北京農學院《普通物理學》2021-2022學年第一學期期末試卷

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2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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、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2、在研究簡諧運動的圖像時，圖像可以反映出振動的特征。一個簡諧運動的位移-時間圖像是正弦曲線，從圖像中可以直接得到的物理量是：（）A.振幅、周期、初相位B.振幅、頻率、初相位C.振幅、速度、加速度D.周期、速度、加速度3、在剛體力學中，一剛體繞定軸轉動，其轉動慣量為I，角速度為ω。若對剛體施加一個恒定的合外力矩M，經過一段時間t。以下關于角速度的變化，哪一項表述是不準確的？（）A.角速度的增加量為Mt/IB.轉動慣量越大，角速度的增加越慢C.合外力矩越大，角速度的變化越快D.角速度的變化與剛體的初始角速度無關4、在光學的偏振現(xiàn)象研究中，自然光通過偏振片后會變成偏振光。如果讓兩偏振片的偏振化方向夾角逐漸增大，透過兩偏振片的光強會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小5、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(fā)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mFt6、在波動光學的薄膜干涉中，增透膜是利用光的干涉原理來減少反射光，增加透射光。對于一種折射率為1.38的薄膜材料，要使其在波長為550nm的光下起到增透效果，薄膜的最小厚度應該是多少？（）A.99.6nmB.110.5nmC.125.7nmD.148.9nm7、在相對論的框架下，一個高速運動的粒子的質量會隨著其速度的增加而增大。當速度接近光速時，以下關于粒子質量的變化趨勢，哪一項描述是不準確的？（）A.質量增加的幅度越來越大，趨向于無窮大B.可以通過相對論質量公式來定量計算質量的變化C.速度越接近光速，質量增加越緩慢D.質量的變化與粒子的靜止質量和速度有關8、在振動學中，簡諧振動是一種最簡單的振動形式。以下關于簡諧振動的特征，不正確的是？（）A.回復力與位移成正比且方向相反B.振動的頻率與振幅無關C.振動的能量與振幅的平方成正比D.簡諧振動一定是等幅振動，不存在阻尼9、在光學成像中，薄透鏡成像公式描述了物距、像距和焦距之間的關系。以下關于薄透鏡成像的特點，不準確的是？（）A.當物距大于兩倍焦距時，成倒立縮小的實像B.當物距等于焦距時，不能成像C.像的大小和正倒只與物距有關，與焦距無關D.薄透鏡可以成實像也可以成虛像10、對于相對論性動能，當一個粒子的速度接近光速時，其動能的表達式與經典力學有很大差異，以下哪種說法能體現(xiàn)這種差異？（）A.動能與速度成正比B.動能與速度的平方成正比C.動能趨于無窮大D.動能增長速度逐漸變慢11、在相對論的框架下，對于高速運動物體的長度收縮和時間膨脹現(xiàn)象，以下關于其產生條件和影響因素的描述，不準確的是（）A.物體運動速度越快，長度收縮越明顯B.時間膨脹只在接近光速時才顯著C.長度收縮和時間膨脹與觀察者的參考系有關D.對于低速運動物體，長度收縮和時間膨脹可以忽略不計12、關于相對論性動量和能量，當一個粒子的速度接近光速時，其動量和能量的表達式與經典力學有很大的不同，以下哪種情況能體現(xiàn)這種差異？（）A.動量隨速度增加而線性增加B.能量與速度無關C.動量和能量都趨于無窮大D.能量不僅取決于動量還與速度有關13、在近代物理中，關于電子的雙縫干涉實驗，當逐個發(fā)射電子時，以下關于屏上形成的干涉條紋的描述，哪一項是不準確的？（）A.隨著發(fā)射電子數(shù)量的增加，逐漸呈現(xiàn)出干涉條紋B.單個電子也能與自身發(fā)生干涉C.干涉條紋的出現(xiàn)表明電子具有波動性D.干涉條紋的位置和強度與電子的發(fā)射時間有關14、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15、在光學的干涉實驗中，劈尖干涉可以用來測量微小的厚度變化。如果劈尖的折射率為n，夾角為θ，用波長為λ的單色光垂直照射，相鄰兩條明紋對應的厚度差是多少？（）A.λ/(2nθ)B.λ/(nθ)C.λ/(2θ)D.λ/θ二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）分析波動光學中的光的吸收現(xiàn)象的產生原因及特點，探討光的吸收在光學中的應用。2、（本題5分）在研究光的干涉條紋的可見度時，說明影響可見度的因素，并探討如何提高干涉條紋的可見度。3、（本題5分）結合熱力學循環(huán)（如卡諾循環(huán)），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。4、（本題5分）分析量子力學中的散射理論的概念及應用，探討散射理論在量子力學中的重要意義。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在量子力學中，分析量子點的物理性質和應用，論述量子點的能級結構、光學特性和在量子計算、發(fā)光器件中的應用前景和研究進展。2、（本題5分）深入探討量子力學中的波函數(shù)的歸一化和幾率解釋，解釋其物理意義和數(shù)學要求，以及在描述粒子狀態(tài)和量子測量中的應用。3、（本題5分）分析光學中的自適應光學，論述自適應光學的原理、系統(tǒng)組成和應用領域，如天文觀測、激光通信和眼科醫(yī)學中的應用和技術挑戰(zhàn)。4、（本題5分）詳細分析狹義相對論中的相對性原理和光速不變原理，探討它們如何改變了我們對時間和空間的傳統(tǒng)認知。5、（本題5分）在相對論中，相對論性流體力學用于描述高速流動的物質，分析相對論性流體力學的基本方程、與經典流體力學的區(qū)別以及在天體物理和高能物理中的應用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在光電效應實驗中，已知金屬的截止頻率為ν0，用頻率為ν的光照射，測量得到光電子的最大初動能為Ek。計算該金屬的逸出功，并分析如何提高光電子的最大初動能。2、（本題10分）在一單擺實驗中，擺長為L的單擺懸掛在以加速度a上升的電梯中。計算單擺的周期和相對于地面的等效重力加速度。3、（本題10分）一理想氣體從狀態(tài)1（p1，V1，T1）經等壓過程膨脹到狀態(tài)2（p1，V2，T2），再經絕熱過程壓縮到狀態(tài)3（p3，V3，T3）。已知p1=1.0×10^5Pa，V1=0.01m3，T1=300K，V2=0.02m3，T3