湖南工程學(xué)院《大學(xué)物理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁(yè)，共1頁(yè)湖南工程學(xué)院

《大學(xué)物理》2023-2024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、對(duì)于原子物理學(xué)，氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)發(fā)射光子，若從n=3的能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)，發(fā)射的光子頻率是多少？（）A.由能級(jí)差決定B.固定不變C.與原子種類有關(guān)D.無(wú)法計(jì)算2、在相對(duì)論力學(xué)中，對(duì)于物體的動(dòng)能和質(zhì)能關(guān)系，以下關(guān)于高速運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能表達(dá)式、質(zhì)能方程的意義和應(yīng)用的闡述，錯(cuò)誤的是（）A.高速運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能不再是經(jīng)典力學(xué)中的表達(dá)式B.質(zhì)能方程表明質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化C.質(zhì)能方程為核能的利用提供了理論基礎(chǔ)D.物體的速度越大，其動(dòng)能與經(jīng)典力學(xué)計(jì)算結(jié)果差異越小3、對(duì)于電場(chǎng)中的電勢(shì)能和電勢(shì)差，以下關(guān)于電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能的變化、電勢(shì)差的定義和計(jì)算，以及它們與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系的表述，不準(zhǔn)確的是（）A.正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，負(fù)電荷在電勢(shì)低處電勢(shì)能大B.電勢(shì)差等于電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)之差C.電場(chǎng)強(qiáng)度越大，電勢(shì)差越大D.電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能的變化等于電場(chǎng)力做的功4、在熱力學(xué)第二定律的探討中，熱機(jī)的效率存在一定的限制。對(duì)于一個(gè)在兩個(gè)恒溫?zé)嵩粗g工作的卡諾熱機(jī)，高溫?zé)嵩礈囟葹門1，低溫?zé)嵩礈囟葹門2，以下關(guān)于其效率η的表達(dá)式，哪個(gè)是正確的？（）A.η=(T1-T2)/T1B.η=(T1-T2)/T2C.η=T2/T1D.η=1-T2/T15、在相對(duì)論中，考慮兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的慣性系S和S'，在S系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在S'系中觀測(cè)可能不同時(shí)發(fā)生。以下關(guān)于這種時(shí)間相對(duì)性的解釋，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.時(shí)間的相對(duì)性是由光速不變?cè)韺?dǎo)致的B.可以通過(guò)洛倫茲變換來(lái)計(jì)算時(shí)間的差異C.這種時(shí)間差異只在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)才明顯D.時(shí)間的相對(duì)性與觀察者的位置無(wú)關(guān)6、對(duì)于波動(dòng)光學(xué)中的薄膜干涉現(xiàn)象，以下關(guān)于其產(chǎn)生條件和條紋特點(diǎn)，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.薄膜干涉要求薄膜厚度均勻，且入射光必須是單色光，干涉條紋是等間距的明暗相間條紋B.薄膜干涉發(fā)生在薄膜的上、下表面反射光相遇時(shí)，薄膜厚度不均勻會(huì)導(dǎo)致條紋彎曲，條紋的明暗取決于光程差C.薄膜干涉只在特定的薄膜材料和入射角度下才能發(fā)生，條紋的間距和顏色與薄膜的性質(zhì)無(wú)關(guān)D.薄膜干涉現(xiàn)象復(fù)雜且難以觀察，在實(shí)際應(yīng)用中沒(méi)有太大價(jià)值7、對(duì)于光學(xué)的研究，以下關(guān)于光的干涉和衍射現(xiàn)象所揭示的光的波動(dòng)性，哪一個(gè)是準(zhǔn)確的？（）A.光的干涉和衍射現(xiàn)象表明光只是一種粒子，不具有波動(dòng)性B.光的干涉和衍射現(xiàn)象有力地證明了光具有波動(dòng)性，且干涉條紋和衍射圖樣的分布與光的波長(zhǎng)、縫寬等因素密切相關(guān)C.光的干涉和衍射現(xiàn)象與光的波動(dòng)性無(wú)關(guān)，只是一種偶然的光學(xué)現(xiàn)象D.雖然光的干涉和衍射現(xiàn)象顯示光有波動(dòng)性，但在大多數(shù)情況下，光仍應(yīng)被視為粒子8、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9、對(duì)于光學(xué)中的光的散射現(xiàn)象，以下關(guān)于瑞利散射和米氏散射的特點(diǎn)、產(chǎn)生條件以及在大氣光學(xué)中的應(yīng)用，表述錯(cuò)誤的是（）A.瑞利散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的四次方成反比B.米氏散射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系不大C.天空呈現(xiàn)藍(lán)色是瑞利散射的結(jié)果D.光的散射現(xiàn)象對(duì)光通信沒(méi)有影響10、在光學(xué)的干涉現(xiàn)象研究中，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)具有重要意義。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長(zhǎng)為λ的單色光垂直入射，相鄰明條紋之間的間距Δx與上述各量之間的關(guān)系是怎樣的？（）A.Δx=λD/dB.Δx=λd/DC.Δx=Dλ/dD.Δx=dλ/D11、關(guān)于光的干涉，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若兩縫間距增大，干涉條紋的間距會(huì)怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小12、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13、在波動(dòng)學(xué)中，多普勒效應(yīng)描述了波源和觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)頻率的變化。當(dāng)波源和觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率會(huì)怎樣變化？（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低14、在物理實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于測(cè)量誤差的來(lái)源、分類和減小誤差的方法，以下關(guān)于系統(tǒng)誤差、偶然誤差的特點(diǎn)和處理方式的描述，不正確的是（）A.系統(tǒng)誤差具有確定性和重復(fù)性B.偶然誤差服從正態(tài)分布C.多次測(cè)量取平均值可以消除系統(tǒng)誤差D.選擇更精密的儀器可以減小系統(tǒng)誤差15、在靜電場(chǎng)中，電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量。對(duì)于一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，距離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)，電勢(shì)如何變化？（）A.越高B.越低C.不變D.先升高后降低16、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17、在熱力學(xué)定律的應(yīng)用中，理想氣體經(jīng)歷自由膨脹過(guò)程。此過(guò)程中，氣體的溫度會(huì)如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.可能升高也可能降低18、在剛體力學(xué)中，一剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I，角速度為ω。若對(duì)剛體施加一個(gè)恒定的合外力矩M，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t。以下關(guān)于角速度的變化，哪一項(xiàng)表述是不準(zhǔn)確的？（）A.角速度的增加量為Mt/IB.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，角速度的增加越慢C.合外力矩越大，角速度的變化越快D.角速度的變化與剛體的初始角速度無(wú)關(guān)19、在波動(dòng)光學(xué)中，光的衍射現(xiàn)象是常見的。當(dāng)一束光通過(guò)一個(gè)狹縫時(shí)，會(huì)在屏幕上形成衍射條紋。如果狹縫寬度減小，衍射條紋的寬度會(huì)怎樣變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變寬后變窄20、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程反映了氣體的狀態(tài)參量之間的關(guān)系。以下關(guān)于理想氣體狀態(tài)方程適用條件的說(shuō)法，不準(zhǔn)確的是？（）A.氣體分子本身的體積可以忽略不計(jì)B.氣體分子之間沒(méi)有相互作用力C.只適用于溫度不太低、壓強(qiáng)不太高的情況D.對(duì)任何氣體在任何條件下都適用21、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22、在研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方程為x=3t，y=4t2，t為時(shí)間。則該質(zhì)點(diǎn)的加速度大小是多少？（）A.3B.4C.8D.1223、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24、在剛體力學(xué)中，一均勻細(xì)棒可繞通過(guò)其一端的光滑固定軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)棒從水平位置自由下擺到豎直位置的過(guò)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25、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，其概率密度分布不隨時(shí)間改變，以下哪種說(shuō)法能準(zhǔn)確描述這一特性？（）A.粒子的位置和動(dòng)量能同時(shí)確定B.粒子的能量是不確定的C.粒子在空間各處出現(xiàn)的概率是恒定的D.粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不確定的26、在靜電場(chǎng)中，高斯定理可以用來(lái)計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度。對(duì)于一個(gè)帶有電荷量Q、半徑為R的均勻帶電球體，在球外距離球心為r（r>R）處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與距離r的關(guān)系是怎樣的？（）A.與r成正比B.與r的平方成正比C.與r成反比D.與r的平方成反比27、在電磁學(xué)的安培環(huán)路定理中，對(duì)于一個(gè)載有恒定電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線，若以導(dǎo)線為軸作一個(gè)半徑為r的圓形環(huán)路，當(dāng)r<導(dǎo)線半徑時(shí)，環(huán)路上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與r的關(guān)系是怎樣的？（）A.與r成正比B.與r成反比C.與r的平方成正比D.與r無(wú)關(guān)28、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°29、在研究靜電平衡的導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度為零。如果在導(dǎo)體內(nèi)部放入一個(gè)電荷，導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)如何變化？（）A.仍為零B.不為零C.無(wú)法確定D.以上都不對(duì)30、在相對(duì)論中，質(zhì)速關(guān)系表明物體的質(zhì)量會(huì)隨著速度的增加而增加。以下關(guān)于質(zhì)速關(guān)系的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.當(dāng)物體的速度接近光速時(shí)，其質(zhì)量會(huì)趨于無(wú)窮大B.質(zhì)速關(guān)系是狹義相對(duì)論的重要推論之一C.質(zhì)速關(guān)系說(shuō)明在低速情況下，經(jīng)典力學(xué)的質(zhì)量概念仍然適用D.物體的質(zhì)量增加是由于其動(dòng)能的增加導(dǎo)致的二、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在量子力學(xué)的框架下，分析薛定諤方程的物理意義、數(shù)學(xué)形式以及其在描述微觀粒子狀態(tài)和求解量子力學(xué)問(wèn)題中的重要性和應(yīng)用方法。2、（本題5分）詳細(xì)研究波動(dòng)光學(xué)中的光柵衍射實(shí)驗(yàn)，探討實(shí)驗(yàn)原理、光柵方程和在光譜分析、光通信編碼中的應(yīng)用。3、（本題5分）分析光的干涉和衍射現(xiàn)象，論述其產(chǎn)生的條件、特點(diǎn)以及在科學(xué)研究和技術(shù)應(yīng)用中的重要性，例如在精密測(cè)量和光學(xué)儀器中的應(yīng)用。4、（本題5分）全面論述狹義相對(duì)論中的同時(shí)性的相對(duì)性，解釋其概念、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和在高速運(yùn)動(dòng)中的實(shí)際觀測(cè)和物理意義。5、（本題5分）深入分析熱力學(xué)中的焦耳-湯姆遜效應(yīng)，闡述其物理過(guò)程、熱力學(xué)解釋和在氣體液化、制冷技術(shù)中的應(yīng)用。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在量子力學(xué)的散射問(wèn)題中，論述散射截面的定義、計(jì)算方法和物理意義，推導(dǎo)玻恩近似下的散射截面表達(dá)式，并舉例說(shuō)明其在粒子散射實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。2、（本題5分）在相對(duì)論中，討論相對(duì)論對(duì)電磁學(xué)理論的修正和統(tǒng)一？3、（本題5分）在波動(dòng)學(xué)中，解釋聲波的特性和傳播規(guī)律？4、（本題5分）在波動(dòng)光學(xué)中，光柵衍射是一種重要的衍射現(xiàn)象。請(qǐng)解釋光柵衍射的原理，說(shuō)明