學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁巢湖學院《固體物理》

2022-2023學年第一學期期末試卷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1分，共15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2、在剛體力學的研究中，轉動慣量是描述剛體轉動特性的重要物理量。對于一個質量分布均勻的細圓環，其半徑為R，質量為M，關于其繞圓心軸的轉動慣量，以下哪個表達式是正確的？（）A.MR2B.2MR2C.1/2MR2D.1/4MR23、在研究物體的振動時，阻尼振動是一種常見的情況。一個做阻尼振動的物體，其振幅逐漸減小。在阻尼振動過程中，物體的周期和頻率會如何變化？（）A.周期不變，頻率不變B.周期不變，頻率減小C.周期增大，頻率減小D.周期減小，頻率增大4、在量子力學的范疇內，對于一個處于定態的微觀粒子，其波函數滿足一定的方程。若已知粒子的勢能函數為U(x)，且在某一區域內U(x)=0，那么在此區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5、在剛體定軸轉動中，力矩的作用會改變剛體的轉動狀態。一個繞固定軸轉動的剛體，受到多個力矩的作用，合力矩為零，則剛體的轉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6、在電磁學中，安培環路定理用于計算磁場的分布。對于一個無限長直載流導線，通過安培環路定理計算其周圍的磁場強度，與到導線距離的關系是怎樣的？（）A.與距離成正比B.與距離成反比C.與距離的平方成正比D.與距離的平方成反比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、在電磁學中，安培力的大小與電流、磁場等因素有關。一根長度為L的直導線，通有電流I，垂直放入磁感應強度為B的勻強磁場中，導線所受安培力的大小為F。若將導線長度增加到2L，電流增大到2I，磁場的磁感應強度增大到2B，此時導線所受安培力的大小變為多少？（）A.2FB.4FC.8FD.16F9、對于光的折射現象，當一束光從空氣斜射入水中時，以下關于入射角、折射角以及光速變化的描述，不準確的是（）A.入射角大于折射角B.光在水中的傳播速度變慢C.折射角的大小取決于入射角和兩種介質的折射率D.入射角增大時，折射角不變10、在光學成像的原理中，對于薄透鏡成像公式的推導、適用條件以及像的性質和特點，以下描述不準確的是（）A.薄透鏡成像公式適用于各種類型的透鏡B.像的虛實、正倒和大小與物距和焦距有關C.當物距大于兩倍焦距時，成倒立縮小的實像D.透鏡的焦距越短，成像的放大倍數越大11、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D12、在光學的成像問題中，凸透鏡成像具有多種情況。當物體位于凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間時，所成的像是怎樣的？（）A.倒立、放大的實像B.倒立、縮小的實像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像13、在狹義相對論中，長度收縮和時間膨脹效應是令人驚奇的現象。以下關于長度收縮和時間膨脹的描述，不準確的是？（）A.運動的物體在運動方向上長度會收縮B.運動的時鐘會變慢，即時間膨脹C.長度收縮和時間膨脹效應只在接近光速時才明顯D.長度收縮和時間膨脹是相對的，取決于觀察者的參考系14、對于電磁感應現象，以下關于導體在磁場中運動產生感應電動勢的條件和大小的分析，不正確的是（）A.只要導體在磁場中運動就會產生感應電動勢B.感應電動勢的大小與磁通量的變化率成正比C.導體切割磁感線的速度越大，感應電動勢越大D.當導體平行于磁感線運動時，不產生感應電動勢15、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=mgh二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在研究剛體的定點轉動時，歐拉角是描述剛體轉動姿態的重要參數。請解釋歐拉角的定義和物理意義，說明如何用歐拉角來表示剛體的轉動，并舉例說明其在航空航天和機器人領域中的應用。2、（本題5分）在相對論中，討論相對論時空觀對高速運動物體測量的影響？3、（本題5分）請全面論述光的干涉現象，包括產生條件、干涉條紋的特點和規律，以及在光學精密測量和薄膜干涉中的應用。4、（本題5分）在量子力學中，氫原子的能級結構是一個重要的研究內容。請解釋氫原子能級的量子化特點，推導氫原子能級公式，并說明其在原子光譜和激光技術中的應用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）從物理角度探討超導磁懸浮的原理和應用，包括超導材料的磁特性、懸浮力的計算和在交通、儲能等領域的發展前景和技術挑戰。2、（本題5分）全面論述電磁學中的電磁波的輻射和天線理論，分析其輻射原理、天線類型和在無線通信、雷達系統中的應用。3、（本題5分）分析電磁學中的麥克斯韋方程組的意義及應用，探討其對現代電磁技術的影響。4、（本題5分）深入研究靜電場中的電偶極子的電場分布和電勢分布，分析其物理模型、數學推導和在電介質極化中的應用。5、（本題5分）波動光學中的相干光的產生和控制是干涉和衍射實驗的基礎，分析相干光源的實現方法、相干長度的概念和測量，以及在光學干涉測量中的應用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一束波長為λ的單色光垂直入射到一個每毫米有500條刻痕的光柵上，求最多能看到第幾級主極大。2、（本題10分）在一個水平向右的勻強磁場中，有一個直角三角形金屬線框ABC，AB邊與磁場方向平行，BC邊長為L，AC邊長為2L，線框以角速度ω繞AB邊勻速轉動。已知磁感應強度為B，計算