江西工程职业学院《固体物理》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

装订线

江西工程职业学院
《固体物理》2023-2024学年第一学期期末试卷

院(系)_______ 班级_______ 学号_______ 姓名_______

题号
一
二
三
四
总分
得分

批阅人

一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）
1、在电学实验中，测量电阻是常见的操作。用伏安法测量一个未知电阻 R 的阻值，实验中电压表的内阻为 RV ，电流表的内阻为 RA 。若采用电流表外接法，测量值会比真实值偏大还是偏小？（ ）
A. 偏大 B. 偏小 C. 相等 D. 无法确定

2、在电磁学中，对于一个平行板电容器，若两极板间的距离增大，同时保持极板上的电荷量不变。以下关于电容器的电容和两极板间电压的变化，哪一项说法是不正确的？（ ）
A. 电容减小，电压增大
B. 电容与极板间距成反比，所以间距增大电容必然减小
C. 电荷量不变时，电容减小会导致电压降低
D. 可以通过电容的定义式和决定式来分析电压的变化

3、在电磁感应现象中，感应电流的方向可以用楞次定律来判断。当穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系是：（ ）
A. 相同 B. 相反 C. 垂直 D. 无法确定

4、在波动方程中，波速、波长和频率之间存在着一定的关系。以下关于波速的决定因素，不准确的是？（ ）
A. 波速由介质的性质决定 B. 对于同一列波，在不同介质中波速不同 C. 波的频率越高，波速越大 D. 波速与波长和频率无关

5、在刚体的定轴转动中，对于转动惯量的概念和计算，以及角动量守恒定律的应用条件和结果，以下说法不正确的是（ ）
A. 转动惯量与刚体的质量分布和转轴位置有关 B. 质量分布离转轴越远，转动惯量越大 C. 角动量守恒定律只适用于合外力矩为零的情况 D. 系统的转动惯量改变时，角动量一定改变

6、关于静电场中的电介质，对于电介质的极化现象、极化强度和电介质对电场的影响，以下说法不准确的是（ ）
A. 电介质在电场中会发生极化 B. 极化强度与外加电场强度成正比 C. 插入电介质会使电场强度减小 D. 电介质的极化是瞬间完成的

7、在电磁学中，自感现象是一种特殊的电磁感应现象。一个电感为 L 的线圈，通过的电流为 I 。若电流在极短时间内从 I 变为 0 ，线圈两端产生的自感电动势的大小为多少？（ ）
A. 0 B. L C. LI D. 无法确定

8、在热学中，一定质量的理想气体经历等压膨胀过程。已知气体的比热容为 Cp ，吸收的热量为 Q 。以下关于气体体积变化量与其他物理量的关系，哪一项推导是不正确的？（ ）
A. 利用热力学第一定律和等压过程的特点进行推导
B. 体积变化量与温度变化量成正比
C. 体积变化量与吸收的热量成正比
D. 体积变化量与比热容 Cp 无关

9、在波动光学中，光的衍射现象是常见的。当一束光通过一个狭缝时，会在屏幕上形成衍射条纹。如果狭缝宽度减小，衍射条纹的宽度会怎样变化？（ ）
A. 变宽 B. 变窄 C. 不变 D. 先变宽后变窄

10、在电路分析的领域中，关于交流电路中电阻、电容和电感对电流和电压的影响，以下哪种说法是恰当的？（ ）
A. 在交流电路中，电阻对电流和电压的相位没有影响，电容使电流超前电压，电感使电流滞后电压
B. 交流电路中，电阻、电容和电感都会使电流和电压的相位发生相同的变化
C. 电容和电感在交流电路中对电流和电压的影响可以忽略不计，主要是电阻起作用
D. 电阻、电容和电感在交流电路中的作用是相互抵消的，最终电流和电压的关系与直流电路相同

11、在波动学中，驻波是两列振幅、频率和传播方向相同，但传播速度相反的波叠加形成的。对于一根两端固定的弦线上形成的驻波，在相邻两个波节之间的各点，振动的相位关系是怎样的？（ ）
A. 相同 B. 相反 C. 依次相差 90 度 D. 依次相差 180 度

12、对于光的折射现象，当一束光从空气斜射入水中时，以下关于入射角、折射角以及光速变化的描述，不准确的是（ ）
A. 入射角大于折射角 B. 光在水中的传播速度变慢 C. 折射角的大小取决于入射角和两种介质的折射率 D. 入射角增大时，折射角不变

13、在振动的合成中，两个同方向、同频率的简谐振动合成后的振动仍然是简谐振动。以下关于合振动的特点，不正确的是？（ ）
A. 合振动的振幅等于分振动振幅之和 B. 合振动的初相位由分振动的初相位决定 C. 当分振动的相位差为零时，合振动的振幅最大 D. 当分振动的相位差为π时，合振动的振幅最小

14、关于万有引力定律，两个质量分别为m1和m2、相距为r的物体之间的引力大小与哪些因素有关？（ ）
A. 只与m1和m2有关
B. 只与r有关
C. 与m1、m2和r都有关
D. 与m1、m2、r以及引力常量G都有关

15、在热力学第二定律的探讨中，关于熵增加原理及其在热现象中的体现，以下哪种表述是正确的？（ ）
A. 熵增加原理指出，在任何自发的热力学过程中，系统的熵总是增加的，这意味着热量总是从高温物体自发地流向低温物体
B. 熵增加原理表明，封闭系统的熵不可能减少，熵的变化只与系统的初末状态有关，与过程无关
C. 虽然熵增加原理适用于大多数热力学过程，但在某些特殊情况下，系统的熵可能会减少
D. 熵增加原理只是一种理论假设，在实际的热现象中无法得到验证

16、在量子力学的发展中，薛定谔方程是描述微观粒子状态随时间变化的基本方程。以下关于薛定谔方程的性质，不准确的是？（ ）
A. 薛定谔方程是线性方程 B. 薛定谔方程的解是波函数 C. 薛定谔方程适用于所有微观粒子 D. 薛定谔方程不包含相对论效应

17、在光学成像的原理中，对于薄透镜成像公式的推导、适用条件以及像的性质和特点，以下描述不准确的是（ ）
A. 薄透镜成像公式适用于各种类型的透镜 B. 像的虚实、正倒和大小与物距和焦距有关 C. 当物距大于两倍焦距时，成倒立缩小的实像 D. 透镜的焦距越短，成像的放大倍数越大

18、在电磁感应的学习中，一个闭合回路中的磁通量发生变化，产生了感应电动势。若磁通量的变化率恒定，以下关于感应电动势的大小和方向，哪一项分析是不正确的？（ ）
A. 感应电动势的大小恒定
B. 感应电动势的方向由楞次定律确定
C. 可以通过法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小
D. 感应电动势的大小与回路的电阻无关

19、在波动光学的干涉和衍射实验中，对于杨氏双缝干涉实验和夫琅禾费单缝衍射实验的装置、条纹特点和物理意义，以下描述错误的是（ ）
A. 杨氏双缝干涉实验中条纹等间距 B. 夫琅禾费单缝衍射实验中中央亮纹最宽 C. 两个实验都证明了光的波动性 D. 干涉和衍射现象不能同时发生

20、在量子力学中，对于一个微观粒子的波函数，其满足薛定谔方程。以下关于薛定谔方程的求解和应用，哪一项描述是不准确的？（ ）
A. 薛定谔方程的解可以给出粒子的可能状态
B. 求解过程通常需要特定的边界条件
C. 对于复杂的系统，精确求解薛定谔方程往往很困难
D. 薛定谔方程只适用于非相对论情况

二、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）随着等离子体物理的研究进展，探讨等离子体的特性（如集体效应、德拜屏蔽）、产生方法和在受控核聚变等领域的应用。

2、（本题5分）分析狭义相对论中的同时性相对性原理，探讨其在相对论中的作用。

3、（本题5分）简述相对论能量公式的表达式及意义，分析其在相对论中的重要地位。

4、（本题5分）说明热力学中的理想气体的等压过程的特点及计算方法，分析等压过程在热力学中的应用。

5、（本题5分）在热力学中，解释不可逆过程的熵变计算方法？

三、计算题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）一单摆的摆长为 l = 1m，摆球质量为 m = 0.2kg，在小角度摆动下，其运动周期为 T。若将摆长增加到 2l，计算新的周期以及周期的变化率。

2、（本题5分）一个质量为 m 的物体在一个粗糙水平面上做直线运动，受到一个水平拉力 F 的作用，动摩擦因数为 μ。已知物体的初速度为 v0，经过时间 t 后速度变为 v。计算拉力 F 做的功。

3、（本题5分）一质量为 5kg 的物体在光滑水平面上受到水平方向的力 F = 10N 作用，从静止开始运动。已知力的作用时间为 5s，求物体在这段时间内的位移，以及力所做的功和功率。

4、（本题5分）一个平行板电容器，两极板间的电压为 U，极板面积为 S，间距为 d。若在两极板间插入一块厚度为 t、相对介电常数为 εr 的电介质板，求电容器的电容变化量和储存的电能变化量。

5、（本题5分）一质量分布均匀的球体，半径为 R，总质量为 M。计算距离球心为 r（r < R）处的引力场强度和引力势能。

四、论述题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）深入研究静电场中的带电粒子在电场中的运动规律，分析其受力情况、运动方程和在示波器、加速器等设备中的应用。

2、（本题10分）在电磁学中，位移电流的概念对于理解麦克斯韦方程组的完整性具有关键作用，请详细论述位移电流的提出背景、物理意义和实际应用。

3、（本题10分）从物理原理出发，探讨固体物理中的超导微观理论，包括 BCS 理论、高温超导机制的研究进展，以及超导在强磁场和量子计算中的应用前景。

第6页，共6页