湖南科技學院《物理課程研究與教學論》2022-2023學年第一學期期末試卷

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2022-2023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、在靜電場中，一個帶電量為Q的點電荷周圍存在電場。若在距離點電荷r處放置一個試探電荷q，以下關(guān)于試探電荷所受電場力的大小和方向，哪一項說法是不正確的？（）A.電場力的大小與r的平方成反比B.電場力的方向沿兩點電荷連線且背離點電荷C.可以根據(jù)庫侖定律計算電場力的大小D.電場力的大小與試探電荷的電量成正比2、在熱力學第二定律中，指出了熱傳導過程的方向性。從高溫物體向低溫物體傳熱是自發(fā)的，那么反過來，從低溫物體向高溫物體傳熱是否可能自發(fā)進行？（）A.可能B.不可能C.在一定條件下可能D.無法確定3、在靜電場中，電勢能的變化與電場力做功的關(guān)系密切。一個帶正電的粒子在電場中移動，電場力做正功，其電勢能會如何變化？（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少4、在波動光學中，光的偏振現(xiàn)象表明了光的橫波特性。以下關(guān)于光的偏振的應(yīng)用，不準確的是？（）A.偏振片可以用于減少反射光的強度B.可以通過偏振現(xiàn)象判斷光是自然光還是偏振光C.偏振光在通信領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用D.光的偏振現(xiàn)象對所有光學儀器的性能都沒有影響5、對于光學的研究，以下關(guān)于光的干涉和衍射現(xiàn)象所揭示的光的波動性，哪一個是準確的？（）A.光的干涉和衍射現(xiàn)象表明光只是一種粒子，不具有波動性B.光的干涉和衍射現(xiàn)象有力地證明了光具有波動性，且干涉條紋和衍射圖樣的分布與光的波長、縫寬等因素密切相關(guān)C.光的干涉和衍射現(xiàn)象與光的波動性無關(guān)，只是一種偶然的光學現(xiàn)象D.雖然光的干涉和衍射現(xiàn)象顯示光有波動性，但在大多數(shù)情況下，光仍應(yīng)被視為粒子6、關(guān)于光的色散現(xiàn)象，一束白光通過三棱鏡后會被分解成不同顏色的光，以下哪種顏色的光偏折程度最大？（）A.紅光B.綠光C.藍光D.紫光7、在熱學中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。以下關(guān)于理想氣體內(nèi)能的變化，不準確的是？（）A.一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，內(nèi)能一定增加B.理想氣體絕熱膨脹，內(nèi)能一定減小C.理想氣體等壓壓縮，內(nèi)能一定減小D.理想氣體等溫變化，內(nèi)能一定不變，但對外做功8、在熱學中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等容變化過程。若氣體吸收的熱量為Q，壓強的變化量為Δp，以下關(guān)于氣體內(nèi)能的變化量，哪一項計算是不正確的？（）A.內(nèi)能的變化量等于QB.內(nèi)能的變化量等于(Δp/p)×(m/M)×R×T，其中m為氣體質(zhì)量，M為氣體摩爾質(zhì)量，R為普適氣體常量，T為溫度C.內(nèi)能的變化量與氣體的體積無關(guān)D.內(nèi)能的變化量與氣體的壓強成正比9、在熱力學中，熵是一個反映系統(tǒng)混亂程度的熱力學量。對于一個絕熱不可逆過程，系統(tǒng)的熵是如何變化的？（）A.不變B.減小C.增大D.可能增大也可能減小10、在光學儀器的原理分析中，關(guān)于顯微鏡和望遠鏡的放大原理和分辨本領(lǐng)，以下哪種說法是正確的？（）A.顯微鏡通過物鏡形成放大的實像，目鏡再將其放大為虛像，其分辨本領(lǐng)取決于物鏡的數(shù)值孔徑；望遠鏡通過物鏡形成縮小的實像，目鏡將其放大為虛像，分辨本領(lǐng)取決于目鏡的焦距B.顯微鏡和望遠鏡的放大原理相同，都是通過物鏡和目鏡的組合將物體放大，分辨本領(lǐng)只與物鏡的質(zhì)量有關(guān)C.顯微鏡的放大倍數(shù)越高，分辨本領(lǐng)越強；望遠鏡的口徑越大，分辨本領(lǐng)越弱D.顯微鏡和望遠鏡的分辨本領(lǐng)與入射光的波長、光學系統(tǒng)的缺陷等因素無關(guān)11、在研究質(zhì)點的運動時，一個質(zhì)點在xOy平面內(nèi)運動，其運動方程為x=3t，y=4t2，t為時間。則該質(zhì)點的加速度大小是多少？（）A.3B.4C.8D.1212、在熱學中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等溫壓縮過程。以下關(guān)于氣體的壓強、體積和內(nèi)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(nèi)能不變D.內(nèi)能的變化與壓強的變化成正比13、在熱力學第三定律的探討中，關(guān)于絕對零度不可達到的原理和其意義，以下哪種描述是正確的？（）A.熱力學第三定律指出，絕對零度可以通過有限的步驟達到，只是目前的技術(shù)還無法實現(xiàn)B.絕對零度不可達到意味著在任何過程中，系統(tǒng)的溫度都不可能降低到絕對零度，這反映了熱現(xiàn)象的方向性和有限性C.熱力學第三定律對實際的熱學過程沒有任何指導意義，只是一種理論上的假設(shè)D.絕對零度不可達到是因為在接近絕對零度時，物質(zhì)的性質(zhì)會發(fā)生奇異的變化，使得進一步降溫變得不可能14、在相對論力學中，物體的質(zhì)量會隨著速度的增加而增大。當一個物體的速度接近光速的一半時，其質(zhì)量相對于靜止質(zhì)量增大的比例大約是多少？（）A.10%B.15%C.20%D.25%15、在電學實驗中，用伏安法測量一個未知電阻的阻值。若實驗中電流表采用內(nèi)接法，電壓表內(nèi)阻為Rv，電流表內(nèi)阻為Ra，測量值為Rx'。以下關(guān)于測量值與真實值的關(guān)系，哪一項分析是不準確的？（）A.測量值大于真實值，因為電流表分壓B.真實值可以通過相關(guān)公式計算得出C.當Rv遠大于Rx且Ra較小時，測量誤差較小D.測量值與電源的電動勢無關(guān)二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在相對論中，同時的相對性是一個重要的概念。請從相對論的時空觀出發(fā)，解釋同時的相對性的含義，說明如何通過洛倫茲變換來判斷兩個事件在不同參考系中的同時性，并舉例說明其在高速運動中的效應(yīng)。2、（本題5分）在相對論中，洛倫茲變換是描述不同慣性系之間時空坐標變換的重要公式。請推導洛倫茲變換的表達式，解釋其物理意義，并舉例說明其在相對論速度變換和時空測量中的應(yīng)用。3、（本題5分）在相對論中，長度收縮效應(yīng)是一個重要的概念。請從相對論的基本原理出發(fā)，推導長度收縮的公式，并解釋其在高速運動物體測量中的應(yīng)用。4、（本題5分）闡述在波動光學中半波損失的概念和產(chǎn)生條件，并舉例說明其在薄膜干涉和邁克爾遜干涉儀中的影響。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）波動光學中的薄膜干涉現(xiàn)象在光學鍍膜、干涉測量等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，分析薄膜干涉的原理、條件和特點，論述其具體應(yīng)用和實際操作中的注意事項。2、（本題5分）熱力學第二定律揭示了自然界的不可逆性，深入探討其表述形式（如克勞修斯表述和開爾文表述）、微觀解釋以及在能源利用和環(huán)境保護中的意義。3、（本題5分）詳細探討光的折射定律，解釋其物理原理、數(shù)學表達式以及在光學系統(tǒng)設(shè)計、材料折射率測量等方面的應(yīng)用。4、（本題5分）詳細論述熱力學中的熱平衡和熱力學第零定律，解釋其物理概念、條件和意義，以及熱平衡在建立溫度概念和熱力學系統(tǒng)研究中的基礎(chǔ)作用。5、（本題5分）全面論述麥克斯韋方程組的物理意義和數(shù)學形式，闡述其對電磁場理論的建立和發(fā)展所起到的關(guān)鍵作用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一個質(zhì)量為m的小球在半徑為R的光滑半球形碗內(nèi)做小幅度擺動，求其振動周期。2、（本題10分）一質(zhì)量為m?的物體與一質(zhì)量為m?的物體通過一根輕彈簧和一根輕桿相連，放在光滑水平面上。當兩物體靜止時，給m?一個水平向右的初速度v?，求兩物體的