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《相對論與量子力學》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、在相對論的理論框架下，時間和空間的概念發生了深刻的變化。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)2、對于流體力學的知識，以下關于伯努利方程及其在實際流體中的應用限制，哪一個是正確的？A.伯努利方程表明，在理想流體中，流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大，但該方程在粘性流體中完全不適用。B.伯努利方程適用于任何流體的穩定流動，不受流體性質和流動條件的限制。C.伯努利方程在實際流體中應用時，需要考慮流體的粘性、可壓縮性和能量損失等因素，其結果往往是近似的。D.伯努利方程只適用于水平管道中的流體流動，對于垂直或傾斜管道則無法應用。3、對于熱力學過程，一定質量的理想氣體經歷等壓膨脹過程，其吸收的熱量、對外做功以及內能的變化之間有怎樣的關系？A.吸收的熱量等于對外做功與內能增加量之和B.吸收的熱量等于對外做功C.吸收的熱量等于內能增加量D.對外做功等于內能增加量4、在磁場對電流的作用中，對于安培力的大小、方向的判斷以及磁力矩的計算，以下說法錯誤的是（）A.安培力的大小與電流大小、導線長度和磁感應強度有關B.安培力的方向用左手定則判斷C.當載流導線與磁場方向平行時，安培力最大D.磁力矩等于安培力與力臂的乘積5、在熱力學中，熵是一個反映系統混亂程度的物理量。以下關于熵的變化，不準確的是？A.在絕熱可逆過程中，熵不變B.在絕熱不可逆過程中，熵增加C.熵增加原理適用于孤立系統D.熵的變化只與初末狀態有關，與過程無關6、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7、在熱力學第一定律的應用中，一定量的理想氣體經歷絕熱過程。在此過程中，氣體對外做功，其內能會發生怎樣的變化？（）A.內能增加B.內能不變C.內能減小D.內能的變化取決于氣體的種類8、在光學的折射定律中，對于光線從一種介質斜射入另一種介質時的折射情況，以下關于入射角和折射角的正弦值之比與介質折射率的關系，描述不準確的是（）A.入射角的正弦值與折射角的正弦值之比等于兩種介質的相對折射率B.折射率大的介質中，光線偏折程度大C.折射率與光在介質中的傳播速度有關D.不同頻率的光在同一介質中的折射率相同9、在研究簡諧振動時，一個質量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動，其振動方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數增大，而其他條件不變。以下關于振動周期的變化，哪一項判斷是不準確的？（）A.振動周期減小，因為周期與勁度系數的平方根成反比B.可以通過簡諧振動的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數增大必然導致周期縮短D.振動周期的變化與初始相位φ無關10、對于光學儀器的分辨率，以下關于顯微鏡和望遠鏡的分辨率的限制因素、提高分辨率的方法以及與波長和孔徑的關系的解釋，不準確的是（）A.顯微鏡的分辨率受衍射現象限制B.增大孔徑可以提高望遠鏡的分辨率C.波長越短，光學儀器的分辨率越高D.分辨率只與儀器本身有關，與觀測環境無關11、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12、在量子物理中，氫原子的能級結構遵循特定的規律。對于氫原子從高能級向低能級躍遷時，會發射出光子。以下關于光子能量的計算，哪個公式是正確的？（）A.E=hνB.E=mc2C.E=1/2mv2D.E=mgh13、在光學的光的偏振現象中，自然光通過偏振片后會變成偏振光。如果一束自然光以60度的入射角入射到一塊偏振片上，已知自然光的光強為I0，那么通過偏振片后的光強是多少？A.I0/2B.I0/4C.3I0/8D.I0/814、關于波動方程，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，以下理解不準確的是（）A.波動方程描述了任意時刻波線上各質點的位移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點振動的狀態D.波動方程只適用于機械波15、在波動光學中，楊氏雙縫干涉實驗是研究光的干涉現象的經典實驗。在實驗中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長為λ的單色光垂直入射，若要使干涉條紋間距變大，以下哪種方法可行？A.減小d，增大DB.增大d，減小DC.減小λ，增大dD.增大λ，減小D16、在電磁學中，一個邊長為L的正方形導線框，在勻強磁場中以角速度ω勻速轉動，若磁場的磁感應強度為B，線框轉動平面與磁場方向垂直，那么線框中產生的感應電動勢的最大值是多少？A.BL2ωB.2BL2ωC.√2BL2ωD.1/2BL2ω17、在光學部分，光的折射現象是重要的知識點。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為原來的一半，入射角不變，此時折射角會如何變化？A.折射角增大B.折射角減小C.折射角不變D.無法確定18、在物理光學中，對于光的衍射現象，例如單縫衍射和圓孔衍射，以下關于衍射條紋的特征、衍射條件和衍射現象的應用的描述，錯誤的是（）A.衍射條紋中央亮紋寬度最寬B.障礙物或孔隙的尺寸與光的波長相當或更小時發生明顯衍射C.光的衍射現象證明了光具有波動性D.衍射現象在光學儀器的分辨率提高方面沒有作用19、在研究靜電場的高斯定理時，通過一個閉合曲面的電通量與曲面內包含的電荷量有什么關系？A.成正比B.成反比C.平方成正比D.平方成反比20、在研究簡諧運動的圖像時，圖像可以反映出振動的特征。一個簡諧運動的位移-時間圖像是正弦曲線，從圖像中可以直接得到的物理量是：A.振幅、周期、初相位B.振幅、頻率、初相位C.振幅、速度、加速度D.周期、速度、加速度二、簡答題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在熱力學中的熱平衡定律中，論述其內容和物理意義，分析熱平衡的條件和判斷方法，以及在溫度測量中的應用。2、（本題10分）分析原子核的組成及結構，探討原子核在物理學中的重要作用。3、（本題10分）說明熱力學中的卡諾定理的內容及應用，分析卡諾定理在熱力學中的重要地位。4、（本題10分）對于一個在水平面上做變速圓周運動的物體，已知其切向加速度和法向加速度，如何求出總加速度的大小