華南理工大學《大學物理》2021-2022學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁華南理工大學

《大學物理》2021-2022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批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、在電磁學的電磁波理論中，對于電磁波的產生、傳播特性和應用，以下關于電磁波的波長、頻率、波速的關系以及電磁波在真空中和介質中的傳播的描述，錯誤的是（）A.電磁波的波速等于波長與頻率的乘積B.電磁波在真空中的傳播速度是恒定的C.電磁波在介質中的波長比在真空中長D.不同頻率的電磁波在真空中傳播速度相同2、關于簡諧振動，對于一個水平彈簧振子的運動，以下關于振幅、周期、頻率和相位等物理量的意義和變化規(guī)律的敘述，錯誤的是（）A.振幅表示振子偏離平衡位置的最大距離B.周期和頻率只與振子的質量和彈簧的勁度系數有關C.相位描述振子在不同時刻的運動狀態(tài)D.振子通過平衡位置時，速度最大，加速度為零3、在相對論力學中，對于物體的動能和質能關系，以下關于高速運動物體的動能表達式、質能方程的意義和應用的闡述，錯誤的是（）A.高速運動物體的動能不再是經典力學中的表達式B.質能方程表明質量和能量可以相互轉化C.質能方程為核能的利用提供了理論基礎D.物體的速度越大，其動能與經典力學計算結果差異越小4、在光學的薄膜干涉中，增透膜和增反膜的原理是基于光的干涉。以下關于增透膜和增反膜的特點，不正確的是？（）A.增透膜的厚度是入射光在膜中波長的四分之一B.增反膜的厚度是入射光在膜中波長的二分之一C.對于特定波長的光，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5、在相對論中，考慮兩個相對運動的慣性系S和S'，在S系中同時發(fā)生的兩個事件，在S'系中觀測可能不同時發(fā)生。以下關于這種時間相對性的解釋，哪一項是不正確的？（）A.時間的相對性是由光速不變原理導致的B.可以通過洛倫茲變換來計算時間的差異C.這種時間差異只在高速運動時才明顯D.時間的相對性與觀察者的位置無關6、在相對論的框架下，一個高速運動的粒子的質量會隨著其速度的增加而增大。當速度接近光速時，以下關于粒子質量的變化趨勢，哪一（）7、在近代物理的研究中，對于原子核的結構和放射性衰變，以下關于原子核的組成、衰變類型和衰變規(guī)律的表述，不正確的是（）A.原子核由質子和中子組成B.放射性衰變包括α衰變、β衰變和γ衰變C.衰變過程中原子核的質量數和電荷數都守恒D.原子核的穩(wěn)定性與質子數和中子數的比例無關8、對于固體物理的知識，以下關于晶體結構和晶格振動的特點，哪一項是正確的？（）A.晶體具有規(guī)則的周期性結構，晶格振動對晶體的熱學性質沒有影響B(tài).晶體中的原子或分子在空間呈無序排列，晶格振動的頻率與晶體的彈性常數無關C.晶體結構的類型眾多，晶格振動會導致晶體產生熱膨脹和熱傳導等現象D.晶格振動只在高溫下對晶體的性質有作用，在低溫時可以忽略不計9、在剛體的定軸轉動中，角動量守恒定律在很多情況下都適用。以下關于角動量守恒的條件，不準確的是？（）A.系統(tǒng)所受合外力矩為零B.系統(tǒng)所受合外力為零C.內力對轉軸的力矩之和為零D.角動量守恒定律在微觀和宏觀領域都適用10、在原子核物理中，半衰期是描述放射性元素衰變快慢的物理量。某放射性元素的半衰期為T，經過時間2T后，未衰變的原子核數目占原原子核數目的比例是多少？（）A.1/2B.1/4C.1/8D.1/1611、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.等壓過程中內能的變化與等容過程中內能的變化相同D.等壓過程和等容過程的熱容量不同12、在電學中，電容是描述電容器儲存電荷能力的物理量。以下關于電容的決定因素，不正確的是？（）A.電容器的電容與極板間的距離成反比B.電容器的電容與極板的正對面積成正比C.電容器的電容與極板間的介質有關D.電容器所帶電荷量越多，電容越大13、在電磁學中，安培力的大小與電流、磁場等因素有關。一根長度為L的直導線，通有電流I，垂直放入磁感應強度為B的勻強磁場中，導線所受安培力的大小為F。若將導線長度增加到2L，電流增大到2I，磁場的磁感應強度增大到2B，此時導線所受安培力的大小變?yōu)槎嗌?？（）A.2FB.4FC.8FD.16F14、在熱學中，一定質量的理想氣體經歷等容變化過程。若氣體吸收的熱量為Q，壓強的變化量為Δp，以下關于氣體內能的變化量，哪一項計算是不正確的？（）A.內能的變化量等于QB.內能的變化量等于(Δp/p)×(m/M)×R×T，其中m為氣體質量，M為氣體摩爾質量，R為普適氣體常量，T為溫度C.內能的變化量與氣體的體積無關D.內能的變化量與氣體的壓強成正比15、對于量子力學的基本概念，以下關于波粒二象性和不確定性原理的理解，哪一項是恰當的？（）A.波粒二象性指出微觀粒子有時表現為粒子，有時表現為波，不確定性原理則限制了我們同時精確測量粒子的位置和動量B.波粒二象性意味著微觀粒子既是粒子又是波，不確定性原理表明我們可以同時精確測量粒子的位置和動量，但測量精度有限C.波粒二象性和不確定性原理只適用于微觀世界，對宏觀物體沒有任何意義D.微觀粒子的波粒二象性和不確定性原理是相互矛盾的，無法統(tǒng)一解釋微觀粒子的行為16、在靜電場中，電場線的疏密程度表示電場強度的大小。對于一個帶正電的點電荷，其周圍的電場線分布是怎樣的？（）A.均勻分布B.指向點電荷C.背離點電荷D.呈環(huán)形分布17、在熱學中，理想氣體的內能只與溫度有關。一定質量的理想氣體，溫度升高了ΔT，內能增加了ΔU。若溫度再升高相同的ΔT，內能的增加量會如何變化？（）A.增加量不變B.增加量增大C.增加量減小D.無法確定18、在熱力學過程中，卡諾循環(huán)具有重要的理論意義。以下關于卡諾循環(huán)效率的描述，不準確的是？（）A.卡諾循環(huán)效率只與高溫熱源和低溫熱源的溫度有關B.提高高溫熱源溫度或降低低溫熱源溫度可以提高卡諾循環(huán)效率C.卡諾循環(huán)效率可以達到100%D.實際熱機的效率總是低于卡諾循環(huán)效率19、在熱力學第二定律的學習中，對于一個熱機，從高溫熱源吸收熱量Q1，向低溫熱源放出熱量Q2，對外做功W。以下關于熱機效率的表達式，哪一項是不正確的？（）A.η=W/Q1B.η=（Q1-Q2）/Q1C.熱機效率不可能達到100%D.熱機效率與工作物質的性質無關20、在熱力學第一定律的應用中，對于絕熱過程，以下關于其特點的描述，不正確的是？（）A.絕熱過程中，系統(tǒng)與外界沒有熱量交換B.絕熱膨脹時，系統(tǒng)內能減少，溫度降低C.絕熱壓縮時，系統(tǒng)內能增加，溫度升高D.絕熱過程中，系統(tǒng)對外做功等于內能的減少量21、在剛體力學中，對于轉動動能和轉動慣量的計算，以及定軸轉動的動能定理和機械能守恒定律的應用，以下說法不正確的是（）A.轉動動能等于轉動慣量與角速度平方的乘積的一半B.定軸轉動的動能定理適用于剛體的變速轉動C.只有保守力做功時，剛體定軸轉動的機械能守恒D.剛體的轉動慣量與轉動軸的位置無關22、對于簡諧振動，一個做簡諧振動的物體，其位移隨時間的變化規(guī)律為x=Asin(ωt+φ)，以下哪個物理量決定了振動的初相位？（）A.AB.ωC.φD.t23、在剛體定軸轉動中，轉動慣量是描述剛體轉動慣性的物理量，以下哪種情況會使剛體的轉動慣量增大？（）A.質量分布靠近轉軸B.質量分布遠離轉軸C.轉軸位置改變D.剛體的角速度增大24、在相對論的理論框架下，時間和空間的概念發(fā)生了深刻的變化。一個高速運動的物體，其長度會在運動方向上發(fā)生收縮。如果一個靜止時長為L0的物體，以速度v運動時，其長度L會如何變化？（）A.L=L0B.L=L0√(1-v2/c2)C.L=L0√(1+v2/c2)D.L=L0/√(1-v2/c2)25、在電磁學的知識體系里，關于電磁波的產生和傳播特性，以下哪種表述是恰當的？（）A.電磁波只能由電荷的勻速運動產生，其傳播不需要介質，在真空中的傳播速度與頻率無關B.電磁波可以由電荷的變速運動產生，其傳播需要介質，在不同介質中的傳播速度相同C.電磁波的產生與電荷的運動無關，其傳播速度在真空中恒定，但在不同介質中會發(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和磁場相互激發(fā)產生，在真空中以光速傳播，頻率不同的電磁波在同一介質中的傳播速度不同二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在波動學中，解釋波包的概念和其在量子力學中的應用？2、（本題5分）說明電場線的特點及性質，分析電場線在電場描述中的作用。3、（本題5分）在研究原子核的放射性衰變時，說明α衰變、β衰變和γ衰變的特點和規(guī)律，并舉例說明其在核醫(yī)學和考古學中的應用。4、（本題5分）隨著天體物理學中的恒星演化末期現象研究，探討白矮星、中子星和黑洞的形成條件、物理特性和觀測證據。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一平行板電容器，極板面積為S，間距為d，充電后兩極板間的電壓為U，然后斷開電源。將兩極板的間距增大到2d，求此時電容器的電容、極板上的電荷量以及兩極板間的電場強度。2、（本題5分）一理想氣體從狀態(tài)1（P1，V1，T1）經等容升溫到狀態(tài)2（P2，V1，T2），再經絕熱膨脹到狀態(tài)3（P3，V3，T3），最后經等溫壓縮回到狀態(tài)1。求整個過程中氣體對外做的凈功。3、（本題5分）一個半徑為R=0.5m的均勻帶電圓環(huán)，電荷總量為Q=10^(-6)C。計算在圓環(huán)軸線上距離圓心x=0.3m處的電場強度。4、（本題5分）有一無限長圓柱形均勻帶電體，半徑為R，電荷體密度為ρ，求圓柱體內外任意一點的電場強度大小和方向。5、（本題5分）在一個理想氣體的絕熱自由膨脹過程中，初始體積為V1，壓強為P1，溫度為T1，膨脹后體積變?yōu)閂2。已知初始狀態(tài)的參數，求