昆明理工大學(xué)《復(fù)變函數(shù)與矢量分析》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、對于光學(xué)中的光的散射現(xiàn)象，以下關(guān)于瑞利散射和米氏散射的特點(diǎn)、產(chǎn)生條件以及在大氣光學(xué)中的應(yīng)用，表述錯(cuò)誤的是（）A.瑞利散射強(qiáng)度與波長的四次方成反比B.米氏散射的強(qiáng)度與波長關(guān)系不大C.天空呈現(xiàn)藍(lán)色是瑞利散射的結(jié)果D.光的散射現(xiàn)象對光通信沒有影響2、在光學(xué)的干涉實(shí)驗(yàn)中，劈尖干涉可以用來測量微小的厚度變化。如果劈尖的折射率為n，夾角為θ，用波長為λ的單色光垂直照射，相鄰兩條明紋對應(yīng)的厚度差是多少？（）A.λ/(2nθ)B.λ/(nθ)C.λ/(2θ)D.λ/θ3、關(guān)于熱力學(xué)第一定律，對于一個(gè)封閉系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱過程時(shí)，以下關(guān)于內(nèi)能變化、外界做功和熱量傳遞的表述，不正確的是（）A.絕熱過程中，系統(tǒng)與外界沒有熱量交換B.外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)內(nèi)能增加C.系統(tǒng)對外界做功，系統(tǒng)內(nèi)能減小D.內(nèi)能的變化量等于外界做功的大小，與系統(tǒng)的初始狀態(tài)無關(guān)4、在電學(xué)中，一個(gè)電阻為R的電阻絲，接在電壓為U的電源上，在t時(shí)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(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？（）A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q5、在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們常常需要考慮力的作用。一個(gè)質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到一個(gè)水平恒力F的作用，經(jīng)過時(shí)間t后，物體的速度從0增加到v。若力的大小變?yōu)?F，其他條件不變，物體達(dá)到速度v所需的時(shí)間會(huì)如何變化？（）A.時(shí)間不變B.時(shí)間縮短為原來的一半C.時(shí)間縮短為原來的四分之一D.無法確定6、在量子力學(xué)的范疇中，考慮一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子。若其波函數(shù)為ψ(x)，則在某一位置x處發(fā)現(xiàn)粒子的概率密度與波函數(shù)的模的平方成正比。以下關(guān)于概率密度的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.概率密度反映了在該位置找到粒子的可能性大小B.波函數(shù)的相位對概率密度沒有影響C.不同位置的概率密度之和一定等于1D.概率密度的分布與測量的時(shí)間無關(guān)7、在研究光的折射現(xiàn)象時(shí)，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(xiàng)描述是不準(zhǔn)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(jì)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)8、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(dòng)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(huì)吸收或放出特定頻率的光子9、在光學(xué)的研究范疇，光的折射現(xiàn)象遵循一定的規(guī)律。當(dāng)一束光從折射率為n1的介質(zhì)射入折射率為n2的介質(zhì)時(shí)，入射角為i，折射角為r。以下哪個(gè)公式能正確表示折射率n1和n2與入射角和折射角的關(guān)系？（）A.n1sini=n2sinrB.n1cosi=n2cosrC.n1/sini=n2/sinrD.n1/cosi=n2/cosr10、在量子力學(xué)中，不確定關(guān)系限制了我們同時(shí)精確測量粒子的位置和動(dòng)量。對于一個(gè)微觀粒子，如果其位置的不確定量為Δx，那么其動(dòng)量的不確定量Δp至少為多少？（）A.h/(2πΔx)B.h/(4πΔx)C.h/(8πΔx)D.h/(16πΔx)11、在熱學(xué)中，熱傳遞的方式包括傳導(dǎo)、對流和輻射。一個(gè)高溫物體與低溫物體接觸，通過熱傳導(dǎo)進(jìn)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(dǎo)的速率會(huì)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12、在熱力學(xué)過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點(diǎn)。對于一定量的理想氣體，在等壓過程中吸收的熱量與在等容過程中吸收的熱量相比，哪個(gè)更多？（）A.等壓過程B.等容過程C.一樣多D.無法比較13、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)過絕熱過程，體積變?yōu)?V1，此時(shí)氣體的壓強(qiáng)變?yōu)镻2。若該過程為等溫過程，氣體的壓強(qiáng)又會(huì)變?yōu)槎嗌?？（）A.P1/2B.2P1C.P1D.P1/414、在波動(dòng)光學(xué)的衍射現(xiàn)象中，一束光通過一個(gè)狹縫后發(fā)生衍射。若狹縫寬度減小，同時(shí)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(xiàng)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)15、在電磁學(xué)中，安培力的大小與電流、磁場等因素有關(guān)。一根長度為L的直導(dǎo)線，通有電流I，垂直放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)線所受安培力的大小為F。若將導(dǎo)線長度增加到2L，電流增大到2I，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到2B，此時(shí)導(dǎo)線所受安培力的大小變?yōu)槎嗌?？（）A.2FB.4FC.8FD.16F16、在相對論中，長度收縮效應(yīng)指出運(yùn)動(dòng)物體的長度在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變短。如果一個(gè)物體在相對觀察者以0.9c的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，其在運(yùn)動(dòng)方向上的長度變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?？（）A.0.1B.0.44C.0.9D.0.517、對于電磁振蕩，在LC振蕩電路中，電容器放電完畢時(shí)，以下哪個(gè)物理量達(dá)到最大值？（）A.電容器的電荷量B.電路中的電流C.電感中的自感電動(dòng)勢D.電容器兩極板間的電壓18、在光學(xué)部分，光的折射現(xiàn)象是重要的知識點(diǎn)。一束光線從空氣斜射入水中，入射角為i，折射角為r。若光線在水中的傳播速度變?yōu)樵瓉淼囊话?，入射角不變，此時(shí)折射角會(huì)如何變化？（）A.折射角增大B.折射角減小C.折射角不變D.無法確定19、在電磁感應(yīng)的學(xué)習(xí)中，一個(gè)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢。若磁通量的變化率恒定，以下關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.感應(yīng)電動(dòng)勢的大小恒定B.感應(yīng)電動(dòng)勢的方向由楞次定律確定C.可以通過法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢的大小D.感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與回路的電阻無關(guān)20、在量子力學(xué)中，對于一個(gè)微觀粒子的波函數(shù)，其歸一化條件的物理意義是什么？（）A.保證波函數(shù)的連續(xù)性B.保證波函數(shù)的單值性C.表示粒子在空間出現(xiàn)的概率總和為1D.表示粒子的能量守恒二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋自由能的概念和物理意義？2、（本題5分）結(jié)合電磁學(xué)中的電磁波輻射功率和方向性，推導(dǎo)偶極輻射和天線輻射的功率表達(dá)式，分析影響輻射方向性的因素，并舉例說明其在通信和雷達(dá)系統(tǒng)中的應(yīng)用。3、（本題5分）對于一個(gè)在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，如何分析其受到的洛倫茲力的大小和方向的變化，并探討其運(yùn)動(dòng)軌跡的特點(diǎn)？4、（本題5分）在研究熱力學(xué)第二定律的微觀解釋時(shí)，說明熵增加原理與微觀狀態(tài)數(shù)的關(guān)系，并舉例說明在自發(fā)過程中熵的變化。5、（本題5分）在電磁學(xué)中，安培力和洛倫茲力分別描述了電流元和運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中的受力情況。請解釋安培力和洛倫茲力的關(guān)系，說明它們的計(jì)算公式和方向判斷方法，并舉例說明其在實(shí)際中的應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)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)增加到P2，體積增大到V2。已知?dú)怏w的初始狀態(tài)和最終狀態(tài)的參數(shù)，以及比熱容比γ，求氣體吸收的熱量。2、（本題5分）一個(gè)帶電量為q、質(zhì)量為m的粒子在靜電場中運(yùn)動(dòng)，其勢能函數(shù)為U=kx^2（其中k為常數(shù)）。已知t=0時(shí)，粒子位于x=x0處，速度為v0，求粒子的運(yùn)動(dòng)方程。3、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為m的帶電粒子在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知粒子電荷量q、電場強(qiáng)度E、磁感應(yīng)強(qiáng)度B和粒子速度v，求粒子的速度大小和方向。4、（本題5分）一質(zhì)量為m、半徑為r的均質(zhì)圓柱體，在水平面上純滾動(dòng)，其質(zhì)心的速度為v。求圓柱體的動(dòng)能和對與接觸面接觸點(diǎn)的角動(dòng)量。5、（本題5分）一個(gè)帶電量為+3×10^(-6)C的點(diǎn)電荷位于坐標(biāo)原點(diǎn)，在x軸正方向2m處有一個(gè)帶電量為-2×10^(-6)C的點(diǎn)電荷。求它們之間的庫侖力大小和方向，并計(jì)算在兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小和方向。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）電動(dòng)力學(xué)中的電磁波在分層