北京師范大學(xué)《現(xiàn)代物理與中學(xué)物理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《現(xiàn)代物理與中學(xué)物理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2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、在量子物理中，電子的軌道概念與經(jīng)典物理中的有很大不同。按照玻爾的氫原子理論，電子在特定的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，具有怎樣的能量特點(diǎn)？（）A.能量連續(xù)變化B.能量離散取值C.能量與軌道半徑成正比D.能量與軌道半徑成反比2、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3、對(duì)于光的偏振現(xiàn)象，以下關(guān)于其產(chǎn)生原因和應(yīng)用領(lǐng)域，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.光的偏振現(xiàn)象是由于光的橫波特性導(dǎo)致的，廣泛應(yīng)用于攝影、通信、液晶顯示等領(lǐng)域B.光的偏振只與光的傳播方向有關(guān)，與光源和介質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)，其應(yīng)用范圍有限C.偏振現(xiàn)象使得光的能量發(fā)生損失，因此在大多數(shù)情況下應(yīng)盡量避免D.光的偏振無(wú)法通過(guò)人工方法產(chǎn)生，只能在自然條件下觀察到4、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5、在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)需要分別分析。一個(gè)物體以初速度v0水平拋出，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，水平位移為x，豎直位移為y。若初速度增大到2v0，其他條件不變，水平位移會(huì)如何變化？（）A.水平位移不變B.水平位移增大到原來(lái)的2倍C.水平位移增大到原來(lái)的4倍D.水平位移減小到原來(lái)的一半6、在電磁學(xué)中，安培環(huán)路定理用于計(jì)算磁場(chǎng)的分布。對(duì)于一個(gè)無(wú)限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線，通過(guò)安培環(huán)路定理計(jì)算其周圍的磁場(chǎng)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、在相對(duì)論的框架下，對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹現(xiàn)象，以下關(guān)于其產(chǎn)生條件和影響因素的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.物體運(yùn)動(dòng)速度越快，長(zhǎng)度收縮越明顯B.時(shí)間膨脹只在接近光速時(shí)才顯著C.長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹與觀察者的參考系有關(guān)D.對(duì)于低速運(yùn)動(dòng)物體，長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹可以忽略不計(jì)8、在光學(xué)的折射定律應(yīng)用中，一束光從玻璃射入水中，已知玻璃的折射率大于水的折射率。入射角為45°，折射角可能是多少？（）A.30°B.45°C.60°D.90°9、在研究靜電平衡的導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度為零。如果在導(dǎo)體內(nèi)部放入一個(gè)電荷，導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)如何變化？（）A.仍為零B.不為零C.無(wú)法確定D.以上都不對(duì)10、在近代物理中，關(guān)于電子的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，當(dāng)逐個(gè)發(fā)射電子時(shí)，以下關(guān)于屏上形成的干涉條紋的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.隨著發(fā)射電子數(shù)量的增加，逐漸呈現(xiàn)出干涉條紋B.單個(gè)電子也能與自身發(fā)生干涉C.干涉條紋的出現(xiàn)表明電子具有波動(dòng)性D.干涉條紋的位置和強(qiáng)度與電子的發(fā)射時(shí)間有關(guān)11、在靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)流恒等于零，這反映了靜電場(chǎng)的什么性質(zhì)？（）A.有源無(wú)旋B.有旋無(wú)源C.有源有旋D.無(wú)源無(wú)旋12、在量子力學(xué)中，對(duì)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13、在量子物理中，不確定性原理限制了我們同時(shí)精確測(cè)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(cè)量粒子的位置和動(dòng)量B.不能同時(shí)精確測(cè)量粒子的能量和時(shí)間C.不確定性原理是由于測(cè)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(dòng)性14、在波動(dòng)光學(xué)中，楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是研究光的干涉現(xiàn)象的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。在實(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，若要使干涉條紋間距變大，以下哪種方法可行？（）A.減小d，增大DB.增大d，減小DC.減小λ，增大dD.增大λ，減小D15、在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們常常需要考慮力的作用。一個(gè)質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到一個(gè)水平恒力F的作用，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，物體的速度從0增加到v。若力的大小變?yōu)?F，其他條件不變，物體達(dá)到速度v所需的時(shí)間會(huì)如何變化？（）A.時(shí)間不變B.時(shí)間縮短為原來(lái)的一半C.時(shí)間縮短為原來(lái)的四分之一D.無(wú)法確定二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在電磁學(xué)中，討論自感和互感現(xiàn)象的產(chǎn)生原因和物理意義，并舉例說(shuō)明其在實(shí)際電路中的應(yīng)用？2、（本題5分）在熱力學(xué)中，卡諾循環(huán)是一種理想的熱機(jī)循環(huán)。請(qǐng)說(shuō)明卡諾循環(huán)的四個(gè)過(guò)程，并解釋為什么卡諾循環(huán)的效率是所有熱機(jī)循環(huán)效率的上限？3、（本題5分）解釋聲波的反射、折射和衍射現(xiàn)象，并說(shuō)明在不同介質(zhì)中聲波傳播速度的影響因素。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面論述狹義相對(duì)論中的相對(duì)論力學(xué)中的動(dòng)能和勢(shì)能，分析其與經(jīng)典力學(xué)的區(qū)別和聯(lián)系，以及在高能粒子加速和碰撞中的應(yīng)用。2、（本題5分）論述流體力學(xué)中雷諾數(shù)的意義及應(yīng)用，分析其在流體流動(dòng)狀態(tài)判斷中的作用。3、（本題5分）詳細(xì)分析靜磁場(chǎng)中的安培環(huán)路定理在計(jì)算復(fù)雜磁場(chǎng)分布中的應(yīng)用，舉例說(shuō)明并闡述解題的關(guān)鍵步驟和注意事項(xiàng)。4、（本題5分）電磁學(xué)中的電感和電容在電路中起著重要作用，探討電感和電容的物理概念、計(jì)算方法和在交流電路中的特性，以及在濾波電路和儲(chǔ)能電路中的應(yīng)用。5、（本題5分）深入分析熱力學(xué)中的混合氣體和分壓定律，闡述其物理概念、數(shù)學(xué)表達(dá)式以及在氣體混合物性質(zhì)和化學(xué)平衡中的應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一細(xì)圓環(huán)，半徑為R，均勻分布著電荷Q，在圓環(huán)軸線上距離圓心為z的點(diǎn)處有一電荷量為q的點(diǎn)電荷，z>>R。求點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力。2、（本題10分）一個(gè)質(zhì)量為m的小球，用一根