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站名:站名:年级专业:姓名:学号:凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者,成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页,共1页信阳师范大学
《普通物理实验》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题(本大题共20个小题,每小题2分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1、在波动光学中,关于薄膜干涉现象,例如肥皂泡表面的彩色条纹,以下对于产生干涉的条件、条纹特点和应用的描述,错误的是()A.薄膜的上下表面反射的光发生干涉B.条纹的间距与薄膜厚度和入射光波长有关C.干涉条纹是等间距的明暗相间条纹D.薄膜干涉可用于检测光学元件表面的平整度2、在刚体的定轴转动中,角动量守恒定律在很多情况下都适用。以下关于角动量守恒的条件,不准确的是?()A.系统所受合外力矩为零B.系统所受合外力为零C.内力对转轴的力矩之和为零D.角动量守恒定律在微观和宏观领域都适用3、在热学中,理想气体的内能只与温度有关,与体积和压强无关,以下哪种过程中理想气体的内能会增加?()A.等容升温B.等压降温C.等温压缩D.绝热膨胀4、对于电磁振荡,在LC振荡电路中,电容器放电完毕时,以下哪个物理量达到最大值?()A.电容器的电荷量B.电路中的电流C.电感中的自感电动势D.电容器两极板间的电压5、在刚体力学的研究中,关于刚体的定轴转动定律和转动惯量的影响因素,以下哪种描述是准确的?()A.刚体的定轴转动定律表明,刚体所受到的合外力矩等于刚体的转动惯量与角加速度的乘积,转动惯量只与刚体的质量分布有关,与转轴位置无关B.刚体的定轴转动定律与牛顿第二定律类似,转动惯量取决于刚体的质量、形状和转轴位置,质量分布离转轴越远,转动惯量越大C.刚体的转动惯量是一个固定不变的量,不受任何因素的影响,定轴转动定律在任何情况下都能精确描述刚体的转动D.刚体的定轴转动定律只适用于匀速转动的情况,对于变速转动则不适用,转动惯量对刚体的转动没有实质作用6、对于热学中的热平衡定律,以下关于两个温度不同的物体相互接触达到热平衡时的温度变化、热量传递和熵的变化的解释,不正确的是()A.最终达到热平衡时,两个物体温度相同B.热量从高温物体传递到低温物体C.热平衡过程中总熵增加D.热平衡定律只适用于固体之间的热传递7、在光学的干涉现象研究中,双缝干涉实验具有重要意义。在双缝干涉实验中,两缝间距为d,屏到双缝的距离为D,波长为λ的单色光垂直入射,相邻明条纹之间的间距Δx与上述各量之间的关系是怎样的?()A.Δx=λD/dB.Δx=λd/DC.Δx=Dλ/dD.Δx=dλ/D8、在近代物理中,电子通过双缝干涉实验时表现出波动性,以下哪种解释能说明这一现象?()A.电子与双缝边缘发生碰撞B.电子在双缝间发生折射C.电子的运动遵循概率波规律D.电子受到双缝间电场的作用9、在光学成像中,薄透镜成像公式描述了物距、像距和焦距之间的关系。以下关于薄透镜成像的特点,不准确的是?()A.当物距大于两倍焦距时,成倒立缩小的实像B.当物距等于焦距时,不能成像C.像的大小和正倒只与物距有关,与焦距无关D.薄透镜可以成实像也可以成虚像10、对于狭义相对论中的质能关系,以下关于其表达式和物理意义,哪一项是恰当的?()A.质能关系为E=mc^2,表明质量和能量是相互独立的物理量,没有直接的联系B.质能关系指出能量和质量可以相互转化,一定的质量对应着一定的能量,在核反应等过程中得到了广泛的验证C.质能关系只适用于高速运动的物体,对于低速运动的物体,质量和能量的关系可以忽略不计D.质能关系中的光速c是一个可以变化的量,取决于参考系的选择11、在研究简谐运动的图像时,图像可以反映出振动的特征。一个简谐运动的位移-时间图像是正弦曲线,从图像中可以直接得到的物理量是:()A.振幅、周期、初相位B.振幅、频率、初相位C.振幅、速度、加速度D.周期、速度、加速度12、在波动方程的推导和应用中,关于一维简谐波的波动方程及其解的物理意义,以下哪种表述是准确的?()A.一维简谐波的波动方程描述了波的传播规律,其解表示了在不同位置和时刻质点的位移,波速只与介质的性质有关B.波动方程的解只取决于波源的振动情况,与介质的性质和传播方向无关C.一维简谐波的波动方程可以用于描述任何形式的波,包括电磁波和机械波,其波速在不同介质中相同D.波动方程的推导基于牛顿运动定律,只适用于机械波,对电磁波不适用13、在热力学的领域,理想气体的状态方程具有重要的意义。对于一定质量的理想气体,在压强不变的情况下,温度升高时其体积会发生变化。以下关于体积变化的描述,哪一项是正确的?()A.体积增大B.体积减小C.体积不变D.体积的变化取决于气体的种类14、在热力学第二定律的探讨中,关于熵增加原理及其在热现象中的体现,以下哪种表述是正确的?()A.熵增加原理指出,在任何自发的热力学过程中,系统的熵总是增加的,这意味着热量总是从高温物体自发地流向低温物体B.熵增加原理表明,封闭系统的熵不可能减少,熵的变化只与系统的初末状态有关,与过程无关C.虽然熵增加原理适用于大多数热力学过程,但在某些特殊情况下,系统的熵可能会减少D.熵增加原理只是一种理论假设,在实际的热现象中无法得到验证15、在波动光学中,两束相干光叠加产生干涉条纹,条纹间距与以下哪个因素有关?()A.光的波长B.两束光的强度差C.观察屏到光源的距离D.以上因素均有关16、在研究动量守恒定律时,系统不受外力或所受合外力为零是重要条件。在光滑水平面上,两个质量分别为m1和m2的小球发生正碰,碰撞前速度分别为v1和v2,碰撞后速度分别为v1'和v2'。若m1=m2,且碰撞为完全弹性碰撞,碰撞后两球的速度会如何变化?()A.v1'=v2,v2'=v1B.v1'=v1,v2'=v2C.v1'=0,v2'=v1+v2D.无法确定17、在静电场中,电场线可以形象地描述电场的分布。关于电场线的性质,以下说法正确的是:()A.电场线是闭合曲线B.电场线的疏密表示电场强度的大小C.电场线总是从正电荷出发,终止于负电荷D.以上说法都不正确18、在量子物理中,对于微观粒子的波粒二象性,以下关于粒子的波动性和粒子性的关系,哪一项描述是不准确的?()A.在某些情况下表现出波动性,在某些情况下表现出粒子性B.波动性和粒子性不能同时表现出来C.波动性和粒子性是微观粒子的固有属性D.对微观粒子的描述需要同时考虑波动性和粒子性19、在热学中,热传递的方式包括传导、对流和辐射。一个高温物体与低温物体接触,通过热传导进行热量传递。若高温物体与低温物体的接触面积增大一倍,热传导的速率会如何变化?()A.速率不变B.速率增大一倍C.速率增大两倍D.速率增大四倍20、在热力学中,熵是一个反映系统混乱程度的热力学量。对于一个绝热不可逆过程,系统的熵是如何变化的?()A.不变B.减小C.增大D.可能增大也可能减小二、简答题(本大题共3个小题,共15分)1、(本题5分)在热力学中,解释亥姆霍兹自由能的定义和应用?2、(本题5分)结合电磁学中的电磁波辐射功率和方向性,推导偶极辐射和天线辐射的功率表达式,分析影响辐射方向性的因素,并举例说明其在通信和雷达系统中的应用。3、(本题5分)分析波动光学中的光的干涉和衍射的实验方法,探讨光的干涉和衍射在光学研究中的应用。三、计算题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)一质量分布均匀的细杆,长度为L,质量为M,绕一端在竖直平面内转动。计算转动惯量,并求出细杆在重力作用下的摆动周期。2、(本题5分)在均匀磁场B中,有一个边长为l的正方形导体框,导体框以角速度ω绕一边匀速转动。计算导体框产生的感应电动势的瞬时值和有效值。3、(本题5分)一根长为L、质量为M的均匀细杆,可绕通过其中点且与杆垂直的固定轴在竖直平面内自由转动。初始时杆处于水平静止状态,一质量为m的小球以速度v垂直撞击杆的一端并粘在杆上。求碰撞后系统的角速度和转动动能。4、(本题5分)在一个均匀电场中,有一个带电荷量为+3.0×10^(-6)C的点电荷,从电场中的A点移动到B点,AB两点间的距离为0.20m,电场强度为5.0×10^3N/C,且方向与电荷移动方向相同。计算电荷从A点移动到B点电场力所做的功。5、(本题5分)在折射率为n的均匀介质中,有一点光源S,发出的光经过一块厚度为d
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