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《現代輻射探測與分析》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、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2、在靜電場中，對于電場強度和電勢的關系，以下關于電場線和等勢面的性質以及它們之間的相互聯系，說法不正確的是（）A.電場線總是垂直于等勢面B.電場強度的方向總是指向電勢降低的方向C.等勢面上各點的電場強度大小相等D.沿著電場線方向，電勢逐漸降低3、在相對論的理論框架下，時間和空間的概念發生了深刻的變化。一個高速運動的物體，其長度會在運動方向上發生收縮。如果一個靜止時長為L0的物體，以速度v運動時，其長度L會如何變化？（）A.L=L0B.L=L0√(1-v2/c2)C.L=L0√(1+v2/c2)D.L=L0/√(1-v2/c2)4、在電磁學中，安培環路定理用于計算磁場的分布。對于一個無限長直載流導線，通過安培環路定理計算其周圍的磁場強度，與到導線距離的關系是怎樣的？（）A.與距離成正比B.與距離成反比C.與距離的平方成正比D.與距離的平方成反比5、在波動學中，多普勒效應描述了波源和觀察者相對運動時頻率的變化。當波源和觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率會怎樣變化？（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低6、在電磁學的磁場中，畢奧-薩伐爾定律用于計算電流產生的磁場。對于一段長度為L的直導線，通有電流I，距離導線為r處一點的磁感應強度大小與哪些因素有關？（）A.只與I和r有關B.只與I、r和L有關C.與I、r、L以及導線的形狀有關D.與I、r、L、導線的形狀以及周圍介質有關7、在原子核物理中，比結合能越大，原子核越穩定。以下哪種原子核的比結合能最大？（）A.氫原子核B.氦原子核C.鈾原子核D.鐵原子核8、在熱力學第一定律的應用中，對于一個封閉系統經歷一個循環過程，其內能的變化量是多少？（）A.大于零B.小于零C.等于零D.無法確定9、對于簡諧振動的能量，一個做簡諧振動的系統，其能量與振幅的平方成正比。當振幅增大時，以下哪個物理量也會增大？（）A.振動周期B.振動頻率C.振動速度的最大值D.振動的初相位10、對于熱力學過程中的可逆過程和不可逆過程，以下關于其區別和判斷標準，哪一項是準確的？（）A.可逆過程和不可逆過程的區別在于過程是否能夠反向進行，只要能夠反向進行的過程就是可逆過程B.可逆過程是一種理想過程，在實際中不存在，不可逆過程則是普遍存在的，判斷標準是看過程是否引起了外界的變化C.可逆過程中系統和外界的熵都不變，不可逆過程中系統的熵增加，外界的熵不變D.可逆過程和不可逆過程的區別在于能量轉化的效率，效率高的是可逆過程，效率低的是不可逆過程11、在靜電場的高斯定理中，對于一個帶有均勻電荷分布的球體，若已知球體的電荷量和半徑，以下關于通過球面的電通量，哪一項分析是不準確的？（）A.電通量與球體的電荷量成正比B.電通量與球面的半徑無關C.可以通過高斯定理計算電通量D.電通量的大小與電場的分布有關12、在熱力學第二定律的學習中，對于一個熱機，從高溫熱源吸收熱量Q1，向低溫熱源放出熱量Q2，對外做功W。以下關于熱機效率的表達式，哪一項是不正確的？（）A.η=W/Q1B.η=（Q1-Q2）/Q1C.熱機效率不可能達到100%D.熱機效率與工作物質的性質無關13、在電磁學中，磁場對運動電荷的作用力稱為洛倫茲力。以下關于洛倫茲力的特點，不準確的是？（）A.洛倫茲力始終垂直于電荷的運動方向B.洛倫茲力不做功C.洛倫茲力的大小與電荷的速度成正比D.電荷在磁場中運動時一定受到洛倫茲力14、在相對論中，長度收縮效應是指物體沿運動方向的長度會變短。一個長度為L0的物體，在相對觀察者以速度v運動時，觀察者測得的長度L會如何變化？（）A.L=L0B.L>L0C.L<L0D.無法確定15、在波動學中，一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，其波速為v，波長為λ，周期為T。某一時刻的波形圖如圖所示。以下關于經過時間t后波形的移動距離，哪一項計算是不準確的？（）A.移動距離為vtB.當t=nT（n為整數）時，波形不變C.移動距離與波長和周期無關D.可以通過波速和時間的乘積計算移動距離16、在剛體的定軸轉動中，角動量守恒定律在很多情況下都適用。以下關于角動量守恒的條件，不準確的是？（）A.系統所受合外力矩為零B.系統所受合外力為零C.內力對轉軸的力矩之和為零D.角動量守恒定律在微觀和宏觀領域都適用17、在電磁感應現象中，一個匝數為N、面積為S的線圈在均勻磁場B中以角速度ω勻速轉動，產生的感應電動勢的最大值Em為多少？（）A.Em=NBSωB.Em=NBSω2C.Em=BSωD.Em=BSω218、在物理光學中，對于光的衍射現象，例如單縫衍射和圓孔衍射，以下關于衍射條紋的特征、衍射條件和衍射現象的應用的描述，錯誤的是（）A.衍射條紋中央亮紋寬度最寬B.障礙物或孔隙的尺寸與光的波長相當或更小時發生明顯衍射C.光的衍射現象證明了光具有波動性D.衍射現象在光學儀器的分辨率提高方面沒有作用19、關于萬有引力定律，兩個質量分別為m1和m2、相距為r的物體之間的引力大小與哪些因素有關？（）A.只與m1和m2有關B.只與r有關C.與m1、m2和r都有關D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關20、在靜電場中，電勢能的變化與電場力做功的關系密切。一個帶正電的粒子在電場中移動，電場力做正功，其電勢能會如何變化？（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少21、在波動光學中，單縫衍射現象具有獨特的特征。以下關于單縫衍射中暗紋位置的確定，不正確的是？（）A.暗紋位置由衍射角與縫寬的關系決定B.中央明紋兩側的第一條暗紋對應的衍射角滿足一定條件C.暗紋的位置與入射光的波長無關D.縫寬越小，衍射條紋越寬，暗紋位置也會發生變化22、對于量子力學的基本概念，以下關于波粒二象性和不確定性原理的理解，哪一項是恰當的？（）A.波粒二象性指出微觀粒子有時表現為粒子，有時表現為波，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，無法統一解釋微觀粒子的行為23、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，那么線框中產生的感應電動勢的最大值是多少？（）A.BL2ωB.2BL2ωC.√2BL2ωD.1/2BL2ω24、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°25、在光學的全反射現象中，當光從光密介質射向光疏介質時，如果入射角大于臨界角，就會發生全反射。對于給定的兩種介質，臨界角的大小與哪些因素有關？（）A.只與光密介質的折射率有關B.只與光疏介質的折射率有關C.與兩種介質的折射率都有關D.與光的頻率有關二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）分析剛體的角動量守恒定律的條件及表達式，探討其在實際問題中的應用。2、（本題5分）在研究剛體的轉動慣量時，平行軸定理和垂直軸定理是常用的定理。請分別闡述這兩個定理的內容和推導過程，并舉例說明它們在計算剛體轉動慣量中的應用。3、（本題5分）說明歐姆定律的內容及適用條件，舉例說明其在電路分析中的應用。4、（本題5分）闡述能量守恒定律的內容及意義，舉例說明其在不同物理過程中的體現。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個單擺的擺長為1.0m，擺球質量為0.20kg，在最大擺角為5°的情況下擺動。計算單擺的振動周期和擺球在最低點時的速度。2、（本題5分）一個帶電荷量為+q的點電荷位于一個無限大接地導體平板上方距離為h處，求導體平板上的感應電荷分布以及點電荷所受的電場力。3、（本題5分）一個邊長為a的立方體，在其六個面上均勻分布著電荷，總電荷量為Q。計算立方體中心處的電場強度。4、（本題5分）一個質量為m的物體在豎直平面內做半徑為R的圓周運動，已知在最高點和最低點時物體的速度分別為v1和v2，求物體在這兩點時繩子的張力。5、（本題5分）一個半徑為R的均勻帶電球體，電荷體密度為ρ。在球內距球心r處挖去一個半徑為r?（r?<r）的小球體，計