吉林化工學院《半導體物理》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《半導體物理》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、關(guān)于熱力學中的循環(huán)過程，對于正循環(huán)和逆循環(huán)的定義、熱機效率和制冷系數(shù)的計算，以及卡諾循環(huán)的特點和效率極限的闡述，描述錯誤的是（）A.正循環(huán)對外做功，逆循環(huán)外界對系統(tǒng)做功B.熱機效率和制冷系數(shù)都與工作物質(zhì)無關(guān)C.卡諾循環(huán)是理想的可逆循環(huán)D.卡諾熱機的效率可以達到100%2、在電學中，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.4Q3、在電磁學的知識體系里，關(guān)于電磁波的產(chǎn)生和傳播特性，以下哪種表述是恰當?shù)?？（）A.電磁波只能由電荷的勻速運動產(chǎn)生，其傳播不需要介質(zhì)，在真空中的傳播速度與頻率無關(guān)B.電磁波可以由電荷的變速運動產(chǎn)生，其傳播需要介質(zhì)，在不同介質(zhì)中的傳播速度相同C.電磁波的產(chǎn)生與電荷的運動無關(guān)，其傳播速度在真空中恒定，但在不同介質(zhì)中會發(fā)生變化，且頻率越高，折射越明顯D.電磁波由周期性變化的電場和磁場相互激發(fā)產(chǎn)生，在真空中以光速傳播，頻率不同的電磁波在同一介質(zhì)中的傳播速度不同4、在電路分析的領(lǐng)域中，關(guān)于交流電路中電阻、電容和電感對電流和電壓的影響，以下哪種說法是恰當?shù)?？（）A.在交流電路中，電阻對電流和電壓的相位沒有影響，電容使電流超前電壓，電感使電流滯后電壓B.交流電路中，電阻、電容和電感都會使電流和電壓的相位發(fā)生相同的變化C.電容和電感在交流電路中對電流和電壓的影響可以忽略不計，主要是電阻起作用D.電阻、電容和電感在交流電路中的作用是相互抵消的，最終電流和電壓的關(guān)系與直流電路相同5、在電學實驗中，測量電阻的方法有多種。以下關(guān)于伏安法測電阻的誤差分析，不準確的是？（）A.電流表內(nèi)接法適用于測量大電阻，誤差主要來自電壓表的分流B.電流表外接法適用于測量小電阻，誤差主要來自電流表的分壓C.無論采用哪種接法，測量值總是大于真實值D.合理選擇測量電路可以減小誤差6、在量子力學的發(fā)展中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態(tài)隨時間變化的基本方程。以下關(guān)于薛定諤方程的性質(zhì)，不準確的是？（）A.薛定諤方程是線性方程B.薛定諤方程的解是波函數(shù)C.薛定諤方程適用于所有微觀粒子D.薛定諤方程不包含相對論效應(yīng)7、在熱力學的研究中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過程。在此過程中，氣體的內(nèi)能、溫度和壓強都發(fā)生了變化。以下關(guān)于這些變化的描述，哪一項是不準確的？（）A.氣體內(nèi)能減小，因為絕熱膨脹對外做功B.溫度降低，因為內(nèi)能減小C.壓強減小，且與體積成反比D.氣體對外做功的值等于內(nèi)能的減少量8、在相對論的研究中，時間膨脹效應(yīng)是一個關(guān)鍵概念。一個靜止時長為t0的時鐘，放在以速度v運動的飛船上，地面上的觀察者測得的時鐘時間t會如何變化？（）A.t<t0B.t=t0C.t>t0D.與v的大小無關(guān)9、在相對論中，對于一個高速運動的物體，其質(zhì)量會隨著速度的增加而增大。當速度接近光速時，質(zhì)量的增加趨勢是怎樣的？（）A.質(zhì)量增加得越來越慢B.質(zhì)量增加得越來越快C.質(zhì)量保持不變D.質(zhì)量先增加得快，后增加得慢10、在波動學中，機械波的波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定。對于在同一均勻介質(zhì)中傳播的橫波和縱波，以下關(guān)于它們波速的比較，哪一項是正確的？（）A.橫波波速大于縱波波速B.橫波波速小于縱波波速C.橫波波速等于縱波波速D.無法比較11、在電學中，一個電容器充電后與電源斷開，然后將兩極板間的距離增大，那么電容器的電容、電壓和電場強度會如何變化？（）A.電容減小，電壓增大，電場強度不變B.電容增大，電壓減小，電場強度減小C.電容不變，電壓不變，電場強度不變D.電容減小，電壓不變，電場強度減小12、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13、在量子力學的概念中，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14、在電磁感應(yīng)的現(xiàn)象研究中，關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的內(nèi)涵及應(yīng)用，以下哪種描述是恰當?shù)?？（）A.法拉第電磁感應(yīng)定律指出，感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比，楞次定律則確定了感應(yīng)電流的方向，總是阻礙磁通量的變化B.法拉第電磁感應(yīng)定律只適用于閉合回路中的磁通量變化，楞次定律對于復雜的電磁感應(yīng)現(xiàn)象無法給出準確的電流方向判斷C.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動勢的大小和方向只由法拉第電磁感應(yīng)定律決定，楞次定律沒有實際作用D.法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律都是經(jīng)驗定律，缺乏理論基礎(chǔ)和嚴格的數(shù)學推導15、在熱學中，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，但對外做功二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋理想氣體狀態(tài)方程，并說明在實際氣體中，哪些因素會導致理想氣體狀態(tài)方程的偏差？舉例說明理想氣體狀態(tài)方程在工程和科研中的應(yīng)用。2、（本題5分）分析惠更斯原理的內(nèi)容及在波動光學中的應(yīng)用，探討其重要意義。3、（本題5分）說明波動的基本特征及分類，分析不同類型波動在物理現(xiàn)象中的表現(xiàn)。4、（本題5分）隨著量子霍爾效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，探討其物理機制、實驗現(xiàn)象和在精密測量及量子計算中的應(yīng)用前景。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）探討光的偏振現(xiàn)象，包括偏振光的產(chǎn)生、類型和檢測方法，論述光的偏振在通信、光學材料研究和生物醫(yī)學中的應(yīng)用和重要性。2、（本題5分）在量子場論中，規(guī)范對稱性是一個基本概念，闡述其內(nèi)涵、類型（如U(1)對稱性、SU(2)對稱性等）以及在粒子物理標準模型中的體現(xiàn)和作用。3、（本題5分）分析電磁學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。4、（本題5分）從物理角度探討光學中的非線性光學效應(yīng)，包括倍頻、和頻、差頻等現(xiàn)象，論述非線性光學材料的特性和非線性光學過程的數(shù)學描述和應(yīng)用。5、（本題5分）全面論述電磁學中的位移電流的概念，分析其引入的意義、數(shù)學表達式以及在麥克斯韋方程組中的作用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在一個RLC串聯(lián)電路中，電阻R=10Ω，電感L=0.1H，電容C=10^(-5)F，電源電壓U=100sin(100t)V。計算電路的諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)和電流的表達式。2、（本題10分）一長直螺線管，長度為L，單位長度上的匝數(shù)為n，通有電流I，內(nèi)部充滿磁導率為μ的均勻磁介質(zhì)。求螺線管自感系數(shù)和儲存的磁場能量。3、（本題10分）一長直導線中