湖北師范大學(xué)《計(jì)算物理導(dǎo)論》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《計(jì)算物理導(dǎo)論》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、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、在靜電場(chǎng)的研究中，電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)是兩個(gè)重要的物理量。對(duì)于一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方，電勢(shì)一定為零嗎？（）A.一定為零B.一定不為零C.可能為零，也可能不為零D.取決于點(diǎn)電荷的電荷量2、在剛體力學(xué)的研究中，關(guān)于剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響因素，以下哪種描述是準(zhǔn)確的？（）A.剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律表明，剛體所受到的合外力矩等于剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角加速度的乘積，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量只與剛體的質(zhì)量分布有關(guān)，與轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān)B.剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律與牛頓第二定律類似，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量取決于剛體的質(zhì)量、形狀和轉(zhuǎn)軸位置，質(zhì)量分布離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大C.剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是一個(gè)固定不變的量，不受任何因素的影響，定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律在任何情況下都能精確描述剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)D.剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律只適用于勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，對(duì)于變速轉(zhuǎn)動(dòng)則不適用，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)沒(méi)有實(shí)質(zhì)作用3、在靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)流恒等于零，這反映了靜電場(chǎng)的什么性質(zhì)？（）A.有源無(wú)旋B.有旋無(wú)源C.有源有旋D.無(wú)源無(wú)旋4、在量子物理中，電子的軌道概念與經(jīng)典物理中的有很大不同。按照玻爾的氫原子理論，電子在特定的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，具有怎樣的能量特點(diǎn)？（）A.能量連續(xù)變化B.能量離散取值C.能量與軌道半徑成正比D.能量與軌道半徑成反比5、在相對(duì)論中，同時(shí)的相對(duì)性是一個(gè)重要的概念。在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)相對(duì)該慣性系運(yùn)動(dòng)的慣性系中觀察，這兩個(gè)事件是否一定同時(shí)發(fā)生？（）A.一定同時(shí)發(fā)生B.一定不同時(shí)發(fā)生C.可能同時(shí)發(fā)生，也可能不同時(shí)發(fā)生D.條件不足，無(wú)法判斷6、在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，用分光計(jì)測(cè)量三棱鏡的頂角。若測(cè)量過(guò)程中存在偏心誤差，以下關(guān)于對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響及修正方法，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.偏心誤差會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏大或偏小B.可以通過(guò)多次測(cè)量取平均值來(lái)減小偏心誤差的影響C.了解分光計(jì)的結(jié)構(gòu)和原理有助于分析偏心誤差D.偏心誤差無(wú)法通過(guò)任何方法修正7、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，一定質(zhì)量的理想氣體在絕熱容器中被壓縮。以下關(guān)于氣體內(nèi)能、溫度和做功的關(guān)系，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.氣體內(nèi)能增加B.溫度升高C.外界對(duì)氣體做功D.氣體對(duì)外界做功8、在光學(xué)的反射定律中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)，且反射角等于入射角。當(dāng)入射角增大時(shí)，反射角會(huì)如何變化？（）A.不變B.減小C.增大D.先增大后減小9、在研究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用時(shí)，安培力的大小可以用公式F=BIL計(jì)算。如果電流方向與磁場(chǎng)方向夾角為60°，安培力的大小是多少？（假設(shè)B、L不變）（）A.F/2B.√3F/2C.FD.√3F10、在物理光學(xué)中，對(duì)于光的衍射現(xiàn)象，例如單縫衍射和圓孔衍射，以下關(guān)于衍射條紋的特征、衍射條件和衍射現(xiàn)象的應(yīng)用的描述，錯(cuò)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(zhǎng)相當(dāng)或更小時(shí)發(fā)生明顯衍射C.光的衍射現(xiàn)象證明了光具有波動(dòng)性D.衍射現(xiàn)象在光學(xué)儀器的分辨率提高方面沒(méi)有作用11、在相對(duì)論的研究中，時(shí)間膨脹效應(yīng)是一個(gè)關(guān)鍵概念。一個(gè)靜止時(shí)長(zhǎng)為t0的時(shí)鐘，放在以速度v運(yùn)動(dòng)的飛船上，地面上的觀察者測(cè)得的時(shí)鐘時(shí)間t會(huì)如何變化？（）A.t<t0B.t=t0C.t>t0D.與v的大小無(wú)關(guān)12、在光學(xué)的研究中，光的折射現(xiàn)象遵循一定的規(guī)律。對(duì)于一束光線從空氣斜射入水中，入射角為45度，已知水的折射率為1.33，那么折射角大約是多少度？（）A.30度B.32度C.35度D.40度13、在研究光的折射現(xiàn)象時(shí)，一束光線從空氣斜射入水中。假設(shè)入射角為45度，水的折射率為1.33。以下關(guān)于折射角的大小，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）（）A.折射角小于入射角，且小于45度B.折射角可以通過(guò)折射率和入射角，利用折射定律計(jì)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(zhǎng)無(wú)關(guān)14、在相對(duì)論中，一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度接近光速時(shí)，其長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生收縮。以下關(guān)于長(zhǎng)度收縮效應(yīng)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.收縮只發(fā)生在運(yùn)動(dòng)方向上B.收縮的程度與速度的平方成正比C.對(duì)于靜止的觀察者，物體的長(zhǎng)度會(huì)變短D.長(zhǎng)度收縮是一種視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)，實(shí)際上物體的長(zhǎng)度不變15、在電磁學(xué)中，法拉第電磁感應(yīng)定律揭示了電磁現(xiàn)象之間的重要聯(lián)系。以下關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)閉合回路的磁通量的變化率成正比B.即使回路不閉合，只要磁通量發(fā)生變化，也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙磁通量的變化D.磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就一定越大，與回路的電阻無(wú)關(guān)16、在研究帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力起著決定性作用。一個(gè)帶電量為q、質(zhì)量為m的粒子，以速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若粒子的速度增大到2v，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑會(huì)如何變化？（）A.半徑不變B.半徑增大到原來(lái)的2倍C.半徑增大到原來(lái)的4倍D.半徑減小到原來(lái)的一半17、關(guān)于熱力學(xué)第三定律，以下對(duì)于絕對(duì)零度不可達(dá)到以及熵的零點(diǎn)的規(guī)定的解釋，不正確的是（）A.無(wú)論采取何種手段，都無(wú)法使系統(tǒng)達(dá)到絕對(duì)零度B.熵的零點(diǎn)是在絕對(duì)零度時(shí)規(guī)定的C.絕對(duì)零度時(shí)，物質(zhì)的內(nèi)能為零D.熱力學(xué)第三定律對(duì)實(shí)際的熱過(guò)程沒(méi)有指導(dǎo)意義18、在光學(xué)領(lǐng)域，光的干涉和衍射現(xiàn)象是光的波動(dòng)性的重要表現(xiàn)。對(duì)于楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，以下關(guān)于干涉條紋特點(diǎn)的描述，不正確的是？（）A.相鄰明條紋或暗條紋之間的間距相等B.條紋的間距與入射光的波長(zhǎng)成正比C.條紋的亮度分布是均勻的，與位置無(wú)關(guān)D.當(dāng)雙縫間距減小時(shí)，條紋間距增大19、在電學(xué)中，一個(gè)電容器充電后與電源斷開(kāi)，然后將兩極板間的距離增大，那么電容器的電容、電壓和電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)如何變化？（）A.電容減小，電壓增大，電場(chǎng)強(qiáng)度不變B.電容增大，電壓減小，電場(chǎng)強(qiáng)度減小C.電容不變，電壓不變，電場(chǎng)強(qiáng)度不變D.電容減小，電壓不變，電場(chǎng)強(qiáng)度減小20、對(duì)于波動(dòng)光學(xué)，兩列頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定的光波在空間相遇會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，若兩束光的光程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，那么相遇處的光強(qiáng)會(huì)怎樣？（）A.最強(qiáng)B.最弱C.介于最強(qiáng)和最弱之間D.無(wú)法確定二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在研究熱力學(xué)過(guò)程時(shí)，等壓過(guò)程、等容過(guò)程和等溫過(guò)程的特點(diǎn)分別是什么？如何通過(guò)理想氣體狀態(tài)方程分析這些過(guò)程中的能量變化？2、（本題5分）在波動(dòng)學(xué)中，解釋孤立波的特點(diǎn)和形成條件？3、（本題5分）分析惠更斯原理的內(nèi)容及在波動(dòng)光學(xué)中的應(yīng)用，探討其重要意義。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)，已知其運(yùn)動(dòng)方程為r=r(t)，求質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度以及切向加速度和法向加速度。2、（本題5分）在一單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，縫寬a=0.1mm，波長(zhǎng)λ=500nm，透鏡焦距f=50cm。求第一級(jí)暗紋中心到中央明紋中心的距離。3、（本題5分）一彈簧振子，彈簧的勁度系數(shù)為k，振子質(zhì)量為m，在粗糙水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，摩擦系數(shù)為μ。已知振子在t=0時(shí)刻位于平衡位置，速度為v?，振幅為A。計(jì)算振子的振動(dòng)周期、振幅衰減情況以及能量損耗。4、（本題5分）一束自然光通過(guò)一個(gè)由三個(gè)偏振片組成的系統(tǒng)，第一個(gè)偏振片的偏振化方向與第二個(gè)偏振片的夾角為45°，第二個(gè)偏振片與第三個(gè)偏振片的夾角為30°。已知入射光的強(qiáng)度為I0，求通過(guò)第三個(gè)偏振片后的光強(qiáng)。5、（本題5分）一個(gè)折射率為n的玻璃三棱鏡，頂角為α