西安交通大學《基礎物理》2021-2022學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁西安交通大學《基礎物理》

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、在牛頓力學的研究中，物體的運動遵循一定的規(guī)律。一個質量為m的物體在光滑水平面上受到一個水平恒力F的作用，經過時間t后，它的速度會發(fā)生變化。以下關于速度變化量的計算，哪個公式是正確的？（）A.Δv=F/mB.Δv=FtC.Δv=Ft/mD.Δv=mFt2、在相對論中，長度收縮效應是指物體沿運動方向的長度會變短。一個長度為L0的物體，在相對觀察者以速度v運動時，觀察者測得的長度L會如何變化？（）A.L=L0B.L>L0C.L<L0D.無法確定3、在熱學的熱傳遞過程中，以下哪種方式是通過微觀粒子的熱運動來傳遞熱量的？（）A.熱傳導B.熱對流C.熱輻射D.以上方式均是4、在相對論的理論框架下，時間和空間的概念發(fā)生了深刻的變化。一個高速運動的物體，其長度會在運動方向上發(fā)生收縮。如果一個靜止時長為L0的物體，以速度v運動時，其長度L會如何變化？（）A.L=L0B.L=L0√(1-v2/c2)C.L=L0√(1+v2/c2)D.L=L0/√(1-v2/c2)5、對于靜電場的性質，以下關于電場強度和電勢的概念以及它們之間的關系，哪一個是正確的？（）A.電場強度是描述電場力的性質的物理量，電勢是描述電場能的性質的物理量，電場強度的方向總是指向電勢降低的方向B.電場強度和電勢沒有直接關系，它們分別獨立描述電場的不同特性，電場強度大的地方電勢一定高C.電勢的大小與電場強度的大小成正比，電場強度為零的地方電勢也一定為零D.電場強度和電勢都是標量，它們的疊加遵循代數相加的原則6、在熱力學過程中，可逆過程和不可逆過程的區(qū)別在于過程是否存在耗散。一個熱機經歷可逆循環(huán)和不可逆循環(huán)，哪種循環(huán)的效率更高？（）A.可逆循環(huán)B.不可逆循環(huán)C.效率相同D.取決于工作物質7、在電磁感應現象中，一個匝數為N、面積為S的線圈在均勻磁場B中以角速度ω勻速轉動，產生的感應電動勢的最大值Em為多少？（）A.Em=NBSωB.Em=NBSω2C.Em=BSωD.Em=BSω28、關于光學的薄膜干涉，一束光照射到薄膜上產生干涉條紋，以下哪種因素會影響條紋的間距？（）A.薄膜的厚度B.入射光的波長C.薄膜的折射率D.以上因素均會9、在電磁學中，位移電流的概念是由麥克斯韋提出的。對于一個充滿均勻電介質的平行板電容器，在充電過程中，位移電流與傳導電流的大小關系是怎樣的？（）A.位移電流大于傳導電流B.位移電流小于傳導電流C.位移電流等于傳導電流D.兩者大小沒有固定關系10、在量子力學的范疇內，對于一個處于定態(tài)的微觀粒子，其波函數滿足一定的方程。若已知粒子的勢能函數為U(x)，且在某一區(qū)域內U(x)=0，那么在此區(qū)域內粒子的波函數滿足怎樣的方程？（）A.波動方程B.薛定諤方程C.拉普拉斯方程D.泊松方程11、關于萬有引力定律，兩個質量分別為m1和m2、相距為r的物體之間的引力大小與哪些因素有關？（）A.只與m1和m2有關B.只與r有關C.與m1、m2和r都有關D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關12、在近代物理中，關于電子的雙縫干涉實驗，當逐個發(fā)射電子時，以下關于屏上形成的干涉條紋的描述，哪一項是不準確的？（）A.隨著發(fā)射電子數量的增加，逐漸呈現出干涉條紋B.單個電子也能與自身發(fā)生干涉C.干涉條紋的出現表明電子具有波動性D.干涉條紋的位置和強度與電子的發(fā)射時間有關13、在熱力學的研究中，一定質量的理想氣體經歷絕熱膨脹過程。在此過程中，氣體的內能、溫度和壓強都發(fā)生了變化。以下關于這些變化的描述，哪一項是不準確的？（）A.氣體內能減小，因為絕熱膨脹對外做功B.溫度降低，因為內能減小C.壓強減小，且與體積成反比D.氣體對外做功的值等于內能的減少量14、在振動和波動的綜合問題中，駐波是一種特殊的現象。以下關于駐波的特點，不正確的是？（）A.駐波中各點的振幅不同，有些點始終靜止B.相鄰兩波節(jié)之間的各點振動相位相同C.駐波的頻率與波源的頻率相同D.駐波不傳播能量15、在熱學中，一定質量的理想氣體經歷等溫壓縮過程。以下關于氣體的壓強、體積和內能的變化，哪一項分析是不正確的？（）A.壓強增大B.體積減小C.內能不變D.內能的變化與壓強的變化成正比二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在熱力學中，卡諾循環(huán)是一種理想的熱機循環(huán)。請說明卡諾循環(huán)的四個過程，并解釋為什么卡諾循環(huán)的效率是所有熱機循環(huán)效率的上限？2、（本題5分）在波動學中，解釋行波和駐波在能量傳遞上的差異？3、（本題5分）在量子力學的氫原子模型中，論述能級的分布規(guī)律、量子數的物理意義，以及電子躍遷產生光譜的原理和特點。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入探討狹義相對論中的洛倫茲變換，分析其數學推導、物理意義以及在不同慣性系之間物理量轉換中的應用。2、（本題5分）在相對論中，廣義相對論的引力紅移現象是一個重要的預言，分析引力紅移的原理、實驗驗證以及在天體物理觀測和引力波探測中的應用。3、（本題5分）在電動力學中，電磁波的輻射是一個重要內容，請論述電磁波輻射的條件、輻射功率的計算以及天線的基本原理和類型，舉例說明其在通信和雷達系統(tǒng)中的應用。4、（本題5分）探討固體物理中的晶體結構和能帶理論，包括晶體的晶格結構、原子價鍵類型，以及能帶的形成和對固體導電性的影響，舉例說明其在半導體器件中的應用。5、（本題5分）論述光的干涉、衍射和偏振現象的原理及應用，舉例說明這些現象在光學儀器和技術中的重要性。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一彈簧振子，彈簧的勁度系數為k，振子質量為m，振幅為A。在t=0時，振子經過平衡位置向正方向運動，求振子的運動方程和周期。2、（本題10分）在一個折射率為n的介