西安電子科技大學《空間物理學》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《空間物理學》2021-2022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、在光學的薄透鏡成像中，物距、像距和焦距之間存在一定的關系。當一個物體位于凸透鏡前兩倍焦距處時，所成的像的性質(zhì)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2、在研究光的折射現(xiàn)象時，一束光線從空氣斜射入水中。假設入射角為45度，水的折射率為1.33。以下關于折射角的大小，哪一項描述是不準確的？（）A.折射角小于入射角，且小于45度B.折射角可以通過折射率和入射角，利用折射定律計算得出C.折射角一定大于0度且小于45度D.折射角的具體度數(shù)與光的波長無關3、對于熱力學第二定律，以下關于熱機效率、熵的概念以及自發(fā)過程的方向性的闡述，不準確的是（）A.熱機效率不可能達到100%B.熵增加原理適用于孤立系統(tǒng)C.自發(fā)過程總是朝著熵減小的方向進行D.熵是系統(tǒng)無序程度的度量4、在相對論中，一個物體的運動速度接近光速時，其長度會發(fā)生收縮。以下關于長度收縮效應的描述，哪一項是不正確的？（）A.收縮只發(fā)生在運動方向上B.收縮的程度與速度的平方成正比C.對于靜止的觀察者，物體的長度會變短D.長度收縮是一種視覺錯覺，實際上物體的長度不變5、在熱力學的研究中，理想氣體經(jīng)歷絕熱自由膨脹過程。在此過程中，以下關于氣體的溫度、壓強和熵的變化，哪一項描述是不準確的？（）A.溫度不變B.壓強減小C.熵增加D.熵的變化與氣體的體積變化量成正比6、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(zhì)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(shù)越大7、在靜電場中，電場強度的環(huán)流恒等于零，這反映了靜電場的什么性質(zhì)？（）A.有源無旋B.有旋無源C.有源有旋D.無源無旋8、在光學的折射定律中，對于光線從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)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(zhì)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(zhì)的相對折射率B.折射率大的介質(zhì)中，光線偏折程度大C.折射率與光在介質(zhì)中的傳播速度有關D.不同頻率的光在同一介質(zhì)中的折射率相同9、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10、在波動光學中，楊氏雙縫干涉實驗是研究光的干涉現(xiàn)象的經(jīng)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D11、在熱力學第一定律的表達式ΔU=Q+W中，W表示外界對系統(tǒng)做功。以下哪種情況中，系統(tǒng)對外做功？（）A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能12、在相對論中，對于一個高速運動的物體，其質(zhì)量會隨著速度的增加而增大。當速度接近光速時，質(zhì)量的增加趨勢是怎樣的？（）A.質(zhì)量增加得越來越慢B.質(zhì)量增加得越來越快C.質(zhì)量保持不變D.質(zhì)量先增加得快，后增加得慢13、對于氣體分子動理論，以下關于理想氣體壓強和溫度的微觀解釋，哪一項是正確的？（）A.理想氣體的壓強是由大量氣體分子對容器壁的碰撞產(chǎn)生的，溫度與分子的平均動能無關B.理想氣體的壓強和溫度都與氣體分子的平均動能成正比，分子的平均動能越大，壓強和溫度越高C.理想氣體的壓強取決于分子的密度和平均速度，溫度只與分子的勢能有關D.氣體分子動理論無法解釋理想氣體壓強和溫度的微觀本質(zhì)，只是一種經(jīng)驗性的理論14、在電磁學的電磁波理論中，對于電磁波的產(chǎn)生、傳播特性和應用，以下關于電磁波的波長、頻率、波速的關系以及電磁波在真空中和介質(zhì)中的傳播的描述，錯誤的是（）A.電磁波的波速等于波長與頻率的乘積B.電磁波在真空中的傳播速度是恒定的C.電磁波在介質(zhì)中的波長比在真空中長D.不同頻率的電磁波在真空中傳播速度相同15、在光學的干涉現(xiàn)象研究中，雙縫干涉實驗具有重要意義。在雙縫干涉實驗中，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，相鄰明條紋之間的間距Δx與上述各量之間的關系是怎樣的？（）A.Δx=λD/dB.Δx=λd/DC.Δx=Dλ/dD.Δx=dλ/D二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）對于一個帶電粒子在復合場（電場、磁場和重力場）中的運動，如何分析其運動狀態(tài)和軌跡？并舉例說明在實際中的應用，如質(zhì)譜儀和回旋加速器。2、（本題5分）在研究簡諧振動時，阻尼振動是一種常見的情況。請解釋阻尼振動的概念，說明阻尼振動中能量的變化情況，并比較阻尼振動與無阻尼振動的特點。3、（本題5分）在熱力學中，解釋焦耳實驗的意義和對熱力學第一定律的驗證？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入研究靜電場中的電場線和等勢面的概念，闡述它們的物理意義、性質(zhì)和在描述電場分布和求解電場問題中的應用。2、（本題5分）論述光學儀器如顯微鏡、望遠鏡的工作原理及發(fā)展歷程，分析其在科學研究中的作用。3、（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。4、（本題5分）電動力學中的電磁波的傳播在各向異性介質(zhì)中具有特殊性質(zhì)，分析各向異性介質(zhì)中的介電常數(shù)和磁導率張量、電磁波的傳播方程和偏振特性，以及在晶體光學和光纖通信中的應用。5、（本題5分）全面論述電磁學中的電磁感應定律在自感和互感現(xiàn)象中的應用，分析自感系數(shù)和互感系數(shù)的計算方法和物理意義。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個質(zhì)量為m的物體在豎直平面內(nèi)做圓周運動，繩子與光滑圓環(huán)相連，圓環(huán)半徑為R。計算物體在最高點和最低點的速度范圍，并分析繩子張力的變化。2、（本題10分）一水平放置的平行板電容器，兩極板間的距離為0.20m，兩極板間的電壓為100V。一個電