保定學院《計算物理》2023-2024學年第一學期期末試卷

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頁保定學院《計算物理》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、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、在熱學中，一定質量的理想氣體經歷等溫壓縮過程。以下關于氣體的壓強、體積和內能的變化，哪一項分析是不正確的？（）A.壓強增大B.體積減小C.內能不變D.內能的變化與壓強的變化成正比2、在波動光學中，關于薄膜干涉現(xiàn)象，例如肥皂泡表面的彩色條紋，以下對于產生干涉的條件、條紋特點和應用的描述，錯誤的是（）A.薄膜的上下表面反射的光發(fā)生干涉B.條紋的間距與薄膜厚度和入射光波長有關C.干涉條紋是等間距的明暗相間條紋D.薄膜干涉可用于檢測光學元件表面的平整度3、對于光的偏振現(xiàn)象，以下關于其產生原因和應用領域，哪一項是恰當?shù)?？（）A.光的偏振現(xiàn)象是由于光的橫波特性導致的，廣泛應用于攝影、通信、液晶顯示等領域B.光的偏振只與光的傳播方向有關，與光源和介質的性質無關，其應用范圍有限C.偏振現(xiàn)象使得光的能量發(fā)生損失，因此在大多數(shù)情況下應盡量避免D.光的偏振無法通過人工方法產生，只能在自然條件下觀察到4、在近代物理的研究中，對于原子核的結構和放射性衰變，以下關于原子核的組成、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量數(shù)和電荷數(shù)都守恒D.原子核的穩(wěn)定性與質子數(shù)和中子數(shù)的比例無關5、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。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.BILcosθ6、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7、在靜電場中，電勢是描述電場能的性質的物理量。對于一個點電荷產生的電場，距離點電荷越遠，電勢如何變化？（）A.越高B.越低C.不變D.先升高后降低8、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。以下關于熱力學第二定律的理解，不準確的是？（）A.熱不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化B.不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a生其他影響C.熱力學第二定律說明第二類永動機是不可能制成的D.熱力學第二定律表明所有的熱過程都是可逆的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、關于相對論性質量，當一個物體的速度接近光速時，其質量會怎樣變化？（）A.保持不變B.逐漸減小C.逐漸增大D.先增大后減小11、在光學的干涉實驗中，用楊氏雙縫干涉裝置觀察干涉條紋。若光源由單色光換成白光，以下關于干涉條紋的變化，哪一項描述是不準確的？（）A.中央條紋仍為白色B.其他條紋變?yōu)椴噬獵.條紋間距不變D.條紋的清晰度降低12、在相對論中，長度收縮效應是指物體沿運動方向的長度會變短。一個長度為L0的物體，在相對觀察者以速度v運動時，觀察者測得的長度L會如何變化？（）A.L=L0B.L>L0C.L<L0D.無法確定13、在研究萬有引力定律時，天體的運動遵循一定的規(guī)律。一個質量為m的衛(wèi)星繞質量為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1/414、在電磁感應現(xiàn)象中，感應電流的方向可以用楞次定律來判斷。當穿過閉合回路的磁通量增加時，感應電流的磁場方向與原磁場方向的關系是：（）A.相同B.相反C.垂直D.無法確定15、在熱力學中，理想氣體的狀態(tài)方程反映了氣體的狀態(tài)參量之間的關系。以下關于理想氣體狀態(tài)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構的類型，分析晶體在材料科學中的重要性。2、（本題5分）闡述核聚變的原理及條件，分析核聚變在未來能源中的應用前景。3、（本題5分）簡述磁場線的特點及性質，分析磁場線在磁場描述中的作用。4、（本題5分）對于一個做自由落體運動的物體，已知其下落的高度和重力加速度，如何計算物體下落的時間、末速度和落地時的沖擊力？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入探討熱力學中的熵增原理，分析其物理意義、數(shù)學表達式以及在判斷熱力學過程方向性中的作用。2、（本題5分）全面論述穩(wěn)恒磁場的性質和規(guī)律，包括磁感應強度、磁通量、安培環(huán)路定理等概念，以及磁場對電流和運動電荷的作用，舉例說明其在電磁儀器中的應用。3、（本題5分）論述流體力學中伯努利原理的內容及應用，舉例說明其在航空航天和水利工程中的重要性。4、（本題5分）電動力學中的電磁波在分層介質中的傳播會產生反射和折射，分析分層介質中的電磁波傳播方程、邊界條件和在地球物理勘探、光學多層膜中的應用。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）一個質量為m的物體在一個粗糙斜面上，斜面與水平地面的夾角為θ，動摩擦因數(shù)為μ。物體在沿斜面向上的拉力F作用下，從靜止開始以加速度a向上運動。已知物體質量m、斜面夾角θ、動摩擦因數(shù)μ、拉力F和加速度a，求物體運動的時間t和位移s。2、（本題10分）一個半徑為R的均勻帶電球體，球體內有一無限長均勻帶電直線，直線電荷線密度為λ，求球心處的電場強度和電勢。3、（本題10分）有一簡諧振