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學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁,共3頁中國地質大學(武漢)
《大學物理》2021-2022學年第一學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15個小題,每小題1分,共15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、在熱力學第一定律的應用中,對于一個封閉系統(tǒng)經(jīng)歷一個循環(huán)過程,其內能的變化量是多少?()A.大于零B.小于零C.等于零D.無法確定2、在熱力學第一定律的應用中,對于絕熱過程,以下關于其特點的描述,不正確的是?()A.絕熱過程中,系統(tǒng)與外界沒有熱量交換B.絕熱膨脹時,系統(tǒng)內能減少,溫度降低C.絕熱壓縮時,系統(tǒng)內能增加,溫度升高D.絕熱過程中,系統(tǒng)對外做功等于內能的減少量3、在靜電場中,電場線可以形象地描述電場的分布。關于電場線的性質,以下說法正確的是:()A.電場線是閉合曲線B.電場線的疏密表示電場強度的大小C.電場線總是從正電荷出發(fā),終止于負電荷D.以上說法都不正確4、在光學的衍射現(xiàn)象中,當單色光通過單縫時,在屏幕上形成的衍射條紋的特點是什么?()A.中央條紋寬而亮,兩側條紋對稱分布且逐漸變暗變窄B.中央條紋窄而暗,兩側條紋對稱分布且逐漸變亮變寬C.條紋等寬等亮,均勻分布D.條紋無規(guī)律分布5、對于電磁感應現(xiàn)象,以下關于導體在磁場中運動產(chǎn)生感應電動勢的條件和大小的分析,不正確的是()A.只要導體在磁場中運動就會產(chǎn)生感應電動勢B.感應電動勢的大小與磁通量的變化率成正比C.導體切割磁感線的速度越大,感應電動勢越大D.當導體平行于磁感線運動時,不產(chǎn)生感應電動勢6、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.閉合曲面內的電荷代數(shù)和決定了通過該曲面的電通量7、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8、在量子物理的氫原子模型中,電子繞原子核做圓周運動。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))。以下關于電子軌道能量的計算,哪一項是不正確的?()A.軌道能量與電子的速度有關B.可以通過庫侖定律和圓周運動的規(guī)律計算C.軌道能量是量子化的D.軌道能量與原子核的質量無關9、在光學的全反射現(xiàn)象中,當光從光密介質射向光疏介質時,如果入射角大于臨界角,就會發(fā)生全反射。對于某種介質,臨界角為45度,當入射角為60度時,反射光和折射光的強度比是多少?()A.無窮大B.2:1C.1:1D.1:010、在量子力學的應用中,關于原子結構和能級的理論,以下哪種說法是準確的?()A.原子的能級是連續(xù)分布的,電子可以在任意能級之間躍遷,發(fā)出或吸收任意頻率的光子B.原子的能級是分立的,電子只能在特定的能級之間躍遷,發(fā)出或吸收特定頻率的光子,符合玻爾的原子模型C.量子力學中的原子結構理論無法解釋原子光譜的精細結構和復雜現(xiàn)象D.原子的能級結構和電子躍遷與原子核的性質無關,只取決于電子的運動狀態(tài)11、在電場的高斯定理的理解中,關于其表述和適用條件,以下哪種說法是恰當?shù)??()A.電場的高斯定理表明,通過任意閉合曲面的電通量等于該閉合曲面所包圍的電荷量除以真空電容率,只適用于靜電場B.高斯定理適用于任何電場,包括變化的電場,但對于非對稱的電場,應用高斯定理求解電場強度比較困難C.電場的高斯定理可以直接求出任意電場中某點的電場強度,不需要考慮電場的對稱性D.高斯定理只適用于均勻電場,對于非均勻電場無法應用12、在電磁學的電容部分,平行板電容器的電容與極板面積、極板間距和電介質的介電常數(shù)有關。如果在一個平行板電容器中插入一塊電介質,其電容會如何變化?()A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小13、在電磁感應的學習中,一個閉合回路中的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生了感應電動勢。若磁通量的變化率恒定,以下關于感應電動勢的大小和方向,哪一項分析是不正確的?()A.感應電動勢的大小恒定B.感應電動勢的方向由楞次定律確定C.可以通過法拉第電磁感應定律計算感應電動勢的大小D.感應電動勢的大小與回路的電阻無關14、在研究質點的運動時,一個質點在xOy平面內運動,其運動方程為x=3t,y=4t2,t為時間。則該質點的加速度大小是多少?()A.3B.4C.8D.1215、在相對論中,對于一個高速運動的物體,其質量會隨著速度的增加而增大。當速度接近光速時,質量的增加趨勢是怎樣的?()A.質量增加得越來越慢B.質量增加得越來越快C.質量保持不變D.質量先增加得快,后增加得慢二、簡答題(本大題共4個小題,共20分)1、(本題5分)解釋在熱學中熱平衡的概念,說明達到熱平衡的條件和在熱力學計算中的應用。2、(本題5分)結合電磁學中的安培環(huán)路定理,解釋其數(shù)學表達式和物理意義,推導在計算磁場強度中的應用實例。3、(本題5分)隨著固體物理學的研究深入,探討晶體結構的類型(如簡單立方、面心立方等)、特點和原子價鍵在其中的作用。4、(本題5分)在相對論中,討論相對論對電磁學理論的修正和統(tǒng)一?三、論述題(本大題共5個小題,共25分)1、(本題5分)全面論述熱力學第三定律的內容和意義,分析其在低溫物理和化學熱力學中的應用以及相關的實驗驗證。2、(本題5分)全面論述狹義相對論中的相對論性粒子的動力學方程和運動軌跡,分析其數(shù)學形式、物理意義和在高能粒子加速器中的應用。3、(本題5分)電動力學中的電磁波輻射理論對于天線設計和電磁輻射防護具有指導意義,分析電磁波輻射的條件、機制和輻射功率的計算方法。4、(本題5分)分析原子結構和原子核結構的特點,討論其在核能利用和放射性檢測中的應用。5、(本題5分)在近代物理實驗中,電子衍射實驗對證實物質波的存在具有重要意義,請分析電子衍射實驗的原理、實驗裝置和結果,以及其對量子力學發(fā)展的推動作用。四、計算題(本大題共4個小題,共40分)1、(本題10分)一束單色光照射在雙縫上,在屏上形成了間距為0.50mm的干涉條紋。已知雙縫間距為0.10mm,雙縫到屏的距離為1.0m,光的波長為500nm。計算兩縫之間的距離差。2、(本題10分)一個邊長為a的正四面體,在其四個頂點上分別放置電荷量為q的點電荷。計算正四面體中心處的電場強度和電勢。3、(本題10分)一理想氣體進行卡諾循環(huán),高溫熱源溫度為T1,低溫熱源溫度
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