江南大學(xué)《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》2021-2022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20個(gè)小題，每小題2分，共40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、在電磁學(xué)中，一個(gè)長直螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)均勻分布。若已知螺線管的匝數(shù)、電流和長度，以下關(guān)于磁場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.磁場(chǎng)強(qiáng)度與電流成正比B.磁場(chǎng)強(qiáng)度與匝數(shù)成正比C.磁場(chǎng)強(qiáng)度與螺線管長度無關(guān)D.可以通過安培環(huán)路定理計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度2、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/D3、在電磁學(xué)的電容部分，平行板電容器的電容與極板面積、極板間距和電介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)。如果在一個(gè)平行板電容器中插入一塊電介質(zhì)，其電容會(huì)如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小4、在經(jīng)典力學(xué)的范疇中，關(guān)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍和局限性，以下哪種說法是較為準(zhǔn)確的？（）A.牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用于所有宏觀和微觀物體的運(yùn)動(dòng)，沒有任何局限性B.牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于宏觀低速物體的運(yùn)動(dòng)，在高速和微觀領(lǐng)域需要相對(duì)論和量子力學(xué)來修正C.牛頓運(yùn)動(dòng)定律對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)的物體仍然適用，但對(duì)于微觀粒子則完全不適用D.牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍和局限性難以確定，取決于具體的研究對(duì)象和問題5、在相對(duì)論中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。當(dāng)一個(gè)物體的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)能的增加與速度的關(guān)系是怎樣的？（）A.動(dòng)能與速度成正比B.動(dòng)能與速度的平方成正比C.動(dòng)能的增加變得越來越困難D.動(dòng)能的增加變得越來越容易6、在波動(dòng)方程的推導(dǎo)和應(yīng)用中，關(guān)于一維簡諧波的波動(dòng)方程及其解的物理意義，以下哪種表述是準(zhǔn)確的？（）A.一維簡諧波的波動(dòng)方程描述了波的傳播規(guī)律，其解表示了在不同位置和時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移，波速只與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)B.波動(dòng)方程的解只取決于波源的振動(dòng)情況，與介質(zhì)的性質(zhì)和傳播方向無關(guān)C.一維簡諧波的波動(dòng)方程可以用于描述任何形式的波，包括電磁波和機(jī)械波，其波速在不同介質(zhì)中相同D.波動(dòng)方程的推導(dǎo)基于牛頓運(yùn)動(dòng)定律，只適用于機(jī)械波，對(duì)電磁波不適用7、在剛體力學(xué)中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)特性的重要物理量。以下關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的決定因素，不準(zhǔn)確的是？（）A.與剛體的質(zhì)量分布有關(guān)B.與轉(zhuǎn)軸的位置有關(guān)C.質(zhì)量越大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量一定越大D.對(duì)于形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的剛體，可以通過公式計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量8、在熱學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高了ΔT，內(nèi)能增加了ΔU。若溫度再升高相同的ΔT，內(nèi)能的增加量會(huì)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9、在波動(dòng)光學(xué)的干涉和衍射實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)和夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)的裝置、條紋特點(diǎn)和物理意義，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中條紋等間距B.夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中中央亮紋最寬C.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都證明了光的波動(dòng)性D.干涉和衍射現(xiàn)象不能同時(shí)發(fā)生10、在相對(duì)論的研究中，時(shí)間膨脹效應(yīng)是一個(gè)關(guān)鍵概念。一個(gè)靜止時(shí)長為t0的時(shí)鐘，放在以速度v運(yùn)動(dòng)的飛船上，地面上的觀察者測(cè)得的時(shí)鐘時(shí)間t會(huì)如何變化？（）A.t<t0B.t=t0C.t>t0D.與v的大小無關(guān)11、對(duì)于簡諧振動(dòng)的能量，一個(gè)做簡諧振動(dòng)的系統(tǒng)，其能量與振幅的平方成正比。當(dāng)振幅增大時(shí)，以下哪個(gè)物理量也會(huì)增大？（）A.振動(dòng)周期B.振動(dòng)頻率C.振動(dòng)速度的最大值D.振動(dòng)的初相位12、在波動(dòng)光學(xué)中，光柵衍射是一種重要的衍射現(xiàn)象。以下關(guān)于光柵衍射條紋的特點(diǎn)，不準(zhǔn)確的是？（）A.光柵衍射條紋是等間距的B.光柵常數(shù)越小，衍射條紋越寬C.光柵衍射條紋的亮度分布不均勻D.增加光柵的縫數(shù)，條紋會(huì)變得更加尖銳明亮13、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14、在相對(duì)論中，一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度接近光速時(shí)，其長度會(huì)發(fā)生收縮。以下關(guān)于長度收縮效應(yīng)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.收縮只發(fā)生在運(yùn)動(dòng)方向上B.收縮的程度與速度的平方成正比C.對(duì)于靜止的觀察者，物體的長度會(huì)變短D.長度收縮是一種視覺錯(cuò)覺，實(shí)際上物體的長度不變15、在近代物理的研究中，對(duì)于原子核的結(jié)構(gòu)和放射性衰變，以下關(guān)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(zhì)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(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒D.原子核的穩(wěn)定性與質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的比例無關(guān)16、在研究簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，回復(fù)力的特點(diǎn)需要明確。一個(gè)做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體，回復(fù)力大小與位移大小成正比，方向相反。當(dāng)位移為最大位移的一半時(shí)，回復(fù)力的大小是最大回復(fù)力的多少倍？（）A.1/2B.√2/2C.1/√2D.1/417、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)與光的波長無關(guān)18、在狹義相對(duì)論中，同時(shí)的相對(duì)性是一個(gè)重要概念。在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的慣性系中是否一定同時(shí)發(fā)生？（）A.一定同時(shí)發(fā)生B.一定不同時(shí)發(fā)生C.可能同時(shí)發(fā)生，也可能不同時(shí)發(fā)生D.取決于兩個(gè)慣性系的相對(duì)速度大小19、在光學(xué)的偏振現(xiàn)象研究中，自然光通過偏振片后會(huì)變成偏振光。如果讓兩偏振片的偏振化方向夾角逐漸增大，透過兩偏振片的光強(qiáng)會(huì)怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小20、在靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。對(duì)于一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，其周圍的電場(chǎng)線分布是怎樣的？（）A.均勻分布B.指向點(diǎn)電荷C.背離點(diǎn)電荷D.呈環(huán)形分布二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述熱力學(xué)中的克勞修斯不等式，解釋其物理意義，推導(dǎo)其表達(dá)式，并舉例說明其在判斷不可逆過程中的應(yīng)用。2、（本題5分）闡述熱力學(xué)中的吉布斯自由能的概念及應(yīng)用，分析吉布斯自由能在熱力學(xué)中的重要地位。3、（本題5分）分析波動(dòng)光學(xué)中的光的吸收現(xiàn)象的產(chǎn)生原因及特點(diǎn)，探討光的吸收在光學(xué)中的應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)半徑為R的均勻磁場(chǎng)中，有一根長度為L的導(dǎo)體棒以角速度ω繞一端在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知磁場(chǎng)強(qiáng)度B、導(dǎo)體棒長度L、半徑R和角速度ω，求導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。2、（本題5分）一理想氣體進(jìn)行卡諾循環(huán)，高溫?zé)嵩礈囟葹門1，低溫?zé)嵩礈囟葹門2，求循環(huán)效率。3、（本題5分）一平行板電容器，極板面積為S，間距為d，中間充滿兩層厚度相同的電介質(zhì)，相對(duì)介電常數(shù)分別為εr1和εr2。電容器充電后極板間的電壓為U，然后將其中一層電介質(zhì)抽出，求此時(shí)電容器的電容、極板上的電荷量以及電場(chǎng)強(qiáng)度的變化。4、（本題5分）在xOy平面內(nèi)，有一個(gè)點(diǎn)電荷+Q位于坐標(biāo)原點(diǎn)，另一個(gè)點(diǎn)電荷-q位于（a，0）處。計(jì)算在（a/2，a/2）處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向。5、（本題5分）在一個(gè)靜電場(chǎng)中，有一個(gè)點(diǎn)電荷+q位于坐標(biāo)原點(diǎn)，另一個(gè)點(diǎn)電荷-2