中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）《物理綜合實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《物理綜合實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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、在靜電場中，電勢是描述電場能的性質(zhì)的物理量。對于一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場，距離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)，電勢如何變化？（）A.越高B.越低C.不變D.先升高后降低2、在光學(xué)的折射定律中，入射角i和折射角r的正弦值之比等于兩種介質(zhì)的折射率之比。當(dāng)光線從折射率為n1的介質(zhì)射向折射率為n2的介質(zhì)，且n1>n2時(shí)，如果入射角逐漸增大，那么折射角會如何變化？（）A.一直增大B.先增大后減小C.增大到一定程度后變?yōu)?0度D.保持不變3、在電磁學(xué)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(guān)于位移電流的產(chǎn)生和特點(diǎn)，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(dǎo)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4、在研究氣體分子運(yùn)動時(shí)，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(zhì)量的理想氣體，溫度升高時(shí)，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5、在相對論中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。一個(gè)物體的靜止質(zhì)量為m0，以速度v運(yùn)動時(shí)，其動能為Ek。若速度增大到2v，動能會如何變化？（）A.動能增大到原來的2倍B.動能增大到原來的4倍C.動能增大到原來的8倍D.動能增大到原來的16倍6、在電磁學(xué)中，安培環(huán)路定理用于計(jì)算磁場的分布。對于一個(gè)無限長直載流導(dǎo)線，通過安培環(huán)路定理計(jì)算其周圍的磁場強(qiáng)度，與到導(dǎo)線距離的關(guān)系是怎樣的？（）A.與距離成正比B.與距離成反比C.與距離的平方成正比D.與距離的平方成反比7、在熱學(xué)中，研究熱傳遞的方式包括熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射。對于一個(gè)真空絕熱的容器，內(nèi)部有兩個(gè)溫度不同的物體，它們之間主要通過哪種方式進(jìn)行熱傳遞？（）A.熱傳導(dǎo)B.熱對流C.熱輻射D.以上都不是8、在量子力學(xué)中，對于一個(gè)微觀粒子的波函數(shù)，其歸一化條件的物理意義是什么？（）A.保證波函數(shù)的連續(xù)性B.保證波函數(shù)的單值性C.表示粒子在空間出現(xiàn)的概率總和為1D.表示粒子的能量守恒9、在靜電場中，電場強(qiáng)度的環(huán)流恒等于零，這反映了靜電場的什么性質(zhì)？（）A.有源無旋B.有旋無源C.有源有旋D.無源無旋10、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)11、在熱力學(xué)第二定律中，指出了熱傳導(dǎo)過程的方向性。從高溫物體向低溫物體傳熱是自發(fā)的，那么反過來，從低溫物體向高溫物體傳熱是否可能自發(fā)進(jìn)行？（）A.可能B.不可能C.在一定條件下可能D.無法確定12、在電磁學(xué)中，一個(gè)邊長為L的正方形導(dǎo)線框，在勻強(qiáng)磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線框轉(zhuǎn)動平面與磁場方向垂直，那么線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值是多少？（）A.BL2ωB.2BL2ωC.√2BL2ωD.1/2BL2ω13、在研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動時(shí)，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)運(yùn)動，其運(yùn)動方程為x=3t，y=4t2，t為時(shí)間。則該質(zhì)點(diǎn)的加速度大小是多少？（）A.3B.4C.8D.1214、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，自感和互感是常見的概念。以下關(guān)于自感和互感系數(shù)的決定因素，不正確的是？（）A.自感系數(shù)與線圈的形狀、大小、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)B.互感系數(shù)與兩個(gè)線圈的相對位置、匝數(shù)以及周圍介質(zhì)有關(guān)C.兩個(gè)線圈靠得越近，互感系數(shù)越大D.自感系數(shù)和互感系數(shù)都與電流的變化率成正比15、在研究光的折射時(shí)，一束光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到一定程度時(shí)會發(fā)生全反射現(xiàn)象，以下哪種條件能使全反射更容易發(fā)生？（）A.增大光密介質(zhì)的折射率B.減小光密介質(zhì)的折射率C.增大光疏介質(zhì)的折射率D.減小光的頻率16、在相對論力學(xué)中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。以下關(guān)于質(zhì)能方程的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，且轉(zhuǎn)化過程中總能量守恒B.靜止物體也具有能量，其大小由質(zhì)能方程給出C.質(zhì)能方程表明質(zhì)量就是能量，能量就是質(zhì)量D.在核反應(yīng)中，質(zhì)量的虧損會釋放出巨大的能量17、在量子物理中，對于微觀粒子的波粒二象性，以下關(guān)于粒子的波動性和粒子性的關(guān)系，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.在某些情況下表現(xiàn)出波動性，在某些情況下表現(xiàn)出粒子性B.波動性和粒子性不能同時(shí)表現(xiàn)出來C.波動性和粒子性是微觀粒子的固有屬性D.對微觀粒子的描述需要同時(shí)考慮波動性和粒子性18、對于電場中的電勢能和電勢差，以下關(guān)于電荷在電場中電勢能的變化、電勢差的定義和計(jì)算，以及它們與電場強(qiáng)度的關(guān)系的表述，不準(zhǔn)確的是（）A.正電荷在電勢高處電勢能大，負(fù)電荷在電勢低處電勢能大B.電勢差等于電場中兩點(diǎn)電勢之差C.電場強(qiáng)度越大，電勢差越大D.電荷在電場中移動時(shí)，電勢能的變化等于電場力做的功19、在相對論中，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)，其動能的增加與速度的關(guān)系是怎樣的？（）A.動能與速度成正比B.動能與速度的平方成正比C.動能的增加變得越來越困難D.動能的增加變得越來越容易20、在熱力學(xué)過程中，關(guān)于等壓過程、等容過程和等溫過程的特點(diǎn)及內(nèi)能、做功和熱量的變化，以下解釋錯誤的是（）A.等壓過程中，系統(tǒng)做功等于壓強(qiáng)與體積變化的乘積B.等容過程中，系統(tǒng)不做功C.等溫過程中，內(nèi)能不變D.等容過程中，熱量的變化等于內(nèi)能的變化21、在光學(xué)的干涉實(shí)驗(yàn)中，用楊氏雙縫干涉裝置觀察干涉條紋。若光源由單色光換成白光，以下關(guān)于干涉條紋的變化，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.中央條紋仍為白色B.其他條紋變?yōu)椴噬獵.條紋間距不變D.條紋的清晰度降低22、在量子物理中，不確定性原理限制了我們同時(shí)精確測量粒子的某些物理量。以下關(guān)于不確定性原理的表述，不正確的是？（）A.不能同時(shí)精確測量粒子的位置和動量B.不能同時(shí)精確測量粒子的能量和時(shí)間C.不確定性原理是由于測量技術(shù)的限制導(dǎo)致的D.不確定性原理反映了微觀粒子的波動性23、在熱力學(xué)第二定律的學(xué)習(xí)中，對于一個(gè)熱機(jī)，從高溫?zé)嵩次諢崃縌1，向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌2，對外做功W。以下關(guān)于熱機(jī)效率的表達(dá)式，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.η=W/Q1B.η=（Q1-Q2）/Q1C.熱機(jī)效率不可能達(dá)到100%D.熱機(jī)效率與工作物質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)24、在電場的高斯定理的理解中，關(guān)于其表述和適用條件，以下哪種說法是恰當(dāng)?shù)?？（）A.電場的高斯定理表明，通過任意閉合曲面的電通量等于該閉合曲面所包圍的電荷量除以真空電容率，只適用于靜電場B.高斯定理適用于任何電場，包括變化的電場，但對于非對稱的電場，應(yīng)用高斯定理求解電場強(qiáng)度比較困難C.電場的高斯定理可以直接求出任意電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度，不需要考慮電場的對稱性D.高斯定理只適用于均勻電場，對于非均勻電場無法應(yīng)用25、在振動學(xué)中，簡諧振動是一種最簡單的振動形式。以下關(guān)于簡諧振動的特征，不正確的是？（）A.回復(fù)力與位移成正比且方向相反B.振動的頻率與振幅無關(guān)C.振動的能量與振幅的平方成正比D.簡諧振動一定是等幅振動，不存在阻尼26、關(guān)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(lán)光D.紫光27、在光學(xué)儀器中，顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的原理和性能是重要的知識點(diǎn)。以下關(guān)于顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)，不正確的是？（）A.顯微鏡的分辨本領(lǐng)取決于物鏡的數(shù)值孔徑B.望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)取決于物鏡的口徑C.增大顯微鏡的放大倍數(shù)可以提高分辨本領(lǐng)D.望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)與目鏡無關(guān)28、在電磁學(xué)中，對于一個(gè)平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時(shí)保持極板上的電荷量不變。以下關(guān)于電容器的電容和兩極板間電壓的變化，哪一項(xiàng)說法是不正確的？（）（）A.電容減小，電壓增大B.電容與極板間距成反比，所以間距增大電容必然減小C.電荷量不變時(shí)，電容減小會導(dǎo)致電壓降低D.可以通過電容的定義式和決定式來分析電壓的變化29、在光學(xué)的薄透鏡成像中，物距、像距和焦距之間存在一定的關(guān)系。當(dāng)一個(gè)物體位于凸透鏡前兩倍焦距處時(shí)，所成的像的性質(zhì)是怎樣的？（）A.倒立、放大的實(shí)像B.倒立、縮小的實(shí)像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像30、在剛體的定軸轉(zhuǎn)動中，對于轉(zhuǎn)動慣量的概念和計(jì)算，以及角動量守恒定律的應(yīng)用條件和結(jié)果，以下說法不正確的是（）A.轉(zhuǎn)動慣量與剛體的質(zhì)量分布和轉(zhuǎn)軸位置有關(guān)B.質(zhì)量分布離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)動慣量越大C.角動量守恒定律只適用于合外力矩為零的情況D.系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量改變時(shí)，角動量一定改變二、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入探討量子力學(xué)中的量子霍爾效應(yīng)，解釋其物理現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)測量和在凝聚態(tài)物理、計(jì)量學(xué)中的重要意義和應(yīng)用。2、（本題5分）深入分析熱力學(xué)中的理想氣體的混合過程和吉布斯佯謬，闡述其物理概念、熱力學(xué)計(jì)算和對熵的理解。3、（本題5分）在近代物理學(xué)中，原子核物理占據(jù)重要地位，請論述原子核的結(jié)構(gòu)、組成成分以及原子核的衰變規(guī)律、核反應(yīng)類型和應(yīng)用。4、（本題5分）在量子力學(xué)中，波粒二象性是一個(gè)核心概念，請?jiān)敿?xì)論述波粒二象性的實(shí)驗(yàn)證據(jù)、物理意義以及其對現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展的深遠(yuǎn)影響。5、（本題5分）論述電介質(zhì)中的極化現(xiàn)象，包括電介質(zhì)的極化機(jī)制、極化強(qiáng)度和電場的關(guān)系，以及電介質(zhì)在電容器和電氣設(shè)備中的應(yīng)用和特性。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）對于一個(gè)在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的帶電粒子，如何分析其受到的洛倫茲力的大小和方向的變化，并探討其運(yùn)動軌跡的特點(diǎn)？2、（本題5分）闡述自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和自感系數(shù)的影響因素，說明在實(shí)際電路中自感現(xiàn)象可能帶來的影響和應(yīng)用。3、（本題5分）在電磁學(xué)里，描述靜電場的高斯定理具有重要意義。請闡述高斯定理的內(nèi)容，并舉例說明如何運(yùn)用高斯定理求解具有特定對稱性的電場分布？4、（本題5分）在波動學(xué)中，解釋孤立波的特點(diǎn)和形成條件？5、（本題5分）在研究靜電場中的電勢能時(shí)，電勢能與電場力做功之間存在密切的關(guān)系。請解釋電勢