昆明理工大學(xué)《大學(xué)物理A（上）》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《大學(xué)物理A（上）》2021-2022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1分，共15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(chǎng)的高斯定理應(yīng)用中，對(duì)于一個(gè)帶有均勻電荷分布的球體，通過(guò)高斯面計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，與高斯面的半徑有怎樣的關(guān)系？（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度與高斯面半徑成正比B.電場(chǎng)強(qiáng)度與高斯面半徑成反比C.電場(chǎng)強(qiáng)度與高斯面半徑的平方成正比D.在球外，電場(chǎng)強(qiáng)度與高斯面半徑的平方成反比2、在波動(dòng)光學(xué)中，單縫衍射現(xiàn)象具有獨(dú)特的特征。以下關(guān)于單縫衍射中暗紋位置的確定，不正確的是？（）A.暗紋位置由衍射角與縫寬的關(guān)系決定B.中央明紋兩側(cè)的第一條暗紋對(duì)應(yīng)的衍射角滿足一定條件C.暗紋的位置與入射光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)D.縫寬越小，衍射條紋越寬，暗紋位置也會(huì)發(fā)生變化3、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4、在電學(xué)中，一個(gè)電阻為R的電阻絲，接在電壓為U的電源上，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q。若將電阻絲對(duì)折后接入同一電源，在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？（）A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q5、在物理光學(xué)中，對(duì)于光的衍射現(xiàn)象，例如單縫衍射和圓孔衍射，以下關(guān)于衍射條紋的特征、衍射條件和衍射現(xiàn)象的應(yīng)用的描述，錯(cuò)誤的是（）A.衍射條紋中央亮紋寬度最寬B.障礙物或孔隙的尺寸與光的波長(zhǎng)相當(dāng)或更小時(shí)發(fā)生明顯衍射C.光的衍射現(xiàn)象證明了光具有波動(dòng)性D.衍射現(xiàn)象在光學(xué)儀器的分辨率提高方面沒(méi)有作用6、在相對(duì)論中，時(shí)間膨脹效應(yīng)表明運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢。如果一個(gè)飛船以0.8c的速度（c為光速）飛行，地球上的觀察者測(cè)量飛船上的時(shí)間流逝速度與地球上的時(shí)間流逝速度之比是多少？（）A.0.6B.0.8C.5/3D.3/57、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.1/4MR28、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，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)線所受安培力的大小為F。若將導(dǎo)線長(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)線所受安培力的大小變?yōu)槎嗌?？（）A.2FB.4FC.8FD.16F9、在相對(duì)論力學(xué)中，對(duì)于物體的動(dòng)能和質(zhì)能關(guān)系，以下關(guān)于高速運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能表達(dá)式、質(zhì)能方程的意義和應(yīng)用的闡述，錯(cuò)誤的是（）A.高速運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能不再是經(jīng)典力學(xué)中的表達(dá)式B.質(zhì)能方程表明質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化C.質(zhì)能方程為核能的利用提供了理論基礎(chǔ)D.物體的速度越大，其動(dòng)能與經(jīng)典力學(xué)計(jì)算結(jié)果差異越小10、在熱力學(xué)的研究中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過(guò)程。在此過(guò)程中，氣體的內(nèi)能、溫度和壓強(qiáng)都發(fā)生了變化。以下關(guān)于這些變化的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）（）A.氣體內(nèi)能減小，因?yàn)榻^熱膨脹對(duì)外做功B.溫度降低，因?yàn)閮?nèi)能減小C.壓強(qiáng)減小，且與體積成反比D.氣體對(duì)外做功的值等于內(nèi)能的減少量11、在磁場(chǎng)的研究中，一個(gè)通電圓環(huán)在均勻磁場(chǎng)中受到的磁力矩。若圓環(huán)的半徑為R，電流為I，磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，以下關(guān)于磁力矩大小的計(jì)算，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.磁力矩與圓環(huán)平面和磁場(chǎng)方向的夾角有關(guān)B.當(dāng)圓環(huán)平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁力矩最大C.磁力矩的大小可以通過(guò)公式直接計(jì)算D.磁力矩與圓環(huán)的材質(zhì)無(wú)關(guān)12、在相對(duì)論中，一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度接近光速時(shí)，其長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生收縮。以下關(guān)于長(zhǎng)度收縮效應(yīng)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.收縮只發(fā)生在運(yùn)動(dòng)方向上B.收縮的程度與速度的平方成正比C.對(duì)于靜止的觀察者，物體的長(zhǎng)度會(huì)變短D.長(zhǎng)度收縮是一種視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)，實(shí)際上物體的長(zhǎng)度不變13、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等容變化過(guò)程。若氣體吸收的熱量為Q，壓強(qiáng)的變化量為Δp，以下關(guān)于氣體內(nèi)能的變化量，哪一項(xiàng)計(jì)算是不正確的？（）A.內(nèi)能的變化量等于QB.內(nèi)能的變化量等于(Δp/p)×(m/M)×R×T，其中m為氣體質(zhì)量，M為氣體摩爾質(zhì)量，R為普適氣體常量，T為溫度C.內(nèi)能的變化量與氣體的體積無(wú)關(guān)D.內(nèi)能的變化量與氣體的壓強(qiáng)成正比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、關(guān)于波動(dòng)方程，對(duì)于一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程的物理意義和求解方法，以下理解不準(zhǔn)確的是（）A.波動(dòng)方程描述了任意時(shí)刻波線上各質(zhì)點(diǎn)的位移B.已知波速和初始條件可以確定波動(dòng)方程C.波動(dòng)方程中的相位表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的狀態(tài)D.波動(dòng)方程只適用于機(jī)械波二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）結(jié)合熱力學(xué)第三定律，分析絕對(duì)零度不可達(dá)到的理論依據(jù)和物理意義，以及在低溫物理研究中的相關(guān)應(yīng)用。2、（本題5分）在相對(duì)論力學(xué)中，論述質(zhì)能關(guān)系的表達(dá)式和物理意義，探討質(zhì)量和能量在相對(duì)論框架下的等價(jià)性和實(shí)際應(yīng)用。3、（本題5分）在量子力學(xué)的表象變換中，論述幺正變換的性質(zhì)和作用，推導(dǎo)表象變換的矩陣形式，分析表象變換對(duì)量子力學(xué)問(wèn)題求解的影響，并舉例說(shuō)明。4、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋焦耳-湯姆遜實(shí)驗(yàn)中氣體溫度變化的原因？三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面論述熱力學(xué)中的卡諾循環(huán)，分析其效率計(jì)算、理想性和在熱機(jī)、制冷機(jī)等實(shí)際熱工設(shè)備中的應(yīng)用。2、（本題5分）熱力學(xué)系統(tǒng)的絕熱過(guò)程具有特殊的性質(zhì)，分析絕熱過(guò)程的定義、方程和特點(diǎn)，論述絕熱過(guò)程在工程熱物理和內(nèi)燃機(jī)等中的應(yīng)用。3、（本題5分）全面論述電磁學(xué)中的電磁波的產(chǎn)生、傳播和特性，分析其數(shù)學(xué)表達(dá)式、物理機(jī)制和在通信、雷達(dá)等領(lǐng)域的應(yīng)用。4、（本題5分）詳細(xì)研究波動(dòng)光學(xué)中的光的偏振態(tài)的檢測(cè)方法和應(yīng)用，探討其物理原理、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和在偏振光通信、材料應(yīng)力分析中的作用。5、（本題5分）波動(dòng)光學(xué)中的相干光的產(chǎn)生和控制是干涉和衍射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，分析相干光源的實(shí)現(xiàn)方法、相干長(zhǎng)度的概念和測(cè)量，以及在光學(xué)干涉測(cè)量中的應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一個(gè)理想氣體經(jīng)歷絕熱自由膨脹過(guò)程，體積從V1增加到V2。計(jì)算氣體的溫度變化和熵變，并分析過(guò)程的不可逆性。2、（本題10分）一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高度為h的斜面頂端由靜止下滑，斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，到達(dá)斜面底端時(shí)進(jìn)入一個(gè)水平粗糙地面，繼續(xù)滑行一段距離后停止。已知物體質(zhì)量m、斜面高度h、動(dòng)摩擦因數(shù)μ和斜面長(zhǎng)度L，求物體在水平地面上滑行的距離。3、（本題10分）一絕熱氣缸中有一定質(zhì)量的理想氣體，初始