昆明理工大學(xué)津橋?qū)W院《大學(xué)物理》2023-2024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頁昆明理工大學(xué)津橋?qū)W院《大學(xué)物理》

2023-2024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25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在電磁學(xué)中，一個長直螺線管內(nèi)部的磁場均勻分布。若已知螺線管的匝數(shù)、電流和長度，以下關(guān)于磁場強(qiáng)度的計(jì)算，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.磁場強(qiáng)度與電流成正比B.磁場強(qiáng)度與匝數(shù)成正比C.磁場強(qiáng)度與螺線管長度無關(guān)D.可以通過安培環(huán)路定理計(jì)算磁場強(qiáng)度2、關(guān)于波動方程，對于一列沿x軸正方向傳播的簡諧波的波動方程的物理意義和求解方法，以下理解不準(zhǔn)確的是（）A.波動方程描述了任意時刻波線上各質(zhì)點(diǎn)的位移B.已知波速和初始條件可以確定波動方程C.波動方程中的相位表示質(zhì)點(diǎn)振動的狀態(tài)D.波動方程只適用于機(jī)械波3、在量子場論的初步介紹中，關(guān)于場的量子化和粒子的產(chǎn)生與湮滅，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.量子場論認(rèn)為場是連續(xù)的，不存在粒子的產(chǎn)生和湮滅過程B.場的量子化使得粒子可以在真空中自發(fā)地產(chǎn)生和消失，這與能量守恒定律相矛盾C.量子場論通過對場進(jìn)行量子化處理，成功解釋了粒子的產(chǎn)生與湮滅現(xiàn)象，并且與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符D.粒子的產(chǎn)生與湮滅只在微觀尺度上發(fā)生，對宏觀物理現(xiàn)象沒有任何影響4、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(diǎn)，不正確的是？（）A.電勢能是相對的，其值取決于零勢能點(diǎn)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(fù)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(diǎn)的電勢能與其電荷量的比值就是該點(diǎn)的電勢5、對于光的折射現(xiàn)象，當(dāng)一束光從空氣斜射入水中時，以下關(guān)于入射角、折射角以及光速變化的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.入射角大于折射角B.光在水中的傳播速度變慢C.折射角的大小取決于入射角和兩種介質(zhì)的折射率D.入射角增大時，折射角不變6、在相對論的框架下，一個高速運(yùn)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（）7、在研究簡諧振動時，一個質(zhì)量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動，其振動方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關(guān)于振動周期的變化，哪一項(xiàng)判斷是不準(zhǔn)確的？（）（）A.振動周期減小，因?yàn)橹芷谂c勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過簡諧振動的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數(shù)增大必然導(dǎo)致周期縮短D.振動周期的變化與初始相位φ無關(guān)8、在相對論力學(xué)中，相對論動量和相對論能量的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有所不同。以下關(guān)于相對論動量和能量的關(guān)系，不準(zhǔn)確的是？（）A.相對論能量和相對論動量滿足一定的關(guān)系式B.當(dāng)速度遠(yuǎn)小于光速時，相對論動量和能量近似等于經(jīng)典力學(xué)中的表達(dá)式C.相對論能量總是大于相對論動量D.相對論動量和能量的表達(dá)式只適用于高速運(yùn)動的粒子9、在電場的研究中，一個點(diǎn)電荷在空間中產(chǎn)生電場。若在該點(diǎn)電荷附近放置一個試探電荷，以下關(guān)于試探電荷所受電場力的特點(diǎn)，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.電場力的大小與試探電荷的電量成正比B.電場力的方向與電場強(qiáng)度的方向相同C.電場力的大小與點(diǎn)電荷和試探電荷之間的距離的平方成反比D.電場力對試探電荷做功與路徑無關(guān)10、在狹義相對論中，時間膨脹效應(yīng)會導(dǎo)致高速運(yùn)動的時鐘走得比靜止時鐘慢。如果一個飛船以接近光速的速度飛行，地球上觀測到飛船上的時間流逝與地球上的時間流逝相比如何？（）A.飛船上的時間流逝更慢B.飛船上的時間流逝更快C.兩者時間流逝相同D.取決于飛船的飛行方向11、在電磁學(xué)領(lǐng)域，法拉第電磁感應(yīng)定律描述了感應(yīng)電動勢與磁通量變化之間的關(guān)系。當(dāng)一個閉合線圈在均勻磁場中以恒定速度轉(zhuǎn)動時，如果磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度突然增大一倍，而線圈的轉(zhuǎn)動速度不變，那么感應(yīng)電動勢會發(fā)生怎樣的變化？（）A.增大一倍B.增大兩倍C.增大四倍D.保持不變12、在量子物理中，光子的能量與頻率有關(guān)。一個光子的頻率為ν，其能量為E。若光子的頻率變?yōu)?ν，能量會變?yōu)槎嗌?？（）A.2EB.E/2C.4ED.E/413、在靜電場中，高斯定理可以用來計(jì)算電場強(qiáng)度。對于一個帶有電荷量Q、半徑為R的均勻帶電球體，在球外距離球心為r（r>R）處的電場強(qiáng)度大小與距離r的關(guān)系是怎樣的？（）A.與r成正比B.與r的平方成正比C.與r成反比D.與r的平方成反比14、對于自感現(xiàn)象，一個閉合回路中的電流發(fā)生變化時會產(chǎn)生自感電動勢，以下哪種情況會使自感電動勢增大？（）A.電流變化率增大B.線圈匝數(shù)減少C.線圈中的磁通量增大D.線圈的電阻增大15、在光學(xué)的折射定律中，當(dāng)光從折射率為n1的介質(zhì)射入折射率為n2的介質(zhì)時，入射角i和折射角r滿足什么關(guān)系？（）A.n1sini=n2sinrB.n2sini=n1sinrC.n1cosi=n2cosrD.n2cosi=n1cosr16、在熱力學(xué)過程中，可逆過程和不可逆過程的區(qū)別在于過程是否存在耗散。一個熱機(jī)經(jīng)歷可逆循環(huán)和不可逆循環(huán)，哪種循環(huán)的效率更高？（）A.可逆循環(huán)B.不可逆循環(huán)C.效率相同D.取決于工作物質(zhì)17、在波動學(xué)的研究中，機(jī)械波的傳播具有一定的特性。一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，其波源的振動方程為y=Asin(ωt)，波速為v。在t時刻，x處質(zhì)點(diǎn)的振動位移y與哪些因素有關(guān)？（）A.只與t有關(guān)B.只與x有關(guān)C.與t和x都有關(guān)D.與t和x都無關(guān)18、在相對論力學(xué)中，物體的質(zhì)量會隨著速度的增加而增大。當(dāng)一個物體的速度接近光速的一半時，其質(zhì)量相對于靜止質(zhì)量增大的比例大約是多少？（）A.10%B.15%C.20%D.25%19、在剛體的定軸轉(zhuǎn)動中，角動量守恒定律在很多情況下都適用。以下關(guān)于角動量守恒的條件，不準(zhǔn)確的是？（）A.系統(tǒng)所受合外力矩為零B.系統(tǒng)所受合外力為零C.內(nèi)力對轉(zhuǎn)軸的力矩之和為零D.角動量守恒定律在微觀和宏觀領(lǐng)域都適用20、在狹義相對論中，長度收縮和時間膨脹效應(yīng)是令人驚奇的現(xiàn)象。以下關(guān)于長度收縮和時間膨脹的描述，不準(zhǔn)確的是？（）A.運(yùn)動的物體在運(yùn)動方向上長度會收縮B.運(yùn)動的時鐘會變慢，即時間膨脹C.長度收縮和時間膨脹效應(yīng)只在接近光速時才明顯D.長度收縮和時間膨脹是相對的，取決于觀察者的參考系21、對于波動光學(xué)中的薄膜干涉現(xiàn)象，以下關(guān)于其產(chǎn)生條件和條紋特點(diǎn)，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.薄膜干涉要求薄膜厚度均勻，且入射光必須是單色光，干涉條紋是等間距的明暗相間條紋B.薄膜干涉發(fā)生在薄膜的上、下表面反射光相遇時，薄膜厚度不均勻會導(dǎo)致條紋彎曲，條紋的明暗取決于光程差C.薄膜干涉只在特定的薄膜材料和入射角度下才能發(fā)生，條紋的間距和顏色與薄膜的性質(zhì)無關(guān)D.薄膜干涉現(xiàn)象復(fù)雜且難以觀察，在實(shí)際應(yīng)用中沒有太大價值22、在量子物理中，泡利不相容原理是描述原子中電子排布的重要原理。以下關(guān)于泡利不相容原理的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是？（）A.解釋了原子的殼層結(jié)構(gòu)B.確定了每個原子軌道最多能容納的電子數(shù)C.可以預(yù)測元素的化學(xué)性質(zhì)D.對原子核的結(jié)構(gòu)沒有影響23、在熱力學(xué)的研究中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過程。在此過程中，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.氣體對外做功的值等于內(nèi)能的減少量24、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率有關(guān)。一個匝數(shù)為N的線圈，在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，磁通量的變化率為ΔΦ/Δt。若線圈的匝數(shù)增加到2N，其他條件不變，感應(yīng)電動勢會如何變化？（）A.增大到原來的2倍B.增大到原來的4倍C.不變D.減小到原來的一半25、在研究光的折射現(xiàn)象時，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)二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）分析波動光學(xué)中的干涉和衍射的區(qū)別與聯(lián)系，探討其在光學(xué)中的重要意義。2、（本題5分）請?jiān)敿?xì)闡述熱力學(xué)中的克勞修斯不等式，解釋其物理意義，推導(dǎo)其表達(dá)式，并舉例說明其在判斷不可逆過程中的應(yīng)用。3、（本題5分）在電磁學(xué)中，討論電容器的電容的定義和物理意義。并舉例說明如何改變電容器的電容大??？4、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋克勞修斯不等式的物理意義和應(yīng)用？三、計(jì)算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個光滑的水平軌道上，有兩個質(zhì)量分別為M和m的滑塊，用一根輕質(zhì)彈簧連接，彈簧的彈性勢能為Ep?，F(xiàn)給M一個初速度v0，計(jì)算彈簧再次恢復(fù)原長時，M和m的速度大小。2、（本題5分）一根長為L、質(zhì)量為M的均勻細(xì)桿，可繞通過其中點(diǎn)且與桿垂直的固定軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。初始時桿處于水平靜止?fàn)顟B(tài)，一質(zhì)量為m的小球以速度v垂直撞擊桿的一端并粘在桿上。求碰撞后系統(tǒng)的角速度和轉(zhuǎn)動動能。3、（本題5分）一個折射率為1.4的三棱鏡，頂角為60°，一束白光垂直入射到棱鏡的一個側(cè)面上。求各色光在另一側(cè)出射時的折射角。4、（本題5分）有一個半徑為R的均勻帶電圓柱面，電荷線密度為λ，求圓柱面內(nèi)外任意一點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小和方向。5、（本題5分）在盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，α粒子質(zhì)量為m，電荷量為+2e，以速度v射向金原子核。已知金原子核的電荷量為+Ze，計(jì)