北京工商大学嘉华学院《大学物理C》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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北京工商大学嘉华学院
《大学物理C》2023-2024学年第一学期期末试卷

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一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、在热力学第一定律的应用中，一定量的理想气体经历绝热过程。在此过程中，气体对外做功，其内能会发生怎样的变化？（ ）
A. 内能增加 B. 内能不变 C. 内能减小 D. 内能的变化取决于气体的种类

2、在电磁学的磁场对电流的作用中，安培力的大小与电流强度、导线长度、磁感应强度以及电流与磁场的夹角有关。当电流与磁场垂直时，一段长度为 L 的直导线通有电流 I ，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，所受安培力的大小是多少？（ ）
A. BIL B. BIL/2 C. BILsinθ D. BILcosθ

3、在量子物理中，泡利不相容原理指出在一个原子中，不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的量子态。那么在一个原子的同一轨道上，最多能容纳几个电子？（ ）
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

4、在经典力学的范畴中，关于牛顿运动定律的适用范围和局限性，以下哪种说法是较为准确的？（ ）
A. 牛顿运动定律适用于所有宏观和微观物体的运动，没有任何局限性
B. 牛顿运动定律只适用于宏观低速物体的运动，在高速和微观领域需要相对论和量子力学来修正
C. 牛顿运动定律对于高速运动的物体仍然适用，但对于微观粒子则完全不适用
D. 牛顿运动定律的适用范围和局限性难以确定，取决于具体的研究对象和问题

5、在热学中，一定质量的理想气体经历等压膨胀过程。已知气体的比热容为 Cp ，吸收的热量为 Q 。以下关于气体体积变化量与其他物理量的关系，哪一项推导是不正确的？（ ）
A. 利用热力学第一定律和等压过程的特点进行推导
B. 体积变化量与温度变化量成正比
C. 体积变化量与吸收的热量成正比
D. 体积变化量与比热容 Cp 无关

6、在热力学第二定律的表述中，克劳修斯表述和开尔文表述是等价的。克劳修斯表述指出，热量不能自发地从低温物体传到高温物体。那么，要实现热量从低温物体传到高温物体，必须满足什么条件？（ ）
A. 消耗外部能量 B. 改变物体的性质 C. 等待足够长的时间 D. 以上都不对

7、在电磁学的电磁波理论中，电磁波在真空中的传播速度是恒定的。不同频率的电磁波在真空中传播时，哪个物理量是相同的？（ ）
A. 波长 B. 波速 C. 频率 D. 能量

8、在热力学的研究中，一定质量的理想气体经历绝热膨胀过程。在此过程中，气体的内能、温度和压强都发生了变化。以下关于这些变化的描述，哪一项是不准确的？（ ） （ ）
A. 气体内能减小，因为绝热膨胀对外做功 B. 温度降低，因为内能减小 C. 压强减小，且与体积成反比 D. 气体对外做功的值等于内能的减少量

9、对于简谐振动，一个做简谐振动的物体，其位移随时间的变化规律为x = A sin(ωt + φ)，以下哪个物理量决定了振动的初相位？（ ）
A. A
B. ω
C. φ
D. t

10、在光学的偏振现象中，一束自然光通过偏振片后变成了偏振光。若偏振片的透振方向与光的振动方向夹角为 θ ，以下关于透过偏振片后的光强，哪一项计算是不正确的？（ ）
A. 光强与 cos²θ 成正比
B. 当 θ = 0 时，光强最大
C. 可以通过马吕斯定律计算光强
D. 光强与入射光的波长有关

11、在光学的偏振现象研究中，自然光通过偏振片后会变成偏振光。如果让两偏振片的偏振化方向夹角逐渐增大，透过两偏振片的光强会怎样变化？（ ）
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先增大后减小

12、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

13、在量子力学中，对于一个微观粒子的波函数，其归一化条件的物理意义是什么？（ ）
A. 保证波函数的连续性 B. 保证波函数的单值性 C. 表示粒子在空间出现的概率总和为 1 D. 表示粒子的能量守恒

14、在电磁感应现象中，一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。如果磁场的磁感应强度增大，而其他条件不变，线圈中产生的感应电动势会怎样变化？（ ）
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先增大后减小

15、在电磁学的电磁波部分，电磁波在真空中的传播速度等于光速。对于一个频率为 f 的电磁波，其波长 λ 与频率 f 的关系是怎样的？（ ）
A. λ = c/f B. λ = f/c C. λ = cf D. λ = c²/f

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）在研究热传递过程时，热传导、热对流和热辐射是三种主要方式。请分别阐述这三种热传递方式的物理机制和特点，并举例说明它们在实际中的应用？

2、（本题5分）在研究理想气体的状态变化过程中，等压、等温和绝热过程是常见的。请分别阐述这三种过程中气体的状态参量（如压强、温度、体积）的变化规律，并比较它们的特点。

3、（本题5分）在波动学中，解释弦线上横波的传播速度与弦线张力和线密度的关系？

4、（本题5分）在电磁学中，法拉第电磁感应定律不仅适用于导体回路，也适用于电感元件。请解释电感元件中电磁感应现象的特点，推导电感的电压 - 电流关系式，并举例说明电感在电路中的作用。

三、论述题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）详细探讨电磁感应现象的原理和规律，分析其在发电机、变压器等实际设备中的工作原理和能量转化过程。

2、（本题5分）全面论述热力学中的热力学温标和摄氏温标的关系，探讨其定义、转换公式和在热力学计算和温度测量中的应用。

3、（本题5分）分析电磁感应现象的原理及其在现代科技中的重要应用，如发电机、变压器等，阐述其工作机制。

4、（本题5分）分析流体力学中的非牛顿流体，论述非牛顿流体的特性、本构方程和常见类型，以及非牛顿流体在食品工业、生物医学和化工领域的应用。

5、（本题5分）详细研究波动光学中的光的衍射受限系统的分辨率计算和改进方法，探讨其物理原理、数学模型和在光学成像、光刻技术中的应用。

四、计算题（本大题共4个小题，共40分)
1、（本题10分）一个质量为 M 的斜面体静止在水平地面上，斜面上有一质量为 m 的物块沿斜面下滑，斜面与地面间的动摩擦因数为 μ1 ，物块与斜面间的动摩擦因数为 μ2 。已知斜面的倾角为 θ，求地面对斜面体的摩擦力大小和方向。

2、（本题10分）一无限长直导线通有电流 I₁ = 5A，旁边有一矩形回路，矩形的长为 a = 0.2m，宽为 b = 0.1m，矩形回路与直导线共面，且矩形的一边与直导线平行，距离为 d = 0.1m。计算矩形回路中的感应电动势。

3、（本题10分）一理想气体经历等压压缩过程，初态体积为 V₁，温度为 T₁，末态体积为 V₂，温度为 T₂，求气体对外做的功和内能变化量。

4、（本题10分）一根质量为 m、长度为 L 的均匀细棒，可绕通过其一端且与棒垂直的水平光滑固定轴 O 转动。一质量为 m0 的子弹以水平速度 v0 射入棒的另一端并嵌入其中。已知棒的转动惯量为 J = 1/3 mL²，求子弹嵌入后系统的角速度和转动动能。

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