嶺南師范學(xué)院《通過力學(xué)看世界》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁嶺南師范學(xué)院《通過力學(xué)看世界》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______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、關(guān)于萬有引力定律，兩個質(zhì)量分別為m1和m2、相距為r的物體之間的引力大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與m1和m2有關(guān)B.只與r有關(guān)C.與m1、m2和r都有關(guān)D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關(guān)2、在近代物理中，關(guān)于原子核的放射性衰變，一個放射性原子核經(jīng)過一定時間發(fā)生衰變。以下關(guān)于衰變規(guī)律和半衰期的描述，哪一項是不正確的？（）A.衰變的概率與時間成正比B.半衰期是指原子核衰變一半所需的時間C.不同的放射性原子核半衰期不同D.半衰期與外界條件無關(guān)3、在量子力學(xué)的概念中，對于微觀粒子的波粒二象性，以下關(guān)于粒子的波動性和粒子性表現(xiàn)及相互關(guān)系的解釋，不正確的是（）A.電子在雙縫干涉實驗中表現(xiàn)出波動性B.微觀粒子的位置和動量可以同時精確測定C.粒子的波動性在某些條件下明顯，粒子性在另一些條件下明顯D.波粒二象性是微觀粒子的基本屬性4、在電學(xué)中，一個電容器充電后與電源斷開，然后將兩極板間的距離增大，那么電容器的電容、電壓和電場強度會如何變化？（）A.電容減小，電壓增大，電場強度不變B.電容增大，電壓減小，電場強度減小C.電容不變，電壓不變，電場強度不變D.電容減小，電壓不變，電場強度減小5、對于光的折射現(xiàn)象，當(dāng)一束光從空氣斜射入水中時，以下關(guān)于入射角、折射角以及光速變化的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.入射角大于折射角B.光在水中的傳播速度變慢C.折射角的大小取決于入射角和兩種介質(zhì)的折射率D.入射角增大時，折射角不變6、對于氣體分子動理論，以下關(guān)于理想氣體壓強和溫度的微觀解釋，哪一項是正確的？（）A.理想氣體的壓強是由大量氣體分子對容器壁的碰撞產(chǎn)生的，溫度與分子的平均動能無關(guān)B.理想氣體的壓強和溫度都與氣體分子的平均動能成正比，分子的平均動能越大，壓強和溫度越高C.理想氣體的壓強取決于分子的密度和平均速度，溫度只與分子的勢能有關(guān)D.氣體分子動理論無法解釋理想氣體壓強和溫度的微觀本質(zhì)，只是一種經(jīng)驗性的理論7、對于流體力學(xué)的知識，以下關(guān)于伯努利方程及其在實際流體中的應(yīng)用限制，哪一個是正確的？（）A.伯努利方程表明，在理想流體中，流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大，但該方程在粘性流體中完全不適用B.伯努利方程適用于任何流體的穩(wěn)定流動，不受流體性質(zhì)和流動條件的限制C.伯努利方程在實際流體中應(yīng)用時，需要考慮流體的粘性、可壓縮性和能量損失等因素，其結(jié)果往往是近似的D.伯努利方程只適用于水平管道中的流體流動，對于垂直或傾斜管道則無法應(yīng)用8、關(guān)于波動方程，對于一列沿x軸正方向傳播的簡諧波的波動方程的物理意義和求解方法，以下理解不準(zhǔn)確的是（）A.波動方程描述了任意時刻波線上各質(zhì)點的位移B.已知波速和初始條件可以確定波動方程C.波動方程中的相位表示質(zhì)點振動的狀態(tài)D.波動方程只適用于機械波9、在熱力學(xué)過程中，卡諾循環(huán)具有重要的理論意義。以下關(guān)于卡諾循環(huán)效率的描述，不準(zhǔn)確的是？（）A.卡諾循環(huán)效率只與高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟扔嘘P(guān)B.提高高溫?zé)嵩礈囟然蚪档偷蜏責(zé)嵩礈囟瓤梢蕴岣呖ㄖZ循環(huán)效率C.卡諾循環(huán)效率可以達(dá)到100%D.實際熱機的效率總是低于卡諾循環(huán)效率10、在光學(xué)的光的偏振現(xiàn)象中，自然光通過偏振片后會變成偏振光。如果一束自然光以60度的入射角入射到一塊偏振片上，已知自然光的光強為I0，那么通過偏振片后的光強是多少？（）A.I0/2B.I0/4C.3I0/8D.I0/811、在研究光的折射時，一束光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到一定程度時會發(fā)生全反射現(xiàn)象，以下哪種條件能使全反射更容易發(fā)生？（）A.增大光密介質(zhì)的折射率B.減小光密介質(zhì)的折射率C.增大光疏介質(zhì)的折射率D.減小光的頻率12、在研究簡諧振動時，一個質(zhì)量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動，其振動方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關(guān)于振動周期的變化，哪一項判斷是不準(zhǔn)確的？（）A.振動周期減小，因為周期與勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過簡諧振動的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數(shù)增大必然導(dǎo)致周期縮短D.振動周期的變化與初始相位φ無關(guān)13、在機械波的學(xué)習(xí)中，波的傳播特性需要深入理解。一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，在t=0時刻的波形如圖所示。已知波速為v，經(jīng)過時間t，x=2m處的質(zhì)點第一次到達(dá)波峰，那么t的值是多少？（）A.1/vB.3/vC.5/vD.7/v14、在光的衍射現(xiàn)象中，衍射條紋的寬度與波長、障礙物尺寸等因素有關(guān)。一束波長為λ的光通過一個寬度為a的狹縫發(fā)生衍射，若波長增大到2λ，其他條件不變，衍射條紋的寬度會如何變化？（）A.寬度不變B.寬度增大到原來的2倍C.寬度增大到原來的4倍D.寬度減小到原來的一半15、對于電場中的電勢能和電勢差，以下關(guān)于電荷在電場中電勢能的變化、電勢差的定義和計算，以及它們與電場強度的關(guān)系的表述，不準(zhǔn)確的是（）A.正電荷在電勢高處電勢能大，負(fù)電荷在電勢低處電勢能大B.電勢差等于電場中兩點電勢之差C.電場強度越大，電勢差越大D.電荷在電場中移動時，電勢能的變化等于電場力做的功二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在量子力學(xué)的自旋概念中，論述電子自旋的特性、自旋算符和自旋波函數(shù)，推導(dǎo)自旋與磁場的相互作用能，并舉例說明其在原子光譜和磁性材料中的應(yīng)用。2、（本題5分）在相對論中，時間延緩效應(yīng)會導(dǎo)致高速運動的時鐘走得較慢。請解釋時間延緩效應(yīng)的物理機制，推導(dǎo)時間延緩的公式，并舉例說明其在衛(wèi)星導(dǎo)航和高能物理實驗中的應(yīng)用。3、（本題5分）在研究熱輻射現(xiàn)象時，黑體輻射定律是一個重要的規(guī)律。請解釋黑體輻射的概念，推導(dǎo)普朗克黑體輻射公式，并說明其在物理學(xué)和天文學(xué)中的應(yīng)用。4、（本題5分）簡述光的干涉現(xiàn)象的產(chǎn)生條件及特點，舉例說明光的干涉在實際中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)探討光的受激輻射和激光原理，解釋其物理過程、條件和在激光技術(shù)、光通信中的重要性和應(yīng)用。2、（本題5分）全面論述熱力學(xué)中的熱平衡態(tài)的微觀解釋和統(tǒng)計力學(xué)基礎(chǔ)，探討其物理概念、數(shù)學(xué)模型和在熱力學(xué)系統(tǒng)分析中的應(yīng)用。3、（本題5分）探討熱力學(xué)中的克勞修斯不等式，論述其物理意義、推導(dǎo)過程以及在判斷不可逆過程和熱力學(xué)效率中的應(yīng)用和限制。4、（本題5分）在相對論性粒子物理中，探討粒子的相對論性運動方程和能量-動量關(guān)系，分析其數(shù)學(xué)形式、物理意義以及在高能加速器實驗和宇宙射線研究中的應(yīng)用。5、（本題5分）熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)和非平衡態(tài)概念對于理解熱現(xiàn)象至關(guān)重要，分析其定義、特征以及在研究熱傳遞、化學(xué)反應(yīng)等過程中的應(yīng)用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一個理想氣體經(jīng)歷循環(huán)過程，由等溫膨脹、等壓壓縮、絕熱膨脹和等容加熱組成。已知各過程的參數(shù)，計算循環(huán)的凈功和效率。2、（本題10分）一個半徑為R的半圓形光滑軌道固定在豎直平面內(nèi)，一個質(zhì)量為m的小球從軌道的頂端由靜止下滑。已知軌道半徑R和小球質(zhì)量m，求小球滑到軌道最低點時對軌道的壓力。3、（本