學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁福建農林大學

《相對論》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20個小題，每小題2分，共40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2、在熱力學中，理想氣體的狀態方程有著重要的應用。假設一定量的理想氣體在初始狀態時，壓強為P1，體積為V1，溫度為T1，經過絕熱過程后，壓強變為P2，體積變為V2，溫度變為T2，且P2=2P1，V2=V1/2，那么T2與T1的比值是多少？（）A.2B.4C.8D.163、對于自感現象，一個閉合回路中的電流發生變化時會產生自感電動勢，以下哪種情況會使自感電動勢增大？（）A.電流變化率增大B.線圈匝數減少C.線圈中的磁通量增大D.線圈的電阻增大4、在量子力學的隧道效應中，微觀粒子具有穿越勢壘的能力。對于一個給定的勢壘，粒子穿越勢壘的概率與哪些因素有關？（）A.只與勢壘高度有關B.只與勢壘寬度有關C.與勢壘高度和寬度都有關D.與粒子的速度有關5、在研究簡諧運動的圖像時，圖像可以反映出振動的特征。一個簡諧運動的位移-時間圖像是正弦曲線，從圖像中可以直接得到的物理量是：（）A.振幅、周期、初相位B.振幅、頻率、初相位C.振幅、速度、加速度D.周期、速度、加速度6、在熱力學過程中，關于等壓過程、等容過程和等溫過程的特點及內能、做功和熱量的變化，以下解釋錯誤的是（）A.等壓過程中，系統做功等于壓強與體積變化的乘積B.等容過程中，系統不做功C.等溫過程中，內能不變D.等容過程中，熱量的變化等于內能的變化7、在熱力學第一定律的應用中，對于絕熱過程，以下關于其特點的描述，不正確的是？（）A.絕熱過程中，系統與外界沒有熱量交換B.絕熱膨脹時，系統內能減少，溫度降低C.絕熱壓縮時，系統內能增加，溫度升高D.絕熱過程中，系統對外做功等于內能的減少量8、在剛體力學的研究中，關于剛體的定軸轉動定律和轉動慣量的影響因素，以下哪種描述是準確的？（）A.剛體的定軸轉動定律表明，剛體所受到的合外力矩等于剛體的轉動慣量與角加速度的乘積，轉動慣量只與剛體的質量分布有關，與轉軸位置無關B.剛體的定軸轉動定律與牛頓第二定律類似，轉動慣量取決于剛體的質量、形狀和轉軸位置，質量分布離轉軸越遠，轉動慣量越大C.剛體的轉動慣量是一個固定不變的量，不受任何因素的影響，定軸轉動定律在任何情況下都能精確描述剛體的轉動D.剛體的定軸轉動定律只適用于勻速轉動的情況，對于變速轉動則不適用，轉動慣量對剛體的轉動沒有實質作用9、在電磁學的磁場對電流的作用中，一段通有電流的導線在磁場中受到安培力的作用。當電流方向與磁場方向垂直時，安培力的大小與哪些因素有關？（）A.只與電流大小有關B.只與磁場強度有關C.與電流大小和磁場強度都有關D.與電流大小、磁場強度和導線長度都有關10、對于原子物理學，氫原子從高能級向低能級躍遷時會發射光子，若從n=3的能級躍遷到n=1的能級，發射的光子頻率是多少？（）A.由能級差決定B.固定不變C.與原子種類有關D.無法計算11、在研究動量守恒定律時，系統不受外力或所受合外力為零是重要條件。在光滑水平面上，兩個質量分別為m1和m2的小球發生正碰，碰撞前速度分別為v1和v2，碰撞后速度分別為v1'和v2'。若m1=m2，且碰撞為完全彈性碰撞，碰撞后兩球的速度會如何變化？（）A.v1'=v2，v2'=v1B.v1'=v1，v2'=v2C.v1'=0，v2'=v1+v2D.無法確定12、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13、在量子力學的應用中，關于原子結構和能級的理論，以下哪種說法是準確的？（）A.原子的能級是連續分布的，電子可以在任意能級之間躍遷，發出或吸收任意頻率的光子B.原子的能級是分立的，電子只能在特定的能級之間躍遷，發出或吸收特定頻率的光子，符合玻爾的原子模型C.量子力學中的原子結構理論無法解釋原子光譜的精細結構和復雜現象D.原子的能級結構和電子躍遷與原子核的性質無關，只取決于電子的運動狀態14、在電磁學的知識體系里，關于電磁波的產生和傳播特性，以下哪種表述是恰當的？（）A.電磁波只能由電荷的勻速運動產生，其傳播不需要介質，在真空中的傳播速度與頻率無關B.電磁波可以由電荷的變速運動產生，其傳播需要介質，在不同介質中的傳播速度相同C.電磁波的產生與電荷的運動無關，其傳播速度在真空中恒定，但在不同介質中會發生變化，且頻率越高，折射越明顯D.電磁波由周期性變化的電場和磁場相互激發產生，在真空中以光速傳播，頻率不同的電磁波在同一介質中的傳播速度不同15、在電磁學的電磁波部分，電磁波在真空中的傳播速度等于光速。對于一個頻率為f的電磁波，其波長λ與頻率f的關系是怎樣的？（）A.λ=c/fB.λ=f/cC.λ=cfD.λ=c2/f16、在量子力學的發展中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態隨時間變化的基本方程。以下關于薛定諤方程的性質，不準確的是？（）A.薛定諤方程是線性方程B.薛定諤方程的解是波函數C.薛定諤方程適用于所有微觀粒子D.薛定諤方程不包含相對論效應17、在波動學中，兩列頻率相同、振幅相同、振動方向相同但傳播方向相反的波疊加會形成駐波。以下關于駐波的特點，哪一項描述是不準確的？（）A.有些位置始終靜止不動，稱為波節B.相鄰波節之間的距離為半個波長C.波腹處的振幅是波源振幅的兩倍D.駐波的能量不隨時間傳播18、在熱力學過程中，可逆過程和不可逆過程的區別在于過程是否存在耗散。一個熱機經歷可逆循環和不可逆循環，哪種循環的效率更高？（）A.可逆循環B.不可逆循環C.效率相同D.取決于工作物質19、關于波動的能量傳播，在一列機械波傳播的過程中，以下哪個物理量隨波的傳播而向前傳遞？（）A.波源的振動能量B.波源的振動頻率C.波源的振動速度D.波源的振動加速度20、在電磁學中，自感現象是一種特殊的電磁感應現象。一個電感為L的線圈，通過的電流為I。若電流在極短時間內從I變為0，線圈兩端產生的自感電動勢的大小為多少？（）A.0B.LC.LID.無法確定二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在研究帶電粒子在電場中的加速和偏轉問題時，如何運用電場力和運動學公式來計算粒子的末速度、偏轉位移和偏轉角度？2、（本題5分）在研究光的折射和反射定律時，如何用費馬原理來推導這兩個定律？3、（本題5分）請詳細闡述狹義相對論中的相對論動量守恒和能量守恒，推導其數學表達式，解釋其與經典動量和能量守恒的區別，并舉例說明其在高能物理中的應用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在真空中有兩個相距為d的平行金屬板，板間電壓為U，一個電荷量為+q、質量為m的粒子從正極板由靜止出發，求粒子到達負極板時的速度大小。2、（本題5分）一理想氣體在等壓過程中吸收了熱量Q，對外做功W，求氣體的內能變化量和摩爾熱容。3、（本題5分）一束光通過一塊厚度為d的平行玻璃磚，玻璃磚的折射率為n。計算光線的側移量，并討論當折射率和厚度變化時側移量的變化。4、（本題5分）一均勻磁場B垂直于紙面，有一長為L的金屬棒在紙面內以一端為軸，角速度ω勻速轉動。已知棒上各點的速度不