重慶交通大學(xué)《固體物理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《固體物理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、關(guān)于波動方程，對于一列沿x軸正方向傳播的簡諧波的波動方程的物理意義和求解方法，以下理解不準(zhǔn)確的是（）A.波動方程描述了任意時刻波線上各質(zhì)點(diǎn)的位移B.已知波速和初始條件可以確定波動方程C.波動方程中的相位表示質(zhì)點(diǎn)振動的狀態(tài)D.波動方程只適用于機(jī)械波2、在光學(xué)的干涉實(shí)驗(yàn)中，用楊氏雙縫干涉裝置觀察干涉條紋。若光源由單色光換成白光，以下關(guān)于干涉條紋的變化，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.中央條紋仍為白色B.其他條紋變?yōu)椴噬獵.條紋間距不變D.條紋的清晰度降低3、在量子力學(xué)的概念中，對于微觀粒子的波粒二象性，以下關(guān)于粒子的波動性和粒子性表現(xiàn)及相互關(guān)系的解釋，不正確的是（）A.電子在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出波動性B.微觀粒子的位置和動量可以同時精確測定C.粒子的波動性在某些條件下明顯，粒子性在另一些條件下明顯D.波粒二象性是微觀粒子的基本屬性4、在光的衍射現(xiàn)象中，衍射條紋的寬度與波長、障礙物尺寸等因素有關(guān)。一束波長為λ的光通過一個寬度為a的狹縫發(fā)生衍射，若波長增大到2λ，其他條件不變，衍射條紋的寬度會如何變化？（）A.寬度不變B.寬度增大到原來的2倍C.寬度增大到原來的4倍D.寬度減小到原來的一半5、在相對論中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價性。當(dāng)一個物體的速度接近光速時，其動能的增加與速度的關(guān)系是怎樣的？（）A.動能與速度成正比B.動能與速度的平方成正比C.動能的增加變得越來越困難D.動能的增加變得越來越容易6、在量子物理的原子結(jié)構(gòu)模型中，對于玻爾模型和量子力學(xué)模型的區(qū)別與聯(lián)系，以下關(guān)于電子軌道、能量量子化和電子躍遷的解釋，不準(zhǔn)確的是（）A.玻爾模型中電子軌道是固定的B.量子力學(xué)模型中電子運(yùn)動狀態(tài)用波函數(shù)描述C.兩種模型都能很好地解釋所有原子的光譜現(xiàn)象D.電子躍遷會吸收或放出特定頻率的光子7、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等容變化過程。若氣體吸收的熱量為Q，壓強(qiáng)的變化量為Δp，以下關(guān)于氣體內(nèi)能的變化量，哪一項(xiàng)計(jì)算是不正確的？（）A.內(nèi)能的變化量等于QB.內(nèi)能的變化量等于(Δp/p)×(m/M)×R×T，其中m為氣體質(zhì)量，M為氣體摩爾質(zhì)量，R為普適氣體常量，T為溫度C.內(nèi)能的變化量與氣體的體積無關(guān)D.內(nèi)能的變化量與氣體的壓強(qiáng)成正比8、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動。如果磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，而其他條件不變，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小9、在靜電場中，電勢能的變化與電場力做功有關(guān)。一個帶正電的粒子在電場中運(yùn)動，電場力做正功，粒子的電勢能會如何變化？（）A.電勢能增大B.電勢能減小C.電勢能不變D.先增大后減小10、對于狹義相對論中的質(zhì)能關(guān)系，以下關(guān)于其表達(dá)式和物理意義，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.質(zhì)能關(guān)系為E=mc^2，表明質(zhì)量和能量是相互獨(dú)立的物理量，沒有直接的聯(lián)系B.質(zhì)能關(guān)系指出能量和質(zhì)量可以相互轉(zhuǎn)化，一定的質(zhì)量對應(yīng)著一定的能量，在核反應(yīng)等過程中得到了廣泛的驗(yàn)證C.質(zhì)能關(guān)系只適用于高速運(yùn)動的物體，對于低速運(yùn)動的物體，質(zhì)量和能量的關(guān)系可以忽略不計(jì)D.質(zhì)能關(guān)系中的光速c是一個可以變化的量，取決于參考系的選擇11、在熱力學(xué)過程中，卡諾循環(huán)具有重要的理論意義。以下關(guān)于卡諾循環(huán)效率的描述，不準(zhǔn)確的是？（）A.卡諾循環(huán)效率只與高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟扔嘘P(guān)B.提高高溫?zé)嵩礈囟然蚪档偷蜏責(zé)嵩礈囟瓤梢蕴岣呖ㄖZ循環(huán)效率C.卡諾循環(huán)效率可以達(dá)到100%D.實(shí)際熱機(jī)的效率總是低于卡諾循環(huán)效率12、對于量子力學(xué)的基本概念，以下關(guān)于波粒二象性和不確定性原理的理解，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.波粒二象性指出微觀粒子有時表現(xiàn)為粒子，有時表現(xiàn)為波，不確定性原理則限制了我們同時精確測量粒子的位置和動量B.波粒二象性意味著微觀粒子既是粒子又是波，不確定性原理表明我們可以同時精確測量粒子的位置和動量，但測量精度有限C.波粒二象性和不確定性原理只適用于微觀世界，對宏觀物體沒有任何意義D.微觀粒子的波粒二象性和不確定性原理是相互矛盾的，無法統(tǒng)一解釋微觀粒子的行為13、在振動學(xué)中，簡諧振動是一種最簡單的振動形式。以下關(guān)于簡諧振動的特征，不正確的是？（）A.回復(fù)力與位移成正比且方向相反B.振動的頻率與振幅無關(guān)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14、在相對論力學(xué)中，物體的質(zhì)量會隨著速度的增加而增大。當(dāng)一個物體的速度接近光速的一半時，其質(zhì)量相對于靜止質(zhì)量增大的比例大約是多少？（）A.10%B.15%C.20%D.25%15、在相對論力學(xué)中，關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的動量和能量表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)的差異，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.相對論力學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)的動量和能量表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)完全相同，只是在高速情況下進(jìn)行了修正B.相對論力學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)的動量和能量不再是簡單的線性關(guān)系，且能量與動量的平方成正比C.相對論力學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)的動量和能量表達(dá)式與速度無關(guān)，只與質(zhì)量有關(guān)D.相對論力學(xué)中的動量和能量表達(dá)式在低速情況下與經(jīng)典力學(xué)近似相等，在高速情況下則有顯著差異二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述固體的分類及特點(diǎn)，分析不同類型固體在物理性質(zhì)上的差異。2、（本題5分）在研究物體的平拋運(yùn)動時，已知物體的初速度、拋出點(diǎn)高度和水平位移，如何通過這些數(shù)據(jù)計(jì)算物體在空中運(yùn)動的時間以及落地時的速度大小和方向？3、（本題5分）在波動學(xué)中，解釋彈性波在不同介質(zhì)界面處的反射和折射規(guī)律？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）牛頓力學(xué)中的天體力學(xué)問題涉及到引力相互作用和軌道運(yùn)動，論述開普勒定律、萬有引力定律在天體運(yùn)動中的應(yīng)用，以及三體問題和軌道穩(wěn)定性的研究。2、（本題5分）探討聲學(xué)中的聲子晶體，論述聲子晶體的能帶結(jié)構(gòu)、禁帶特性和聲波調(diào)控原理，以及聲子晶體在聲學(xué)濾波、隔振和聲學(xué)器件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。3、（本題5分）詳細(xì)分析靜磁場中的磁疇和鐵磁性材料的磁化過程，闡述其物理機(jī)制、微觀結(jié)構(gòu)和在磁性存儲、傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用。4、（本題5分）全面論述電磁學(xué)中的楞次定律，分析其物理內(nèi)涵、判斷方法以及在電磁感應(yīng)現(xiàn)象和電路中的應(yīng)用。5、（本題5分）電動力學(xué)中的電磁波在介質(zhì)中的傳播特性與介質(zhì)的電磁參數(shù)有關(guān)，分析電磁波在不同介質(zhì)（如電介質(zhì)、磁介質(zhì)）中的傳播規(guī)律、折射和反射現(xiàn)象，以及在光學(xué)材料和電磁屏蔽中的應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一水平放置的平行板電容器，兩極板間的距離為d，極板面積為S，所加電壓為U，兩極板間充滿介電常數(shù)為ε的電介質(zhì)。求電容器的電容和極板上的電荷量。2、（本題10分）在xOy平面內(nèi)，有一個沿