西南林業(yè)大學(xué)《大學(xué)物理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁西南林業(yè)大學(xué)《大學(xué)物理》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷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2分，共30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、在量子力學(xué)的范疇內(nèi)，對于一個處于定態(tài)的微觀粒子，其概率密度分布不隨時間改變，以下哪種說法能準(zhǔn)確描述這一特性？（）A.粒子的位置和動量能同時確定B.粒子的能量是不確定的C.粒子在空間各處出現(xiàn)的概率是恒定的D.粒子的運動狀態(tài)是不確定的2、在光學(xué)的薄透鏡成像中，物距、像距和焦距之間存在一定的關(guān)系。當(dāng)一個物體位于凸透鏡前兩倍焦距處時，所成的像的性質(zhì)是怎樣的？（）A.倒立、放大的實像B.倒立、縮小的實像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像3、在剛體定軸轉(zhuǎn)動中，力矩的作用會改變剛體的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。一個繞固定軸轉(zhuǎn)動的剛體，受到多個力矩的作用，合力矩為零，則剛體的轉(zhuǎn)動角速度會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.保持不變D.先增大后減小4、在原子核物理中，半衰期是描述放射性元素衰變快慢的物理量。某放射性元素的半衰期為T，經(jīng)過時間2T后，未衰變的原子核數(shù)目占原原子核數(shù)目的比例是多少？（）A.1/2B.1/4C.1/8D.1/165、在熱學(xué)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(zhǔn)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6、在電磁學(xué)中，位移電流的概念是麥克斯韋方程組的重要組成部分。以下關(guān)于位移電流的產(chǎn)生和特點，不正確的是？（）A.位移電流是由變化的電場產(chǎn)生的B.位移電流與傳導(dǎo)電流一樣會產(chǎn)生磁場C.位移電流在真空中也能存在D.位移電流的大小與電容器極板間的電壓成正比7、在量子力學(xué)的領(lǐng)域，微觀粒子具有波粒二象性。對于一個具有一定動量p的微觀粒子，其對應(yīng)的德布羅意波長λ可以通過哪個公式計算？（）A.λ=h/pB.λ=p/hC.λ=hpD.λ=h/(p2)8、在相對論中，當(dāng)一個物體的運動速度接近光速時，以下哪個物理量會變得接近于無窮大？（）A.物體的質(zhì)量B.物體的動能C.物體的動量D.物體的勢能9、在量子力學(xué)的范疇中，考慮一個處于定態(tài)的微觀粒子。若其波函數(shù)為ψ(x)，則在某一位置x處發(fā)現(xiàn)粒子的概率密度與波函數(shù)的模的平方成正比。以下關(guān)于概率密度的描述，哪一項是不正確的？（）A.概率密度反映了在該位置找到粒子的可能性大小B.波函數(shù)的相位對概率密度沒有影響C.不同位置的概率密度之和一定等于1D.概率密度的分布與測量的時間無關(guān)10、在靜電學(xué)的知識體系中，庫侖定律描述了真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力。有兩個電荷量分別為q1和q2的點電荷，距離為r，它們之間的庫侖力大小如何計算？（）A.F=kq1q2/rB.F=kq1q2/r2C.F=kq12q22/rD.F=kq12q22/r211、在量子物理中，泡利不相容原理是描述原子中電子排布的重要原理。以下關(guān)于泡利不相容原理的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是？（）A.解釋了原子的殼層結(jié)構(gòu)B.確定了每個原子軌道最多能容納的電子數(shù)C.可以預(yù)測元素的化學(xué)性質(zhì)D.對原子核的結(jié)構(gòu)沒有影響12、在光學(xué)儀器中，顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的原理和性能是重要的知識點。以下關(guān)于顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)，不正確的是？（）A.顯微鏡的分辨本領(lǐng)取決于物鏡的數(shù)值孔徑B.望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)取決于物鏡的口徑C.增大顯微鏡的放大倍數(shù)可以提高分辨本領(lǐng)D.望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)與目鏡無關(guān)13、在波動光學(xué)中，光柵衍射是一種重要的衍射現(xiàn)象。以下關(guān)于光柵衍射條紋的特點，不準(zhǔn)確的是？（）A.光柵衍射條紋是等間距的B.光柵常數(shù)越小，衍射條紋越寬C.光柵衍射條紋的亮度分布不均勻D.增加光柵的縫數(shù)，條紋會變得更加尖銳明亮14、在量子物理中，泡利不相容原理指出在一個原子中，不能有兩個或兩個以上的電子具有完全相同的量子態(tài)。那么在一個原子的同一軌道上，最多能容納幾個電子？（）A.1B.2C.3D.415、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二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在電磁學(xué)中，討論磁通量的定義和計算方法，并解釋法拉第電磁感應(yīng)定律中磁通量變化與感應(yīng)電動勢的關(guān)系？2、（本題5分）在研究光的全反射現(xiàn)象時，說明發(fā)生全反射的條件和臨界角的計算方法，并舉例說明其在光纖通信中的應(yīng)用。3、（本題5分）在電磁學(xué)中，畢奧-薩伐爾定律用于計算電流元產(chǎn)生的磁場。請解釋畢奧-薩伐爾定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式和物理意義，說明其在計算長直導(dǎo)線和圓環(huán)電流產(chǎn)生的磁場中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在近代物理實驗中，電子衍射實驗對證實物質(zhì)波的存在具有重要意義，請分析電子衍射實驗的原理、實驗裝置和結(jié)果，以及其對量子力學(xué)發(fā)展的推動作用。2、（本題5分）波動光學(xué)中的光的相干性是產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的關(guān)鍵因素，分析光的時間相干性和空間相干性的概念、度量方法以及在干涉實驗和激光技術(shù)中的影響。3、（本題5分）詳細(xì)分析靜磁場中的磁流體動力學(xué)現(xiàn)象和應(yīng)用，闡述其物理原理、數(shù)學(xué)方程和在磁流體發(fā)電、電磁泵中的應(yīng)用。4、（本題5分）論述相對論性量子力學(xué)中的狄拉克方程，解釋其物理意義、數(shù)學(xué)形式和與薛定諤方程的區(qū)別，以及狄拉克方程在描述電子等自旋為1/2粒子中的應(yīng)用。5、（本題5分）詳細(xì)研究波動光學(xué)中的阿貝成像原理和空間濾波，探討其物理概念、實驗方法和在光學(xué)信息處理、顯微鏡技術(shù)中的應(yīng)用。四、計算題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一束頻率為f的光照射在某種金屬上，產(chǎn)生的光電子最大初動能為Ek。已知普朗克常量為h，逸出功為W。計算該金屬的極限頻率。2、（本題10分）一個半徑為R的均勻帶電圓環(huán)，電荷線密度為