西安电力高等专科学校《物理思维方法》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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西安电力高等专科学校
《物理思维方法》2023-2024学年第一学期期末试卷

院(系)_______ 班级_______ 学号_______ 姓名_______

题号
一
二
三
四
总分
得分

一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）
1、对于自感现象，一个闭合回路中的电流发生变化时会产生自感电动势，以下哪种情况会使自感电动势增大？（ ）
A. 电流变化率增大
B. 线圈匝数减少
C. 线圈中的磁通量增大
D. 线圈的电阻增大

2、在热力学第一定律的应用中，对于绝热过程，以下关于其特点的描述，不正确的是？（ ）
A. 绝热过程中，系统与外界没有热量交换 B. 绝热膨胀时，系统内能减少，温度降低 C. 绝热压缩时，系统内能增加，温度升高 D. 绝热过程中，系统对外做功等于内能的减少量

3、在研究狭义相对论时，当一个物体以接近光速的速度运动时，以下哪个物理量会发生显著的变化？（ ）
A. 质量
B. 长度
C. 时间
D. 以上物理量都会

4、在波动学中，机械波的波速由介质的性质决定。对于在同一均匀介质中传播的横波和纵波，以下关于它们波速的比较，哪一项是正确的？（ ）
A. 横波波速大于纵波波速 B. 横波波速小于纵波波速 C. 横波波速等于纵波波速 D. 无法比较

5、对于热力学过程，一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，其吸收的热量、对外做功以及内能的变化之间有怎样的关系？（ ）
A. 吸收的热量等于对外做功与内能增加量之和
B. 吸收的热量等于对外做功
C. 吸收的热量等于内能增加量
D. 对外做功等于内能增加量

6、在光学实验中，用分光计测量三棱镜的顶角。若测量过程中存在偏心误差，以下关于对测量结果的影响及修正方法，哪一项描述是不准确的？（ ）
A. 偏心误差会导致测量结果偏大或偏小
B. 可以通过多次测量取平均值来减小偏心误差的影响
C. 了解分光计的结构和原理有助于分析偏心误差
D. 偏心误差无法通过任何方法修正

7、在研究静电平衡的导体时，导体内部的电场强度为零。如果在导体内部放入一个电荷，导体内部的电场强度会如何变化？（ ）
A. 仍为零 B. 不为零 C. 无法确定 D. 以上都不对

8、在静电场中，电场强度的环流恒等于零，这反映了静电场的什么性质？（ ）
A. 有源无旋
B. 有旋无源
C. 有源有旋
D. 无源无旋

9、在研究物体的运动时，我们常常需要考虑力的作用。一个质量为 m 的物体在光滑水平面上受到一个水平恒力 F 的作用，经过时间 t 后，物体的速度从 0 增加到 v 。若力的大小变为 2F ，其他条件不变，物体达到速度 v 所需的时间会如何变化？（ ）
A. 时间不变 B. 时间缩短为原来的一半 C. 时间缩短为原来的四分之一 D. 无法确定

10、在光学仪器中，显微镜和望远镜的原理和性能是重要的知识点。以下关于显微镜和望远镜的分辨本领，不正确的是？（ ）
A. 显微镜的分辨本领取决于物镜的数值孔径 B. 望远镜的分辨本领取决于物镜的口径 C. 增大显微镜的放大倍数可以提高分辨本领 D. 望远镜的分辨本领与目镜无关

11、在狭义相对论中，时间膨胀效应会导致高速运动的时钟走得比静止时钟慢。如果一个飞船以接近光速的速度飞行，地球上观测到飞船上的时间流逝与地球上的时间流逝相比如何？（ ）
A. 飞船上的时间流逝更慢 B. 飞船上的时间流逝更快 C. 两者时间流逝相同 D. 取决于飞船的飞行方向

12、在研究光的折射现象时，一束光线从空气斜射入水中。假设入射角为 45 度，水的折射率为 1.33。以下关于折射角的大小，哪一项描述是不准确的？（ ） （ ）
A. 折射角小于入射角，且小于 45 度 B. 折射角可以通过折射率和入射角，利用折射定律计算得出 C. 折射角一定大于 0 度且小于 45 度 D. 折射角的具体度数与光的波长无关

13、在狭义相对论中，同时的相对性是一个重要概念。在一个惯性系中同时发生的两个事件，在另一个相对运动的惯性系中是否一定同时发生？（ ）
A. 一定同时发生 B. 一定不同时发生 C. 可能同时发生，也可能不同时发生 D. 取决于两个惯性系的相对速度大小

14、在电磁感应现象中，感应电动势的大小与磁通量的变化率有关。一个匝数为 N 的线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，磁通量的变化率为 ΔΦ/Δt 。若线圈的匝数增加到 2N ，其他条件不变，感应电动势会如何变化？（ ）
A. 增大到原来的 2 倍 B. 增大到原来的 4 倍 C. 不变 D. 减小到原来的一半

15、在量子物理中，不确定性原理限制了我们同时精确测量粒子的某些物理量。以下关于不确定性原理的表述，不正确的是？（ ）
A. 不能同时精确测量粒子的位置和动量 B. 不能同时精确测量粒子的能量和时间 C. 不确定性原理是由于测量技术的限制导致的 D. 不确定性原理反映了微观粒子的波动性

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）阐述光的折射定律的内容及表达式，举例说明其在光学中的应用。

2、（本题5分）解释光电效应现象，说明光的强度、频率与光电子的最大初动能和光电流之间的关系，并探讨光电效应在现代科技中的应用。

3、（本题5分）阐述热力学中的克劳修斯不等式的内容及意义，分析克劳修斯不等式在热力学中的重要性。

三、论述题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）牛顿运动定律是经典力学的基础，详细论述其内容、适用范围以及在解决实际力学问题中的应用，并讨论其在高速和微观领域的局限性。

2、（本题5分）分析量子力学中的散射理论，论述散射截面的计算方法、物理意义，以及散射理论在原子分子碰撞和核物理中的应用和实验研究。

3、（本题5分）电动力学中的电磁波传播特性对于通信技术至关重要，分析电磁波的极化、色散等特性，论述其在无线电通信、雷达等领域的应用。

4、（本题5分）论述相对论中时间膨胀和长度收缩现象的概念及产生原因，探讨其对人类认识宇宙的重大影响。

5、（本题5分）分析狭义相对论中的长度收缩和时间膨胀效应，论述其产生的原因、数学推导以及在高速运动物体和天体物理现象中的观测和应用。

四、计算题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）一凸透镜和一凹透镜的焦距分别为 f1 和 f2，两透镜相距 d。计算组合透镜的焦距，并分析当 d 变化时焦距的变化情况。

2、（本题10分）一个单摆的摆长为 L，摆球质量为 m，最大摆角为 θ。已知重力加速度为 g，求单摆的振动周期和摆球在最低点的速度大小。

3、（本题10分）一质量为 m 的物体从高度 h 处自由下落，进入一个竖直放置的、劲度系数为 k 的轻质弹簧中，求物体在弹簧上的最大压缩量。

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