荊楚理工學(xué)院《大學(xué)物理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)荊楚理工學(xué)院

《大學(xué)物理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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、在電磁學(xué)中，自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。一個(gè)電感為L(zhǎng)的線圈，通過(guò)的電流為I。若電流在極短時(shí)間內(nèi)從I變?yōu)?，線圈兩端產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)的大小為多少？（）A.0B.LC.LID.無(wú)法確定2、對(duì)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(ài)因斯坦光電方程的解釋?zhuān)囊豁?xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.光電效應(yīng)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比，與入射光的頻率無(wú)關(guān)，愛(ài)因斯坦光電方程無(wú)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(ài)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(ài)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3、在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，力矩的作用會(huì)改變剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。一個(gè)繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體，受到多個(gè)力矩的作用，合力矩為零，則剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度會(huì)怎樣變化？（）A.增大B.減小C.保持不變D.先增大后減小4、在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)需要分別分析。一個(gè)物體以初速度v0水平拋出，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，水平位移為x，豎直位移為y。若初速度增大到2v0，其他條件不變，水平位移會(huì)如何變化？（）A.水平位移不變B.水平位移增大到原來(lái)的2倍C.水平位移增大到原來(lái)的4倍D.水平位移減小到原來(lái)的一半5、在光學(xué)的折射現(xiàn)象中，斯涅爾定律描述了入射角和折射角與兩種介質(zhì)折射率的關(guān)系。以下關(guān)于斯涅爾定律的應(yīng)用，不正確的是？（）A.可以用于計(jì)算光線在不同介質(zhì)界面的折射角B.當(dāng)光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角C.光在同種均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，斯涅爾定律不適用D.斯涅爾定律只適用于可見(jiàn)光，對(duì)其他電磁波不適用6、在電磁學(xué)的知識(shí)體系里，關(guān)于電磁波的產(chǎn)生和傳播特性，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.電磁波只能由電荷的勻速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，其傳播不需要介質(zhì)，在真空中的傳播速度與頻率無(wú)關(guān)B.電磁波可以由電荷的變速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，其傳播需要介質(zhì)，在不同介質(zhì)中的傳播速度相同C.電磁波的產(chǎn)生與電荷的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，其傳播速度在真空中恒定，但在不同介質(zhì)中會(huì)發(fā)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(chǎng)和磁場(chǎng)相互激發(fā)產(chǎn)生，在真空中以光速傳播，頻率不同的電磁波在同一介質(zhì)中的傳播速度不同7、在量子物理中，光子的能量與頻率有關(guān)。一個(gè)光子的頻率為ν，其能量為E。若光子的頻率變?yōu)?ν，能量會(huì)變?yōu)槎嗌?？（）A.2EB.E/2C.4ED.E/48、在量子力學(xué)的范疇內(nèi)，對(duì)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(shì)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(dòng)方程B.薛定諤方程C.拉普拉斯方程D.泊松方程9、關(guān)于光的偏振現(xiàn)象，自然光通過(guò)偏振片后變成偏振光，以下哪種說(shuō)法能正確描述偏振光的特點(diǎn)？（）A.光的振動(dòng)方向在一個(gè)平面內(nèi)B.光的強(qiáng)度不變C.光的頻率發(fā)生變化D.光的波長(zhǎng)發(fā)生變化10、在量子力學(xué)的隧道效應(yīng)中，微觀粒子具有穿越勢(shì)壘的能力。對(duì)于一個(gè)給定的勢(shì)壘，粒子穿越勢(shì)壘的概率與哪些因素有關(guān)？（）A.只與勢(shì)壘高度有關(guān)B.只與勢(shì)壘寬度有關(guān)C.與勢(shì)壘高度和寬度都有關(guān)D.與粒子的速度有關(guān)11、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率有關(guān)。一個(gè)匝數(shù)為N的線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通量的變化率為ΔΦ/Δt。若線圈的匝數(shù)增加到2N，其他條件不變，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)如何變化？（）A.增大到原來(lái)的2倍B.增大到原來(lái)的4倍C.不變D.減小到原來(lái)的一半12、在光學(xué)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°13、在電場(chǎng)的高斯定理的理解中，關(guān)于其表述和適用條件，以下哪種說(shuō)法是恰當(dāng)?shù)?？（）A.電場(chǎng)的高斯定理表明，通過(guò)任意閉合曲面的電通量等于該閉合曲面所包圍的電荷量除以真空電容率，只適用于靜電場(chǎng)B.高斯定理適用于任何電場(chǎng)，包括變化的電場(chǎng)，但對(duì)于非對(duì)稱(chēng)的電場(chǎng)，應(yīng)用高斯定理求解電場(chǎng)強(qiáng)度比較困難C.電場(chǎng)的高斯定理可以直接求出任意電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，不需要考慮電場(chǎng)的對(duì)稱(chēng)性D.高斯定理只適用于均勻電場(chǎng)，對(duì)于非均勻電場(chǎng)無(wú)法應(yīng)用14、關(guān)于波動(dòng)方程，對(duì)于一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程的物理意義和求解方法，以下理解不準(zhǔn)確的是（）A.波動(dòng)方程描述了任意時(shí)刻波線上各質(zhì)點(diǎn)的位移B.已知波速和初始條件可以確定波動(dòng)方程C.波動(dòng)方程中的相位表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的狀態(tài)D.波動(dòng)方程只適用于機(jī)械波15、在相對(duì)論中，當(dāng)兩個(gè)觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)于同一事件的時(shí)間和空間測(cè)量會(huì)有所不同，這被稱(chēng)為“相對(duì)性”，以下哪種情況能體現(xiàn)時(shí)間的相對(duì)性？（）A.運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘走得比靜止的時(shí)鐘快B.運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘走得比靜止的時(shí)鐘慢C.運(yùn)動(dòng)和靜止的時(shí)鐘走得一樣快D.時(shí)間的測(cè)量與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)16、在光學(xué)的成像問(wèn)題中，凸透鏡成像具有多種情況。當(dāng)物體位于凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間時(shí)，所成的像是怎樣的？（）A.倒立、放大的實(shí)像B.倒立、縮小的實(shí)像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像17、在相對(duì)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(dòng)的物體，其長(zhǎng)度會(huì)在運(yùn)動(dòng)方向上發(fā)生收縮。如果一個(gè)靜止時(shí)長(zhǎng)為L(zhǎng)0的物體，以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，其長(zhǎng)度L會(huì)如何變化？（）A.L=L0B.L=L0√(1-v2/c2)C.L=L0√(1+v2/c2)D.L=L0/√(1-v2/c2)18、在電磁學(xué)中，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力稱(chēng)為洛倫茲力。以下關(guān)于洛倫茲力的特點(diǎn)，不準(zhǔn)確的是？（）A.洛倫茲力始終垂直于電荷的運(yùn)動(dòng)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)一定受到洛倫茲力19、在熱力學(xué)過(guò)程中，等壓過(guò)程和等容過(guò)程具有不同的特點(diǎn)。一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過(guò)程，與等容升溫過(guò)程相比，哪個(gè)過(guò)程吸收的熱量更多？（）A.等壓過(guò)程B.等容過(guò)程C.吸收的熱量一樣多D.取決于氣體的種類(lèi)20、在電磁學(xué)的磁場(chǎng)對(duì)電流的作用中，安培力的大小與電流強(qiáng)度、導(dǎo)線長(zhǎng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度以及電流與磁場(chǎng)的夾角有關(guān)。當(dāng)電流與磁場(chǎng)垂直時(shí)，一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直導(dǎo)線通有電流I，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，所受安培力的大小是多少？（）A.BILB.BIL/2C.BILsinθD.BILcosθ21、在光學(xué)的薄透鏡成像中，物距、像距和焦距之間存在一定的關(guān)系。當(dāng)一個(gè)物體位于凸透鏡前兩倍焦距處時(shí)，所成的像的性質(zhì)是怎樣的？（）A.倒立、放大的實(shí)像B.倒立、縮小的實(shí)像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像22、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23、在熱學(xué)中，一定量的理想氣體經(jīng)歷絕熱自由膨脹過(guò)程，以下哪個(gè)物理量不變？（）A.溫度B.內(nèi)能C.壓強(qiáng)D.熵24、在光學(xué)的折射定律中，入射角i和折射角r的正弦值之比等于兩種介質(zhì)的折射率之比。當(dāng)光線從折射率為n1的介質(zhì)射向折射率為n2的介質(zhì)，且n1>n2時(shí)，如果入射角逐漸增大，那么折射角會(huì)如何變化？（）A.一直增大B.先增大后減小C.增大到一定程度后變?yōu)?0度D.保持不變25、在波動(dòng)方程的求解中，邊界條件和初始條件起著重要的作用。以下關(guān)于邊界條件的類(lèi)型，不準(zhǔn)確的是？（）A.固定端邊界條件B.自由端邊界條件C.周期性邊界條件D.無(wú)限大邊界條件26、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，對(duì)于絕熱過(guò)程，以下關(guān)于其特點(diǎn)的描述，不正確的是？（）A.絕熱過(guò)程中，系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱量交換B.絕熱膨脹時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)能減少，溫度降低C.絕熱壓縮時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)能增加，溫度升高D.絕熱過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)外做功等于內(nèi)能的減少量27、在熱力學(xué)第二定律的學(xué)習(xí)中，對(duì)于一個(gè)熱機(jī)，從高溫?zé)嵩次諢崃縌1，向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌2，對(duì)外做功W。以下關(guān)于熱機(jī)效率的表達(dá)式，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.η=W/Q1B.η=（Q1-Q2）/Q1C.熱機(jī)效率不可能達(dá)到100%D.熱機(jī)效率與工作物質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)28、在磁場(chǎng)對(duì)電流的作用中，對(duì)于安培力的大小、方向的判斷以及磁力矩的計(jì)算，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.安培力的大小與電流大小、導(dǎo)線長(zhǎng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)B.安培力的方向用左手定則判斷C.當(dāng)載流導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，安培力最大D.磁力矩等于安培力與力臂的乘積29、在光學(xué)儀器的原理分析中，關(guān)于顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的放大原理和分辨本領(lǐng)，以下哪種說(shuō)法是正確的？（）A.顯微鏡通過(guò)物鏡形成放大的實(shí)像，目鏡再將其放大為虛像，其分辨本領(lǐng)取決于物鏡的數(shù)值孔徑；望遠(yuǎn)鏡通過(guò)物鏡形成縮小的實(shí)像，目鏡將其放大為虛像，分辨本領(lǐng)取決于目鏡的焦距B.顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的放大原理相同，都是通過(guò)物鏡和目鏡的組合將物體放大，分辨本領(lǐng)只與物鏡的質(zhì)量有關(guān)C.顯微鏡的放大倍數(shù)越高，分辨本領(lǐng)越強(qiáng)；望遠(yuǎn)鏡的口徑越大，分辨本領(lǐng)越弱D.顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)與入射光的波長(zhǎng)、光學(xué)系統(tǒng)的缺陷等因素?zé)o關(guān)30、在相對(duì)論的框架下，一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的粒子的質(zhì)量會(huì)隨著其速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時(shí)，以下關(guān)于粒子質(zhì)量的變化趨勢(shì)，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.質(zhì)量增加的幅度越來(lái)越大，趨向于無(wú)窮大B.可以通過(guò)相對(duì)論質(zhì)量公式來(lái)定量計(jì)算質(zhì)量的變化C.速度越接近光速，質(zhì)量增加越緩慢D.質(zhì)量的變化與粒子的靜止質(zhì)量和速度有關(guān)二、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）探討聲學(xué)中的聲子晶體，論述聲子晶體的能帶結(jié)構(gòu)、禁帶特性和聲波調(diào)控原理，以及聲子晶體在聲學(xué)濾波、隔振和聲學(xué)器件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。2、（本題5分）分析量子力學(xué)中的薛定諤方程的意義及求解方法，討論其在原子和分子物理中的應(yīng)用。3、（本題5分）從物理角度探討超導(dǎo)磁懸浮的原理和應(yīng)用，包括超導(dǎo)材料的磁特性、懸浮力的計(jì)算和在交通、儲(chǔ)能等領(lǐng)域的發(fā)展前景和技術(shù)挑戰(zhàn)。4、（本題5分）詳細(xì)探討光的散射現(xiàn)象，分析其物理機(jī)制、分類(lèi)和在大氣光學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。5、（本題5分）熱力學(xué)第二定律是熱力學(xué)的重要定律，請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述其兩種表述方式，并用實(shí)例說(shuō)明其在實(shí)際過(guò)程中的不可逆性以及對(duì)能源利用的限制。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述和開(kāi)爾文表述中，揭示了熱過(guò)程的不可逆性。請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述這兩種表述的內(nèi)容，并說(shuō)明它們之間的等價(jià)性。2、（本題5分）在光學(xué)中，光的衍射現(xiàn)象在很多情況下都會(huì)出現(xiàn)。請(qǐng)解釋光的衍射產(chǎn)生的原因，并比較單縫衍射和圓孔衍射的特點(diǎn)及它們?cè)趯?shí)際中的應(yīng)用。3、（本題5分）在熱力學(xué)中，熱機(jī)效率是衡量熱機(jī)性能的重要指標(biāo)。請(qǐng)解釋熱機(jī)效率的定義和計(jì)算公式，說(shuō)明影響熱機(jī)效率的因素，并舉例說(shuō)明如何提高熱機(jī)的效率。4、（本題5分）闡述在量子力學(xué)中波函數(shù)