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

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)荊楚理工學(xué)院《理論力學(xué)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)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1分，共20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)中，一個(gè)帶電量為Q的點(diǎn)電荷周圍存在電場(chǎng)。若在距離點(diǎn)電荷r處放置一個(gè)試探電荷q，以下關(guān)于試探電荷所受電場(chǎng)力的大小和方向，哪一項(xiàng)說(shuō)法是不正確的？（）A.電場(chǎng)力的大小與r的平方成反比B.電場(chǎng)力的方向沿兩點(diǎn)電荷連線且背離點(diǎn)電荷C.可以根據(jù)庫(kù)侖定律計(jì)算電場(chǎng)力的大小D.電場(chǎng)力的大小與試探電荷的電量成正比2、關(guān)于光的色散現(xiàn)象，一束白光通過(guò)三棱鏡后會(huì)被分解成不同顏色的光，以下哪種顏色的光偏折程度最大？（）A.紅光B.綠光C.藍(lán)光D.紫光3、在熱力學(xué)過(guò)程中，絕熱膨脹和絕熱壓縮過(guò)程具有不同的特點(diǎn)。對(duì)于一定量的理想氣體，經(jīng)過(guò)絕熱膨脹后，其溫度會(huì)如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.無(wú)法確定4、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個(gè)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致磁通量發(fā)生變化？（）A.磁場(chǎng)強(qiáng)度不變，回路面積改變B.回路面積不變，磁場(chǎng)強(qiáng)度改變C.磁場(chǎng)強(qiáng)度和回路面積同時(shí)改變D.以上情況均可5、在研究氣體分子運(yùn)動(dòng)時(shí)，麥克斯韋速率分布函數(shù)能夠描述氣體分子的速率分布情況。對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高時(shí)，分子的最概然速率會(huì)如何變化？（）A.不變B.增大C.減小D.先增大后減小6、在相對(duì)論中，長(zhǎng)度收縮效應(yīng)指出運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變短。如果一個(gè)物體在相對(duì)觀察者以0.9c的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，其在運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍？（）A.0.1B.0.44C.0.9D.0.57、在電磁學(xué)的電容部分，平行板電容器的電容與極板面積、極板間距和電介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)。如果在一個(gè)平行板電容器中插入一塊電介質(zhì)，其電容會(huì)如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小8、在量子力學(xué)中，對(duì)于一個(gè)微觀粒子的波函數(shù)，其滿足薛定諤方程。以下關(guān)于薛定諤方程的求解和應(yīng)用，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.薛定諤方程的解可以給出粒子的可能狀態(tài)B.求解過(guò)程通常需要特定的邊界條件C.對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，精確求解薛定諤方程往往很困難D.薛定諤方程只適用于非相對(duì)論情況9、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)10、在量子物理中，氫原子的能級(jí)是量子化的。當(dāng)氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)，會(huì)發(fā)射出一個(gè)光子，該光子的波長(zhǎng)大約是多少？（）A.656nmB.486nmC.434nmD.122nm11、在量子力學(xué)的發(fā)展中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態(tài)隨時(shí)間變化的基本方程。以下關(guān)于薛定諤方程的性質(zhì)，不準(zhǔn)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(shù)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(duì)論效應(yīng)12、在波動(dòng)學(xué)中，機(jī)械波的波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定。對(duì)于在同一均勻介質(zhì)中傳播的橫波和縱波，以下關(guān)于它們波速的比較，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.橫波波速大于縱波波速B.橫波波速小于縱波波速C.橫波波速等于縱波波速D.無(wú)法比較13、對(duì)于靜電場(chǎng)中的高斯定理，以下對(duì)于通過(guò)閉合曲面的電通量與曲面內(nèi)電荷代數(shù)和之間關(guān)系的理解，不正確的是（）A.高斯定理反映了靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)B.電通量只與曲面內(nèi)的電荷有關(guān)，與曲面外的電荷無(wú)關(guān)C.無(wú)論曲面形狀如何，只要閉合曲面內(nèi)電荷代數(shù)和不變，電通量就不變D.高斯定理只適用于對(duì)稱性電場(chǎng)14、在熱學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，與體積和壓強(qiáng)無(wú)關(guān)，以下哪種過(guò)程中理想氣體的內(nèi)能會(huì)增加？（）A.等容升溫B.等壓降溫C.等溫壓縮D.絕熱膨脹15、在狹義相對(duì)論中，同時(shí)的相對(duì)性是一個(gè)重要概念。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)運(yùn)動(dòng)的慣性系中是否一定同時(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.取決于兩個(gè)慣性系的相對(duì)速度大小16、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等容變化過(guò)程。若氣體吸收的熱量為Q，壓強(qiáng)的變化量為Δp，以下關(guān)于氣體內(nèi)能的變化量，哪一項(xiàng)計(jì)算是不正確的？（）A.內(nèi)能的變化量等于QB.內(nèi)能的變化量等于(Δp/p)×(m/M)×R×T，其中m為氣體質(zhì)量，M為氣體摩爾質(zhì)量，R為普適氣體常量，T為溫度C.內(nèi)能的變化量與氣體的體積無(wú)關(guān)D.內(nèi)能的變化量與氣體的壓強(qiáng)成正比17、在電磁學(xué)中，位移電流的概念是麥克斯韋方程組的重要組成部分。以下關(guān)于位移電流的產(chǎn)生和特點(diǎn)，不正確的是？（）A.位移電流是由變化的電場(chǎng)產(chǎn)生的B.位移電流與傳導(dǎo)電流一樣會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)C.位移電流在真空中也能存在D.位移電流的大小與電容器極板間的電壓成正比18、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19、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。如果磁場(chǎng)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(dòng)勢(shì)會(huì)怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小20、在熱力學(xué)的研究中，理想氣體經(jīng)歷絕熱自由膨脹過(guò)程。在此過(guò)程中，以下關(guān)于氣體的溫度、壓強(qiáng)和熵的變化，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.溫度不變B.壓強(qiáng)減小C.熵增加D.熵的變化與氣體的體積變化量成正比二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）請(qǐng)全面論述波動(dòng)光學(xué)中的多光束干涉現(xiàn)象，包括其原理、干涉條紋的特點(diǎn)和計(jì)算方法，以及在法布里-珀羅干涉儀中的應(yīng)用。2、（本題5分）在相對(duì)論中，討論狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)的內(nèi)容和意義？3、（本題5分）對(duì)于一個(gè)在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的帶電油滴，已知其電荷量、質(zhì)量和場(chǎng)的情況，如何分析油滴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和最終的平衡位置？4、（本題5分）結(jié)合熱力學(xué)第三定律，分析絕對(duì)零度不可達(dá)到的理論依據(jù)和物理意義，以及在低溫物理研究中的相關(guān)應(yīng)用。5、（本題5分）分析相對(duì)論中的引力紅移和藍(lán)移現(xiàn)象，探討其在天體物理學(xué)中的應(yīng)用。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)半徑為R的無(wú)限長(zhǎng)圓柱形均勻載流導(dǎo)體，電流沿軸向流動(dòng)，電流密度為J。求導(dǎo)體內(nèi)部和外部的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布，并計(jì)算通過(guò)以導(dǎo)體軸線為中心、半徑為r（r>R）的圓形截面的磁通量。2、（本題5分）在光滑的水平面上，有兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A和B，質(zhì)量分別為mA和mB，它們之間用一根輕質(zhì)彈簧相連。開始時(shí)物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，具有彈性勢(shì)能Ep?，F(xiàn)突然釋放彈簧，求物塊A和B的速度大小。3、（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。4、（本題5分）一質(zhì)量為m、半徑為r的均質(zhì)圓柱體，在水平面上純滾動(dòng)，其質(zhì)心的速度為v。求圓柱體的動(dòng)能和對(duì)與接觸面接觸點(diǎn)的角動(dòng)量。5、（本題5分）一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以一條邊為軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。計(jì)算金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值。四、論述題（本大題