西北大學(xué)《電動(dòng)力學(xué)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第2頁(yè)，共2頁(yè)西北大學(xué)

《電動(dòng)力學(xué)》2021-2022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15個(gè)小題，每小題2分，共30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、在量子力學(xué)的發(fā)展中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態(tài)隨時(shí)間變化的基本方程。以下關(guān)于薛定諤方程的性質(zhì)，不準(zhǔn)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(duì)論效應(yīng)2、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3、在剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的概念和計(jì)算，以及角動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用條件和結(jié)果，以下說(shuō)法不正確的是（）A.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與剛體的質(zhì)量分布和轉(zhuǎn)軸位置有關(guān)B.質(zhì)量分布離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大C.角動(dòng)量守恒定律只適用于合外力矩為零的情況D.系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量改變時(shí)，角動(dòng)量一定改變4、在電場(chǎng)的學(xué)習(xí)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的概念至關(guān)重要。一個(gè)均勻帶電的圓環(huán)，圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度為E。若將圓環(huán)的半徑增大一倍，電荷分布不變，圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)如何變化？（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度不變B.電場(chǎng)強(qiáng)度增大一倍C.電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來(lái)的一半D.電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來(lái)的四分之一5、在電磁學(xué)中，自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。一個(gè)電感為L(zhǎng)的線圈，通過(guò)的電流為I。若電流在極短時(shí)間內(nèi)從I變?yōu)?，線圈兩端產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)的大小為多少？（）A.0B.LC.LID.無(wú)法確定6、在熱力學(xué)過(guò)程中，等壓過(guò)程和等容過(guò)程具有不同的特點(diǎn)。對(duì)于一定量的理想氣體，在等壓過(guò)程中吸收的熱量與在等容過(guò)程中吸收的熱量相比，哪個(gè)更多？（）A.等壓過(guò)程B.等容過(guò)程C.一樣多D.無(wú)法比較7、在相對(duì)論力學(xué)中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。以下關(guān)于質(zhì)能方程的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，且轉(zhuǎn)化過(guò)程中總能量守恒B.靜止物體也具有能量，其大小由質(zhì)能方程給出C.質(zhì)能方程表明質(zhì)量就是能量，能量就是質(zhì)量D.在核反應(yīng)中，質(zhì)量的虧損會(huì)釋放出巨大的能量8、在研究萬(wàn)有引力定律時(shí)，天體的運(yùn)動(dòng)遵循一定的規(guī)律。一個(gè)質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞質(zhì)量為M的地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，線速度為v。若衛(wèi)星的軌道半徑增大到2r，其他條件不變，線速度會(huì)如何變化？（）A.線速度不變B.線速度減小到原來(lái)的1/2C.線速度減小到原來(lái)的1/√2D.線速度減小到原來(lái)的1/49、在波動(dòng)光學(xué)中，兩束相干光疊加產(chǎn)生干涉條紋，條紋間距與以下哪個(gè)因素有關(guān)？（）A.光的波長(zhǎng)B.兩束光的強(qiáng)度差C.觀察屏到光源的距離D.以上因素均有關(guān)10、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?chē)碾妶?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11、在光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜和增反膜的原理是基于光的干涉。以下關(guān)于增透膜和增反膜的特點(diǎn)，不正確的是？（）A.增透膜的厚度是入射光在膜中波長(zhǎng)的四分之一B.增反膜的厚度是入射光在膜中波長(zhǎng)的二分之一C.對(duì)于特定波長(zhǎng)的光，增透膜可以增加其透過(guò)率D.增透膜和增反膜的效果與入射光的角度無(wú)關(guān)12、在振動(dòng)和波動(dòng)的綜合問(wèn)題中，駐波是一種特殊的現(xiàn)象。以下關(guān)于駐波的特點(diǎn)，不正確的是？（）A.駐波中各點(diǎn)的振幅不同，有些點(diǎn)始終靜止B.相鄰兩波節(jié)之間的各點(diǎn)振動(dòng)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13、在牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用中，連接體問(wèn)題是常見(jiàn)的類(lèi)型。兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體，通過(guò)輕繩連接在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，拉力F作用在m1上。若繩子突然斷裂，m2的加速度會(huì)如何變化？（）A.加速度變?yōu)?B.加速度不變C.加速度增大D.加速度減小14、在電磁學(xué)中，一個(gè)長(zhǎng)直螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)均勻分布。若已知螺線管的匝數(shù)、電流和長(zhǎng)度，以下關(guān)于磁場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.磁場(chǎng)強(qiáng)度與電流成正比B.磁場(chǎng)強(qiáng)度與匝數(shù)成正比C.磁場(chǎng)強(qiáng)度與螺線管長(zhǎng)度無(wú)關(guān)D.可以通過(guò)安培環(huán)路定理計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度15、在波動(dòng)學(xué)中，波的疊加原理指出，幾列波在同一介質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)相互疊加。兩列頻率相同、振幅相等、振動(dòng)方向相同的波在相遇區(qū)域會(huì)形成什么現(xiàn)象？（）A.干涉B.衍射C.折射D.反射二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在研究剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，角動(dòng)量守恒定律有著廣泛的應(yīng)用。請(qǐng)解釋角動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容和條件，說(shuō)明其與動(dòng)量守恒定律的區(qū)別，并舉例說(shuō)明其在天體物理和機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用。2、（本題5分）隨著凝聚態(tài)物理中的拓?fù)浣^緣體研究，探討拓?fù)浣^緣體的特性、拓?fù)洳蛔兞亢瓦吔鐟B(tài)，以及在電子器件和量子計(jì)算中的應(yīng)用前景。3、（本題5分）在相對(duì)論中，洛倫茲變換是描述不同慣性系之間時(shí)空坐標(biāo)變換的重要公式。請(qǐng)推導(dǎo)洛倫茲變換的表達(dá)式，解釋其物理意義，并舉例說(shuō)明其在相對(duì)論速度變換和時(shí)空測(cè)量中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在流體力學(xué)中，分析渦旋的產(chǎn)生、運(yùn)動(dòng)和演化，論述渦旋的物理特性、數(shù)學(xué)描述，以及渦旋在流體流動(dòng)和湍流研究中的作用和應(yīng)用。2、（本題5分）詳細(xì)探討光的吸收和發(fā)射現(xiàn)象，分析其物理機(jī)制、光譜特征和在激光技術(shù)、光通信等領(lǐng)域的應(yīng)用。3、（本題5分）電動(dòng)力學(xué)中的電磁波在分層介質(zhì)中的傳播會(huì)產(chǎn)生反射和折射，分析分層介質(zhì)中的電磁波傳播方程、邊界條件和在地球物理勘探、光學(xué)多層膜中的應(yīng)用。4、（本題5分）論述熱力學(xué)中的焦耳-湯姆遜效應(yīng)，解釋其物理過(guò)程、熱力學(xué)分析以及在氣體液化和制冷技術(shù)中的應(yīng)用和原理。5、（本題5分）詳細(xì)論述量子力學(xué)中的態(tài)疊加原理，解釋其物理概念、數(shù)學(xué)表述以及在解釋微觀粒子行為和量子態(tài)演化中的重要性和應(yīng)用實(shí)例。四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一光線從折射率為n1的介質(zhì)射向折射率為n2的介質(zhì)分界面，入射角為θ1，發(fā)生全反射的臨界角為θc。已知n1和n2，計(jì)算臨界角θc。2、（本