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学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页,共3页烟台大学
《大学物理》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25个小题,每小题1分,共25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、在相对论的理论框架下,时间和空间的概念发生了深刻的变化。一个高速运动的物体,其长度会在运动方向上发生收缩。如果一个静止时长为L0的物体,以速度v运动时,其长度L会如何变化?()A.L=L0B.L=L0√(1-v²/c²)C.L=L0√(1+v²/c²)D.L=L0/√(1-v²/c²)2、在静电场中,电势是描述电场能的性质的物理量。对于一个点电荷产生的电场,距离点电荷越远,电势如何变化?()A.越高B.越低C.不变D.先升高后降低3、在光学的折射定律中,入射角i和折射角r的正弦值之比等于两种介质的折射率之比。当光线从折射率为n1的介质射向折射率为n2的介质,且n1>n2时,如果入射角逐渐增大,那么折射角会如何变化?()A.一直增大B.先增大后减小C.增大到一定程度后变为90度D.保持不变4、在量子物理的氢原子模型中,电子绕原子核做圆周运动。已知电子的轨道半径为r,电荷量为-e,原子核电荷量为+Ze(Z为原子序数)。以下关于电子轨道能量的计算,哪一项是不正确的?()A.轨道能量与电子的速度有关B.可以通过库仑定律和圆周运动的规律计算C.轨道能量是量子化的D.轨道能量与原子核的质量无关5、在波动光学的薄膜干涉中,增透膜和增反膜的原理基于光的干涉。对于垂直入射的光,要使某波长的光在薄膜表面反射时产生相消干涉,薄膜的厚度应该满足什么条件?()A.厚度为该波长的四分之一B.厚度为该波长的二分之一C.厚度为该波长的整数倍D.厚度为该波长的半整数倍6、在电磁感应的学习中,一个闭合回路中的磁通量发生变化,产生了感应电动势。若磁通量的变化率恒定,以下关于感应电动势的大小和方向,哪一项分析是不正确的?()A.感应电动势的大小恒定B.感应电动势的方向由楞次定律确定C.可以通过法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小D.感应电动势的大小与回路的电阻无关7、在刚体力学中,一刚体绕定轴转动,其转动惯量为I,角速度为ω。若对刚体施加一个恒定的合外力矩M,经过一段时间t。以下关于角速度的变化,哪一项表述是不准确的?()A.角速度的增加量为Mt/IB.转动惯量越大,角速度的增加越慢C.合外力矩越大,角速度的变化越快D.角速度的变化与刚体的初始角速度无关8、在光学的折射现象中,斯涅尔定律描述了入射角和折射角与两种介质折射率的关系。以下关于斯涅尔定律的应用,不正确的是?()A.可以用于计算光线在不同介质界面的折射角B.当光从光疏介质射向光密介质时,折射角小于入射角C.光在同种均匀介质中传播时,斯涅尔定律不适用D.斯涅尔定律只适用于可见光,对其他电磁波不适用9、在研究带电粒子在磁场中的运动时,洛伦兹力起着决定性作用。一个带电量为q、质量为m的粒子,以速度v垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做匀速圆周运动。若粒子的速度增大到2v,圆周运动的半径会如何变化?()A.半径不变B.半径增大到原来的2倍C.半径增大到原来的4倍D.半径减小到原来的一半10、在相对论力学中,物体的质量会随着速度的增加而增大。当一个物体的速度接近光速的一半时,其质量相对于静止质量增大的比例大约是多少?()A.10%B.15%C.20%D.25%11、在热力学过程中,等压过程和等容过程具有不同的特点。一定质量的理想气体经历等压膨胀过程,与等容升温过程相比,哪个过程吸收的热量更多?()A.等压过程B.等容过程C.吸收的热量一样多D.取决于气体的种类12、在光学的折射定律中,当光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时,入射角i和折射角r满足什么关系?()A.n1sini=n2sinrB.n2sini=n1sinrC.n1cosi=n2cosrD.n2cosi=n1cosr13、在量子力学的范畴内,对于一个处于定态的微观粒子,其波函数满足一定的方程。若已知粒子的势能函数为U(x),且在某一区域内U(x)=0,那么在此区域内粒子的波函数满足怎样的方程?()A.波动方程B.薛定谔方程C.拉普拉斯方程D.泊松方程14、在光学实验中,用分光计测量三棱镜的顶角。若测量过程中存在偏心误差,以下关于对测量结果的影响及修正方法,哪一项描述是不准确的?()A.偏心误差会导致测量结果偏大或偏小B.可以通过多次测量取平均值来减小偏心误差的影响C.了解分光计的结构和原理有助于分析偏心误差D.偏心误差无法通过任何方法修正15、在近代物理的研究中,对于原子核的结构和放射性衰变,以下关于原子核的组成、衰变类型和衰变规律的表述,不正确的是()A.原子核由质子和中子组成B.放射性衰变包括α衰变、β衰变和γ衰变C.衰变过程中原子核的质量数和电荷数都守恒D.原子核的稳定性与质子数和中子数的比例无关16、关于简谐振动,对于一个水平弹簧振子的运动,以下关于振幅、周期、频率和相位等物理量的意义和变化规律的叙述,错误的是()A.振幅表示振子偏离平衡位置的最大距离B.周期和频率只与振子的质量和弹簧的劲度系数有关C.相位描述振子在不同时刻的运动状态D.振子通过平衡位置时,速度最大,加速度为零17、在热力学第一定律的表达式ΔU=Q+W中,W表示外界对系统做功。以下哪种情况中,系统对外做功?()A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能18、在相对论中,长度收缩效应是指物体沿运动方向的长度会变短。一个长度为L0的物体,在相对观察者以速度v运动时,观察者测得的长度L会如何变化?()A.L=L0B.L>L0C.L<L0D.无法确定19、在热力学第三定律的探讨中,关于绝对零度不可达到的原理和其意义,以下哪种描述是正确的?()A.热力学第三定律指出,绝对零度可以通过有限的步骤达到,只是目前的技术还无法实现B.绝对零度不可达到意味着在任何过程中,系统的温度都不可能降低到绝对零度,这反映了热现象的方向性和有限性C.热力学第三定律对实际的热学过程没有任何指导意义,只是一种理论上的假设D.绝对零度不可达到是因为在接近绝对零度时,物质的性质会发生奇异的变化,使得进一步降温变得不可能20、在热力学中,熵是一个反映系统混乱程度的物理量。以下关于熵的变化,不准确的是?()A.在绝热可逆过程中,熵不变B.在绝热不可逆过程中,熵增加C.熵增加原理适用于孤立系统D.熵的变化只与初末状态有关,与过程无关21、在原子核物理中,比结合能越大,原子核越稳定。以下哪种原子核的比结合能最大?()A.氢原子核B.氦原子核C.铀原子核D.铁原子核22、在电场的研究中,一个点电荷在空间中产生电场。若在该点电荷附近放置一个试探电荷,以下关于试探电荷所受电场力的特点,哪一项描述是不准确的?()A.电场力的大小与试探电荷的电量成正比B.电场力的方向与电场强度的方向相同C.电场力的大小与点电荷和试探电荷之间的距离的平方成反比D.电场力对试探电荷做功与路径无关23、在电磁学的电磁波部分,电磁波在真空中的传播速度等于光速。对于一个频率为f的电磁波,其波长λ与频率f的关系是怎样的?()A.λ=c/fB.λ=f/cC.λ=cfD.λ=c²/f24、在波动光学的衍射现象中,一束光通过一个狭缝后发生衍射。若狭缝宽度减小,同时保持其他条件不变。以下关于衍射条纹的宽度和强度的变化,哪一项描述是不准确的?()A.衍射条纹宽度增大B.衍射条纹强度减弱C.可以通过衍射的理论分析条纹的变化D.衍射条纹的变化与光的频率无关25、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二、简答题(本大题共4个小题,共20分)1、(本题5分)阐述热力学中的卡诺循环,说明其效率的计算方法和在热机研究中的意义。2、(本题5分)结合电磁学中的电磁场能量和能流,分析电磁场能量密度和能流密度的表达式,推导能量守恒定律在电磁场中的表达式,并举例说明其应用。3、(本题5分)分析牛顿第二定律的表达式及各物理量的含义,举例说明其在实际问题中的应用。4、(本题5分)在相对论中,讨论同时的相对性的物理意义,并举例说明?三、计算题(本大题共5个小题,共25分)1、(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。2、(本题5分)在一均匀磁场B中,有一长度为L、质量为m、电阻为R的金属杆,以速度v向右运动。计算金属杆中的感应电流和所受的安培力。3、(本题5分)一均匀磁场中,有一面积为S的矩形线圈,线圈平面与磁场方向夹角为θ,磁感应强度随时间均匀变化,变化率为dB/dt,求线圈中的感应电动势。4、(本题5分)在一个电阻为R的电阻器两端加上方波电压,高电平为U₁,低电平为-U₂,周期为T。求通过电阻器的电流、功率以及在一个周期内电阻器产生的热量。5、(本题5分)一理想气体进行等温膨胀,体积从V1增大到V2,已知气体的压强为p,求气体对外做功和吸收
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