保定學(xué)院《大學(xué)物理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《大學(xué)物理》2021-2022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批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在近代物理學(xué)的發(fā)展中，黑體輻射現(xiàn)象引發(fā)了重要的理論突破。對于一個(gè)黑體，其單位面積在單位時(shí)間內(nèi)輻射出的能量與波長和溫度有關(guān)。在一定溫度下，隨著波長的增加，輻射能量會如何變化？（）A.一直增加B.先增加后減小C.一直減小D.先減小后增加2、在電磁感應(yīng)的學(xué)習(xí)中，一個(gè)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。若磁通量的變化率恒定，以下關(guān)于感應(yīng)電動勢的大小和方向，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.感應(yīng)電動勢的大小恒定B.感應(yīng)電動勢的方向由楞次定律確定C.可以通過法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動勢的大小D.感應(yīng)電動勢的大小與回路的電阻無關(guān)3、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4、在光學(xué)的光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過偏振片后會變成偏振光。如果一束自然光以60度的入射角入射到一塊偏振片上，已知自然光的光強(qiáng)為I0，那么通過偏振片后的光強(qiáng)是多少？（）A.I0/2B.I0/4C.3I0/8D.I0/85、在相對論的理論框架下，時(shí)間和空間的概念發(fā)生了深刻的變化。一個(gè)高速運(yùn)動的物體，其長度會在運(yùn)動方向上發(fā)生收縮。如果一個(gè)靜止時(shí)長為L0的物體，以速度v運(yùn)動時(shí)，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)6、對于近代物理實(shí)驗(yàn)中的光電效應(yīng)，以下關(guān)于其實(shí)驗(yàn)規(guī)律和愛因斯坦光電方程的解釋，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.光電效應(yīng)中，光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度成正比，與入射光的頻率無關(guān)，愛因斯坦光電方程無法解釋這一現(xiàn)象B.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律包括存在截止頻率、光電子的瞬時(shí)發(fā)射等，愛因斯坦光電方程成功地解釋了這些規(guī)律，指出光具有粒子性C.光電效應(yīng)表明光只是一種電磁波，其能量連續(xù)分布，與入射光的強(qiáng)度和頻率都成正比D.愛因斯坦光電方程雖然能夠解釋光電效應(yīng)的部分現(xiàn)象，但存在諸多缺陷，需要進(jìn)一步修正7、在電磁感應(yīng)的現(xiàn)象研究中，關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的內(nèi)涵及應(yīng)用，以下哪種描述是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.法拉第電磁感應(yīng)定律指出，感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比，楞次定律則確定了感應(yīng)電流的方向，總是阻礙磁通量的變化B.法拉第電磁感應(yīng)定律只適用于閉合回路中的磁通量變化，楞次定律對于復(fù)雜的電磁感應(yīng)現(xiàn)象無法給出準(zhǔn)確的電流方向判斷C.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動勢的大小和方向只由法拉第電磁感應(yīng)定律決定，楞次定律沒有實(shí)際作用D.法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律都是經(jīng)驗(yàn)定律，缺乏理論基礎(chǔ)和嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)8、在波動光學(xué)中，單縫衍射現(xiàn)象具有獨(dú)特的特征。以下關(guān)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(guān)系決定B.中央明紋兩側(cè)的第一條暗紋對應(yīng)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(guān)D.縫寬越小，衍射條紋越寬，暗紋位置也會發(fā)生變化9、對于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，以下關(guān)于導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件和大小的分析，不正確的是（）A.只要導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢B.感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比C.導(dǎo)體切割磁感線的速度越大，感應(yīng)電動勢越大D.當(dāng)導(dǎo)體平行于磁感線運(yùn)動時(shí)，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢10、在相對論力學(xué)中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。以下關(guān)于質(zhì)能方程的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，且轉(zhuǎn)化過程中總能量守恒B.靜止物體也具有能量，其大小由質(zhì)能方程給出C.質(zhì)能方程表明質(zhì)量就是能量，能量就是質(zhì)量D.在核反應(yīng)中，質(zhì)量的虧損會釋放出巨大的能量11、在電磁學(xué)的磁場中，畢奧-薩伐爾定律用于計(jì)算電流產(chǎn)生的磁場。對于一段長度為L的直導(dǎo)線，通有電流I，距離導(dǎo)線為r處一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與I和r有關(guān)B.只與I、r和L有關(guān)C.與I、r、L以及導(dǎo)線的形狀有關(guān)D.與I、r、L、導(dǎo)線的形狀以及周圍介質(zhì)有關(guān)12、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，用歐姆表測量電阻時(shí)，需要進(jìn)行調(diào)零操作。如果在測量前沒有進(jìn)行調(diào)零，測量結(jié)果會比真實(shí)值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定13、在光學(xué)的薄膜干涉現(xiàn)象中，一束光在薄膜上下表面反射后發(fā)生干涉。若薄膜的厚度為d，折射率為n，入射光波長為λ。以下關(guān)于干涉條紋的條件，哪一項(xiàng)推導(dǎo)是不正確的？（）A.可以通過光程差的計(jì)算得出干涉條紋的條件B.光程差等于波長的整數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)亮條紋C.薄膜厚度的變化會導(dǎo)致干涉條紋的移動D.干涉條紋的條件與光源的強(qiáng)度有關(guān)14、在熱力學(xué)定律的應(yīng)用中，理想氣體經(jīng)歷自由膨脹過程。此過程中，氣體的溫度會如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.可能升高也可能降低15、在量子力學(xué)的范疇內(nèi)，對于一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子，其波函數(shù)滿足一定的方程。若已知粒子的勢能函數(shù)為U(x)，且在某一區(qū)域內(nèi)U(x)=0，那么在此區(qū)域內(nèi)粒子的波函數(shù)滿足怎樣的方程？（）A.波動方程B.薛定諤方程C.拉普拉斯方程D.泊松方程16、在熱力學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變的情況下吸收熱量，其溫度會如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低17、在量子場論的初步介紹中，關(guān)于場的量子化和粒子的產(chǎn)生與湮滅，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.量子場論認(rèn)為場是連續(xù)的，不存在粒子的產(chǎn)生和湮滅過程B.場的量子化使得粒子可以在真空中自發(fā)地產(chǎn)生和消失，這與能量守恒定律相矛盾C.量子場論通過對場進(jìn)行量子化處理，成功解釋了粒子的產(chǎn)生與湮滅現(xiàn)象，并且與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符D.粒子的產(chǎn)生與湮滅只在微觀尺度上發(fā)生，對宏觀物理現(xiàn)象沒有任何影響18、在波動光學(xué)中，光柵衍射是一種重要的衍射現(xiàn)象。以下關(guān)于光柵衍射條紋的特點(diǎn)，不準(zhǔn)確的是？（）A.光柵衍射條紋是等間距的B.光柵常數(shù)越小，衍射條紋越寬C.光柵衍射條紋的亮度分布不均勻D.增加光柵的縫數(shù)，條紋會變得更加尖銳明亮19、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個(gè)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20、在熱學(xué)中，理想氣體的絕熱過程是一種特殊的熱力學(xué)過程。以下關(guān)于絕熱過程中氣體狀態(tài)參量的變化，不準(zhǔn)確的是？（）A.絕熱壓縮時(shí)，溫度升高，壓強(qiáng)增大B.絕熱膨脹時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)減小C.絕熱過程中，氣體的內(nèi)能保持不變D.絕熱過程中二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在研究剛體的定軸轉(zhuǎn)動時(shí)，角加速度與合外力矩之間的關(guān)系遵循轉(zhuǎn)動定律。請解釋轉(zhuǎn)動定律的內(nèi)容和表達(dá)式，推導(dǎo)其公式，并舉例說明轉(zhuǎn)動定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用。2、（本題5分）闡述在波動光學(xué)中半波損失的概念和產(chǎn)生條件，并舉例說明其在薄膜干涉和邁克爾遜干涉儀中的影響。3、（本題5分）在近代物理實(shí)驗(yàn)中，論述電子衍射實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以及該實(shí)驗(yàn)對證實(shí)物質(zhì)波假設(shè)的重要意義。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一電子在均勻電場和均勻磁場中運(yùn)動，電場強(qiáng)度為E，磁場強(qiáng)度為B，電子的初速度為v0。計(jì)算電子的運(yùn)動軌跡，并討論在不同條件下運(yùn)動的特點(diǎn)。2、（本題5分）一平行板電容器，兩極板間加有電壓U，中間充滿相對介電常數(shù)為εr的電介質(zhì)，求電介質(zhì)中的電場強(qiáng)度和極化強(qiáng)度。3、（本題5分）一理想氣體經(jīng)歷等溫和等壓兩個(gè)過程，初態(tài)體積為V?，溫度為T?，末態(tài)體積為V?，溫度為T?，求氣體對外做的總功和吸收的總熱量。4、（本題5分）一個(gè)邊長為0.20m的正方形閉合導(dǎo)線框，電阻為0.10Ω，垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.40T的勻強(qiáng)磁場中，以一邊為軸以2.0rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動。計(jì)算線框中感應(yīng)電流的有效值和線框轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的焦耳熱。5、（本題5分）一根長為L、質(zhì)量為M的均勻細(xì)桿，可繞通過其中點(diǎn)且與桿垂直的固定軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。初始時(shí)桿處于水平靜止?fàn)顟B(tài)，一質(zhì)量為m的小球以速