西北大學《近代物理實驗》2023-2024學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁西北大學

《近代物理實驗》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在熱力學的研究中，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、溫度和壓強都發(fā)生了變化。以下關于這些變化的描述，哪一項是不準確的？（）（）A.氣體內(nèi)能減小，因為絕熱膨脹對外做功B.溫度降低，因為內(nèi)能減小C.壓強減小，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2、在波動光學的領域，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，同時保持其他條件不變。以下關于干涉條紋間距的變化，哪一項分析是不正確的？（）（）A.條紋間距會變小，因為雙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致條紋間距減小D.條紋間距的變化與光源的強度無關3、在電路分析的領域中，關于交流電路中電阻、電容和電感對電流和電壓的影響，以下哪種說法是恰當?shù)模浚ǎ〢.在交流電路中，電阻對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電流和電壓的影響可以忽略不計，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系與直流電路相同4、在熱力學中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等溫過程，以下哪個物理量保持不變？（）A.壓強B.體積C.內(nèi)能D.溫度5、在光學的偏振現(xiàn)象研究中，自然光通過偏振片后會變成偏振光。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會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小6、在光學儀器的原理分析中，關于顯微鏡和望遠鏡的放大原理和分辨本領，以下哪種說法是正確的？（）A.顯微鏡通過物鏡形成放大的實像，目鏡再將其放大為虛像，其分辨本領取決于物鏡的數(shù)值孔徑；望遠鏡通過物鏡形成縮小的實像，目鏡將其放大為虛像，分辨本領取決于目鏡的焦距B.顯微鏡和望遠鏡的放大原理相同，都是通過物鏡和目鏡的組合將物體放大，分辨本領只與物鏡的質(zhì)量有關C.顯微鏡的放大倍數(shù)越高，分辨本領越強；望遠鏡的口徑越大，分辨本領越弱D.顯微鏡和望遠鏡的分辨本領與入射光的波長、光學系統(tǒng)的缺陷等因素無關7、在研究簡諧運動的圖像時，圖像可以反映出振動的特征。一個簡諧運動的位移-時間圖像是正弦曲線，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、在熱力學中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關。一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變的情況下吸收熱量，其溫度會如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低9、對于狹義相對論中的質(zhì)能關系，以下關于其表達式和物理意義，哪一項是恰當?shù)?？（）A.質(zhì)能關系為E=mc^2，表明質(zhì)量和能量是相互獨立的物理量，沒有直接的聯(lián)系B.質(zhì)能關系指出能量和質(zhì)量可以相互轉(zhuǎn)化，一定的質(zhì)量對應著一定的能量，在核反應等過程中得到了廣泛的驗證C.質(zhì)能關系只適用于高速運動的物體，對于低速運動的物體，質(zhì)量和能量的關系可以忽略不計D.質(zhì)能關系中的光速c是一個可以變化的量，取決于參考系的選擇10、在靜電場中，高斯定理是一個非常重要的定理。以下關于高斯定理的應用條件，不正確的是？（）A.電場必須是由對稱性分布的電荷產(chǎn)生的B.要求電場具有高度的對稱性C.可以用于計算任意形狀帶電體產(chǎn)生的電場強度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、在電磁學的磁場對電流的作用中，一段通有電流的導線在磁場中受到安培力的作用。當電流方向與磁場方向垂直時，安培力的大小與哪些因素有關？（）A.只與電流大小有關B.只與磁場強度有關C.與電流大小和磁場強度都有關D.與電流大小、磁場強度和導線長度都有關12、在熱力學定律的應用中，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。以下關于增透膜和增反膜的特點，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。以下關于泡利不相容原理的應用，不準確的是？（）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.可以預測元素的化學性質(zhì)D.對原子核的結(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。如果兩個偏振片的透振方向相互垂直，自然光通過這兩個偏振片后，光強會變?yōu)樵瓉淼亩嗌?？（）A.1/2B.1/4C.0D.116、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。以下關于角動量守恒的條件，不準確的是？（）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域都適用17、在波動學中，波的疊加原理指出，幾列波在同一介質(zhì)中傳播時會相互疊加。兩列頻率相同、振幅相等、振動方向相同的波在相遇區(qū)域會形成什么現(xiàn)象？（）A.干涉B.衍射C.折射D.反射18、在電學實驗中，測量電阻是常見的操作。用伏安法測量一個未知電阻R的阻值，實驗中電壓表的內(nèi)阻為RV，電流表的內(nèi)阻為RA。若采用電流表外接法，測量值會比真實值偏大還是偏小？（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定19、在靜電學的知識體系中，庫侖定律描述了真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力。有兩個電荷量分別為q1和q2的點電荷，距離為r，它們之間的庫侖力大小如何計算？（）A.F=kq1q2/rB.F=kq1q2/r2C.F=kq12q22/rD.F=kq12q22/r220、對于波動光學中的薄膜干涉現(xiàn)象，以下關于其產(chǎn)生條件和條紋特點，哪一項是準確的？（）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D.薄膜干涉現(xiàn)象復雜且難以觀察，在實際應用中沒有太大價值二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在熱力學中，解釋準靜態(tài)過程的概念和實現(xiàn)條件？2、（本題5分）在電磁學中，安培環(huán)路定理是計算磁場的重要工具。請解釋安培環(huán)路定理的內(nèi)容和適用條件，說明如何運用安培環(huán)路定理來計算具有對稱性的磁場分布，并舉例說明其在求解無限長直導線和螺線管磁場中的應用。3、（本題5分）在研究靜電場中的電勢能時，電勢能與電場力做功之間存在密切的關系。請解釋電勢能的概念和性質(zhì)，說明電場力做功與電勢能變化的關系，并通過一個具體的電場分布計算電荷在其中的電勢能變化。三、計算題（本大題共5個小題，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容器。求氣體膨脹后的壓強、溫度和熵的變化。2、（本題5分）一物體沿x軸做直線運動，其位置坐標x隨時間t變化的關系式為x=3t^2-2t+5（單位：m，s）。求物體在t=2s時的速度和加速度。3、（本題5分）在xOy平面內(nèi)，有一個點電荷+Q位于坐標原點，另一個點電荷-q位于（a，0）處。計算在（a/2，a/2）處的電場強度大小和方向。4、（本題5分）在一個由兩個電阻R1和R2并聯(lián)組成的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r。已知電阻值、電源電動勢和內(nèi)阻，求通過每個電阻的電流和電路的總電流。5、（本題5分）在光電效應實驗中，已知金屬的截止頻率為ν0，