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頁南通理工學院

《工科物理應用研究》2023-2024學年第二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、在量子力學的隧道效應中，微觀粒子具有穿越勢壘的能力。對于一個給定的勢壘，粒子穿越勢壘的概率與哪些因素有關？（）A.只與勢壘高度有關B.只與勢壘寬度有關C.與勢壘高度和寬度都有關D.與粒子的速度有關2、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3、關于相對論性動量和能量，當一個粒子的速度接近光速時，其動量和能量的表達式與經典力學有很大的不同，以下哪種情況能體現這種差異？（）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4、在電磁感應現象中，一個閉合回路中的磁通量發生變化時會產生感應電動勢，以下哪種情況會導致磁通量發生變化？（）A.磁場強度不變，回路面積改變B.回路面積不變，磁場強度改變C.磁場強度和回路面積同時改變D.以上情況均可5、在研究萬有引力定律時，天體的運動遵循一定的規律。一個質量為m的衛星繞質量為M的地球做勻速圓周運動，軌道半徑為r，線速度為v。若衛星的軌道半徑增大到2r，其他條件不變，線速度會如何變化？（）A.線速度不變B.線速度減小到原來的1/2C.線速度減小到原來的1/√2D.線速度減小到原來的1/46、在量子力學的發展中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態隨時間變化的基本方程。以下關于薛定諤方程的性質，不準確的是？（）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論效應7、在近代物理中，關于原子核的放射性衰變，一個放射性原子核經過一定時間發生衰變。以下關于衰變規律和半衰期的描述，哪一項是不正確的？（）A.衰變的概率與時間成正比B.半衰期是指原子核衰變一半所需的時間C.不同的放射性原子核半衰期不同D.半衰期與外界條件無關8、在振動學中，簡諧振動是一種最簡單的振動形式。以下關于簡諧振動的特征，不正確的是？（）A.回復力與位移成正比且方向相反B.振動的頻率與振幅無關C.振動的能量與振幅的平方成正比D.簡諧振動一定是等幅振動，不存在阻尼9、在電磁學中，法拉第電磁感應定律揭示了電磁現象之間的重要聯系。以下關于法拉第電磁感應定律的描述，哪一項是不準確的？（）A.感應電動勢的大小與穿過閉合回路的磁通量的變化率成正比B.即使回路不閉合，只要磁通量發生變化，也會產生感應電動勢C.感應電動勢的方向總是阻礙磁通量的變化D.磁通量變化越快，感應電動勢就一定越大，與回路的電阻無關10、在相對論中，長度收縮效應指出運動物體的長度在運動方向上會變短。如果一個物體在相對觀察者以0.9c的速度運動時，其在運動方向上的長度變為原來的多少倍？（）A.0.1B.0.44C.0.9D.0.511、在量子物理的氫原子模型中，電子繞原子核做圓周運動。已知電子的軌道半徑為r，電荷量為-e，原子核電荷量為+Ze（Z為原子序數）。以下關于電子軌道能量的計算，哪一項是不正確的？（）A.軌道能量與電子的速度有關B.可以通過庫侖定律和圓周運動的規律計算C.軌道能量是量子化的D.軌道能量與原子核的質量無關12、對于相對論性動能，當一個粒子的速度接近光速時，其動能的表達式與經典力學有很大差異，以下哪種說法能體現這種差異？（）A.動能與速度成正比B.動能與速度的平方成正比C.動能趨于無窮大D.動能增長速度逐漸變慢13、對于光學的研究，以下關于光的干涉和衍射現象所揭示的光的波動性，哪一個是準確的？（）A.光的干涉和衍射現象表明光只是一種粒子，不具有波動性B.光的干涉和衍射現象有力地證明了光具有波動性，且干涉條紋和衍射圖樣的分布與光的波長、縫寬等因素密切相關C.光的干涉和衍射現象與光的波動性無關，只是一種偶然的光學現象D.雖然光的干涉和衍射現象顯示光有波動性，但在大多數情況下，光仍應被視為粒子14、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15、在量子物理中，泡利不相容原理指出在一個原子中，不能有兩個或兩個以上的電子具有完全相同的量子態。那么在一個原子的同一軌道上，最多能容納幾個電子？（）A.1B.2C.3D.4二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）對于一個在復合場中運動的帶電油滴，已知其電荷量、質量和場的情況，如何分析油滴的運動狀態和最終的平衡位置？2、（本題5分）結合電磁學中的電磁波傳播特性，分析電磁波在不同介質中的傳播速度、折射和反射現象，以及在無線通信和雷達系統中的應用。3、（本題5分）在電磁學中，討論電場線和磁感線的性質和特點？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在量子場論中，規范場的量子化是構建理論的重要步驟，闡述規范場量子化的方法、困難和解決途徑，以及在量子電動力學和量子色動力學中的應用。2、（本題5分）在相對論中，相對論性流體力學用于描述高速流動的物質，分析相對論性流體力學的基本方程、與經典流體力學的區別以及在天體物理和高能物理中的應用。3、（本題5分）全面論述流體力學中的伯努利方程，解釋其物理意義、推導過程以及在航空航天、水利工程和生物流體力學中的廣泛應用和實際案例。4、（本題5分）分析狹義相對論中的長度收縮和時間膨脹效應，論述其產生的原因、數學推導以及在高速運動物體和天體物理現象中的觀測和應用。5、（本題5分）熱力學系統的混合過程和熵增原理密切相關，探討混合過程的熱力學分析、熵的變化計算以及在溶液理論和化學反應中的應用。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個由電阻R1和R2組成的串聯電路，接在電動勢為E、內阻為r的電源上。已知R1=2R2，當R2消耗的電功率為P時，計算電源的輸出功率。2、（本題10分）一理想氣體從狀態1經絕熱過程到達狀態2，再經等壓過程回到狀態1，構成一個循環。已知狀