變化？（）A.增大一倍B.增大兩倍C.增大四倍D.保持不變7、在波動(dòng)方程的推導(dǎo)和應(yīng)用中，關(guān)于一維簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程及其解的物理意義，以下哪種表述是準(zhǔn)確的？（）A.一維簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程描述了波的傳播規(guī)律，其解表示了在不同位置和時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移，波速只與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)B.波動(dòng)方程的解只取決于波源的振動(dòng)情況，與介質(zhì)的性質(zhì)和傳播方向無(wú)關(guān)C.一維簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程可以用于描述任何形式的波，包括電磁波和機(jī)械波，其波速在不同介質(zhì)中相同D.波動(dòng)方程的推導(dǎo)基于牛頓運(yùn)動(dòng)定律，只適用于機(jī)械波，對(duì)電磁波不適用8、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9、在波動(dòng)光學(xué)的干涉和衍射實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)和夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)的裝置、條紋特點(diǎn)和物理意義，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中條紋等間距B.夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中中央亮紋最寬C.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都證明了光的波動(dòng)性D.干涉和衍射現(xiàn)象不能同時(shí)發(fā)生10、關(guān)于熱力學(xué)中的循環(huán)過(guò)程，對(duì)于正循環(huán)和逆循環(huán)的定義、熱機(jī)效率和制冷系數(shù)的計(jì)算，以及卡諾循環(huán)的特點(diǎn)和效率極限的闡述，描述錯(cuò)誤的是（）A.正循環(huán)對(duì)外做功，逆循環(huán)外界對(duì)系統(tǒng)做功B.熱機(jī)效率和制冷系數(shù)都與工作物質(zhì)無(wú)關(guān)C.卡諾循環(huán)是理想的可逆循環(huán)D.卡諾熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%11、在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性的物理量，以下哪種情況會(huì)使剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大？（）A.質(zhì)量分布靠近轉(zhuǎn)軸B.質(zhì)量分布遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸C.轉(zhuǎn)軸位置改變D.剛體的角速度增大12、在相對(duì)論中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。一個(gè)物體的靜止質(zhì)量為m0，以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能為Ek。若速度增大到2v，動(dòng)能會(huì)如何變化？（）A.動(dòng)能增大到原來(lái)的2倍B.動(dòng)能增大到原來(lái)的4倍C.動(dòng)能增大到原來(lái)的8倍D.動(dòng)能增大到原來(lái)的16倍13、在經(jīng)典力學(xué)的范疇中，關(guān)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍和局限性，以下哪種說(shuō)法是較為準(zhǔn)確的？（）A.牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用于所有宏觀和微觀物體的運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有任何局限性B.牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于宏觀低速物體的運(yùn)動(dòng)，在高速和微觀領(lǐng)域需要相對(duì)論和量子力學(xué)來(lái)修正C.牛頓運(yùn)動(dòng)定律對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)的物體仍然適用，但對(duì)于微觀粒子則完全不適用D.牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍和局限性難以確定，取決于具體的研究對(duì)象和問(wèn)題14、關(guān)于萬(wàn)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)15、在光學(xué)的干涉和衍射實(shí)驗(yàn)中，光源的相干性對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有重要影響。以下關(guān)于光源相干性的描述，不準(zhǔn)確的是？（）A.相干性好的光源可以產(chǎn)生清晰的干涉和衍射條紋B.普通光源的相干性較差，因?yàn)槠浒l(fā)光是隨機(jī)的C.激光具有很好的相干性，適用于高精度的干涉和衍射實(shí)驗(yàn)D.光源的相干性只與光源的波長(zhǎng)有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)16、在相對(duì)論中，一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度接近光速時(shí)，其長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生收縮。以下關(guān)于長(zhǎng)度收縮效應(yīng)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.收縮只發(fā)生在運(yùn)動(dòng)方向上B.收縮的程度與速度的平方成正比C.對(duì)于靜止的觀察者，物體的長(zhǎng)度會(huì)變短D.長(zhǎng)度收縮是一種視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)，實(shí)際上物體的長(zhǎng)度不變17、在靜電場(chǎng)的高斯定理中，對(duì)于一個(gè)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(guò)球面的電通量，哪一項(xiàng)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(wú)關(guān)C.可以通過(guò)高斯定理計(jì)算電通量D.電通量的大小與電場(chǎng)的分布有關(guān)18、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19、在電磁學(xué)的電磁波理論中，電磁波在真空中的傳播速度是恒定的。不同頻率的電磁波在真空中傳播時(shí)，哪個(gè)物理量是相同的？（）A.波長(zhǎng)B.波速C.頻率D.能量20、在量子物理中，電子的軌道概念與經(jīng)典物理中的有很大不同。按照玻爾的氫原子理論，電子在特定的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，具有怎樣的能量特點(diǎn)？（）A.能量連續(xù)變化B.能量離散取值C.能量與軌道半徑成正比D.能量與軌道半徑成反比21、在靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。對(duì)于一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，其周圍的電場(chǎng)線分布是怎樣的？（）A.均勻分布B.指向點(diǎn)電荷C.背離點(diǎn)電荷D.呈環(huán)形分布22、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程有著廣泛的應(yīng)用。一定質(zhì)量的理想氣體，初始狀態(tài)的壓強(qiáng)為P1、體積為V1、溫度為T1，經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程，體積變?yōu)?V1，此時(shí)氣體的壓強(qiáng)變?yōu)镻2。若該過(guò)程為等溫過(guò)程，氣體的壓強(qiáng)又會(huì)變?yōu)槎嗌?？（）A.P1/2B.2P1C.P1D.P1/423、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24、在剛體力學(xué)中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)特性的重要物理量。以下關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的決定因素，不準(zhǔn)確的是？（）A.與剛體的質(zhì)量分布有關(guān)B.與轉(zhuǎn)軸的位置有關(guān)C.質(zhì)量越大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量一定越大D.對(duì)于形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的剛體，可以通過(guò)公式計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量25、在電磁學(xué)的磁場(chǎng)中，畢奧-薩伐爾定律用于計(jì)算電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。對(duì)于一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)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)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋在靜電場(chǎng)中電介質(zhì)的極化現(xiàn)象，說(shuō)明極化強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。2、（本題5分）隨著等離子體物理的研究進(jìn)展，探討等離子體的特性（如集體效應(yīng)、德拜屏蔽）、產(chǎn)生方法和在受控核聚變等領(lǐng)域的應(yīng)用。3、（本題5分）闡述狹義相對(duì)論中的質(zhì)速關(guān)系，即物體的質(zhì)量隨其速度的增加而增大的現(xiàn)象，并解釋其產(chǎn)生的原因和對(duì)物理現(xiàn)象的影響。4、（本題5分）闡述量子力學(xué)中的量子糾纏的概念及特點(diǎn)，分析量子糾纏在量子信息科學(xué)中的應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一絕熱容器中，有一可自由移動(dòng)的絕熱活塞將容器分為兩部分，左部分體積為V1，壓強(qiáng)為P1，溫度為T1，右部分體積為V2，壓強(qiáng)為P2，溫度為T2?；钊苿?dòng)達(dá)到平衡后，計(jì)算平衡時(shí)的壓強(qiáng)和溫度，并分析此過(guò)程中熵的變化。2、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，地球質(zhì)量為M，引力常量為G。計(jì)算衛(wèi)星的線速度、角速度、周期和向心加速度。3、（本題5分）在一個(gè)折射率為n的三棱鏡中，一束光線從一個(gè)側(cè)面以入射角i入射，經(jīng)過(guò)折射和反射后從另一個(gè)側(cè)面射出。已知光線在空氣中的波長(zhǎng)為λ0，求光線在三棱鏡中的波長(zhǎng)和速度，并計(jì)算出射光線與入射光線的夾角。4、（本題5分）在一個(gè)半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在均勻磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，變化率為dB/dt。在磁場(chǎng)區(qū)域邊緣放置一個(gè)半徑為r（r<R）的圓形導(dǎo)線回路。計(jì)算回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。5、（本題5分）一長(zhǎng)直密繞螺線管，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，匝數(shù)為N?，通有電流I?，在其內(nèi)部放置一匝數(shù)為