山西大學(xué)《普通物理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《普通物理》2023-2024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25個(gè)小題，每小題1分，共25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，電勢(shì)能的變化與電場(chǎng)力做功有關(guān)。一個(gè)帶正電的粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，粒子的電勢(shì)能會(huì)如何變化？（）A.電勢(shì)能增大B.電勢(shì)能減小C.電勢(shì)能不變D.先增大后減小2、在靜電場(chǎng)的高斯定理中，對(duì)于一個(gè)帶有均勻電荷分布的球體，若已知球體的電荷量和半徑，以下關(guān)于通過(guò)球面的電通量，哪一項(xiàng)分析是不準(zhǔn)確的？（）A.電通量與球體的電荷量成正比B.電通量與球面的半徑無(wú)關(guān)C.可以通過(guò)高斯定理計(jì)算電通量D.電通量的大小與電場(chǎng)的分布有關(guān)3、在振動(dòng)學(xué)中，簡(jiǎn)諧振動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的振動(dòng)形式。以下關(guān)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特征，不正確的是？（）A.回復(fù)力與位移成正比且方向相反B.振動(dòng)的頻率與振幅無(wú)關(guān)C.振動(dòng)的能量與振幅的平方成正比D.簡(jiǎn)諧振動(dòng)一定是等幅振動(dòng)，不存在阻尼4、在電磁學(xué)中，對(duì)于一個(gè)平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時(shí)保持極板上的電荷量不變。以下關(guān)于電容器的電容和兩極板間電壓的變化，哪一項(xiàng)說(shuō)法是不正確的？（）（）A.電容減小，電壓增大B.電容與極板間距成反比，所以間距增大電容必然減小C.電荷量不變時(shí)，電容減小會(huì)導(dǎo)致電壓降低D.可以通過(guò)電容的定義式和決定式來(lái)分析電壓的變化5、在波動(dòng)學(xué)中，一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波，其波速為v，波長(zhǎng)為λ，周期為T(mén)。某一時(shí)刻的波形圖如圖所示。以下關(guān)于經(jīng)過(guò)時(shí)間t后波形的移動(dòng)距離，哪一項(xiàng)計(jì)算是不準(zhǔn)確的？（）A.移動(dòng)距離為vtB.當(dāng)t=nT（n為整數(shù)）時(shí)，波形不變C.移動(dòng)距離與波長(zhǎng)和周期無(wú)關(guān)D.可以通過(guò)波速和時(shí)間的乘積計(jì)算移動(dòng)距離6、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7、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8、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，用伏安法測(cè)量一個(gè)未知電阻的阻值。若實(shí)驗(yàn)中電流表采用內(nèi)接法，電壓表內(nèi)阻為Rv，電流表內(nèi)阻為Ra，測(cè)量值為Rx'。以下關(guān)于測(cè)量值與真實(shí)值的關(guān)系，哪一項(xiàng)分析是不準(zhǔn)確的？（）A.測(cè)量值大于真實(shí)值，因?yàn)殡娏鞅矸謮築.真實(shí)值可以通過(guò)相關(guān)公式計(jì)算得出C.當(dāng)Rv遠(yuǎn)大于Rx且Ra較小時(shí)，測(cè)量誤差較小D.測(cè)量值與電源的電動(dòng)勢(shì)無(wú)關(guān)9、在量子物理中，氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)遵循特定的規(guī)律。對(duì)于氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)發(fā)射出光子。以下關(guān)于光子能量的計(jì)算，哪個(gè)公式是正確的？（）A.E=hνB.E=mc2C.E=1/2mv2D.E=mgh10、在靜電學(xué)的知識(shí)體系中，庫(kù)侖定律描述了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力。有兩個(gè)電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷，距離為r，它們之間的庫(kù)侖力大小如何計(jì)算？（）A.F=kq1q2/rB.F=kq1q2/r2C.F=kq12q22/rD.F=kq12q22/r211、在相對(duì)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(guò)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(huì)釋放出巨大的能量12、在電磁感應(yīng)中，一個(gè)匝數(shù)為N的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.線圈的面積B.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度D.線圈的電阻13、在靜電場(chǎng)中，對(duì)于電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系，以下關(guān)于電場(chǎng)線和等勢(shì)面的性質(zhì)以及它們之間的相互聯(lián)系，說(shuō)法不正確的是（）A.電場(chǎng)線總是垂直于等勢(shì)面B.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是指向電勢(shì)降低的方向C.等勢(shì)面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等D.沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低14、在熱力學(xué)過(guò)程中，關(guān)于等壓過(guò)程、等容過(guò)程和等溫過(guò)程的特點(diǎn)及內(nèi)能、做功和熱量的變化，以下解釋錯(cuò)誤的是（）A.等壓過(guò)程中，系統(tǒng)做功等于壓強(qiáng)與體積變化的乘積B.等容過(guò)程中，系統(tǒng)不做功C.等溫過(guò)程中，內(nèi)能不變D.等容過(guò)程中，熱量的變化等于內(nèi)能的變化15、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程有著廣泛的應(yīng)用。一定質(zhì)量的理想氣體，初始狀態(tài)的壓強(qiáng)為P1、體積為V1、溫度為T(mén)1，經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程，體積變?yōu)?V1，此時(shí)氣體的壓強(qiáng)變?yōu)镻2。若該過(guò)程為等溫過(guò)程，氣體的壓強(qiáng)又會(huì)變?yōu)槎嗌伲浚ǎ〢.P1/2B.2P1C.P1D.P1/416、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17、在光學(xué)的折射定律應(yīng)用中，一束光從玻璃射入水中，已知玻璃的折射率大于水的折射率。入射角為45°，折射角可能是多少？（）A.30°B.45°C.60°D.90°18、在振動(dòng)和波動(dòng)的綜合問(wèn)題中，駐波是一種特殊的現(xiàn)象。以下關(guān)于駐波的特點(diǎn)，不正確的是？（）A.駐波中各點(diǎn)的振幅不同，有些點(diǎn)始終靜止B.相鄰兩波節(jié)之間的各點(diǎn)振動(dòng)相位相同C.駐波的頻率與波源的頻率相同D.駐波不傳播能量19、在靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)線可以形象地描述電場(chǎng)的分布。關(guān)于電場(chǎng)線的性質(zhì)，以下說(shuō)法正確的是：（）A.電場(chǎng)線是閉合曲線B.電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小C.電場(chǎng)線總是從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷D.以上說(shuō)法都不正確20、在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的研究中，一個(gè)質(zhì)量分布不均勻的圓盤(pán)繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。若已知圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度，以下關(guān)于圓盤(pán)的角動(dòng)量和動(dòng)能，哪一項(xiàng)計(jì)算是不準(zhǔn)確的？（）A.角動(dòng)量等于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角速度的乘積B.動(dòng)能可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度的平方計(jì)算C.改變轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量會(huì)發(fā)生變化，但角動(dòng)量不變D.圓盤(pán)的動(dòng)能與質(zhì)量分布的均勻程度無(wú)關(guān)21、在波動(dòng)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(huì)變得更加尖銳明亮22、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)23、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.√3F24、在相對(duì)論力學(xué)中，相對(duì)論動(dòng)量和相對(duì)論能量的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有所不同。以下關(guān)于相對(duì)論動(dòng)量和能量的關(guān)系，不準(zhǔn)確的是？（）A.相對(duì)論能量和相對(duì)論動(dòng)量滿足一定的關(guān)系式B.當(dāng)速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)，相對(duì)論動(dòng)量和能量近似等于經(jīng)典力學(xué)中的表達(dá)式C.相對(duì)論能量總是大于相對(duì)論動(dòng)量D.相對(duì)論動(dòng)量和能量的表達(dá)式只適用于高速運(yùn)動(dòng)的粒子25、在研究狹義相對(duì)論時(shí)，當(dāng)一個(gè)物體以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下哪個(gè)物理量會(huì)發(fā)生顯著的變化？（）A.質(zhì)量B.長(zhǎng)度C.時(shí)間D.以上物理量都會(huì)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在波動(dòng)學(xué)中，解釋波的多普勒效應(yīng)中觀察者和波源運(yùn)動(dòng)方向?qū)︻l率變化的影響？2、（本題5分）分析多普勒效應(yīng)的現(xiàn)象及產(chǎn)生原因，舉例說(shuō)明多普勒效應(yīng)在實(shí)際中的應(yīng)用。3、（本題5分）在波動(dòng)光學(xué)中，菲涅耳衍射是一種近場(chǎng)衍射現(xiàn)象。請(qǐng)解釋菲涅耳衍射的概念和特點(diǎn)，說(shuō)明其與夫瑯禾費(fèi)衍射的區(qū)別，并舉例說(shuō)明其在光學(xué)成像和衍射實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。4、（本題5分）在波動(dòng)學(xué)中，解釋駐波的能量分布特點(diǎn)？三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一質(zhì)量為M、半徑為R的均勻圓盤(pán)，繞通過(guò)盤(pán)心且垂直于盤(pán)面的軸以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)。求圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能。2、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為m的小球在光滑的水平面上以速度v與一個(gè)質(zhì)量為2m的靜止小球發(fā)生完全彈性碰撞。求碰撞后兩小球的速度。3、（本題5分）在一均勻磁場(chǎng)中，有一長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒以速度v垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。計(jì)算導(dǎo)體棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。4、（本題5分）在一個(gè)串聯(lián)電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻為1.0Ω，電阻R1為5.0Ω，R2為10.0Ω。計(jì)算電路中的電流、R1兩端的電壓和電源的輸出功率。5、（本題5分）一個(gè)單擺由一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿和一個(gè)質(zhì)量為m的小球組成，將小球拉至與豎直方向成θ角的位置由靜止釋放。已知重力加速度為g，求單擺的周期和小