鄭州大學《普通物理實驗》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《普通物理實驗》2021-2022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25個小題，每小題1分，共25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、關(guān)于相對論性動量和能量，當一個粒子的速度接近光速時，其動量和能量的表達式與經(jīng)典力學有很大的不同，以下哪種情況能體現(xiàn)這種差異？（）A.動量隨速度增加而線性增加B.能量與速度無關(guān)C.動量和能量都趨于無窮大D.能量不僅取決于動量還與速度有關(guān)2、關(guān)于光的偏振現(xiàn)象，自然光通過偏振片后變成偏振光，以下哪種說法能正確描述偏振光的特點？（）A.光的振動方向在一個平面內(nèi)B.光的強度不變C.光的頻率發(fā)生變化D.光的波長發(fā)生變化3、在電磁學中，對于一個平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時保持極板上的電荷量不變。以下關(guān)于電容器的電容和兩極板間電壓的變化，哪一項說法是不正確的？（）（）A.電容減小，電壓增大B.電容與極板間距成反比，所以間距增大電容必然減小C.電荷量不變時，電容減小會導致電壓降低D.可以通過電容的定義式和決定式來分析電壓的變化4、在電磁學的磁場對電流的作用中，安培力的大小與電流強度、導線長度、磁感應強度以及電流與磁場的夾角有關(guān)。當電流與磁場垂直時，一段長度為L的直導線通有電流I，在磁感應強度為B的勻強磁場中，所受安培力的大小是多少？（）A.BILB.BIL/2C.BILsinθD.BILcosθ5、在電學實驗中，用伏安法測量一個未知電阻的阻值。若實驗中電流表采用內(nèi)接法，電壓表內(nèi)阻為Rv，電流表內(nèi)阻為Ra，測量值為Rx'。以下關(guān)于測量值與真實值的關(guān)系，哪一項分析是不準確的？（）A.測量值大于真實值，因為電流表分壓B.真實值可以通過相關(guān)公式計算得出C.當Rv遠大于Rx且Ra較小時，測量誤差較小D.測量值與電源的電動勢無關(guān)6、在熱學中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等容變化過程。若氣體吸收的熱量為Q，壓強的變化量為Δp，以下關(guān)于氣體內(nèi)能的變化量，哪一項計算是不正確的？（）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關(guān)D.內(nèi)能的變化量與氣體的壓強成正比7、在電學實驗中，用歐姆表測量電阻時，需要進行調(diào)零操作。如果在測量前沒有進行調(diào)零，測量結(jié)果會比真實值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定8、在近代物理中，關(guān)于電子的雙縫干涉實驗，當逐個發(fā)射電子時，以下關(guān)于屏上形成的干涉條紋的描述，哪一項是不準確的？（）A.隨著發(fā)射電子數(shù)量的增加，逐漸呈現(xiàn)出干涉條紋B.單個電子也能與自身發(fā)生干涉C.干涉條紋的出現(xiàn)表明電子具有波動性D.干涉條紋的位置和強度與電子的發(fā)射時間有關(guān)9、在靜電場中，電場線的疏密程度表示電場強度的大小。對于一個帶正電的點電荷，其周圍的電場線分布是怎樣的？（）A.均勻分布B.指向點電荷C.背離點電荷D.呈環(huán)形分布10、在研究萬有引力定律時，天體的運動遵循一定的規(guī)律。一個質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞質(zhì)量為M的地球做勻速圓周運動，軌道半徑為r，線速度為v。若衛(wèi)星的軌道半徑增大到2r，其他條件不變，線速度會如何變化？（）A.線速度不變B.線速度減小到原來的1/2C.線速度減小到原來的1/√2D.線速度減小到原來的1/411、在光學的反射定律中，入射角等于反射角。一束光線以入射角i照射到平面鏡上，反射光線與入射光線的夾角為120°，入射角i的大小是多少？（）A.30°B.60°C.90°D.120°12、在光學的反射定律中，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)，且反射角等于入射角。當入射角增大時，反射角會如何變化？（）A.不變B.減小C.增大D.先增大后減小13、在電磁感應現(xiàn)象中，自感和互感是常見的概念。以下關(guān)于自感和互感系數(shù)的決定因素，不正確的是？（）A.自感系數(shù)與線圈的形狀、大小、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)B.互感系數(shù)與兩個線圈的相對位置、匝數(shù)以及周圍介質(zhì)有關(guān)C.兩個線圈靠得越近，互感系數(shù)越大D.自感系數(shù)和互感系數(shù)都與電流的變化率成正比14、在相對論的框架下，一個高速運動的粒子的質(zhì)量會隨著其速度的增加而增大。當速度接近光速時，以下關(guān)于粒子質(zhì)量的變化趨勢，哪一項描述是不準確的？（）A.質(zhì)量增加的幅度越來越大，趨向于無窮大B.可以通過相對論質(zhì)量公式來定量計算質(zhì)量的變化C.速度越接近光速，質(zhì)量增加越緩慢D.質(zhì)量的變化與粒子的靜止質(zhì)量和速度有關(guān)15、關(guān)于萬有引力定律，兩個質(zhì)量分別為m1和m2、相距為r的物體之間的引力大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與m1和m2有關(guān)B.只與r有關(guān)C.與m1、m2和r都有關(guān)D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關(guān)16、在剛體的轉(zhuǎn)動中，角動量守恒定律有著重要的應用。一個旋轉(zhuǎn)的飛輪，在不受外力矩作用時，其轉(zhuǎn)動慣量發(fā)生變化，角速度會怎樣相應地變化？（）A.角速度不變B.角速度增大C.角速度減小D.角速度與轉(zhuǎn)動慣量成反比變化17、在光學的薄膜干涉現(xiàn)象中，一束光在薄膜上下表面反射后發(fā)生干涉。若薄膜的厚度為d，折射率為n，入射光波長為λ。以下關(guān)于干涉條紋的條件，哪一項推導是不正確的？（）A.可以通過光程差的計算得出干涉條紋的條件B.光程差等于波長的整數(shù)倍時出現(xiàn)亮條紋C.薄膜厚度的變化會導致干涉條紋的移動D.干涉條紋的條件與光源的強度有關(guān)18、在波動光學的多縫衍射中，光柵衍射條紋的特點與單縫衍射和雙縫干涉都有關(guān)系。當光柵的縫數(shù)增加時，主極大的寬度會如何變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變窄后變寬19、關(guān)于相對論性質(zhì)量，當一個物體的速度接近光速時，其質(zhì)量會怎樣變化？（）A.保持不變B.逐漸減小C.逐漸增大D.先增大后減小20、在光學的研究范疇，光的折射現(xiàn)象遵循一定的規(guī)律。當一束光從折射率為n1的介質(zhì)射入折射率為n2的介質(zhì)時，入射角為i，折射角為r。以下哪個公式能正確表示折射率n1和n2與入射角和折射角的關(guān)系？（）A.n1sini=n2sinrB.n1cosi=n2cosrC.n1/sini=n2/sinrD.n1/cosi=n2/cosr21、在熱力學第二定律的探討中，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)的熱力學過程中，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)，與過程無關(guān)C.雖然熵增加原理適用于大多數(shù)熱力學過程，但在某些特殊情況下，系統(tǒng)的熵可能會減少D.熵增加原理只是一種理論假設，在實際的熱現(xiàn)象中無法得到驗證22、在近代物理的研究中，對于原子核的結(jié)構(gòu)和放射性衰變，以下關(guān)于原子核的組成、衰變類型和衰變規(guī)律的表述，不正確的是（）A.原子核由質(zhì)子和中子組成B.放射性衰變包括α衰變、β衰變和γ衰變C.衰變過程中原子核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒D.原子核的穩(wěn)定性與質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的比例無關(guān)23、在量子物理中，對于微觀粒子的波粒二象性，以下關(guān)于粒子的波動性和粒子性的關(guān)系，哪一項描述是不準確的？（）A.在某些情況下表現(xiàn)出波動性，在某些情況下表現(xiàn)出粒子性B.波動性和粒子性不能同時表現(xiàn)出來C.波動性和粒子性是微觀粒子的固有屬性D.對微觀粒子的描述需要同時考慮波動性和粒子性24、在相對論力學中，相對論動量和相對論能量的表達式與經(jīng)典力學有所不同。以下關(guān)于相對論動量和能量的關(guān)系，不準確的是？（）A.相對論能量和相對論動量滿足一定的關(guān)系式B.當速度遠小于光速時，相對論動量和能量近似等于經(jīng)典力學中的表達式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式只適用于高速運動的粒子25、在物理實驗中，對于測量誤差的來源、分類和減小誤差的方法，以下關(guān)于系統(tǒng)誤差、偶然誤差的特點和處理方式的描述，不正確的是（）A.系統(tǒng)誤差具有確定性和重復性B.偶然誤差服從正態(tài)分布C.多次測量取平均值可以消除系統(tǒng)誤差D.選擇更精密的儀器可以減小系統(tǒng)誤差二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）闡述晶體的特點及晶體結(jié)構(gòu)的類型，分析晶體在材料科學中的重要性。2、（本題5分）在熱學統(tǒng)計物理中，論述麥克斯韋-玻爾茲曼分布、玻色-愛因斯坦分布和費米-狄拉克分布的適用條件和物理意義。3、（本題5分）在波動學中，解釋波的疊加原理的內(nèi)容和應用？4、（本題5分）結(jié)合熱力學中的熱傳導定律，解釋其物理意義，推導熱傳導方程，分析熱傳導過程中的溫度分布和熱流密度，并舉例說明其在傳熱學中的應用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個帶電荷量為+Q的均勻帶電圓環(huán)，半徑為R，計算在圓環(huán)軸線上距離圓心為x處的電場強度。2、（本題5分）一個半徑為R的均勻帶電薄圓盤，圓盤軸線上有一點電荷q，求圓盤軸線上任意一點的電場強度和電勢。3、（本題5分）一均勻磁場中，有一半徑為R的半圓形導線，通有電流I。計算導線所受的安培力，并討論安培力的方向。4、（本題5分）一質(zhì)量為m、半徑為r的均質(zhì)圓柱體，在水平面上純滾動，其質(zhì)心的速度為v。求圓柱體的動能和對與接觸面接觸點的角動量。5、（本題5分）一個折射率為1.5的玻璃三棱鏡，頂角為60°，一束光線垂直于棱鏡的一個側(cè)面入射，然后從另一個側(cè)面射出。計