中南大學(xué)《大學(xué)物理C（一）》2019-2020學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁中南大學(xué)《大學(xué)物理C（一）》

2019-2020學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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、在靜電場中，電勢能是一個重要的概念。以下關(guān)于電勢能的特點，不正確的是？（）A.電勢能是相對的，其值取決于零勢能點的選擇B.正電荷在電場中電勢越高的地方電勢能越大C.負電荷在電場中電勢越低的地方電勢能越大D.電荷在電場中某點的電勢能與其電荷量的比值就是該點的電勢2、在研究帶電粒子在磁場中的運動時，一個電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子以速度v垂直進入磁感應(yīng)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3、在熱力學(xué)第二定律的表述中，克勞修斯表述和開爾文表述是等價的。對于一個熱機，從高溫?zé)嵩次盏臒崃繛镼1，向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃繛镼2，對外做功為W，如果該熱機的效率為50%，且Q1=100J，那么W的值是多少？（）A.25JB.50JC.75JD.100J4、在狹義相對論中，同時的相對性是一個重要的概念。以下關(guān)于同時的相對性的理解，不準(zhǔn)確的是？（）A.在一個慣性系中同時發(fā)生的兩個事件，在另一個慣性系中可能不同時發(fā)生B.同時的相對性是光速不變原理的必然結(jié)果C.同時的相對性只在高速運動的情況下才明顯，低速時可以忽略D.同時的相對性意味著不存在絕對的同時性5、在近代物理中，關(guān)于原子核的放射性衰變，一個放射性原子核經(jīng)過一定時間發(fā)生衰變。以下關(guān)于衰變規(guī)律和半衰期的描述，哪一項是不正確的？（）A.衰變的概率與時間成正比B.半衰期是指原子核衰變一半所需的時間C.不同的放射性原子核半衰期不同D.半衰期與外界條件無關(guān)6、在波動方程的求解中，邊界條件和初始條件起著重要的作用。以下關(guān)于邊界條件的類型，不準(zhǔn)確的是？（）A.固定端邊界條件B.自由端邊界條件C.周期性邊界條件D.無限大邊界條件7、在電磁學(xué)的知識體系里，關(guān)于電磁波的產(chǎn)生和傳播特性，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.電磁波只能由電荷的勻速運動產(chǎn)生，其傳播不需要介質(zhì)，在真空中的傳播速度與頻率無關(guān)B.電磁波可以由電荷的變速運動產(chǎn)生，其傳播需要介質(zhì)，在不同介質(zhì)中的傳播速度相同C.電磁波的產(chǎn)生與電荷的運動無關(guān)，其傳播速度在真空中恒定，但在不同介質(zhì)中會發(fā)生變化，且頻率越高，折射越明顯D.電磁波由周期性變化的電場和磁場相互激發(fā)產(chǎn)生，在真空中以光速傳播，頻率不同的電磁波在同一介質(zhì)中的傳播速度不同8、在電磁學(xué)的磁場對電流的作用中，安培力的大小與電流強度、導(dǎo)線長度、磁感應(yīng)強度以及電流與磁場的夾角有關(guān)。當(dāng)電流與磁場垂直時，一段長度為L的直導(dǎo)線通有電流I，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，所受安培力的大小是多少？（）A.BILB.BIL/2C.BILsinθD.BILcosθ9、在電磁學(xué)中，安培力的大小與電流、磁場等因素有關(guān)。一根長度為L的直導(dǎo)線，通有電流I，垂直放入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，導(dǎo)線所受安培力的大小為F。若將導(dǎo)線長度增加到2L，電流增大到2I，磁場的磁感應(yīng)強度增大到2B，此時導(dǎo)線所受安培力的大小變?yōu)槎嗌?？（）A.2FB.4FC.8FD.16F10、在剛體定軸轉(zhuǎn)動中，力矩的作用會改變剛體的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。一個繞固定軸轉(zhuǎn)動的剛體，受到多個力矩的作用，合力矩為零，則剛體的轉(zhuǎn)動角速度會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.保持不變D.先增大后減小11、關(guān)于光的偏振現(xiàn)象，自然光通過偏振片后變成偏振光，以下哪種說法能正確描述偏振光的特點？（）A.光的振動方向在一個平面內(nèi)B.光的強度不變C.光的頻率發(fā)生變化D.光的波長發(fā)生變化12、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13、在相對論中，當(dāng)兩個觀察者相對運動時，對于同一事件的時間和空間測量會有所不同，這被稱為“相對性”，以下哪種情況能體現(xiàn)時間的相對性？（）A.運動的時鐘走得比靜止的時鐘快B.運動的時鐘走得比靜止的時鐘慢C.運動和靜止的時鐘走得一樣快D.時間的測量與運動狀態(tài)無關(guān)14、在量子力學(xué)的范疇內(nèi)，對于一個處于定態(tài)的微觀粒子，其概率密度分布不隨時間改變，以下哪種說法能準(zhǔn)確描述這一特性？（）A.粒子的位置和動量能同時確定B.粒子的能量是不確定的C.粒子在空間各處出現(xiàn)的概率是恒定的D.粒子的運動狀態(tài)是不確定的15、在相對論的框架下，一個高速運動的粒子的質(zhì)量會隨著其速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時，以下關(guān)于粒子質(zhì)量的變化趨勢，哪一項描述是不準(zhǔn)確的？（）A.質(zhì)量增加的幅度越來越大，趨向于無窮大B.可以通過相對論質(zhì)量公式來定量計算質(zhì)量的變化C.速度越接近光速，質(zhì)量增加越緩慢D.質(zhì)量的變化與粒子的靜止質(zhì)量和速度有關(guān)二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在熱力學(xué)第一定律中，闡述內(nèi)能、功和熱量之間的關(guān)系。并以一個具體的熱力學(xué)過程為例，說明如何應(yīng)用熱力學(xué)第一定律進行分析和計算？2、（本題5分）在研究磁場對通電導(dǎo)線的作用時，說明安培力的方向判斷方法和大小計算方法，并舉例說明其在電動機等實際設(shè)備中的應(yīng)用。3、（本題5分）說明互感現(xiàn)象的概念及互感系數(shù)的計算方法，探討互感在電磁學(xué)中的應(yīng)用。4、（本題5分）分析原子的殼層結(jié)構(gòu)及電子排布規(guī)律，探討其在原子物理學(xué)中的重要意義。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面論述狹義相對論中的相對論性速度合成公式，分析其數(shù)學(xué)推導(dǎo)、物理意義和在高速物體相對運動計算中的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細論述牛頓運動定律在經(jīng)典力學(xué)中的地位和作用，并舉例說明其在實際問題中的應(yīng)用以及局限性。3、（本題5分）在相對論性天體物理中，探討引力波的產(chǎn)生、傳播和探測，論述引力波的物理本質(zhì)、數(shù)學(xué)描述和引力波探測器的工作原理及觀測成果。4、（本題5分）詳細分析靜磁場中的磁通量和磁通密度的概念，闡述它們的物理意義、計算方法以及在磁路分析和電磁感應(yīng)中的作用。5、（本題5分）深入探討熱力學(xué)中的熵增原理，分析其物理意義、數(shù)學(xué)表達式以及在判斷熱力學(xué)過程方向性中的作用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）有一無限長直導(dǎo)線，通有電流I?，在其旁邊有一三角形回路，三角形邊長分別為a、b、c，其中通有電流I?。求三角形回路所受的磁場力大小和方向。2、（本題10分）一個半徑為R的球形電容器，內(nèi)外球殼半徑分別為R1和R2，中間填充介電常數(shù)為ε的電介質(zhì)。