黑龍江外國(guó)語(yǔ)學(xué)院《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)Ⅰ》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)Ⅰ》2023-2024學(xué)年第二學(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1分，共20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、關(guān)于相對(duì)論性動(dòng)量和能量，當(dāng)一個(gè)粒子的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)量和能量的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有很大的不同，以下哪種情況能體現(xiàn)這種差異？（）A.動(dòng)量隨速度增加而線(xiàn)性增加B.能量與速度無(wú)關(guān)C.動(dòng)量和能量都趨于無(wú)窮大D.能量不僅取決于動(dòng)量還與速度有關(guān)2、在剛體力學(xué)的研究中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)特性的重要物理量。對(duì)于一個(gè)質(zhì)量分布均勻的細(xì)圓環(huán)，其半徑為R，質(zhì)量為M，關(guān)于其繞圓心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以下哪個(gè)表達(dá)式是正確的？（）A.MR2B.2MR2C.1/2MR2D.1/4MR23、對(duì)于量子力學(xué)的基本概念，以下關(guān)于波粒二象性和不確定性原理的理解，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.波粒二象性指出微觀(guān)粒子有時(shí)表現(xiàn)為粒子，有時(shí)表現(xiàn)為波，不確定性原理則限制了我們同時(shí)精確測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量B.波粒二象性意味著微觀(guān)粒子既是粒子又是波，不確定性原理表明我們可以同時(shí)精確測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量，但測(cè)量精度有限C.波粒二象性和不確定性原理只適用于微觀(guān)世界，對(duì)宏觀(guān)物體沒(méi)有任何意義D.微觀(guān)粒子的波粒二象性和不確定性原理是相互矛盾的，無(wú)法統(tǒng)一解釋微觀(guān)粒子的行為4、在熱力學(xué)過(guò)程中，等壓過(guò)程和等容過(guò)程具有不同的特點(diǎn)。一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過(guò)程，與等容升溫過(guò)程相比，哪個(gè)過(guò)程吸收的熱量更多？（）A.等壓過(guò)程B.等容過(guò)程C.吸收的熱量一樣多D.取決于氣體的種類(lèi)5、在電磁學(xué)中，安培力的大小與電流、磁場(chǎng)等因素有關(guān)。一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)，通有電流I，垂直放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的大小為F。若將導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度增加到2L，電流增大到2I，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到2B，此時(shí)導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的大小變?yōu)槎嗌?？（）A.2FB.4FC.8FD.16F6、在研究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用時(shí)，安培力的大小可以用公式F=BIL計(jì)算。如果電流方向與磁場(chǎng)方向夾角為60°，安培力的大小是多少？（假設(shè)B、L不變）（）A.F/2B.√3F/2C.FD.√3F7、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(lèi)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(guò)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(wú)關(guān)8、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?zhuān)徽_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9、在研究萬(wàn)有引力定律時(shí)，天體的運(yùn)動(dòng)遵循一定的規(guī)律。一個(gè)質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞質(zhì)量為M的地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，線(xiàn)速度為v。若衛(wèi)星的軌道半徑增大到2r，其他條件不變，線(xiàn)速度會(huì)如何變化？（）A.線(xiàn)速度不變B.線(xiàn)速度減小到原來(lái)的1/2C.線(xiàn)速度減小到原來(lái)的1/√2D.線(xiàn)速度減小到原來(lái)的1/410、在靜電場(chǎng)中，電勢(shì)能的變化與電場(chǎng)力做功的關(guān)系密切。一個(gè)帶正電的粒子在電場(chǎng)中移動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，其電勢(shì)能會(huì)如何變化？（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少11、在量子力學(xué)的隧道效應(yīng)中，微觀(guān)粒子具有穿越勢(shì)壘的能力。對(duì)于一個(gè)給定的勢(shì)壘，粒子穿越勢(shì)壘的概率與哪些因素有關(guān)？（）A.只與勢(shì)壘高度有關(guān)B.只與勢(shì)壘寬度有關(guān)C.與勢(shì)壘高度和寬度都有關(guān)D.與粒子的速度有關(guān)12、在熱學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。以下關(guān)于理想氣體內(nèi)能的變化，不準(zhǔn)確的是？（）A.一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，內(nèi)能一定增加B.理想氣體絕熱膨脹，內(nèi)能一定減小C.理想氣體等壓壓縮，內(nèi)能一定減小D.理想氣體等溫變化，內(nèi)能一定不變，但對(duì)外做功13、在相對(duì)論力學(xué)中，考慮一個(gè)物體的動(dòng)能。當(dāng)物體的速度接近光速時(shí)，以下關(guān)于動(dòng)能的表達(dá)式和變化趨勢(shì)，哪一項(xiàng)分析是不準(zhǔn)確的？（）A.動(dòng)能的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)中的不同B.動(dòng)能隨著速度的增加而急劇增大C.可以通過(guò)相對(duì)論的能量方程推導(dǎo)動(dòng)能的表達(dá)式D.當(dāng)速度較小時(shí)，相對(duì)論動(dòng)能與經(jīng)典動(dòng)能近似相等14、在光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過(guò)偏振片后變成了偏振光。如果兩個(gè)偏振片的透振方向相互垂直，自然光通過(guò)這兩個(gè)偏振片后，光強(qiáng)會(huì)變?yōu)樵瓉?lái)的多少？（）A.1/2B.1/4C.0D.115、在電磁感應(yīng)中，一個(gè)匝數(shù)為N的線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.線(xiàn)圈的面積B.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度D.線(xiàn)圈的電阻16、對(duì)于原子核物理，放射性元素的半衰期是指原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，以下哪種因素會(huì)影響半衰期的長(zhǎng)短？（）A.元素的化學(xué)狀態(tài)B.外界溫度和壓力C.原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)D.以上因素均不影響17、對(duì)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)，一個(gè)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體，其位移隨時(shí)間的變化規(guī)律為x=Asin(ωt+φ)，以下哪個(gè)物理量決定了振動(dòng)的初相位？（）A.AB.ωC.φD.t18、在波動(dòng)光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜和增反膜的原理基于光的干涉。對(duì)于垂直入射的光，要使某波長(zhǎng)的光在薄膜表面反射時(shí)產(chǎn)生相消干涉，薄膜的厚度應(yīng)該滿(mǎn)足什么條件？（）A.厚度為該波長(zhǎng)的四分之一B.厚度為該波長(zhǎng)的二分之一C.厚度為該波長(zhǎng)的整數(shù)倍D.厚度為該波長(zhǎng)的半整數(shù)倍19、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。一個(gè)物體的靜止質(zhì)量為m0，以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能為Ek。若速度增大到2v，動(dòng)能會(huì)如何變化？（）A.動(dòng)能增大到原來(lái)的2倍B.動(dòng)能增大到原來(lái)的4倍C.動(dòng)能增大到原來(lái)的8倍D.動(dòng)能增大到原來(lái)的16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5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋定壓比熱容和定容比熱容的概念和區(qū)別？2、（本題5分）請(qǐng)全面論述波動(dòng)方程的初值問(wèn)題和邊值問(wèn)題，分析求解方法和物理意義，舉例說(shuō)明在弦振動(dòng)和聲波傳播中的應(yīng)用。3、（本題5分）在研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成時(shí)，當(dāng)兩個(gè)振動(dòng)頻率不同的簡(jiǎn)諧振動(dòng)合成時(shí)會(huì)產(chǎn)生拍現(xiàn)象。請(qǐng)解釋拍現(xiàn)象的產(chǎn)生原因和特點(diǎn)，推導(dǎo)拍頻的計(jì)算公式，并舉例說(shuō)明其在聲學(xué)和光學(xué)中的應(yīng)用。4、（本題5分）分析固體物理中的納米材料的特點(diǎn)及應(yīng)用，探討納米材料在未來(lái)科技中的發(fā)展前景。5、（本題5分）在光學(xué)中，解釋菲涅耳衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射的區(qū)別，并討論在什么條件下可以近似看作夫瑯禾費(fèi)衍射？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)光滑的水平面上，有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體，中間用一根輕質(zhì)彈簧相連。現(xiàn)對(duì)m1施加一個(gè)水平向右的力F，使兩物體一起向右運(yùn)動(dòng)，彈簧的勁度系數(shù)為k。計(jì)算彈簧的伸長(zhǎng)量。2、（本題5分）一簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)為y=A*cos(kx-ωt)，已知在x=0處，t=0時(shí)，y=0，v>0。計(jì)算波的振幅A、波數(shù)k和角頻率ω，并畫(huà)出波形圖。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(mǎn)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）一絕熱容器中，有兩個(gè)質(zhì)量和比熱容分別為m1、c1和m2、c2的物體，初始溫度分別為T(mén)1和T2（T1>T2）。它們之間發(fā)生熱傳遞，直至達(dá)到熱平衡。計(jì)算最終的溫度，并分析此過(guò)程中熵的變化。5、（本題5分）一質(zhì)量為m的小球以速度v?與一質(zhì)量為M的靜止光滑凸面發(fā)生彈性碰撞，凸面形狀為y=ax2，求碰撞后小球的速度大小和方向。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)