湖南工程學(xué)院《物理》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《物理》2022-2023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)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、在光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜和增反膜的原理是基于光的干涉。以下關(guān)于增透膜和增反膜的特點(diǎn)，不正確的是？（）A.增透膜的厚度是入射光在膜中波長(zhǎng)的四分之一B.增反膜的厚度是入射光在膜中波長(zhǎng)的二分之一C.對(duì)于特定波長(zhǎng)的光，增透膜可以增加其透過率D.增透膜和增反膜的效果與入射光的角度無關(guān)2、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)量增加的幅度越來越大，趨向于無窮大B.可以通過相對(duì)論質(zhì)量公式來定量計(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)3、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4、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5、在研究萬有引力定律時(shí)，天體的運(yùn)動(dòng)遵循一定的規(guī)律。一個(gè)質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞質(zhì)量為M的地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(huì)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1/46、在靜電場(chǎng)中，高斯定理可以用來計(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7、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，一定質(zhì)量的理想氣體在絕熱容器中被壓縮。以下關(guān)于氣體內(nèi)能、溫度和做功的關(guān)系，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.氣體內(nèi)能增加B.溫度升高C.外界對(duì)氣體做功D.氣體對(duì)外界做功8、在熱力學(xué)定律的應(yīng)用中，理想氣體經(jīng)歷自由膨脹過程。此過程中，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9、在研究光的折射現(xiàn)象時(shí)，一束光線從空氣斜射入水中。假設(shè)入射角為45度，水的折射率為1.33。以下關(guān)于折射角的大小，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.折射角小于入射角，且小于45度B.折射角可以通過折射率和入射角，利用折射定律計(jì)算得出C.折射角一定大于0度且小于45度D.折射角的具體度數(shù)與光的波長(zhǎng)無關(guān)10、在電磁學(xué)的電磁波理論中，對(duì)于電磁波的產(chǎn)生、傳播特性和應(yīng)用，以下關(guān)于電磁波的波長(zhǎng)、頻率、波速的關(guān)系以及電磁波在真空中和介質(zhì)中的傳播的描述，錯(cuò)誤的是（）A.電磁波的波速等于波長(zhǎng)與頻率的乘積B.電磁波在真空中的傳播速度是恒定的C.電磁波在介質(zhì)中的波長(zhǎng)比在真空中長(zhǎng)D.不同頻率的電磁波在真空中傳播速度相同11、對(duì)于熱學(xué)中的熱平衡定律，以下關(guān)于兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸達(dá)到熱平衡時(shí)的溫度變化、熱量傳遞和熵的變化的解釋，不正確的是（）A.最終達(dá)到熱平衡時(shí)，兩個(gè)物體溫度相同B.熱量從高溫物體傳遞到低溫物體C.熱平衡過程中總熵增加D.熱平衡定律只適用于固體之間的熱傳遞12、在光學(xué)的薄膜干涉現(xiàn)象中，一束光在薄膜上下表面反射后發(fā)生干涉。若薄膜的厚度為d，折射率為n，入射光波長(zhǎng)為λ。以下關(guān)于干涉條紋的條件，哪一項(xiàng)推導(dǎo)是不正確的？（）A.可以通過光程差的計(jì)算得出干涉條紋的條件B.光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)亮條紋C.薄膜厚度的變化會(huì)導(dǎo)致干涉條紋的移動(dòng)D.干涉條紋的條件與光源的強(qiáng)度有關(guān)13、在光學(xué)的折射定律中，對(duì)于光線從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)的折射情況，以下關(guān)于入射角和折射角的正弦值之比與介質(zhì)折射率的關(guān)系，描述不準(zhǔn)確的是（）A.入射角的正弦值與折射角的正弦值之比等于兩種介質(zhì)的相對(duì)折射率B.折射率大的介質(zhì)中，光線偏折程度大C.折射率與光在介質(zhì)中的傳播速度有關(guān)D.不同頻率的光在同一介質(zhì)中的折射率相同14、在熱力學(xué)過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點(diǎn)。對(duì)于一定量的理想氣體，在等壓過程中吸收的熱量與在等容過程中吸收的熱量相比，哪個(gè)更多？（）A.等壓過程B.等容過程C.一樣多D.無法比較15、在量子力學(xué)中，不確定關(guān)系限制了我們同時(shí)精確測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量。對(duì)于一個(gè)微觀粒子，如果其位置的不確定量為Δx，那么其動(dòng)量的不確定量Δp至少為多少？（）A.h/(2πΔx)B.h/(4πΔx)C.h/(8πΔx)D.h/(16πΔx)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋在電磁學(xué)中電磁波的偏振特性，說明其產(chǎn)生原因和在通信中的應(yīng)用。2、（本題5分）在量子力學(xué)中，波函數(shù)是描述微觀粒子狀態(tài)的重要概念。請(qǐng)解釋波函數(shù)的物理意義，并闡述如何通過波函數(shù)計(jì)算粒子在某一位置出現(xiàn)的概率？3、（本題5分）說明熱力學(xué)中的理想氣體的等壓過程的特點(diǎn)及計(jì)算方法，分析等壓過程在熱力學(xué)中的應(yīng)用。4、（本題5分）說明熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容及表達(dá)式，分析其在熱力學(xué)中的重要意義。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面論述熱力學(xué)中的熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)的關(guān)系，探討其定義、轉(zhuǎn)換公式和在熱力學(xué)計(jì)算和溫度測(cè)量中的應(yīng)用。2、（本題5分）全面論述電磁學(xué)中的安培定律，分析其物理意義、數(shù)學(xué)表達(dá)式以及在計(jì)算電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)和磁相互作用中的應(yīng)用。3、（本題5分）分析電磁學(xué)中的磁介質(zhì)，論述磁介質(zhì)的磁化現(xiàn)象、磁化強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，以及磁介質(zhì)在電磁設(shè)備和材料中的應(yīng)用和特性。4、（本題5分）量子力學(xué)中的密度矩陣概念在描述量子態(tài)的混合和統(tǒng)計(jì)特性時(shí)很有用，闡述密度矩陣的定義、性質(zhì)和計(jì)算方法，以及在量子光學(xué)和凝聚態(tài)物理中的應(yīng)用。5、（本題5分）詳細(xì)研究波動(dòng)光學(xué)中的光的衍射受限系統(tǒng)的分辨率計(jì)算和改進(jìn)方法，探討其物理原理、數(shù)學(xué)模型和在光學(xué)成像、光刻技術(shù)中的應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一簡(jiǎn)諧振動(dòng)的表達(dá)式為x=Acos(ωt+φ)，已知在t1時(shí)刻的位移為x1，速度為v1，計(jì)算振動(dòng)的振幅A、角頻率ω和初相φ。2、（本題10分）一個(gè)半徑為R的半圓形金屬導(dǎo)線框，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)線框平面。導(dǎo)線框以角速度ω繞圓心在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。計(jì)算導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值。3、（本題10