山西同文职业技术学院《大学物理基础》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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山西同文职业技术学院《大学物理基础》
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

批阅人

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、在电磁学中，毕奥 - 萨伐尔定律用于计算电流产生的磁场。以下关于毕奥 - 萨伐尔定律的适用范围，不准确的是？（ ）
A. 适用于恒定电流产生的磁场 B. 适用于各种形状的载流导线 C. 对于运动电荷产生的磁场也适用 D. 只适用于无限长直导线产生的磁场

2、对于原子物理学，氢原子从高能级向低能级跃迁时会发射光子，若从n=3的能级跃迁到n=1的能级，发射的光子频率是多少？（ ）
A. 由能级差决定
B. 固定不变
C. 与原子种类有关
D. 无法计算

3、在热力学中，一定质量的理想气体经历等温过程，以下哪个物理量保持不变？（ ）
A. 压强
B. 体积
C. 内能
D. 温度

4、在光学的全反射现象中，当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于临界角，就会发生全反射。对于给定的两种介质，临界角的大小与哪些因素有关？（ ）
A. 只与光密介质的折射率有关 B. 只与光疏介质的折射率有关 C. 与两种介质的折射率都有关 D. 与光的频率有关

5、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

6、在近代物理中，卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型。在实验中，如果α粒子的入射速度增大一倍，而其他条件不变那么散射角大于 90 度的α粒子数会如何变化？（ ）
A. 增多 B. 减少 C. 不变 D. 无法确定

7、在波动光学中，光的衍射现象是常见的。当一束光通过一个狭缝时，会在屏幕上形成衍射条纹。如果狭缝宽度减小，衍射条纹的宽度会怎样变化？（ ）
A. 变宽 B. 变窄 C. 不变 D. 先变宽后变窄

8、在研究平抛运动时，水平方向和竖直方向的运动需要分别分析。一个物体以初速度 v0 水平抛出，经过时间 t ，水平位移为 x ，竖直位移为 y 。若初速度增大到 2v0 ，其他条件不变，水平位移会如何变化？（ ）
A. 水平位移不变 B. 水平位移增大到原来的 2 倍 C. 水平位移增大到原来的 4 倍 D. 水平位移减小到原来的一半

9、在相对论中，长度收缩效应指出运动物体的长度在运动方向上会变短。如果一个物体在相对观察者以 0.9c 的速度运动时，其在运动方向上的长度变为原来的多少倍？（ ）
A. 0.1 B. 0.44 C. 0.9 D. 0.5

10、在近代物理学的发展中，黑体辐射现象引发了重要的理论突破。对于一个黑体，其单位面积在单位时间内辐射出的能量与波长和温度有关。在一定温度下，随着波长的增加，辐射能量会如何变化？（ ）
A. 一直增加 B. 先增加后减小 C. 一直减小 D. 先减小后增加

11、在波动光学的领域，考虑一束相干光通过双缝后在屏幕上形成的干涉条纹。若增大双缝之间的距离，同时保持其他条件不变。以下关于干涉条纹间距的变化，哪一项分析是不正确的？（ ） （ ）
A. 条纹间距会变小，因为双缝间距与条纹间距成反比 B. 可以通过双缝干涉的公式来定量计算条纹间距的变化 C. 光的波长不变的情况下，双缝间距增大必然导致条纹间距减小 D. 条纹间距的变化与光源的强度无关

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、在量子力学的范畴内，对于一个处于定态的微观粒子，其波函数满足一定的方程。若已知粒子的势能函数为 U(x) ，且在某一区域内 U(x) = 0 ，那么在此区域内粒子的波函数满足怎样的方程？（ ）
A. 波动方程 B. 薛定谔方程 C. 拉普拉斯方程 D. 泊松方程

14、在电磁学的知识体系中，法拉第电磁感应定律揭示了电磁现象的本质。一个闭合回路中的磁通量发生变化时，会产生感应电动势。如果磁通量在极短时间内从 Φ1 变化到 Φ2 ，以下哪个表达式能正确计算感应电动势的大小？（ ）
A. E = (Φ2 - Φ1) B. E = (Φ2 Φ1) / t C. E = - (Φ2 - Φ1) D. E = - (Φ2 - Φ1) / t

15、在相对论中，对于一个高速运动的物体，其质量会随着速度的增加而增大。当速度接近光速时，质量的增加趋势是怎样的？（ ）
A. 质量增加得越来越慢 B. 质量增加得越来越快 C. 质量保持不变 D. 质量先增加得快，后增加得慢

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）说明电场线的特点及性质，分析电场线在电场描述中的作用。

2、（本题5分）在量子物理中，解释量子点的物理特性和应用？

3、（本题5分）在热力学中的热平衡定律中，论述其内容和物理意义，分析热平衡的条件和判断方法，以及在温度测量中的应用。

三、论述题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）全面论述电磁学中的法拉第电磁感应定律，解释其物理意义、数学表达式以及在电磁感应现象中的应用和实际例子。

2、（本题5分）论述热力学系统中的相平衡和相变，解释相图的物理意义、相变的热力学条件，以及相平衡和相变在材料科学和化学工程中的应用和研究方法。

3、（本题5分）探讨流体力学中的可压缩流动和激波，论述可压缩流动的基本方程、激波的形成和特性，以及可压缩流动和激波在航空航天和高速流动中的应用。

4、（本题5分）全面论述热力学中的卡诺循环，分析其效率计算、理想性和在热机、制冷机等实际热工设备中的应用。

5、（本题5分）探讨光的偏振现象，包括偏振光的产生、类型和检测方法，论述光的偏振在通信、光学材料研究和生物医学中的应用和重要性。

四、计算题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）一束光强为 I0 的自然光，依次通过三个偏振片，第一个偏振片的偏振化方向与入射光的夹角为 30°，第二个偏振片与第一个偏振片的夹角为 45°，第三个偏振片与第二个偏振片的夹角为 60°。求通过第三个偏振片后的光强。

2、（本题10分）一弹簧振子，弹簧的劲度系数为 k，振子质量为 m，在光滑水平面上做简谐振动。已知振幅为 A，求振动系统的总机械能。

3、（本题10分）一长直导线中通有稳恒电流 I，在其周围空间有一运动电荷 q，速度为 v，求电荷所受的洛伦兹力。

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