西北大學(xué)《近代物理實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁西北大學(xué)

《近代物理實(shí)驗(yàn)》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20個(gè)小題，每小題2分，共40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(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2、在波動(dòng)光學(xué)的領(lǐng)域，考慮一束相干光通過雙縫后在屏幕上形成的干涉條紋。若增大雙縫之間的距離，同時(shí)保持其他條件不變。以下關(guān)于干涉條紋間距的變化，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）（）A.條紋間距會(huì)變小，因?yàn)殡p縫間距與條紋間距成反比B.可以通過雙縫干涉的公式來定量計(jì)算條紋間距的變化C.光的波長不變的情況下，雙縫間距增大必然導(dǎo)致條紋間距減小D.條紋間距的變化與光源的強(qiáng)度無關(guān)3、在電路分析的領(lǐng)域中，關(guān)于交流電路中電阻、電容和電感對(duì)電流和電壓的影響，以下哪種說法是恰當(dāng)?shù)?？（）A.在交流電路中，電阻對(duì)電流和電壓的相位沒有影響，電容使電流超前電壓，電感使電流滯后電壓B.交流電路中，電阻、電容和電感都會(huì)使電流和電壓的相位發(fā)生相同的變化C.電容和電感在交流電路中對(duì)電流和電壓的影響可以忽略不計(jì)，主要是電阻起作用D.電阻、電容和電感在交流電路中的作用是相互抵消的，最終電流和電壓的關(guān)系與直流電路相同4、在熱力學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等溫過程，以下哪個(gè)物理量保持不變？（）A.壓強(qiáng)B.體積C.內(nèi)能D.溫度5、在光學(xué)的偏振現(xiàn)象研究中，自然光通過偏振片后會(huì)變成偏振光。如果讓兩偏振片的偏振化方向夾角逐漸增大，透過兩偏振片的光強(qiáng)會(huì)怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小6、在光學(xué)儀器的原理分析中，關(guān)于顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的放大原理和分辨本領(lǐng)，以下哪種說法是正確的？（）A.顯微鏡通過物鏡形成放大的實(shí)像，目鏡再將其放大為虛像，其分辨本領(lǐng)取決于物鏡的數(shù)值孔徑；望遠(yuǎn)鏡通過物鏡形成縮小的實(shí)像，目鏡將其放大為虛像，分辨本領(lǐng)取決于目鏡的焦距B.顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的放大原理相同，都是通過物鏡和目鏡的組合將物體放大，分辨本領(lǐng)只與物鏡的質(zhì)量有關(guān)C.顯微鏡的放大倍數(shù)越高，分辨本領(lǐng)越強(qiáng)；望遠(yuǎn)鏡的口徑越大，分辨本領(lǐng)越弱D.顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)與入射光的波長、光學(xué)系統(tǒng)的缺陷等因素?zé)o關(guān)7、在研究簡諧運(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8、在熱力學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變的情況下吸收熱量，其溫度會(huì)如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低9、對(duì)于狹義相對(duì)論中的質(zhì)能關(guān)系，以下關(guān)于其表達(dá)式和物理意義，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.質(zhì)能關(guān)系為E=mc^2，表明質(zhì)量和能量是相互獨(dú)立的物理量，沒有直接的聯(lián)系B.質(zhì)能關(guān)系指出能量和質(zhì)量可以相互轉(zhuǎn)化，一定的質(zhì)量對(duì)應(yīng)著一定的能量，在核反應(yīng)等過程中得到了廣泛的驗(yàn)證C.質(zhì)能關(guān)系只適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體，對(duì)于低速運(yùn)動(dòng)的物體，質(zhì)量和能量的關(guān)系可以忽略不計(jì)D.質(zhì)能關(guān)系中的光速c是一個(gè)可以變化的量，取決于參考系的選擇10、在靜電場(chǎng)中，高斯定理是一個(gè)非常重要的定理。以下關(guān)于高斯定理的應(yīng)用條件，不正確的是？（）A.電場(chǎng)必須是由對(duì)稱性分布的電荷產(chǎn)生的B.要求電場(chǎng)具有高度的對(duì)稱性C.可以用于計(jì)算任意形狀帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度D.閉合曲面內(nèi)的電荷代數(shù)和決定了通過該曲面的電通量11、在電磁學(xué)的磁場(chǎng)對(duì)電流的作用中，一段通有電流的導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到安培力的作用。當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，安培力的大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與電流大小有關(guān)B.只與磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)C.與電流大小和磁場(chǎng)強(qiáng)度都有關(guān)D.與電流大小、磁場(chǎng)強(qiáng)度和導(dǎo)線長度都有關(guān)12、在熱力學(xué)定律的應(yīng)用中，理想氣體經(jīng)歷自由膨脹過程。此過程中，氣體的溫度會(huì)如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.可能升高也可能降低13、在光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜和增反膜的原理是基于光的干涉。以下關(guān)于增透膜和增反膜的特點(diǎn)，不正確的是？（）A.增透膜的厚度是入射光在膜中波長的四分之一B.增反膜的厚度是入射光在膜中波長的二分之一C.對(duì)于特定波長的光，增透膜可以增加其透過率D.增透膜和增反膜的效果與入射光的角度無關(guān)14、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(gè)原子軌道最多能容納的電子數(shù)C.可以預(yù)測(cè)元素的化學(xué)性質(zhì)D.對(duì)原子核的結(jié)構(gòu)沒有影響15、在光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過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，自然光通過這兩個(gè)偏振片后，光強(qiáng)會(huì)變?yōu)樵瓉淼亩嗌?？（）A.1/2B.1/4C.0D.116、在剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，角動(dòng)量守恒定律在很多情況下都適用。以下關(guān)于角動(dòng)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(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩之和為零D.角動(dòng)量守恒定律在微觀和宏觀領(lǐng)域都適用17、在波動(dòng)學(xué)中，波的疊加原理指出，幾列波在同一介質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)相互疊加。兩列頻率相同、振幅相等、振動(dòng)方向相同的波在相遇區(qū)域會(huì)形成什么現(xiàn)象？（）A.干涉B.衍射C.折射D.反射18、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量電阻是常見的操作。用伏安法測(cè)量一個(gè)未知電阻R的阻值，實(shí)驗(yàn)中電壓表的內(nèi)阻為RV，電流表的內(nèi)阻為RA。若采用電流表外接法，測(cè)量值會(huì)比真實(shí)值偏大還是偏??？（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定19、在靜電學(xué)的知識(shí)體系中，庫侖定律描述了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力。有兩個(gè)電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷，距離為r，它們之間的庫侖力大小如何計(jì)算？（）A.F=kq1q2/rB.F=kq1q2/r2C.F=kq12q22/rD.F=kq12q22/r220、對(duì)于波動(dòng)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(shí)，薄膜厚度不均勻會(huì)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(jià)值二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋準(zhǔn)靜態(tài)過程的概念和實(shí)現(xiàn)條件？2、（本題5分）在電磁學(xué)中，安培環(huán)路定理是計(jì)算磁場(chǎng)的重要工具。請(qǐng)解釋安培環(huán)路定理的內(nèi)容和適用條件，說明如何運(yùn)用安培環(huán)路定理來計(jì)算具有對(duì)稱性的磁場(chǎng)分布，并舉例說明其在求解無限長直導(dǎo)線和螺線管磁場(chǎng)中的應(yīng)用。3、（本題5分）在研究靜電場(chǎng)中的電勢(shì)能時(shí)，電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功之間存在密切的關(guān)系。請(qǐng)解釋電勢(shì)能的概念和性質(zhì)，說明電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系，并通過一個(gè)具體的電場(chǎng)分布計(jì)算電荷在其中的電勢(shì)能變化。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一絕熱容器被隔板分成兩部分，左邊裝有理想氣體，壓強(qiáng)為p1，體積為V1，溫度為T1；右邊為真空?，F(xiàn)將隔板抽去，氣體自由膨脹充滿整個(gè)容器。求氣體膨脹后的壓強(qiáng)、溫度和熵的變化。2、（本題5分）一物體沿x軸做直線運(yùn)動(dòng)，其位置坐標(biāo)x隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為x=3t^2-2t+5（單位：m，s）。求物體在t=2s時(shí)的速度和加速度。3、（本題5分）在xOy平面內(nèi)，有一個(gè)點(diǎn)電荷+Q位于坐標(biāo)原點(diǎn)，另一個(gè)點(diǎn)電荷-q位于（a，0）處。計(jì)算在（a/2，a/2）處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向。4、（本題5分）在一個(gè)由兩個(gè)電阻R1和R2并聯(lián)組成的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。已知電阻值、電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，求通過每個(gè)電阻的電流和電路的總電流。5、（本題5分）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，已知金屬的截止頻率為ν0，