華東師范大學《物理學史和物理學方法論》2022-2023學年第一學期期末試卷

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《物理學史和物理學方法論》2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在剛體定軸轉(zhuǎn)動的研究中，一個質(zhì)量分布不均勻的圓盤繞固定軸轉(zhuǎn)動。若已知圓盤的轉(zhuǎn)動慣量和角速度，以下關(guān)于圓盤的角動量和動能，哪一項計算是不準確的？（）A.角動量等于轉(zhuǎn)動慣量與角速度的乘積B.動能可以通過轉(zhuǎn)動慣量和角速度的平方計算C.改變轉(zhuǎn)動軸的位置，轉(zhuǎn)動慣量會發(fā)生變化，但角動量不變D.圓盤的動能與質(zhì)量分布的均勻程度無關(guān)2、在狹義相對論中，時間膨脹效應(yīng)會導致高速運動的時鐘走得比靜止時鐘慢。如果一個飛船以接近光速的速度飛行，地球上觀測到飛船上的時間流逝與地球上的時間流逝相比如何？（）A.飛船上的時間流逝更慢B.飛船上的時間流逝更快C.兩者時間流逝相同D.取決于飛船的飛行方向3、在電學中，一個電阻為R的電阻絲，接在電壓為U的電源上，在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q。若將電阻絲對折后接入同一電源，在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？（）A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q4、在光學的全反射現(xiàn)象中，當光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，如果入射角大于臨界角，就會發(fā)生全反射。對于給定的兩種介質(zhì)，臨界角的大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與光密介質(zhì)的折射率有關(guān)B.只與光疏介質(zhì)的折射率有關(guān)C.與兩種介質(zhì)的折射率都有關(guān)D.與光的頻率有關(guān)5、在光學的薄膜干涉現(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，入射光波長為λ。以下關(guān)于干涉條紋的條件，哪一項推導是不正確的？（）A.可以通過光程差的計算得出干涉條紋的條件B.光程差等于波長的整數(shù)倍時出現(xiàn)亮條紋C.薄膜厚度的變化會導致干涉條紋的移動D.干涉條紋的條件與光源的強度有關(guān)6、在電磁感應(yīng)中，一個匝數(shù)為N的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小與以下哪個因素無關(guān)？（）A.線圈的面積B.磁場的磁感應(yīng)強度C.線圈轉(zhuǎn)動的角速度D.線圈的電阻7、在波動光學中，薄膜干涉是一種常見的現(xiàn)象。一束光照射在厚度均勻的薄膜上，發(fā)生干涉現(xiàn)象。若薄膜的厚度增加，干涉條紋的間距會如何變化？（）A.間距不變B.間距增大C.間距減小D.無法確定8、在熱力學中，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)方程適用條件的說法，不準確的是？（）A.氣體分子本身的體積可以忽略不計B.氣體分子之間沒有相互作用力C.只適用于溫度不太低、壓強不太高的情況D.對任何氣體在任何條件下都適用9、在光學的折射定律中，對于光線從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時的折射情況，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10、在電磁學中，磁場對運動電荷的作用力稱為洛倫茲力。以下關(guān)于洛倫茲力的特點，不準確的是？（）A.洛倫茲力始終垂直于電荷的運動方向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.電荷在磁場中運動時一定受到洛倫茲力11、在波動學中，駐波是由兩列振幅、頻率和傳播方向相同，但相位相反的波疊加形成的。對于一根兩端固定的弦上產(chǎn)生的駐波，其波長與弦長之間存在怎樣的關(guān)系？（）A.波長等于弦長的整數(shù)倍B.波長等于弦長的半整數(shù)倍C.波長與弦長無關(guān)D.波長是弦長的兩倍12、在熱力學過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點。以下關(guān)于等壓過程和等容過程的比較，不正確的是？（）A.在等壓過程中，系統(tǒng)對外做功等于壓力與體積變化的乘積B.在等容過程中，系統(tǒng)不對外做功C.等壓過程中內(nèi)能的變化與等容過程中內(nèi)能的變化相同D.等壓過程和等容過程的熱容量不同13、在量子力學的概念中，對于微觀粒子的波粒二象性，以下關(guān)于粒子的波動性和粒子性表現(xiàn)及相互關(guān)系的解釋，不正確的是（）A.電子在雙縫干涉實驗中表現(xiàn)出波動性B.微觀粒子的位置和動量可以同時精確測定C.粒子的波動性在某些條件下明顯，粒子性在另一些條件下明顯D.波粒二象性是微觀粒子的基本屬性14、在研究簡諧振動時，一個質(zhì)量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動，其振動方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關(guān)于振動周期的變化，哪一項判斷是不準確的？（）（）A.振動周期減小，因為周期與勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過簡諧振動的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數(shù)增大必然導致周期縮短D.振動周期的變化與初始相位φ無關(guān)15、在近代物理中，電子通過雙縫干涉實驗時表現(xiàn)出波動性，以下哪種解釋能說明這一現(xiàn)象？（）A.電子與雙縫邊緣發(fā)生碰撞B.電子在雙縫間發(fā)生折射C.電子的運動遵循概率波規(guī)律D.電子受到雙縫間電場的作用二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述光的干涉現(xiàn)象的產(chǎn)生條件及特點，舉例說明光的干涉在實際中的應(yīng)用。2、（本題5分）解釋在電磁學中位移電流的概念，說明其在麥克斯韋方程組中的作用。3、（本題5分）隨著量子光學中的壓縮態(tài)光場研究，探討壓縮態(tài)光場的產(chǎn)生機制、特性和在量子通信、量子精密測量中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在流體力學中，湍流現(xiàn)象是復(fù)雜而具有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域，請詳細論述湍流的特征、形成機制和研究方法，以及湍流在工程和自然界中的影響和應(yīng)用。2、（本題5分）全面論述狹義相對論中的相對論能量-動量關(guān)系，分析其數(shù)學推導、物理意義和在相對論性粒子碰撞和衰變中的應(yīng)用。3、（本題5分）波動光學中的相干光的產(chǎn)生和控制是干涉和衍射實驗的基礎(chǔ)，分析相干光源的實現(xiàn)方法、相干長度的概念和測量，以及在光學干涉測量中的應(yīng)用。4、（本題5分）深入探討量子力學中的原子能級和光譜，解釋其物理原理、數(shù)學模型以及在原子物理和光譜分析中的應(yīng)用。5、（本題5分）牛頓力學中的非慣性系問題在實際情況中經(jīng)常遇到，論述非慣性系中的慣性力、科里奧利力的概念和計算方法，以及在地球物理和工程中的應(yīng)用。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個質(zhì)量為m的質(zhì)點在平面內(nèi)做螺旋運動，其運動方程為r=r?cosωti+r?sinωtj+vtk。求質(zhì)點的速度、加速度以及軌跡方程。2、（本題10分）一個半徑