鄭州大學(xué)《近代物理實驗》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁鄭州大學(xué)

《近代物理實驗》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、在振動和波動的綜合問題中，駐波是一種特殊的現(xiàn)象。以下關(guān)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2、在研究帶電粒子在磁場中的運動時，一個電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子以速度v垂直進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，它將做什么運動？（）A.勻速直線運動B.勻加速直線運動C.勻速圓周運動D.平拋運動3、在近代物理的研究中，對于原子核的結(jié)構(gòu)和放射性衰變，以下關(guān)于原子核的組成、衰變類型和衰變規(guī)律的表述，不正確的是（）A.原子核由質(zhì)子和中子組成B.放射性衰變包括α衰變、β衰變和γ衰變C.衰變過程中原子核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒D.原子核的穩(wěn)定性與質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的比例無關(guān)4、關(guān)于相對論性動量和能量，當(dāng)一個粒子的速度接近光速時，其動量和能量的表達式與經(jīng)典力學(xué)有很大的不同，以下哪種情況能體現(xiàn)這種差異？（）A.動量隨速度增加而線性增加B.能量與速度無關(guān)C.動量和能量都趨于無窮大D.能量不僅取決于動量還與速度有關(guān)5、在量子物理中，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的關(guān)系，哪一項描述是不準(zhǔn)確的？（）A.在某些情況下表現(xiàn)出波動性，在某些情況下表現(xiàn)出粒子性B.波動性和粒子性不能同時表現(xiàn)出來C.波動性和粒子性是微觀粒子的固有屬性D.對微觀粒子的描述需要同時考慮波動性和粒子性6、關(guān)于熱力學(xué)第一定律，對于一個封閉系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱過程時，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)7、在波動光學(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因素有關(guān)？（）A.光的波長B.兩束光的強度差C.觀察屏到光源的距離D.以上因素均有關(guān)8、在波動光學(xué)中，關(guān)于薄膜干涉現(xiàn)象，例如肥皂泡表面的彩色條紋，以下對于產(chǎn)生干涉的條件、條紋特點和應(yīng)用的描述，錯誤的是（）A.薄膜的上下表面反射的光發(fā)生干涉B.條紋的間距與薄膜厚度和入射光波長有關(guān)C.干涉條紋是等間距的明暗相間條紋D.薄膜干涉可用于檢測光學(xué)元件表面的平整度9、在電磁學(xué)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(dāng)?shù)模浚ǎ〢.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10、在電磁學(xué)的磁場對電流的作用中，一段通有電流的導(dǎo)線在磁場中受到安培力的作用。當(dāng)電流方向與磁場方向垂直時，安培力的大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與電流大小有關(guān)B.只與磁場強度有關(guān)C.與電流大小和磁場強度都有關(guān)D.與電流大小、磁場強度和導(dǎo)線長度都有關(guān)11、關(guān)于波動方程，對于一列沿x軸正方向傳播的簡諧波的波動方程的物理意義和求解方法，以下理解不準(zhǔn)確的是（）A.波動方程描述了任意時刻波線上各質(zhì)點的位移B.已知波速和初始條件可以確定波動方程C.波動方程中的相位表示質(zhì)點振動的狀態(tài)D.波動方程只適用于機械波12、對于熱力學(xué)過程，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程，其吸收的熱量、對外做功以及內(nèi)能的變化之間有怎樣的關(guān)系？（）A.吸收的熱量等于對外做功與內(nèi)能增加量之和B.吸收的熱量等于對外做功C.吸收的熱量等于內(nèi)能增加量D.對外做功等于內(nèi)能增加量13、在剛體定軸轉(zhuǎn)動中，力矩的作用會改變剛體的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。一個繞固定軸轉(zhuǎn)動的剛體，受到多個力矩的作用，合力矩為零，則剛體的轉(zhuǎn)動角速度會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.保持不變D.先增大后減小14、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，不正確的是？（）A.增透膜的厚度是入射光在膜中波長的四分之一B.增反膜的厚度是入射光在膜中波長的二分之一C.對于特定波長的光，增透膜可以增加其透過率D.增透膜和增反膜的效果與入射光的角度無關(guān)15、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16、在光學(xué)的折射現(xiàn)象中，斯涅爾定律描述了入射角和折射角與兩種介質(zhì)折射率的關(guān)系。以下關(guān)于斯涅爾定律的應(yīng)用，不正確的是？（）A.可以用于計算光線在不同介質(zhì)界面的折射角B.當(dāng)光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時，折射角小于入射角C.光在同種均勻介質(zhì)中傳播時，斯涅爾定律不適用D.斯涅爾定律只適用于可見光，對其他電磁波不適用17、在狹義相對論中，同時的相對性是一個重要的概念。以下關(guān)于同時的相對性的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.在一個慣性系中同時發(fā)生的兩個事件，在另一個慣性系中可能不同時發(fā)生B.同時的相對性是光速不變原理的必然結(jié)果C.同時的相對性只在高速運動的情況下才明顯，低速時可以忽略D.同時的相對性意味著不存在絕對的同時性18、對于靜電場，一個帶正電的點電荷在電場中由靜止釋放，它將如何運動？（）A.沿電場線方向加速運動B.沿電場線方向減速運動C.垂直電場線方向運動D.靜止不動19、對于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，以下關(guān)于導(dǎo)體在磁場中運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件和大小的分析，不正確的是（）A.只要導(dǎo)體在磁場中運動就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢B.感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比C.導(dǎo)體切割磁感線的速度越大，感應(yīng)電動勢越大D.當(dāng)導(dǎo)體平行于磁感線運動時，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢20、在研究帶電粒子在磁場中的運動時，洛倫茲力起著決定性作用。一個帶電量為q、質(zhì)量為m的粒子，以速度v垂直進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，做勻速圓周運動。若粒子的速度增大到2v，圓周運動的半徑會如何變化？（）A.半徑不變B.半徑增大到原來的2倍C.半徑增大到原來的4倍D.半徑減小到原來的一半二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在量子力學(xué)中，解釋隧道效應(yīng)的物理機制，并討論其在半導(dǎo)體器件和掃描隧道顯微鏡等領(lǐng)域的應(yīng)用？2、（本題5分）在熱力學(xué)第一定律中，系統(tǒng)從外界吸收熱量、對外做功以及內(nèi)能的變化之間存在一定的關(guān)系，請闡述這個關(guān)系，并舉例說明其在實際中的應(yīng)用。3、（本題5分）闡述晶體的特點及晶體結(jié)構(gòu)的類型，分析晶體在材料科學(xué)中的重要性。4、（本題5分）闡述在量子力學(xué)中薛定諤方程的地位和作用，說明其在描述微觀粒子狀態(tài)中的重要性。5、（本題5分）分析波動光學(xué)中的光的吸收現(xiàn)象的產(chǎn)生原因及特點，探討光的吸收在光學(xué)中的應(yīng)用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一理想氣體經(jīng)歷卡諾循環(huán)，高溫?zé)嵩礈囟葹門1，低溫?zé)嵩礈囟葹門2。已知在等溫膨脹過程中氣體吸熱Q1，在等溫壓縮過程中氣體放熱Q2。計算循環(huán)的效率，并分析如何提高效率。2、（本題5分）一長直導(dǎo)線中通有電流I?，在其附近有一平行放置的另一長直導(dǎo)線，通有電流I?，兩導(dǎo)線間距為d，求兩導(dǎo)線間的相互作用力。3、（本題5分）一絕熱容器內(nèi)有兩個質(zhì)量和初始溫度都相同的物體，一個比熱容為c1，另一個比熱容為c2，它們之間發(fā)生熱傳遞，最終達到熱平衡，求平衡后的溫度。4、（本題5分）一平行板電容器，極板面積為S，間距為d，中間充滿兩種電介質(zhì)，電介質(zhì)的厚度分別為d?和d?（d?+d?=d），介電常數(shù)分別為ε?和ε?。給電容器加上電壓U。計算電容器極板上的電荷量和電場強度。5、（本題5分）一個質(zhì)量為m的物體從高度為h的斜面頂端由靜止下滑，斜面的動摩擦因數(shù)為μ，到達斜面底端時進入一個水平粗糙地面，繼續(xù)滑行一段距離后停止。已知物體質(zhì)量m、斜面高度h、動摩擦因數(shù)μ和斜面長度L，求物體在水平地面上滑行的距離。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)