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《大學物理實驗》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、在電磁學中，位移電流的概念是麥克斯韋方程組的重要組成部分。以下關于位移電流的產生和特點，不正確的是？（）A.位移電流是由變化的電場產生的B.位移電流與傳導電流一樣會產生磁場C.位移電流在真空中也能存在D.位移電流的大小與電容器極板間的電壓成正比2、在熱力學第二定律的表述中，克勞修斯表述和開爾文表述是等價的。克勞修斯表述指出，熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體。那么，要實現熱量從低溫物體傳到高溫物體，必須滿足什么條件？（）A.消耗外部能量B.改變物體的性質C.等待足夠長的時間D.以上都不對3、在電磁感應中，一個矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，產生的交流電的頻率為50Hz。如果線圈的面積增大一倍，轉速增大一倍，其他條件不變，那么交流電的頻率變為多少？（）A.50HzB.100HzC.200HzD.400Hz4、在光學的折射定律中，入射角i和折射角r的正弦值之比等于兩種介質的折射率之比。當光線從折射率為n1的介質射向折射率為n2的介質，且n1>n2時，如果入射角逐漸增大，那么折射角會如何變化？（）A.一直增大B.先增大后減小C.增大到一定程度后變為90度D.保持不變5、在熱學的熱傳遞過程中，以下哪種方式是通過微觀粒子的熱運動來傳遞熱量的？（）A.熱傳導B.熱對流C.熱輻射D.以上方式均是6、在研究牛頓運動定律時，一個質量為m的物體在光滑水平面上受到一個水平恒力F的作用，經過時間t后，它的速度會發生怎樣的變化？（）A.速度不變B.速度增加Ft/mC.速度增加F/mtD.速度增加mFt7、在熱力學中，理想氣體的狀態方程反映了氣體的狀態參量之間的關系。以下關于理想氣體狀態方程適用條件的說法，不準確的是？（）A.氣體分子本身的體積可以忽略不計B.氣體分子之間沒有相互作用力C.只適用于溫度不太低、壓強不太高的情況D.對任何氣體在任何條件下都適用8、在振動和波動的綜合問題中，駐波是一種特殊的現象。以下關于駐波的特點，不正確的是？（）A.駐波中各點的振幅不同，有些點始終靜止B.相鄰兩波節之間的各點振動相位相同C.駐波的頻率與波源的頻率相同D.駐波不傳播能量9、在電磁學中，磁場對運動電荷的作用力稱為洛倫茲力。以下關于洛倫茲力的特點，不準確的是？（）A.洛倫茲力始終垂直于電荷的運動方向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.電荷在磁場中運動時一定受到洛倫茲力10、在電磁感應的現象研究中，關于法拉第電磁感應定律和楞次定律的內涵及應用，以下哪種描述是恰當的？（）A.法拉第電磁感應定律指出，感應電動勢的大小與磁通量的變化率成正比，楞次定律則確定了感應電流的方向，總是阻礙磁通量的變化B.法拉第電磁感應定律只適用于閉合回路中的磁通量變化，楞次定律對于復雜的電磁感應現象無法給出準確的電流方向判斷C.電磁感應現象中，感應電動勢的大小和方向只由法拉第電磁感應定律決定，楞次定律沒有實際作用D.法拉第電磁感應定律和楞次定律都是經驗定律，缺乏理論基礎和嚴格的數學推導11、在靜電場的高斯定理應用中，對于一個帶有均勻電荷分布的球體，通過高斯面計算電場強度時，與高斯面的半徑有怎樣的關系？（）A.電場強度與高斯面半徑成正比B.電場強度與高斯面半徑成反比C.電場強度與高斯面半徑的平方成正比D.在球外，電場強度與高斯面半徑的平方成反比12、在量子力學的隧道效應中，微觀粒子具有穿越勢壘的能力。對于一個給定的勢壘，粒子穿越勢壘的概率與哪些因素有關？（）A.只與勢壘高度有關B.只與勢壘寬度有關C.與勢壘高度和寬度都有關D.與粒子的速度有關13、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系。當光柵的縫數增加時，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14、在研究物體的運動時，我們常常需要考慮力的作用。一個質量為m的物體在光滑水平面上受到一個水平恒力F的作用，經過時間t后，物體的速度從0增加到v。若力的大小變為2F，其他條件不變，物體達到速度v所需的時間會如何變化？（）A.時間不變B.時間縮短為原來的一半C.時間縮短為原來的四分之一D.無法確定15、在波動光學中，楊氏雙縫干涉實驗是研究光的干涉現象的經典實驗。在實驗中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長為λ的單色光垂直入射，若要使干涉條紋間距變大，以下哪種方法可行？（）A.減小d，增大DB.增大d，減小DC.減小λ，增大dD.增大λ，減小D16、關于磁場對電流的作用，一根長為L的直導線，通有電流I，放在磁感應強度為B的勻強磁場中，導線所受安培力的大小與以下哪個因素無關？（）A.導線的材料B.導線的放置方向C.電流的大小D.磁場的方向17、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生的電場強度D.閉合曲面內的電荷代數和決定了通過該曲面的電通量18、在剛體力學的研究中，關于剛體的定軸轉動定律和轉動慣量的影響因素，以下哪種描述是準確的？（）A.剛體的定軸轉動定律表明，剛體所受到的合外力矩等于剛體的轉動慣量與角加速度的乘積，轉動慣量只與剛體的質量分布有關，與轉軸位置無關B.剛體的定軸轉動定律與牛頓第二定律類似，轉動慣量取決于剛體的質量、形狀和轉軸位置，質量分布離轉軸越遠，轉動慣量越大C.剛體的轉動慣量是一個固定不變的量，不受任何因素的影響，定軸轉動定律在任何情況下都能精確描述剛體的轉動D.剛體的定軸轉動定律只適用于勻速轉動的情況，對于變速轉動則不適用，轉動慣量對剛體的轉動沒有實質作用19、在熱力學第二定律的表述中，克勞修斯表述和開爾文表述是等價的。對于一個熱機，從高溫熱源吸收的熱量為Q1，向低溫熱源放出的熱量為Q2，對外做功為W，如果該熱機的效率為50%，且Q1=100J，那么W的值是多少？（）A.25JB.50JC.75JD.100J20、在相對論的理論框架下，關于時間膨脹和長度收縮效應，以下哪種說法是正確的？（）A.時間膨脹和長度收縮效應只存在于理論中，在實際生活中無法觀測到B.當物體運動速度接近光速時，會出現時間膨脹和長度收縮現象，且這種效應是相對的，取決于觀察者的參考系C.時間膨脹和長度收縮效應與物體的運動速度無關，是一種恒定不變的物理現象D.相對論中的時間膨脹和長度收縮效應違反了基本的物理規律，是不正確的二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）說明波動光學中的半波損失現象及產生條件，分析半波損失在光學中的應用。2、（本題5分）結合熱力學過程（如等溫、等壓、絕熱過程），分析理想氣體狀態方程在這些過程中的應用，推導相關的熱力學公式。3、（本題5分）結合熱力學循環（如卡諾循環），分析其效率的計算方法、影響因素，以及在熱機和制冷機設計中的應用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個質量為m的質點在保守力場中運動，勢能函數為U(x)=k*x^2（k為常數）。計算質點的運動方程，并討論其運動特點。2、（本題5分）在一個楊氏雙縫干涉實驗中，用波長為λ1和λ2的兩種單色光分別照射，計算兩種光的干涉條紋間距，并分析條紋重合的條件。3、（本題5分）一個理想氣體進行絕熱膨脹，體積從V1增大到V2。已知氣體的初始壓強P1、初始溫度T1、體積V1和V2，以及氣體的比熱容比γ，求氣體的末態壓強P2和溫度T2。4、（本題5分）一質量為m的衛星繞地球做勻速圓周運動，軌道半徑為r，地球質量為M，求衛星的線速度、角速度和周期。5、（本題5分）在一個折射率為n的三棱鏡中，有一束光線從一個側面入