淮陰工學院《計算物理》2021-2022學年第一學期期末試卷

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2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、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、在光學的折射現(xiàn)象中，當光線從光密介質射向光疏介質時，有可能發(fā)生全反射。對于一定的入射角，哪種情況下更容易發(fā)生全反射？（）A.光密介質的折射率較大B.光疏介質的折射率較大C.入射角較小D.以上都不對2、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(chǎn)生的感應電動勢的最大值是多少？（）A.BL2ωB.2BL2ωC.√2BL2ωD.1/2BL2ω3、在研究光的折射時，一束光從光密介質射向光疏介質，當入射角增大到一定程度時會發(fā)生全反射現(xiàn)象，以下哪種條件能使全反射更容易發(fā)生？（）A.增大光密介質的折射率B.減小光密介質的折射率C.增大光疏介質的折射率D.減小光的頻率4、在光學的研究中，光的折射現(xiàn)象遵循一定的規(guī)律。對于一束光線從空氣斜射入水中，入射角為45度，已知水的折射率為1.33，那么折射角大約是多少度？（）A.30度B.32度C.35度D.40度5、在研究靜電平衡的導體時，導體內部的電場強度為零。如果在導體內部放入一個電荷，導體內部的電場強度會如何變化？（）A.仍為零B.不為零C.無法確定D.以上都不對6、在熱力學第三定律的探討中，關于絕對零度不可達到的原理和其意義，以下哪種描述是正確的？（）A.熱力學第三定律指出，絕對零度可以通過有限的步驟達到，只是目前的技術還無法實現(xiàn)B.絕對零度不可達到意味著在任何過程中，系統(tǒng)的溫度都不可能降低到絕對零度，這反映了熱現(xiàn)象的方向性和有限性C.熱力學第三定律對實際的熱學過程沒有任何指導意義，只是一種理論上的假設D.絕對零度不可達到是因為在接近絕對零度時，物質的性質會發(fā)生奇異的變化，使得進一步降溫變得不可能7、在光學的反射定律中，入射角等于反射角。一束光線以入射角i照射到平面鏡上，反射光線與入射光線的夾角為120°，入射角i的大小是多少？（）A.30°B.60°C.90°D.120°8、對于光的偏振現(xiàn)象，以下關于其產(chǎn)生原因和應用領域，哪一項是恰當?shù)模浚ǎ〢.光的偏振現(xiàn)象是由于光的橫波特性導致的，廣泛應用于攝影、通信、液晶顯示等領域B.光的偏振只與光的傳播方向有關，與光源和介質的性質無關，其應用范圍有限C.偏振現(xiàn)象使得光的能量發(fā)生損失，因此在大多數(shù)情況下應盡量避免D.光的偏振無法通過人工方法產(chǎn)生，只能在自然條件下觀察到9、在靜電場中，電場線的疏密程度表示電場強度的大小。對于一個帶正電的點電荷，其周圍的電場線分布是怎樣的？（）A.均勻分布B.指向點電荷C.背離點電荷D.呈環(huán)形分布10、在光學的折射現(xiàn)象中，斯涅爾定律描述了入射角和折射角與兩種介質折射率的關系。以下關于斯涅爾定律的應用，不正確的是？（）A.可以用于計算光線在不同介質界面的折射角B.當光從光疏介質射向光密介質時，折射角小于入射角C.光在同種均勻介質中傳播時，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11、對于電場中的電勢能和電勢差，以下關于電荷在電場中電勢能的變化、電勢差的定義和計算，以及它們與電場強度的關系的表述，不準確的是（）A.正電荷在電勢高處電勢能大，負電荷在電勢低處電勢能大B.電勢差等于電場中兩點電勢之差C.電場強度越大，電勢差越大D.電荷在電場中移動時，電勢能的變化等于電場力做的功12、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、在靜電場中，高斯定理可以用來計算電場強度。對于一個帶有電荷量Q、半徑為R的均勻帶電球體，在球外距離球心為r（r>R）處的電場強度大小與距離r的關系是怎樣的？（）A.與r成正比B.與r的平方成正比C.與r成反比D.與r的平方成反比14、在電學中，一個電容器充電后與電源斷開，然后將兩極板間的距離增大，那么電容器的電容、電壓和電場強度會如何變化？（）A.電容減小，電壓增大，電場強度不變B.電容增大，電壓減小，電場強度減小C.電容不變，電壓不變，電場強度不變D.電容減小，電壓不變，電場強度減小15、關于光學的知識，一束單色光從空氣斜射入某種介質中，入射角為i，折射角為r，該介質的折射率n應該如何計算？（）A.sini/sinrB.sinr/siniC.cosi/cosrD.cosr/cosi二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）說明熱力學中的理想氣體的多方過程的特點及計算方法，分析多方過程在熱力學中的應用。2、（本題5分）在研究機械波的疊加時，說明波的干涉和駐波現(xiàn)象的形成條件和特點，并通過實例解釋其在聲學和光學中的應用。3、（本題5分）在量子力學的諧振子模型中，論述其哈密頓量的形式、能級分布和波函數(shù)的特點，以及在微觀粒子振動問題中的應用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）從物理角度探討光學中的非線性光學效應，包括倍頻、和頻、差頻等現(xiàn)象，論述非線性光學材料的特性和非線性光學過程的數(shù)學描述和應用。2、（本題5分）波動光學中的相干光的產(chǎn)生和控制是干涉和衍射實驗的基礎，分析相干光源的實現(xiàn)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。3、（本題5分）深入探討量子力學中的量子糾纏現(xiàn)象，解釋其物理概念、實驗驗證和在量子通信、量子計算中的應用前景。4、（本題5分）分析量子力學的基本原理和特點，如波粒二象性、不確定性原理等，討論其在微觀世界研究中的作用。5、（本題5分）深入探討量子力學中的斯特恩-蓋拉赫實驗，解釋其實驗現(xiàn)象、物理意義和對原子磁矩和空間量子化的驗證。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一簡諧波在彈性介質中傳播，介質的密度為ρ，波速為v，波長為λ。計算波的平均能量密度和能流密度，并分析當介質性質和波的參數(shù)變化時的影響。2、（本題10分）一個質量為