荊楚理工學院《理論力學》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頁荊楚理工學院《理論力學》

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20個小題，每小題1分，共20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2、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3、在熱力學過程中，絕熱膨脹和絕熱壓縮過程具有不同的特點。對于一定量的理想氣體，經(jīng)過絕熱膨脹后，其溫度會如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.無法確定4、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5、在研究氣體分子運動時，麥克斯韋速率分布函數(shù)能夠描述氣體分子的速率分布情況。對于一定質量的理想氣體，溫度升高時，分子的最概然速率會如何變化？（）A.不變B.增大C.減小D.先增大后減小6、在相對論中，長度收縮效應指出運動物體的長度在運動方向上會變短。如果一個物體在相對觀察者以0.9c的速度運動時，其在運動方向上的長度變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮浚ǎ〢.0.1B.0.44C.0.9D.0.57、在電磁學的電容部分，平行板電容器的電容與極板面積、極板間距和電介質的介電常數(shù)有關。如果在一個平行板電容器中插入一塊電介質，其電容會如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小8、在量子力學中，對于一個微觀粒子的波函數(shù)，其滿足薛定諤方程。以下關于薛定諤方程的求解和應用，哪一項描述是不準確的？（）A.薛定諤方程的解可以給出粒子的可能狀態(tài)B.求解過程通常需要特定的邊界條件C.對于復雜的系統(tǒng)，精確求解薛定諤方程往往很困難D.薛定諤方程只適用于非相對論情況9、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10、在量子物理中，氫原子的能級是量子化的。當氫原子從n=3的能級躍遷到n=2的能級時，會發(fā)射出一個光子，該光子的波長大約是多少？（）A.656nmB.486nmC.434nmD.122nm11、在量子力學的發(fā)展中，薛定諤方程是描述微觀粒子狀態(tài)隨時間變化的基本方程。以下關于薛定諤方程的性質，不準確的是？（）A.薛定諤方程是線性方程B.薛定諤方程的解是波函數(shù)C.薛定諤方程適用于所有微觀粒子D.薛定諤方程不包含相對論效應12、在波動學中，機械波的波速由介質的性質決定。對于在同一均勻介質中傳播的橫波和縱波，以下關于它們波速的比較，哪一項是正確的？（）A.橫波波速大于縱波波速B.橫波波速小于縱波波速C.橫波波速等于縱波波速D.無法比較13、對于靜電場中的高斯定理，以下對于通過閉合曲面的電通量與曲面內電荷代數(shù)和之間關系的理解，不正確的是（）A.高斯定理反映了靜電場是有源場B.電通量只與曲面內的電荷有關，與曲面外的電荷無關C.無論曲面形狀如何，只要閉合曲面內電荷代數(shù)和不變，電通量就不變D.高斯定理只適用于對稱性電場14、在熱學中，理想氣體的內能只與溫度有關，與體積和壓強無關，以下哪種過程中理想氣體的內能會增加？（）A.等容升溫B.等壓降溫C.等溫壓縮D.絕熱膨脹15、在狹義相對論中，同時的相對性是一個重要概念。在一個慣性系中同時發(fā)生的兩個事件，在另一個相對運動的慣性系中是否一定同時發(fā)生？（）A.一定同時發(fā)生B.一定不同時發(fā)生C.可能同時發(fā)生，也可能不同時發(fā)生D.取決于兩個慣性系的相對速度大小16、在熱學中，一定質量的理想氣體經(jīng)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17、在電磁學中，位移電流的概念是麥克斯韋方程組的重要組成部分。以下關于位移電流的產(chǎn)生和特點，不正確的是？（）A.位移電流是由變化的電場產(chǎn)生的B.位移電流與傳導電流一樣會產(chǎn)生磁場C.位移電流在真空中也能存在D.位移電流的大小與電容器極板間的電壓成正比18、在光學的研究中，光的折射現(xiàn)象遵循一定的規(guī)律。對于一束光線從空氣斜射入水中，入射角為45度，已知水的折射率為1.33，那么折射角大約是多少度？（）A.30度B.32度C.35度D.40度19、在電磁感應現(xiàn)象中，一個矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動。如果磁場的磁感應強度增大，而其他條件不變，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小20、在熱力學的研究中，理想氣體經(jīng)歷絕熱自由膨脹過程。在此過程中，以下關于氣體的溫度、壓強和熵的變化，哪一項描述是不準確的？（）A.溫度不變B.壓強減小C.熵增加D.熵的變化與氣體的體積變化量成正比二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）請全面論述波動光學中的多光束干涉現(xiàn)象，包括其原理、干涉條紋的特點和計算方法，以及在法布里-珀羅干涉儀中的應用。2、（本題5分）在相對論中，討論狹義相對論的兩個基本假設的內容和意義？3、（本題5分）對于一個在復合場中運動的帶電油滴，已知其電荷量、質量和場的情況，如何分析油滴的運動狀態(tài)和最終的平衡位置？4、（本題5分）結合熱力學第三定律，分析絕對零度不可達到的理論依據(jù)和物理意義，以及在低溫物理研究中的相關應用。5、（本題5分）分析相對論中的引力紅移和藍移現(xiàn)象，探討其在天體物理學中的應用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個半徑為R的無限長圓柱形均勻載流導體，電流沿軸向流動，電流密度為J。求導體內部和外部的磁場強度分布，并計算通過以導體軸線為中心、半徑為r（r>R）的圓形截面的磁通量。2、（本題5分）在光滑的水平面上，有兩個可視為質點的物塊A和B，質量分別為mA和mB，它們之間用一根輕質彈簧相連。開始時物塊處于靜止狀態(tài)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，具有彈性勢能Ep?，F(xiàn)突然釋放彈簧，求物塊A和B的速度大小。3、（本題5分）在一單縫夫瑯禾費衍射實驗中，縫寬a=0.1mm，波長λ=500nm，透鏡焦距f=50cm。求第一級暗紋中心到中央明紋中心的距離。4、（本題5分）一質量為m、半徑為r的均質圓柱體，在水平面上純滾動，其質心的速度為v。求圓柱體的動能和對與接觸面接觸點的角動量。5、（本題5分）一個邊長為L的正方形金屬框，在磁感應強度為B的勻強磁場中，以一條邊為軸以角速度ω勻速轉動。計算金屬框中產(chǎn)生的感應電動勢的有效值。四、論述題（本大題