西安交通大學(xué)《數(shù)學(xué)物理方程》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)西安交通大學(xué)

《數(shù)學(xué)物理方程》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、在熱力學(xué)的領(lǐng)域，理想氣體的狀態(tài)方程具有重要的意義。對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度升高時(shí)其體積會(huì)發(fā)生變化。以下關(guān)于體積變化的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.體積增大B.體積減小C.體積不變D.體積的變化取決于氣體的種類2、在相對(duì)論中，長(zhǎng)度收縮效應(yīng)是指物體沿運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度會(huì)變短。一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)0的物體，在相對(duì)觀察者以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者測(cè)得的長(zhǎng)度L會(huì)如何變化？（）A.L=L0B.L>L0C.L<L0D.無(wú)法確定3、在靜電場(chǎng)的研究中，電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)是兩個(gè)重要的物理量。對(duì)于一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方，電勢(shì)一定為零嗎？（）A.一定為零B.一定不為零C.可能為零，也可能不為零D.取決于點(diǎn)電荷的電荷量4、在狹義相對(duì)論中，同時(shí)的相對(duì)性是一個(gè)重要概念。在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的慣性系中是否一定同時(shí)發(fā)生？（）A.一定同時(shí)發(fā)生B.一定不同時(shí)發(fā)生C.可能同時(shí)發(fā)生，也可能不同時(shí)發(fā)生D.取決于兩個(gè)慣性系的相對(duì)速度大小5、在波動(dòng)光學(xué)的領(lǐng)域，考慮一束相干光通過(guò)雙縫后在屏幕上形成的干涉條紋。若增大雙縫之間的距離，同時(shí)保持其他條件不變。以下關(guān)于干涉條紋間距的變化，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.條紋間距會(huì)變小，因?yàn)殡p縫間距與條紋間距成反比B.可以通過(guò)雙縫干涉的公式來(lái)定量計(jì)算條紋間距的變化C.光的波長(zhǎng)不變的情況下，雙縫間距增大必然導(dǎo)致條紋間距減小D.條紋間距的變化與光源的強(qiáng)度無(wú)關(guān)6、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，一個(gè)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致磁通量發(fā)生變化？（）A.磁場(chǎng)強(qiáng)度不變，回路面積改變B.回路面積不變，磁場(chǎng)強(qiáng)度改變C.磁場(chǎng)強(qiáng)度和回路面積同時(shí)改變D.以上情況均可7、對(duì)于靜電屏蔽現(xiàn)象，在一個(gè)金屬殼內(nèi)部放置一個(gè)帶電體，以下哪種說(shuō)法是正確的？（）A.殼外電場(chǎng)不受殼內(nèi)帶電體的影響B(tài).殼內(nèi)電場(chǎng)不受殼外電場(chǎng)的影響C.殼內(nèi)殼外電場(chǎng)均不受影響D.殼內(nèi)殼外電場(chǎng)相互影響8、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率有關(guān)。一個(gè)匝數(shù)為N的線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通量的變化率為ΔΦ/Δt。若線圈的匝數(shù)增加到2N，其他條件不變，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)如何變化？（）A.增大到原來(lái)的2倍B.增大到原來(lái)的4倍C.不變D.減小到原來(lái)的一半9、在熱力學(xué)中，理想氣體的絕熱過(guò)程是指沒(méi)有熱量交換的過(guò)程。在絕熱壓縮過(guò)程中，氣體的溫度會(huì)：（）A.升高B.降低C.不變D.無(wú)法確定10、關(guān)于波動(dòng)的能量傳播，在一列機(jī)械波傳播的過(guò)程中，以下哪個(gè)物理量隨波的傳播而向前傳遞？（）A.波源的振動(dòng)能量B.波源的振動(dòng)頻率C.波源的振動(dòng)速度D.波源的振動(dòng)加速度11、在光學(xué)的全反射現(xiàn)象中，當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，如果入射角大于臨界角，就會(huì)發(fā)生全反射。對(duì)于給定的兩種介質(zhì)，臨界角的大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與光密介質(zhì)的折射率有關(guān)B.只與光疏介質(zhì)的折射率有關(guān)C.與兩種介質(zhì)的折射率都有關(guān)D.與光的頻率有關(guān)12、在研究牛頓運(yùn)動(dòng)定律時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到一個(gè)水平恒力F的作用，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，它的速度會(huì)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mFt13、在量子物理中，電子的軌道概念與經(jīng)典物理中的有很大不同。按照玻爾的氫原子理論，電子在特定的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，具有怎樣的能量特點(diǎn)？（）A.能量連續(xù)變化B.能量離散取值C.能量與軌道半徑成正比D.能量與軌道半徑成反比14、在熱力學(xué)第二定律的探討中，關(guān)于熵增加原理及其在熱現(xiàn)象中的體現(xiàn)，以下哪種表述是正確的？（）A.熵增加原理指出，在任何自發(fā)的熱力學(xué)過(guò)程中，系統(tǒng)的熵總是增加的，這意味著熱量總是從高溫物體自發(fā)地流向低溫物體B.熵增加原理表明，封閉系統(tǒng)的熵不可能減少，熵的變化只與系統(tǒng)的初末狀態(tài)有關(guān)，與過(guò)程無(wú)關(guān)C.雖然熵增加原理適用于大多數(shù)熱力學(xué)過(guò)程，但在某些特殊情況下，系統(tǒng)的熵可能會(huì)減少D.熵增加原理只是一種理論假設(shè)，在實(shí)際的熱現(xiàn)象中無(wú)法得到驗(yàn)證15、在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)測(cè)量水平位移和豎直位移來(lái)計(jì)算初速度。如果實(shí)驗(yàn)中忽略了空氣阻力的影響，實(shí)際測(cè)量的初速度會(huì)比真實(shí)值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無(wú)法確定16、對(duì)于相對(duì)論性動(dòng)能，當(dāng)一個(gè)粒子的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)能的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有很大差異，以下哪種說(shuō)法能體現(xiàn)這種差異？（）A.動(dòng)能與速度成正比B.動(dòng)能與速度的平方成正比C.動(dòng)能趨于無(wú)窮大D.動(dòng)能增長(zhǎng)速度逐漸變慢17、對(duì)于熱力學(xué)第二定律，以下關(guān)于熱機(jī)效率、熵的概念以及自發(fā)過(guò)程的方向性的闡述，不準(zhǔn)確的是（）A.熱機(jī)效率不可能達(dá)到100%B.熵增加原理適用于孤立系統(tǒng)C.自發(fā)過(guò)程總是朝著熵減小的方向進(jìn)行D.熵是系統(tǒng)無(wú)序程度的度量18、在剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，角動(dòng)量守恒定律在很多情況下都適用。以下關(guān)于角動(dòng)量守恒的條件，不準(zhǔn)確的是？（）A.系統(tǒng)所受合外力矩為零B.系統(tǒng)所受合外力為零C.內(nèi)力對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩之和為零D.角動(dòng)量守恒定律在微觀和宏觀領(lǐng)域都適用19、在電磁學(xué)的安培環(huán)路定理中，對(duì)于一個(gè)載有恒定電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線，若以導(dǎo)線為軸作一個(gè)半徑為r的圓形環(huán)路，當(dāng)r<導(dǎo)線半徑時(shí)，環(huán)路上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與r的關(guān)系是怎樣的？（）A.與r成正比B.與r成反比C.與r的平方成正比D.與r無(wú)關(guān)20、在靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。對(duì)于一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，其周圍的電場(chǎng)線分布是怎樣的？（）A.均勻分布B.指向點(diǎn)電荷C.背離點(diǎn)電荷D.呈環(huán)形分布二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋焦耳-湯姆遜實(shí)驗(yàn)中氣體溫度變化的原因？2、（本題5分）在熱力學(xué)中，焦耳-湯姆遜效應(yīng)是一種與氣體絕熱節(jié)流過(guò)程相關(guān)的現(xiàn)象。請(qǐng)解釋焦耳-湯姆遜效應(yīng)的概念和原理，說(shuō)明其在制冷技術(shù)和氣體液化中的應(yīng)用。3、（本題5分）在研究熱輻射現(xiàn)象時(shí)，黑體輻射定律是一個(gè)重要的規(guī)律。請(qǐng)解釋黑體輻射的概念，推導(dǎo)普朗克黑體輻射公式，并說(shuō)明其在物理學(xué)和天文學(xué)中的應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為0.2kg的物體在水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振幅為0.1m，周期為2s。求物體所受的回復(fù)力的最大值和在t=0.5s時(shí)所受的回復(fù)力。2、（本題5分）一個(gè)帶電量為+3×10^(-6)C的點(diǎn)電荷位于坐標(biāo)原點(diǎn)，在x軸正方向2m處有一個(gè)帶電量為-2×10^(-6)C的點(diǎn)電荷。求它們之間的庫(kù)侖力大小和方向，并計(jì)算在兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向。3、（本題5分）一簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播，波速為20m/s，波長(zhǎng)為4m，原點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方程為y=0.5cos(10πt)（m）。求x=2m處質(zhì)點(diǎn)在t=1s時(shí)的振動(dòng)速度和加速度。4、（本題5分）在一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一個(gè)帶正電的粒子，電荷量為q，質(zhì)量為m，從A點(diǎn)以初速度v0斜向上拋出，與水平方向夾角為θ，電場(chǎng)強(qiáng)度為E。忽略空氣阻力，重力加速度為g，計(jì)算粒子到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的水平位移。5、（本題5分）在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫間距為d，縫屏間距為D，波長(zhǎng)為λ的單色光垂直入射。若在其中一縫后放置一折射率為n、厚度為