信陽(yáng)師范大學(xué)《普通物理實(shí)驗(yàn)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《普通物理實(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、在波動(dòng)光學(xué)中，關(guān)于薄膜干涉現(xiàn)象，例如肥皂泡表面的彩色條紋，以下對(duì)于產(chǎn)生干涉的條件、條紋特點(diǎn)和應(yīng)用的描述，錯(cuò)誤的是（）A.薄膜的上下表面反射的光發(fā)生干涉B.條紋的間距與薄膜厚度和入射光波長(zhǎng)有關(guān)C.干涉條紋是等間距的明暗相間條紋D.薄膜干涉可用于檢測(cè)光學(xué)元件表面的平整度2、在剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，角動(dòng)量守恒定律在很多情況下都適用。以下關(guān)于角動(dòng)量守恒的條件，不準(zhǔn)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(nèi)力對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩之和為零D.角動(dòng)量守恒定律在微觀和宏觀領(lǐng)域都適用3、在熱學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，與體積和壓強(qiáng)無(wú)關(guān)，以下哪種過(guò)程中理想氣體的內(nèi)能會(huì)增加？（）A.等容升溫B.等壓降溫C.等溫壓縮D.絕熱膨脹4、對(duì)于電磁振蕩，在LC振蕩電路中，電容器放電完畢時(shí)，以下哪個(gè)物理量達(dá)到最大值？（）A.電容器的電荷量B.電路中的電流C.電感中的自感電動(dòng)勢(shì)D.電容器兩極板間的電壓5、在剛體力學(xué)的研究中，關(guān)于剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響因素，以下哪種描述是準(zhǔn)確的？（）A.剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律表明，剛體所受到的合外力矩等于剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角加速度的乘積，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量只與剛體的質(zhì)量分布有關(guān)，與轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān)B.剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律與牛頓第二定律類似，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量取決于剛體的質(zhì)量、形狀和轉(zhuǎn)軸位置，質(zhì)量分布離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大C.剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是一個(gè)固定不變的量，不受任何因素的影響，定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律在任何情況下都能精確描述剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)D.剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律只適用于勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，對(duì)于變速轉(zhuǎn)動(dòng)則不適用，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)沒(méi)有實(shí)質(zhì)作用6、對(duì)于熱學(xué)中的熱平衡定律，以下關(guān)于兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸達(dá)到熱平衡時(shí)的溫度變化、熱量傳遞和熵的變化的解釋，不正確的是（）A.最終達(dá)到熱平衡時(shí)，兩個(gè)物體溫度相同B.熱量從高溫物體傳遞到低溫物體C.熱平衡過(guò)程中總熵增加D.熱平衡定律只適用于固體之間的熱傳遞7、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(zhǎng)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/D8、在近代物理中，電子通過(guò)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)表現(xiàn)出波動(dòng)性，以下哪種解釋能說(shuō)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(yùn)動(dòng)遵循概率波規(guī)律D.電子受到雙縫間電場(chǎng)的作用9、在光學(xué)成像中，薄透鏡成像公式描述了物距、像距和焦距之間的關(guān)系。以下關(guān)于薄透鏡成像的特點(diǎn)，不準(zhǔn)確的是？（）A.當(dāng)物距大于兩倍焦距時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像B.當(dāng)物距等于焦距時(shí)，不能成像C.像的大小和正倒只與物距有關(guān)，與焦距無(wú)關(guān)D.薄透鏡可以成實(shí)像也可以成虛像10、對(duì)于狹義相對(duì)論中的質(zhì)能關(guān)系，以下關(guān)于其表達(dá)式和物理意義，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.質(zhì)能關(guān)系為E=mc^2，表明質(zhì)量和能量是相互獨(dú)立的物理量，沒(méi)有直接的聯(lián)系B.質(zhì)能關(guān)系指出能量和質(zhì)量可以相互轉(zhuǎn)化，一定的質(zhì)量對(duì)應(yīng)著一定的能量，在核反應(yīng)等過(guò)程中得到了廣泛的驗(yàn)證C.質(zhì)能關(guān)系只適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體，對(duì)于低速運(yùn)動(dòng)的物體，質(zhì)量和能量的關(guān)系可以忽略不計(jì)D.質(zhì)能關(guān)系中的光速c是一個(gè)可以變化的量，取決于參考系的選擇11、在研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像時(shí)，圖像可以反映出振動(dòng)的特征。一個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間圖像是正弦曲線，從圖像中可以直接得到的物理量是：（）A.振幅、周期、初相位B.振幅、頻率、初相位C.振幅、速度、加速度D.周期、速度、加速度12、在波動(dòng)方程的推導(dǎo)和應(yīng)用中，關(guān)于一維簡(jiǎn)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(jiǎn)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(wú)關(guān)C.一維簡(jiǎn)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13、在熱力學(xué)的領(lǐng)域，理想氣體的狀態(tài)方程具有重要的意義。對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度升高時(shí)其體積會(huì)發(fā)生變化。以下關(guān)于體積變化的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.體積增大B.體積減小C.體積不變D.體積的變化取決于氣體的種類14、在熱力學(xué)第二定律的探討中，關(guān)于熵增加原理及其在熱現(xiàn)象中的體現(xiàn)，以下哪種表述是正確的？（）A.熵增加原理指出，在任何自發(fā)的熱力學(xué)過(guò)程中，系統(tǒng)的熵總是增加的，這意味著熱量總是從高溫物體自發(fā)地流向低溫物體B.熵增加原理表明，封閉系統(tǒng)的熵不可能減少，熵的變化只與系統(tǒng)的初末狀態(tài)有關(guān)，與過(guò)程無(wú)關(guān)C.雖然熵增加原理適用于大多數(shù)熱力學(xué)過(guò)程，但在某些特殊情況下，系統(tǒng)的熵可能會(huì)減少D.熵增加原理只是一種理論假設(shè)，在實(shí)際的熱現(xiàn)象中無(wú)法得到驗(yàn)證15、在波動(dòng)光學(xué)中，兩束相干光疊加產(chǎn)生干涉條紋，條紋間距與以下哪個(gè)因素有關(guān)？（）A.光的波長(zhǎng)B.兩束光的強(qiáng)度差C.觀察屏到光源的距離D.以上因素均有關(guān)16、在研究動(dòng)量守恒定律時(shí)，系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零是重要條件。在光滑水平面上，兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的小球發(fā)生正碰，碰撞前速度分別為v1和v2，碰撞后速度分別為v1'和v2'。若m1=m2，且碰撞為完全彈性碰撞，碰撞后兩球的速度會(huì)如何變化？（）A.v1'=v2，v2'=v1B.v1'=v1，v2'=v2C.v1'=0，v2'=v1+v2D.無(wú)法確定17、在靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)線可以形象地描述電場(chǎng)的分布。關(guān)于電場(chǎng)線的性質(zhì)，以下說(shuō)法正確的是：（）A.電場(chǎng)線是閉合曲線B.電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小C.電場(chǎng)線總是從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷D.以上說(shuō)法都不正確18、在量子物理中，對(duì)于微觀粒子的波粒二象性，以下關(guān)于粒子的波動(dòng)性和粒子性的關(guān)系，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.在某些情況下表現(xiàn)出波動(dòng)性，在某些情況下表現(xiàn)出粒子性B.波動(dòng)性和粒子性不能同時(shí)表現(xiàn)出來(lái)C.波動(dòng)性和粒子性是微觀粒子的固有屬性D.對(duì)微觀粒子的描述需要同時(shí)考慮波動(dòng)性和粒子性19、在熱學(xué)中，熱傳遞的方式包括傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。一個(gè)高溫物體與低溫物體接觸，通過(guò)熱傳導(dǎo)進(jìn)行熱量傳遞。若高溫物體與低溫物體的接觸面積增大一倍，熱傳導(dǎo)的速率會(huì)如何變化？（）A.速率不變B.速率增大一倍C.速率增大兩倍D.速率增大四倍20、在熱力學(xué)中，熵是一個(gè)反映系統(tǒng)混亂程度的熱力學(xué)量。對(duì)于一個(gè)絕熱不可逆過(guò)程，系統(tǒng)的熵是如何變化的？（）A.不變B.減小C.增大D.可能增大也可能減小二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋亥姆霍茲自由能的定義和應(yīng)用？2、（本題5分）結(jié)合電磁學(xué)中的電磁波輻射功率和方向性，推導(dǎo)偶極輻射和天線輻射的功率表達(dá)式，分析影響輻射方向性的因素，并舉例說(shuō)明其在通信和雷達(dá)系統(tǒng)中的應(yīng)用。3、（本題5分）分析波動(dòng)光學(xué)中的光的干涉和衍射的實(shí)驗(yàn)方法，探討光的干涉和衍射在光學(xué)研究中的應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一質(zhì)量分布均勻的細(xì)桿，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，質(zhì)量為M，繞一端在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并求出細(xì)桿在重力作用下的擺動(dòng)周期。2、（本題5分）在均勻磁場(chǎng)B中，有一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)體框，導(dǎo)體框以角速度ω繞一邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。計(jì)算導(dǎo)體框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值和有效值。3、（本題5分）一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為M的均勻細(xì)桿，可繞通過(guò)其中點(diǎn)且與桿垂直的固定軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。初始時(shí)桿處于水平靜止?fàn)顟B(tài)，一質(zhì)量為m的小球以速度v垂直撞擊桿的一端并粘在桿上。求碰撞后系統(tǒng)的角速度和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能。4、（本題5分）在一個(gè)均勻電場(chǎng)中，有一個(gè)帶電荷量為+3.0×10^(-6)C的點(diǎn)電荷，從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，AB兩點(diǎn)間的距離為0.20m，電場(chǎng)強(qiáng)度為5.0×10^3N/C，且方向與電荷移動(dòng)方向相同。計(jì)算電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功。5、（本題5分）在折射率為n的均勻介質(zhì)中，有一點(diǎn)光源S，發(fā)出的光經(jīng)過(guò)一塊厚度為d