湖南文理學院《物理思維方法》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《物理思維方法》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、在相對論力學中，對于物體的動能和質能關系，以下關于高速運動物體的動能表達式、質能方程的意義和應用的闡述，錯誤的是（）A.高速運動物體的動能不再是經(jīng)典力學中的表達式B.質能方程表明質量和能量可以相互轉化C.質能方程為核能的利用提供了理論基礎D.物體的速度越大，其動能與經(jīng)典力學計算結果差異越小2、在電學中，電容是描述電容器儲存電荷能力的物理量。以下關于電容的決定因素，不正確的是？（）A.電容器的電容與極板間的距離成反比B.電容器的電容與極板的正對面積成正比C.電容器的電容與極板間的介質有關D.電容器所帶電荷量越多，電容越大3、在光學的偏振現(xiàn)象研究中，自然光通過偏振片后會變成偏振光。如果讓兩偏振片的偏振化方向夾角逐漸增大，透過兩偏振片的光強會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小4、在機械波的學習中，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處的質點第一次到達波峰，那么t的值是多少？（）A.1/vB.3/vC.5/vD.7/v5、在靜電場的研究中，電場強度和電勢是兩個重要的物理量。對于一個點電荷產(chǎn)生的電場，電場強度為零的地方，電勢一定為零嗎？（）A.一定為零B.一定不為零C.可能為零，也可能不為零D.取決于點電荷的電荷量6、在電路分析的領域中，關于交流電路中電阻、電容和電感對電流和電壓的影響，以下哪種說法是恰當?shù)模浚ǎ〢.在交流電路中，電阻對電流和電壓的相位沒有影響，電容使電流超前電壓，電感使電流滯后電壓B.交流電路中，電阻、電容和電感都會使電流和電壓的相位發(fā)生相同的變化C.電容和電感在交流電路中對電流和電壓的影響可以忽略不計，主要是電阻起作用D.電阻、電容和電感在交流電路中的作用是相互抵消的，最終電流和電壓的關系與直流電路相同7、關于靜電場中的電勢，在一個點電荷形成的電場中，等勢面的形狀是什么？（）A.圓形B.橢圓形C.球面D.不規(guī)則曲面8、對于流體力學的知識，以下關于伯努利方程及其在實際流體中的應用限制，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，不受流體性質和流動條件的限制C.伯努利方程在實際流體中應用時，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用9、在熱力學的卡諾循環(huán)中，由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。如果卡諾熱機的高溫熱源溫度為T1，低溫熱源溫度為T2，其效率η可以表示為？（）A.1-T2/T1B.1-T1/T2C.T2/(T1-T2)D.(T1-T2)/T110、在光學的折射定律應用中，一束光從玻璃射入水中，已知玻璃的折射率大于水的折射率。入射角為45°，折射角可能是多少？（）A.30°B.45°C.60°D.90°11、在光學實驗中，用分光計測量三棱鏡的頂角。若測量過程中存在偏心誤差，以下關于對測量結果的影響及修正方法，哪一項描述是不準確的？（）A.偏心誤差會導致測量結果偏大或偏小B.可以通過多次測量取平均值來減小偏心誤差的影響C.了解分光計的結構和原理有助于分析偏心誤差D.偏心誤差無法通過任何方法修正12、在熱力學第一定律的表達式ΔU=Q+W中，W表示外界對系統(tǒng)做功。以下哪種情況中，系統(tǒng)對外做功？（）A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能13、在熱學中，熱傳遞的方式包括傳導、對流和輻射。一個高溫物體與低溫物體接觸，通過熱傳導進行熱量傳遞。若高溫物體與低溫物體的接觸面積增大一倍，熱傳導的速率會如何變化？（）A.速率不變B.速率增大一倍C.速率增大兩倍D.速率增大四倍14、對于熱力學第一定律，一定質量的理想氣體在絕熱容器中被壓縮，其內能會如何改變？（）A.內能不變B.內能減小C.內能增大D.無法確定15、在電磁學的電容部分，平行板電容器的電容與極板面積、極板間距和電介質的介電常數(shù)有關。如果在一個平行板電容器中插入一塊電介質，其電容會如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小16、對于相對論性動能，當一個粒子的速度接近光速時，其動能的表達式與經(jīng)典力學有很大差異，以下哪種說法能體現(xiàn)這種差異？（）A.動能與速度成正比B.動能與速度的平方成正比C.動能趨于無窮大D.動能增長速度逐漸變慢17、對于熱學中的熱平衡定律，以下關于兩個溫度不同的物體相互接觸達到熱平衡時的溫度變化、熱量傳遞和熵的變化的解釋，不正確的是（）A.最終達到熱平衡時，兩個物體溫度相同B.熱量從高溫物體傳遞到低溫物體C.熱平衡過程中總熵增加D.熱平衡定律只適用于固體之間的熱傳遞18、在熱力學第一定律的應用中，對于絕熱過程，以下關于其特點的描述，不正確的是？（）A.絕熱過程中，系統(tǒng)與外界沒有熱量交換B.絕熱膨脹時，系統(tǒng)內能減少，溫度降低C.絕熱壓縮時，系統(tǒng)內能增加，溫度升高D.絕熱過程中，系統(tǒng)對外做功等于內能的減少量19、在波動學中，一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，其波速為v，波長為λ，周期為T。某一時刻的波形圖如圖所示。以下關于經(jīng)過時間t后波形的移動距離，哪一項計算是不準確的？（）A.移動距離為vtB.當t=nT（n為整數(shù)）時，波形不變C.移動距離與波長和周期無關D.可以通過波速和時間的乘積計算移動距離20、關于熱力學中的循環(huán)過程，對于正循環(huán)和逆循環(huán)的定義、熱機效率和制冷系數(shù)的計算，以及卡諾循環(huán)的特點和效率極限的闡述，描述錯誤的是（）A.正循環(huán)對外做功，逆循環(huán)外界對系統(tǒng)做功B.熱機效率和制冷系數(shù)都與工作物質無關C.卡諾循環(huán)是理想的可逆循環(huán)D.卡諾熱機的效率可以達到100%21、在電磁學的安培環(huán)路定理中，對于一個載有恒定電流的長直導線，若以導線為軸作一個半徑為r的圓形環(huán)路，當r<導線半徑時，環(huán)路上的磁感應強度大小與r的關系是怎樣的？（）A.與r成正比B.與r成反比C.與r的平方成正比D.與r無關22、在電磁感應現(xiàn)象中，自感和互感都是重要的概念。對于兩個相鄰的線圈，其中一個線圈中的電流發(fā)生變化時，在另一個線圈中產(chǎn)生的感應電動勢與它們之間的互感系數(shù)以及電流變化率之間有怎樣的關系？（）A.感應電動勢與互感系數(shù)和電流變化率都成正比B.感應電動勢與互感系數(shù)成正比，與電流變化率成反比C.感應電動勢與互感系數(shù)成反比，與電流變化率成正比D.感應電動勢與互感系數(shù)和電流變化率都成反比23、在熱力學過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點。對于一定量的理想氣體，在等壓過程中吸收的熱量與在等容過程中吸收的熱量相比，哪個更多？（）A.等壓過程B.等容過程C.一樣多D.無法比較24、在研究磁場對電流的作用時，安培力的大小可以用公式F=BIL計算。如果電流方向與磁場方向夾角為60°，安培力的大小是多少？（假設B、L不變）（）A.F/2B.√3F/2C.FD.√3F25、在相對論中，對于一個高速運動的物體，其質量會隨著速度的增加而增大。當速度接近光速時，質量的增加趨勢是怎樣的？（）A.質量增加得越來越慢B.質量增加得越來越快C.質量保持不變D.質量先增加得快，后增加得慢二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在研究光的干涉現(xiàn)象時，楊氏雙縫干涉實驗是一個經(jīng)典的實驗。請詳細闡述產(chǎn)生明暗條紋的條件，并解釋條紋間距與哪些因素有關？2、（本題5分）在電磁學中，討論電磁波的產(chǎn)生和傳播條件？3、（本題5分）對于一個處于靜電場中的帶電球體，說明其電場分布的特點，并與點電荷的電場分布進行比較。4、（本題5分）隨著等離子體診斷技術的發(fā)展，探討等離子體參數(shù)（如電子溫度、密度）的測量方法和原理，以及在等離子體研究中的應用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個橫截面積為0.01m^2的氣缸，內有一個質量為2kg的活塞可以無摩擦地自由滑動。氣缸內封閉了一定質量的理想氣體，初始狀態(tài)氣體的壓強為1.2×10^5Pa，溫度為300K，體積為0.02m^3?，F(xiàn)對氣體緩慢加熱，使其壓強增加到1.5×10^5Pa，求此時氣體的溫度和體積。2、（本題5分）在一個折射率為1.4的玻璃圓柱體中，有一束光線從圓柱體的上表面圓心處垂直入射，圓柱體的半徑為R，高度為H。計算光線從圓柱體下表面射出時的偏移距離。3、（本題5分）一束光從玻璃射向空氣，玻璃的折射率為1.5，入射角為45°。計算折射角和發(fā)生全反射的臨界角。4、（本題5分）在雙縫干涉實驗中，兩縫間距為d，縫與屏的距離為D，波長為λ的單色光入射。若在其中一縫前放置一厚度為t、折射率為n的透明薄片，求零級明紋的位置移動。5、（本題5分）一質量為m的物體在半徑為R的光滑圓錐面內做圓周運動，圓錐頂角為2α。求物體在任意位置