江南大學(xué)《大學(xué)物理Ⅰ》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《大學(xué)物理Ⅰ》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在光學(xué)的折射定律中，入射角i和折射角r的正弦值之比等于兩種介質(zhì)的折射率之比。當(dāng)光線從折射率為n1的介質(zhì)射向折射率為n2的介質(zhì)，且n1>n2時(shí)，如果入射角逐漸增大，那么折射角會(huì)如何變化？（）A.一直增大B.先增大后減小C.增大到一定程度后變?yōu)?0度D.保持不變2、在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，測量電阻的方法有多種。以下關(guān)于伏安法測電阻的誤差分析，不準(zhǔn)確的是？（）A.電流表內(nèi)接法適用于測量大電阻，誤差主要來自電壓表的分流B.電流表外接法適用于測量小電阻，誤差主要來自電流表的分壓C.無論采用哪種接法，測量值總是大于真實(shí)值D.合理選擇測量電路可以減小誤差3、關(guān)于波動(dòng)方程，對(duì)于一列沿x軸正方向傳播的簡諧波的波動(dòng)方程的物理意義和求解方法，以下理解不準(zhǔn)確的是（）A.波動(dòng)方程描述了任意時(shí)刻波線上各質(zhì)點(diǎn)的位移B.已知波速和初始條件可以確定波動(dòng)方程C.波動(dòng)方程中的相位表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的狀態(tài)D.波動(dòng)方程只適用于機(jī)械波4、在電磁學(xué)中，安培力的大小與電流、磁場等因素有關(guān)。一根長度為L的直導(dǎo)線，通有電流I，垂直放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)線所受安培力的大小為F。若將導(dǎo)線長度增加到2L，電流增大到2I，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到2B，此時(shí)導(dǎo)線所受安培力的大小變?yōu)槎嗌?？（）A.2FB.4FC.8FD.16F5、在電磁學(xué)的電磁波部分，電磁波在真空中的傳播速度等于光速。對(duì)于一個(gè)頻率為f的電磁波，其波長λ與頻率f的關(guān)系是怎樣的？（）A.λ=c/fB.λ=f/cC.λ=cfD.λ=c2/f6、在波動(dòng)方程的推導(dǎo)和應(yīng)用中，關(guān)于一維簡諧波的波動(dòng)方程及其解的物理意義，以下哪種表述是準(zhǔn)確的？（）A.一維簡諧波的波動(dòng)方程描述了波的傳播規(guī)律，其解表示了在不同位置和時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移，波速只與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)B.波動(dòng)方程的解只取決于波源的振動(dòng)情況，與介質(zhì)的性質(zhì)和傳播方向無關(guān)C.一維簡諧波的波動(dòng)方程可以用于描述任何形式的波，包括電磁波和機(jī)械波，其波速在不同介質(zhì)中相同D.波動(dòng)方程的推導(dǎo)基于牛頓運(yùn)動(dòng)定律，只適用于機(jī)械波，對(duì)電磁波不適用7、對(duì)于光的偏振現(xiàn)象，以下關(guān)于自然光、偏振光的產(chǎn)生和檢驗(yàn)方法以及偏振光的應(yīng)用，表述錯(cuò)誤的是（）A.自然光通過偏振片可以變成偏振光B.偏振光的振動(dòng)方向在垂直于傳播方向的平面內(nèi)是固定的C.可以用偏振片檢驗(yàn)光是否為偏振光D.光的偏振現(xiàn)象在通信領(lǐng)域沒有應(yīng)用8、在熱力學(xué)中，熵是一個(gè)反映系統(tǒng)混亂程度的物理量。以下關(guān)于熵的變化，不準(zhǔn)確的是？（）A.在絕熱可逆過程中，熵不變B.在絕熱不可逆過程中，熵增加C.熵增加原理適用于孤立系統(tǒng)D.熵的變化只與初末狀態(tài)有關(guān)，與過程無關(guān)9、在光學(xué)的干涉現(xiàn)象研究中，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)具有重要意義。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長為λ的單色光垂直入射，相鄰明條紋之間的間距Δx與上述各量之間的關(guān)系是怎樣的？（）A.Δx=λD/dB.Δx=λd/DC.Δx=Dλ/dD.Δx=dλ/D10、在電磁學(xué)中，法拉第電磁感應(yīng)定律揭示了電磁現(xiàn)象之間的重要聯(lián)系。以下關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與穿過閉合回路的磁通量的變化率成正比B.即使回路不閉合，只要磁通量發(fā)生變化，也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢C.感應(yīng)電動(dòng)勢的方向總是阻礙磁通量的變化D.磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢就一定越大，與回路的電阻無關(guān)11、對(duì)于量子力學(xué)的基本概念，以下關(guān)于波粒二象性和不確定性原理的理解，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.波粒二象性指出微觀粒子有時(shí)表現(xiàn)為粒子，有時(shí)表現(xiàn)為波，不確定性原理則限制了我們同時(shí)精確測量粒子的位置和動(dòng)量B.波粒二象性意味著微觀粒子既是粒子又是波，不確定性原理表明我們可以同時(shí)精確測量粒子的位置和動(dòng)量，但測量精度有限C.波粒二象性和不確定性原理只適用于微觀世界，對(duì)宏觀物體沒有任何意義D.微觀粒子的波粒二象性和不確定性原理是相互矛盾的，無法統(tǒng)一解釋微觀粒子的行為12、在電磁學(xué)中，一個(gè)邊長為L的正方形導(dǎo)線框，在勻強(qiáng)磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線框轉(zhuǎn)動(dòng)平面與磁場方向垂直，那么線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值是多少？（）A.BL2ωB.2BL2ωC.√2BL2ωD.1/2BL2ω13、在波動(dòng)光學(xué)中，單縫衍射現(xiàn)象具有獨(dú)特的特征。以下關(guān)于單縫衍射中暗紋位置的確定，不正確的是？（）A.暗紋位置由衍射角與縫寬的關(guān)系決定B.中央明紋兩側(cè)的第一條暗紋對(duì)應(yīng)的衍射角滿足一定條件C.暗紋的位置與入射光的波長無關(guān)D.縫寬越小，衍射條紋越寬，暗紋位置也會(huì)發(fā)生變化14、在研究靜電場的高斯定理時(shí)，通過一個(gè)閉合曲面的電通量與曲面內(nèi)包含的電荷量有什么關(guān)系？（）A.成正比B.成反比C.平方成正比D.平方成反比15、在光學(xué)的成像問題中，凸透鏡成像具有多種情況。當(dāng)物體位于凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間時(shí)，所成的像是怎樣的？（）A.倒立、放大的實(shí)像B.倒立、縮小的實(shí)像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在相對(duì)論中，長度收縮效應(yīng)是一個(gè)重要的概念。請(qǐng)從相對(duì)論的基本原理出發(fā)，推導(dǎo)長度收縮的公式，并解釋其在高速運(yùn)動(dòng)物體測量中的應(yīng)用。2、（本題5分）在熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述和開爾文表述中，各自強(qiáng)調(diào)了什么物理概念？請(qǐng)舉例說明這兩種表述在實(shí)際熱現(xiàn)象中的應(yīng)用和體現(xiàn)？3、（本題5分）在研究熱傳遞過程時(shí)，熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射是三種主要方式。請(qǐng)分別闡述這三種熱傳遞方式的物理機(jī)制和特點(diǎn)，并舉例說明它們?cè)趯?shí)際中的應(yīng)用？三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面論述熱力學(xué)第三定律的內(nèi)容和意義，分析其在低溫物理和化學(xué)熱力學(xué)中的應(yīng)用以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。2、（本題5分）在量子場論中，重整化群方法用于研究物理系統(tǒng)在不同尺度下的行為，闡述重整化群的基本思想、操作步驟和在臨界現(xiàn)象、凝聚態(tài)物理中的應(yīng)用。3、（本題5分）論述波動(dòng)光學(xué)和幾何光學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系，舉例說明它們?cè)诓煌I(lǐng)域的應(yīng)用場景。4、（本題5分）在相對(duì)論中，相對(duì)論性流體力學(xué)用于描述高速流動(dòng)的物質(zhì)，分析相對(duì)論性流體力學(xué)的基本方程、與經(jīng)典流體力學(xué)的區(qū)別以及在天體物理和高能物理中的應(yīng)用。5、（本題5分）波動(dòng)光學(xué)中的光的散射現(xiàn)象在大氣光學(xué)和材料研究中具有重要意義，分析光散射的類型（如瑞利散射、米氏散射）、規(guī)律和影響因素，以及在天空顏色、激光粒度分析中的應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一理想氣體經(jīng)歷等壓過程，初態(tài)體積為V?，溫度為T?，末態(tài)體積為V?，溫度為T?，求氣體對(duì)外做的功和內(nèi)能變化量。2、（本題10分）一簡諧波的表達(dá)式為y=0.3cos(2πt-4πx)（m），其中