鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院《物理》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《物理》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1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、在量子場論的初步介紹中，關(guān)于場的量子化和粒子的產(chǎn)生與湮滅，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.量子場論認為場是連續(xù)的，不存在粒子的產(chǎn)生和湮滅過程B.場的量子化使得粒子可以在真空中自發(fā)地產(chǎn)生和消失，這與能量守恒定律相矛盾C.量子場論通過對場進行量子化處理，成功解釋了粒子的產(chǎn)生與湮滅現(xiàn)象，并且與實驗結(jié)果相符D.粒子的產(chǎn)生與湮滅只在微觀尺度上發(fā)生，對宏觀物理現(xiàn)象沒有任何影響2、在波動學(xué)中，多普勒效應(yīng)描述了波源和觀察者相對運動時頻率的變化。當(dāng)波源和觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率會怎樣變化？（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低3、對于光學(xué)的研究，以下關(guān)于光的干涉和衍射現(xiàn)象所揭示的光的波動性，哪一個是準(zhǔn)確的？（）A.光的干涉和衍射現(xiàn)象表明光只是一種粒子，不具有波動性B.光的干涉和衍射現(xiàn)象有力地證明了光具有波動性，且干涉條紋和衍射圖樣的分布與光的波長、縫寬等因素密切相關(guān)C.光的干涉和衍射現(xiàn)象與光的波動性無關(guān)，只是一種偶然的光學(xué)現(xiàn)象D.雖然光的干涉和衍射現(xiàn)象顯示光有波動性，但在大多數(shù)情況下，光仍應(yīng)被視為粒子4、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等容變化過程。若氣體吸收的熱量為Q，壓強的變化量為Δp，以下關(guān)于氣體內(nèi)能的變化量，哪一項計算是不正確的？（）A.內(nèi)能的變化量等于QB.內(nèi)能的變化量等于(Δp/p)×(m/M)×R×T，其中m為氣體質(zhì)量，M為氣體摩爾質(zhì)量，R為普適氣體常量，T為溫度C.內(nèi)能的變化量與氣體的體積無關(guān)D.內(nèi)能的變化量與氣體的壓強成正比5、在研究光的折射現(xiàn)象時，一束光線從空氣斜射入水中。假設(shè)入射角為45度，水的折射率為1.33。以下關(guān)于折射角的大小，哪一項描述是不準(zhǔn)確的？（）（）A.折射角小于入射角，且小于45度B.折射角可以通過折射率和入射角，利用折射定律計算得出C.折射角一定大于0度且小于45度D.折射角的具體度數(shù)與光的波長無關(guān)6、關(guān)于熱力學(xué)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(zhì)無關(guān)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%7、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8、在熱力學(xué)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?zé)嵩礈囟葹門1，低溫?zé)嵩礈囟葹門2，其效率η可以表示為？（）A.1-T2/T1B.1-T1/T2C.T2/(T1-T2)D.(T1-T2)/T19、對于熱力學(xué)第一定律，以下關(guān)于其表述以及在不同熱學(xué)過程中的應(yīng)用，哪一項是正確的？（）A.熱力學(xué)第一定律指出，熱量可以從低溫物體自發(fā)地傳遞到高溫物體，而不引起其他變化B.熱力學(xué)第一定律表明，一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功之和，在絕熱膨脹和等溫壓縮等過程中有著重要應(yīng)用C.熱力學(xué)第一定律只適用于理想氣體的熱學(xué)過程，對于實際氣體和液體則不適用D.熱力學(xué)第一定律無法解釋熱機效率不能達到100%的原因10、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11、在量子物理中，光子的能量與頻率有關(guān)。一個光子的頻率為ν，其能量為E。若光子的頻率變?yōu)?ν，能量會變?yōu)槎嗌?？（）A.2EB.E/2C.4ED.E/412、對于靜電場中的高斯定理，以下對于通過閉合曲面的電通量與曲面內(nèi)電荷代數(shù)和之間關(guān)系的理解，不正確的是（）A.高斯定理反映了靜電場是有源場B.電通量只與曲面內(nèi)的電荷有關(guān)，與曲面外的電荷無關(guān)C.無論曲面形狀如何，只要閉合曲面內(nèi)電荷代數(shù)和不變，電通量就不變D.高斯定理只適用于對稱性電場13、在電磁感應(yīng)的現(xiàn)象研究中，關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的內(nèi)涵及應(yīng)用，以下哪種描述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.法拉第電磁感應(yīng)定律指出，感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比，楞次定律則確定了感應(yīng)電流的方向，總是阻礙磁通量的變化B.法拉第電磁感應(yīng)定律只適用于閉合回路中的磁通量變化，楞次定律對于復(fù)雜的電磁感應(yīng)現(xiàn)象無法給出準(zhǔn)確的電流方向判斷C.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動勢的大小和方向只由法拉第電磁感應(yīng)定律決定，楞次定律沒有實際作用D.法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律都是經(jīng)驗定律，缺乏理論基礎(chǔ)和嚴格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)14、在研究牛頓運動定律時，一個質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到一個水平恒力F的作用，經(jīng)過時間t后，它的速度會發(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mFt15、在電磁學(xué)中，自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。一個電感為L的線圈，通過的電流為I。若電流在極短時間內(nèi)從I變?yōu)?，線圈兩端產(chǎn)生的自感電動勢的大小為多少？（）A.0B.LC.LID.無法確定16、在熱學(xué)中，熱傳遞的方式包括傳導(dǎo)、對流和輻射。一個高溫物體與低溫物體接觸，通過熱傳導(dǎo)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(dǎo)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17、關(guān)于熱力學(xué)第三定律，以下對于絕對零度不可達到以及熵的零點的規(guī)定的解釋，不正確的是（）A.無論采取何種手段，都無法使系統(tǒng)達到絕對零度B.熵的零點是在絕對零度時規(guī)定的C.絕對零度時，物質(zhì)的內(nèi)能為零D.熱力學(xué)第三定律對實際的熱過程沒有指導(dǎo)意義18、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程有著廣泛的應(yīng)用。一定質(zhì)量的理想氣體，初始狀態(tài)的壓強為P1、體積為V1、溫度為T1，經(jīng)過絕熱過程，體積變?yōu)?V1，此時氣體的壓強變?yōu)镻2。若該過程為等溫過程，氣體的壓強又會變?yōu)槎嗌?？（）A.P1/2B.2P1C.P1D.P1/419、在剛體定軸轉(zhuǎn)動中，轉(zhuǎn)動慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動慣性的物理量，以下哪種情況會使剛體的轉(zhuǎn)動慣量增大？（）A.質(zhì)量分布靠近轉(zhuǎn)軸B.質(zhì)量分布遠離轉(zhuǎn)軸C.轉(zhuǎn)軸位置改變D.剛體的角速度增大20、在剛體力學(xué)中，對于轉(zhuǎn)動動能和轉(zhuǎn)動慣量的計算，以及定軸轉(zhuǎn)動的動能定理和機械能守恒定律的應(yīng)用，以下說法不正確的是（）A.轉(zhuǎn)動動能等于轉(zhuǎn)動慣量與角速度平方的乘積的一半B.定軸轉(zhuǎn)動的動能定理適用于剛體的變速轉(zhuǎn)動C.只有保守力做功時，剛體定軸轉(zhuǎn)動的機械能守恒D.剛體的轉(zhuǎn)動慣量與轉(zhuǎn)動軸的位置無關(guān)21、對于熱學(xué)中的熱平衡定律，以下關(guān)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22、在相對論力學(xué)中，物體的質(zhì)量會隨著速度的增加而增大。當(dāng)一個物體的速度接近光速的一半時，其質(zhì)量相對于靜止質(zhì)量增大的比例大約是多少？（）A.10%B.15%C.20%D.25%23、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)點第一次到達波峰，那么t的值是多少？（）A.1/vB.3/vC.5/vD.7/v24、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)，與過程無關(guān)C.雖然熵增加原理適用于大多數(shù)熱力學(xué)過程，但在某些特殊情況下，系統(tǒng)的熵可能會減少D.熵增加原理只是一種理論假設(shè)，在實際的熱現(xiàn)象中無法得到驗證25、在光學(xué)的衍射現(xiàn)象中，當(dāng)單色光通過單縫時，在屏幕上形成的衍射條紋的特點是什么？（）A.中央條紋寬而亮，兩側(cè)條紋對稱分布且逐漸變暗變窄B.中央條紋窄而暗，兩側(cè)條紋對稱分布且逐漸變亮變寬C.條紋等寬等亮，均勻分布D.條紋無規(guī)律分布26、在靜電場中，高斯定理可以用來計算電場強度。對于一個帶有電荷量Q、半徑為R的均勻帶電球體，在球外距離球心為r（r>R）處的電場強度大小與距離r的關(guān)系是怎樣的？（）A.與r成正比B.與r的平方成正比C.與r成反比D.與r的平方成反比27、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。對于一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強不變的情況下，溫度升高時其體積會發(fā)生變化。以下關(guān)于體積變化的描述，哪一項是正確的？（）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28、關(guān)于波動的能量傳播，在一列機械波傳播的過程中，以下哪個物理量隨波的傳播而向前傳遞？（）A.波源的振動能量B.波源的振動頻率C.波源的振動速度D.波源的振動加速度29、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.I0/830、在電場的學(xué)習(xí)中，電場強度的概念至關(guān)重要。一個均勻帶電的圓環(huán)，圓心處的電場強度為E。若將圓環(huán)的半徑增大一倍，電荷分布不變，圓心處的電場強度會如何變化？（）A.電場強度不變B.電場強度增大一倍C.電場強度減小為原來的一半D.電場強度減小為原來的四分之一二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在量子場論中，自發(fā)對稱性破缺機制對于解釋基本粒子的質(zhì)量產(chǎn)生和弱相互作用具有重要意義，闡述自發(fā)對稱性破缺的概念、實現(xiàn)方式以及在粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中的具體應(yīng)用。2、（本題5分）在量子力學(xué)的框架下，分析薛定諤方程的物理意義、數(shù)學(xué)形式以及其在描述微觀粒子狀態(tài)和求解量子力學(xué)問題中的重要性和應(yīng)用方法。3、（本題5分）全面論述固體物理中的半導(dǎo)體物理，解釋半導(dǎo)體的導(dǎo)電機制、能帶結(jié)構(gòu)，以及半導(dǎo)體器件如二極管、晶體管的工作原理和應(yīng)用。4、（本題5分）電磁學(xué)中的電磁輻射的頻譜分布和輻射功率與輻射源的特性有關(guān)，探討不同類型輻射源（如偶極輻射、天線輻射）的頻譜特點和輻射功率計算方法，以及在無線電通信和電磁兼容性中的應(yīng)用。5、（本題5分）分析量子力學(xué)中的不確定性原理，論述其物理內(nèi)涵、數(shù)學(xué)表達式以及對微觀粒子測量和物理過程的限制，舉例說明其在原子物理和量子計算中的影響。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在電磁學(xué)中，法拉第電磁感應(yīng)定律不僅適用于導(dǎo)體回路，也適用于電感元件。請解釋電感元件中電磁感應(yīng)現(xiàn)象的特點，推導(dǎo)電感的電壓-電流關(guān)系式，并舉例說明電感在電路中的作用。2、（本題5分）在光學(xué)成像中，薄透鏡成像的規(guī)律是什么？已知物距、像距和焦距，如何判斷像的性質(zhì)（實像或虛像、正立或倒立、放大或縮?。?？3、（本題5分）請詳細闡述狹義相對論中的質(zhì)速關(guān)系，推導(dǎo)其數(shù)學(xué)表達式，解釋其物理意義，并舉例說明其在高速運動粒子質(zhì)量計算中的應(yīng)用。4、（本題5分）在光學(xué)中，解釋光的吸收、散射和反射現(xiàn)