西南交通大學(xué)《大學(xué)物理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《大學(xué)物理》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、在波動(dòng)光學(xué)中，光的衍射現(xiàn)象是常見的。當(dāng)一束光通過一個(gè)狹縫時(shí)，會(huì)在屏幕上形成衍射條紋。如果狹縫寬度減小，衍射條紋的寬度會(huì)怎樣變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變寬后變窄2、在光學(xué)部分，光的折射現(xiàn)象是重要的知識(shí)點(diǎn)。一束光線從空氣斜射入水中，入射角為i，折射角為r。若光線在水中的傳播速度變?yōu)樵瓉淼囊话耄肷浣遣蛔?，此時(shí)折射角會(huì)如何變化？（）A.折射角增大B.折射角減小C.折射角不變D.無法確定3、在波動(dòng)方程的求解中，邊界條件和初始條件起著重要的作用。以下關(guān)于邊界條件的類型，不準(zhǔn)確的是？（）A.固定端邊界條件B.自由端邊界條件C.周期性邊界條件D.無限大邊界條件4、在熱學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，與體積和壓強(qiáng)無關(guān)，以下哪種過程中理想氣體的內(nèi)能會(huì)增加？（）A.等容升溫B.等壓降溫C.等溫壓縮D.絕熱膨脹5、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的方向可以用楞次定律來判斷。當(dāng)穿過閉合回路的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向的關(guān)系是：（）A.相同B.相反C.垂直D.無法確定6、在電磁學(xué)中，磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力稱為洛倫茲力。以下關(guān)于洛倫茲力的特點(diǎn)，不準(zhǔn)確的是？（）A.洛倫茲力始終垂直于電荷的運(yùn)動(dòng)方向B.洛倫茲力不做功C.洛倫茲力的大小與電荷的速度成正比D.電荷在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)一定受到洛倫茲力7、在量子力學(xué)的范疇中，考慮一個(gè)處于定態(tài)的微觀粒子。若其波函數(shù)為ψ(x)，則在某一位置x處發(fā)現(xiàn)粒子的概率密度與波函數(shù)的模的平方成正比。以下關(guān)于概率密度的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.概率密度反映了在該位置找到粒子的可能性大小B.波函數(shù)的相位對(duì)概率密度沒有影響C.不同位置的概率密度之和一定等于1D.概率密度的分布與測量的時(shí)間無關(guān)8、在量子物理的氫原子模型中，電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子的軌道半徑為r，電荷量為-e，原子核電荷量為+Ze（Z為原子序數(shù)）。以下關(guān)于電子軌道能量的計(jì)算，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.軌道能量與電子的速度有關(guān)B.可以通過庫侖定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律計(jì)算C.軌道能量是量子化的D.軌道能量與原子核的質(zhì)量無關(guān)9、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10、在量子力學(xué)的隧道效應(yīng)中，微觀粒子具有穿越勢壘的能力。對(duì)于一個(gè)給定的勢壘，粒子穿越勢壘的概率與哪些因素有關(guān)？（）A.只與勢壘高度有關(guān)B.只與勢壘寬度有關(guān)C.與勢壘高度和寬度都有關(guān)D.與粒子的速度有關(guān)11、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12、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。如果磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，而其他條件不變，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢會(huì)怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小13、在光學(xué)的衍射現(xiàn)象中，單縫衍射的條紋分布具有一定的規(guī)律。當(dāng)單縫寬度變窄時(shí)，中央明紋的寬度會(huì)如何變化？（）A.變窄B.變寬C.不變D.先變寬后變窄14、在波動(dòng)光學(xué)的干涉和衍射實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)和夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)的裝置、條紋特點(diǎn)和物理意義，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中條紋等間距B.夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中中央亮紋最寬C.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都證明了光的波動(dòng)性D.干涉和衍射現(xiàn)象不能同時(shí)發(fā)生15、在相對(duì)論中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。當(dāng)一個(gè)物體的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)能的增加與速度的關(guān)系是怎樣的？（）A.動(dòng)能與速度成正比B.動(dòng)能與速度的平方成正比C.動(dòng)能的增加變得越來越困難D.動(dòng)能的增加變得越來越容易二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋在熱學(xué)中熱平衡的概念，說明達(dá)到熱平衡的條件和在熱力學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用。2、（本題5分）在電磁學(xué)中，安培環(huán)路定理在求解磁場問題時(shí)經(jīng)常被用到。請(qǐng)闡述安培環(huán)路定理的內(nèi)容，并舉例說明如何應(yīng)用該定理求解具有特定對(duì)稱性的磁場分布？3、（本題5分）分析黏性流體的流動(dòng)特點(diǎn)及牛頓黏性定律，探討?zhàn)ば粤黧w在實(shí)際中的應(yīng)用。4、（本題5分）對(duì)于一個(gè)在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的帶電油滴，已知其電荷量、質(zhì)量和場的情況，如何分析油滴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和最終的平衡位置？三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）牛頓力學(xué)中的轉(zhuǎn)動(dòng)問題在機(jī)械工程和天體運(yùn)動(dòng)中有重要應(yīng)用，論述剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)定律、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算方法以及在實(shí)際問題中的分析思路。2、（本題5分）深入分析熱力學(xué)中的絕熱過程，闡述其物理概念、特點(diǎn)和數(shù)學(xué)表達(dá)式，以及在絕熱壓縮、膨脹等過程中的應(yīng)用。3、（本題5分）熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)和非平衡態(tài)概念對(duì)于理解熱現(xiàn)象至關(guān)重要，分析其定義、特征以及在研究熱傳遞、化學(xué)反應(yīng)等過程中的應(yīng)用。4、（本題5分）在相對(duì)論中，相對(duì)論速度變換公式對(duì)于理解高速運(yùn)動(dòng)物體的相對(duì)速度具有重要意義，分析其推導(dǎo)過程、與經(jīng)典速度變換的區(qū)別以及在粒子碰撞等過程中的應(yīng)用。5、（本題5分）全面論述麥克斯韋方程組的物理意義和數(shù)學(xué)形式，闡述其對(duì)電磁場理論的建立和發(fā)展所起到的關(guān)鍵作用。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）在一個(gè)電阻為R的電阻器兩端加上方波電壓，高電平為U?，低電平為-U?，周期為T。求通過電阻器的電流、功率以及在一個(gè)周期內(nèi)電阻器產(chǎn)生的熱量。2、（本題10分）在一個(gè)光滑的斜面上，有一個(gè)質(zhì)量為2.0kg的物體，斜面的傾角為30°。用一個(gè)平行于斜面的力將物體從斜面底部勻速推到頂部，斜面長度為5.0m，推力大小為15N。計(jì)算推力做功的功率。3、（本題10分