淮陰工學院《原子物理》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《原子物理》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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2分，共30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、在量子物理中，氫原子的能級結(jié)構(gòu)遵循特定的規(guī)律。對于氫原子從高能級向低能級躍遷時，會發(fā)射出光子。以下關(guān)于光子能量的計算，哪個公式是正確的？（）A.E=hνB.E=mc2C.E=1/2mv2D.E=mgh2、在相對論力學中，考慮一個物體的動能。當物體的速度接近光速時，以下關(guān)于動能的表達式和變化趨勢，哪一項分析是不準確的？（）A.動能的表達式與經(jīng)典力學中的不同B.動能隨著速度的增加而急劇增大C.可以通過相對論的能量方程推導動能的表達式D.當速度較小時，相對論動能與經(jīng)典動能近似相等3、在機械波的學習中，波的傳播特性需要深入理解。一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，在t=0時刻的波形如圖所示。已知波速為v，經(jīng)過時間t，x=2m處的質(zhì)點第一次到達波峰，那么t的值是多少？（）A.1/vB.3/vC.5/vD.7/v4、在電磁學的安培環(huán)路定理中，對于一個載有恒定電流的長直導線，若以導線為軸作一個半徑為r的圓形環(huán)路，當r<導線半徑時，環(huán)路上的磁感應(yīng)強度大小與r的關(guān)系是怎樣的？（）A.與r成正比B.與r成反比C.與r的平方成正比D.與r無關(guān)5、在靜電場的高斯定理應(yīng)用中，對于一個帶有均勻電荷分布的球體，通過高斯面計算電場強度時，與高斯面的半徑有怎樣的關(guān)系？（）A.電場強度與高斯面半徑成正比B.電場強度與高斯面半徑成反比C.電場強度與高斯面半徑的平方成正比D.在球外，電場強度與高斯面半徑的平方成反比6、在狹義相對論中，同時的相對性是一個重要概念。在一個慣性系中同時發(fā)生的兩個事件，在另一個相對運動的慣性系中是否一定同時發(fā)生？（）A.一定同時發(fā)生B.一定不同時發(fā)生C.可能同時發(fā)生，也可能不同時發(fā)生D.取決于兩個慣性系的相對速度大小7、在波動光學中，光的衍射現(xiàn)象是常見的。當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8、在剛體力學中，對于轉(zhuǎn)動動能和轉(zhuǎn)動慣量的計算，以及定軸轉(zhuǎn)動的動能定理和機械能守恒定律的應(yīng)用，以下說法不正確的是（）A.轉(zhuǎn)動動能等于轉(zhuǎn)動慣量與角速度平方的乘積的一半B.定軸轉(zhuǎn)動的動能定理適用于剛體的變速轉(zhuǎn)動C.只有保守力做功時，剛體定軸轉(zhuǎn)動的機械能守恒D.剛體的轉(zhuǎn)動慣量與轉(zhuǎn)動軸的位置無關(guān)9、在熱學中，熱傳遞的方式包括傳導、對流和輻射。一個高溫物體與低溫物體接觸，通過熱傳導進行熱量傳遞。若高溫物體與低溫物體的接觸面積增大一倍，熱傳導的速率會如何變化？（）A.速率不變B.速率增大一倍C.速率增大兩倍D.速率增大四倍10、關(guān)于光的干涉，在楊氏雙縫干涉實驗中，若兩縫間距增大，干涉條紋的間距會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小11、在波動光學中，光的偏振現(xiàn)象表明了光的橫波特性。以下關(guān)于光的偏振的應(yīng)用，不準確的是？（）A.偏振片可以用于減少反射光的強度B.可以通過偏振現(xiàn)象判斷光是自然光還是偏振光C.偏振光在通信領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用D.光的偏振現(xiàn)象對所有光學儀器的性能都沒有影響12、在電磁學領(lǐng)域，對于一個變化的磁場在其周圍空間產(chǎn)生的電場，以下關(guān)于該感應(yīng)電場的性質(zhì)和特點的說法，錯誤的是（）A.感應(yīng)電場的電場線是閉合曲線B.感應(yīng)電場的方向與磁場變化率的方向有關(guān)C.感應(yīng)電場的強度與磁場變化的快慢成正比D.感應(yīng)電場對處于其中的電荷不做功13、在研究靜電平衡的導體時，導體內(nèi)部的電場強度為零。如果在導體內(nèi)部放入一個電荷，導體內(nèi)部的電場強度會如何變化？（）A.仍為零B.不為零C.無法確定D.以上都不對14、在熱力學第二定律的探討中，熱機的效率存在一定的限制。對于一個在兩個恒溫熱源之間工作的卡諾熱機，高溫熱源溫度為T1，低溫熱源溫度為T2，以下關(guān)于其效率η的表達式，哪個是正確的？（）A.η=(T1-T2)/T1B.η=(T1-T2)/T2C.η=T2/T1D.η=1-T2/T115、在研究光的折射現(xiàn)象時，一束光線從空氣斜射入水中。假設(shè)入射角為45度，水的折射率為1.33。以下關(guān)于折射角的大小，哪一項描述是不準確的？（）（）A.折射角小于入射角，且小于45度B.折射角可以通過折射率和入射角，利用折射定律計算得出C.折射角一定大于0度且小于45度D.折射角的具體度數(shù)與光的波長無關(guān)二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在熱力學中，解釋熱力學能的概念和特點？2、（本題5分）結(jié)合熱力學第三定律，分析絕對零度不可達到的理論依據(jù)和物理意義，以及在低溫物理研究中的相關(guān)應(yīng)用。3、（本題5分）請全面論述熱力學中的理想氣體狀態(tài)方程在實際氣體中的修正，分析范德瓦爾斯方程的各項意義和適用條件，并舉例說明其應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）量子力學中的不確定性原理限制了我們對微觀粒子的同時測量精度，闡述其原理、數(shù)學表達式以及在微觀世界和宏觀世界的不同體現(xiàn)和影響。2、（本題5分）從物理原理出發(fā)，探討熱輻射的基本定律，如普朗克定律、斯忒藩-玻爾茲曼定律和維恩位移定律，分析其推導過程、物理意義以及在熱輻射測量和應(yīng)用中的重要性。3、（本題5分）分析量子力學中的態(tài)疊加原理的概念及意義，討論其在量子計算和量子通信中的應(yīng)用。4、（本題5分）論述波動現(xiàn)象中的波速、波長和頻率的關(guān)系，分析其在聲波、光波等不同類型波動中的應(yīng)用。5、（本題5分）論述流體力學中雷諾數(shù)的意義及應(yīng)用，分析其在流體流動狀態(tài)判斷中的作用。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在一個平拋運動中，物體拋出時的速度大小為10m/s，與水平方向的夾角為60°。忽略空氣阻力，g取10m/s2。計算物體水平方向的位移和豎直方向的位移在2.0s末的大小。2、（本題10分）在一個光滑的水平面上，有兩個質(zhì)量分別為m1和m2的小球，中間用一根輕質(zhì)彈簧連接，彈簧處于壓縮狀態(tài)