吉林師范大學《普通物理學》2021-2022學年第一學期期末試卷

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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一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、關于光的色散現(xiàn)象，一束白光通過三棱鏡后會被分解成不同顏色的光，以下哪種顏色的光偏折程度最大？（）A.紅光B.綠光C.藍光D.紫光2、在相對論中，一個物體的運動速度接近光速時，其長度會發(fā)生收縮。以下關于長度收縮效應的描述，哪一項是不正確的？（）A.收縮只發(fā)生在運動方向上B.收縮的程度與速度的平方成正比C.對于靜止的觀察者，物體的長度會變短D.長度收縮是一種視覺錯覺，實際上物體的長度不變3、在研究簡諧振動時，一個質量為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4、在靜電場中，對于電場強度和電勢的關系，以下關于電場線和等勢面的性質以及它們之間的相互聯(lián)系，說法不正確的是（）A.電場線總是垂直于等勢面B.電場強度的方向總是指向電勢降低的方向C.等勢面上各點的電場強度大小相等D.沿著電場線方向，電勢逐漸降低5、在研究牛頓運動定律時，一個質量為m的物體在光滑水平面上受到一個水平恒力F的作用，經(jīng)過時間t后，它的速度會發(fā)生怎樣的變化？（）A.速度不變B.速度增加Ft/mC.速度增加F/mtD.速度增加mFt6、在靜電場中，電勢能的變化與電場力做功有關。一個帶正電的粒子在電場中運動，電場力做正功，粒子的電勢能會如何變化？（）A.電勢能增大B.電勢能減小C.電勢能不變D.先增大后減小7、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8、在熱力學中，一定質量的理想氣體經(jīng)歷等溫過程，以下哪個物理量保持不變？（）A.壓強B.體積C.內能D.溫度9、在靜電場中，一個帶電量為Q的點電荷周圍存在電場。若在距離點電荷r處放置一個試探電荷q，以下關于試探電荷所受電場力的大小和方向，哪一項說法是不正確的？（）A.電場力的大小與r的平方成反比B.電場力的方向沿兩點電荷連線且背離點電荷C.可以根據(jù)庫侖定律計算電場力的大小D.電場力的大小與試探電荷的電量成正比10、在相對論力學中，物體的質量會隨著速度的增加而增大。當一個物體的速度接近光速的一半時，其質量相對于靜止質量增大的比例大約是多少？（）A.10%B.15%C.20%D.25%11、對于靜電屏蔽現(xiàn)象，在一個金屬殼內部放置一個帶電體，以下哪種說法是正確的？（）A.殼外電場不受殼內帶電體的影響B(tài).殼內電場不受殼外電場的影響C.殼內殼外電場均不受影響D.殼內殼外電場相互影響12、在電磁感應現(xiàn)象中，一個閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時會產(chǎn)生感應電動勢，以下哪種情況會導致磁通量發(fā)生變化？（）A.磁場強度不變，回路面積改變B.回路面積不變，磁場強度改變C.磁場強度和回路面積同時改變D.以上情況均可13、在狹義相對論中，長度收縮和時間膨脹效應是令人驚奇的現(xiàn)象。以下關于長度收縮和時間膨脹的描述，不準確的是？（）A.運動的物體在運動方向上長度會收縮B.運動的時鐘會變慢，即時間膨脹C.長度收縮和時間膨脹效應只在接近光速時才明顯D.長度收縮和時間膨脹是相對的，取決于觀察者的參考系14、在熱學中，一定質量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程。已知氣體的比熱容為Cp，吸收的熱量為Q。以下關于氣體體積變化量與其他物理量的關系，哪一項推導是不正確的？（）A.利用熱力學第一定律和等壓過程的特點進行推導B.體積變化量與溫度變化量成正比C.體積變化量與吸收的熱量成正比D.體積變化量與比熱容Cp無關15、在研究帶電粒子在磁場中的運動時，一個電荷量為q、質量為m的帶電粒子以速度v垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，它將做什么運動？（）A.勻速直線運動B.勻加速直線運動C.勻速圓周運動D.平拋運動二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在研究氣體分子運動時，麥克斯韋速率分布律具有重要意義。請闡述麥克斯韋速率分布律的內容，并說明其在研究氣體熱現(xiàn)象中的應用？2、（本題5分）在電磁學中，討論電位移矢量的定義和物理意義？3、（本題5分）分析波動光學中的菲涅爾衍射和夫瑯禾費衍射的區(qū)別，探討其在光學中的應用。4、（本題5分）分析固體物理中的壓電材料的性質及應用，探討壓電材料在現(xiàn)代科技中的發(fā)展前景。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）請論述牛頓力學三大定律在現(xiàn)實生活中的廣泛應用及重要意義，舉例說明其對物體運動的具體影響。2、（本題5分）詳細分析靜磁場中的超導現(xiàn)象和邁斯納效應，闡述其物理原理、實驗觀測和在強磁場產(chǎn)生、磁懸浮等領域的應用。3、（本題5分）詳細探討光的喇曼散射，解釋其物理機制、光譜特征和在物質結構分析、分子振動研究中的應用。4、（本題5分）從物理學的角度探討牛頓運動定律，包括其適用范圍、局限性以及在解決實際力學問題中的應用，并分析其與相對論力學的關系。5、（本題5分）在相對論中，引力波的探測是現(xiàn)代物理學的重要研究領域，分析引力波的產(chǎn)生機制、傳播特性和探測方法，以及引力波天文學的發(fā)展和意義。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一細圓環(huán)，半徑為R，均勻分布著電荷Q，在圓環(huán)軸線上距離圓心為z的點處有一電荷量為q的點電荷，z>>R。求點電荷受到的電場力。2、（本題10分）一電子在勻強磁場中做勻速圓周運動，磁場強度為B，電子的速度為v。已知電子的電荷量為-e，質量為me。計算電子運動的軌道半徑和周期。3、（本題10分）一