湖南文理學院《大學物理B》2022-2023學年第一學期期末試卷

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《大學物理B》2022-2023學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在物理光學中，對于光的衍射現(xiàn)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(xiàn)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(fā)生明顯衍射C.光的衍射現(xiàn)象證明了光具有波動性D.衍射現(xiàn)象在光學儀器的分辨率提高方面沒有作用2、在研究萬有引力定律時，天體的運動遵循一定的規(guī)律。一個質量為m的衛(wèi)星繞質量為M的地球做勻速圓周運動，軌道半徑為r，線速度為v。若衛(wèi)星的軌道半徑增大到2r，其他條件不變，線速度會如何變化？（）A.線速度不變B.線速度減小到原來的1/2C.線速度減小到原來的1/√2D.線速度減小到原來的1/43、在波動光學中，關于薄膜干涉現(xiàn)象，例如肥皂泡表面的彩色條紋，以下對于產(chǎn)生干涉的條件、條紋特點和應用的描述，錯誤的是（）A.薄膜的上下表面反射的光發(fā)生干涉B.條紋的間距與薄膜厚度和入射光波長有關C.干涉條紋是等間距的明暗相間條紋D.薄膜干涉可用于檢測光學元件表面的平整度4、在剛體的轉動中，角動量守恒定律有著重要的應用。一個旋轉的飛輪，在不受外力矩作用時，其轉動慣量發(fā)生變化，角速度會怎樣相應地變化？（）A.角速度不變B.角速度增大C.角速度減小D.角速度與轉動慣量成反比變化5、在熱力學過程中，絕熱膨脹和絕熱壓縮過程具有不同的特點。對于一定量的理想氣體，經(jīng)過絕熱膨脹后，其溫度會如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.無法確定6、在光學的偏振現(xiàn)象研究中，自然光通過偏振片后會變成偏振光。如果讓兩偏振片的偏振化方向夾角逐漸增大，透過兩偏振片的光強會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小7、在熱學中，理想氣體的內能只與溫度有關。一定質量的理想氣體，溫度升高了ΔT，內能增加了ΔU。若溫度再升高相同的ΔT，內能的增加量會如何變化？（）A.增加量不變B.增加量增大C.增加量減小D.無法確定8、在電學中，一個電阻為R的電阻絲，接在電壓為U的電源上，在t時間內產(chǎn)生的熱量為Q。若將電阻絲對折后接入同一電源，在相同時間內產(chǎn)生的熱量是多少？（）A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q9、在熱力學第二定律的探討中，熱機的效率存在一定的限制。對于一個在兩個恒溫熱源之間工作的卡諾熱機，高溫熱源溫度為T1，低溫熱源溫度為T2，以下關于其效率η的表達式，哪個是正確的？（）A.η=(T1-T2)/T1B.η=(T1-T2)/T2C.η=T2/T1D.η=1-T2/T110、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11、對于近代物理實驗中的光電效應，以下關于其實驗規(guī)律和愛因斯坦光電方程的解釋，哪一項是恰當?shù)?？（）A.光電效應中，光電子的最大初動能與入射光的強度成正比，與入射光的頻率無關，愛因斯坦光電方程無法解釋這一現(xiàn)象B.光電效應的實驗規(guī)律包括存在截止頻率、光電子的瞬時發(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.光電效應表明光只是一種電磁波，其能量連續(xù)分布，與入射光的強度和頻率都成正比D.愛因斯坦光電方程雖然能夠解釋光電效應的部分現(xiàn)象，但存在諸多缺陷，需要進一步修正12、在剛體力學中，一均勻細棒可繞通過其一端的光滑固定軸在豎直平面內轉動，當棒從水平位置自由下擺到豎直位置的過程中，其角速度和角加速度如何變化？（）A.角速度增大，角加速度增大B.角速度增大，角加速度減小C.角速度減小，角加速度減小D.角速度減小，角加速度增大13、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(jié)B.相鄰波節(jié)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14、在剛體力學的研究中，轉動慣量是描述剛體轉動特性的重要物理量。對于一個質量分布均勻的細圓環(huán)，其半徑為R，質量為M，關于其繞圓心軸的轉動慣量，以下哪個表達式是正確的？（）A.MR2B.2MR2C.1/2MR2D.1/4MR215、在量子物理的氫原子模型中，電子繞原子核做圓周運動。已知電子的軌道半徑為r，電荷量為-e，原子核電荷量為+Ze（Z為原子序數(shù)）。以下關于電子軌道能量的計算，哪一項是不正確的？（）A.軌道能量與電子的速度有關B.可以通過庫侖定律和圓周運動的規(guī)律計算C.軌道能量是量子化的D.軌道能量與原子核的質量無關二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）分析簡諧振動的特點及運動方程，舉例說明簡諧振動在實際問題中的應用。2、（本題5分）在研究光的全反射現(xiàn)象時，說明發(fā)生全反射的條件和臨界角的計算方法，并舉例說明其在光纖通信中的應用。3、（本題5分）簡述洛倫茲力的表達式及特點，舉例說明洛倫茲力在物理問題中的應用。4、（本題5分）闡述熱力學中的熵增原理的內容及應用，分析熵增原理在熱力學中的重要地位。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）幾何光學中的光路可逆原理在光學系統(tǒng)的分析和設計中有重要作用，分析其內容和應用，論述如何利用光路可逆原理解決實際光學問題。2、（本題5分）深入探討量子力學中的量子隧穿效應，解釋其物理原理、數(shù)學模型以及在微觀粒子行為和半導體器件中的應用。3、（本題5分）深入分析熱力學中的克勞修斯不等式，闡述其物理意義、數(shù)學表達式以及在判斷不可逆過程和熱力學效率中的應用。4、（本題5分）全面論述狹義相對論中的相對論質量和動量守恒定律，分析其數(shù)學形式、物理意義和在高能物理實驗中的驗證和應用。5、（本題5分）全面論述電磁學中的楞次定律，分析其物理內涵、判斷方法以及在電磁感應現(xiàn)象和電路中的應用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，縫寬為a，波長為λ的平行光垂直入射，透鏡焦距為f。求第一級暗紋的衍射角和第一級暗紋到中央明紋中心的距離。2、（本題10分）在一個LC串聯(lián)電路中，L=100μH，C=100pF，電源的角頻率ω=1