學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖北師范大學

《力學》2021-2022學年第一學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、在熱力學定律的應用中，理想氣體經歷自由膨脹過程。此過程中，氣體的溫度會如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.可能升高也可能降低2、關于光學的薄膜干涉，一束光照射到薄膜上產生干涉條紋，以下哪種因素會影響條紋的間距？（）A.薄膜的厚度B.入射光的波長C.薄膜的折射率D.以上因素均會3、在電學實驗中，用伏安法測量一個未知電阻的阻值。若實驗中電流表采用內接法，電壓表內阻為Rv，電流表內阻為Ra，測量值為Rx'。以下關于測量值與真實值的關系，哪一項分析是不準確的？（）A.測量值大于真實值，因為電流表分壓B.真實值可以通過相關公式計算得出C.當Rv遠大于Rx且Ra較小時，測量誤差較小D.測量值與電源的電動勢無關4、在研究氣體分子運動時，麥克斯韋速率分布函數能夠描述氣體分子的速率分布情況。對于一定質量的理想氣體，溫度升高時，分子的最概然速率會如何變化？（）A.不變B.增大C.減小D.先增大后減小5、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的？（）A.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6、在研究帶電粒子在磁場中的運動時，一個電荷量為q、質量為m的帶電粒子以速度v垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，它將做什么運動？（）A.勻速直線運動B.勻加速直線運動C.勻速圓周運動D.平拋運動7、在量子物理中，氫原子的能級結構遵循特定的規律。對于氫原子從高能級向低能級躍遷時，會發射出光子。以下關于光子能量的計算，哪個公式是正確的？（）A.E=hνB.E=mc2C.E=1/2mv2D.E=mgh8、在光學的薄膜干涉中，增透膜和增反膜的原理是基于光的干涉。以下關于增透膜和增反膜的特點，不正確的是？（）A.增透膜的厚度是入射光在膜中波長的四分之一B.增反膜的厚度是入射光在膜中波長的二分之一C.對于特定波長的光，增透膜可以增加其透過率D.增透膜和增反膜的效果與入射光的角度無關9、在光學的反射定律中，入射角等于反射角。一束光線以入射角i照射到平面鏡上，反射光線與入射光線的夾角為120°，入射角i的大小是多少？（）A.30°B.60°C.90°D.120°10、在相對論中，一個物體的運動速度接近光速時，其長度會發生收縮。以下關于長度收縮效應的描述，哪一項是不正確的？（）A.收縮只發生在運動方向上B.收縮的程度與速度的平方成正比C.對于靜止的觀察者，物體的長度會變短D.長度收縮是一種視覺錯覺，實際上物體的長度不變11、在波動光學的領域，考慮一束相干光通過雙縫后在屏幕上形成的干涉條紋。若增大雙縫之間的距離，同時保持其他條件不變。以下關于干涉條紋間距的變化，哪一項分析是不正確的？（）（）A.條紋間距會變小，因為雙縫間距與條紋間距成反比B.可以通過雙縫干涉的公式來定量計算條紋間距的變化C.光的波長不變的情況下，雙縫間距增大必然導致條紋間距減小D.條紋間距的變化與光源的強度無關12、在研究牛頓運動定律時，一個質量為m的物體在光滑水平面上受到一個水平恒力F的作用，經過時間t后，它的速度會發生怎樣的變化？（）A.速度不變B.速度增加Ft/mC.速度增加F/mtD.速度增加mFt13、在光學領域，光的干涉和衍射現象是光的波動性的重要表現。對于楊氏雙縫干涉實驗，以下關于干涉條紋特點的描述，不正確的是？（）A.相鄰明條紋或暗條紋之間的間距相等B.條紋的間距與入射光的波長成正比C.條紋的亮度分布是均勻的，與位置無關D.當雙縫間距減小時，條紋間距增大14、在波動學的研究中，機械波的傳播具有一定的特性。一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，其波源的振動方程為y=Asin(ωt)，波速為v。在t時刻，x處質點的振動位移y與哪些因素有關？（）A.只與t有關B.只與x有關C.與t和x都有關D.與t和x都無關15、關于光的色散現象，一束白光通過三棱鏡后會被分解成不同顏色的光，以下哪種顏色的光偏折程度最大？（）A.紅光B.綠光C.藍光D.紫光16、在電磁學中，對于一個平行板電容器，若兩極板間的距離增大，同時保持極板上的電荷量不變。以下關于電容器的電容和兩極板間電壓的變化，哪一項說法是不正確的？（）A.電容減小，電壓增大B.電容與極板間距成反比，所以間距增大電容必然減小C.電荷量不變時，電容減小會導致電壓降低D.可以通過電容的定義式和決定式來分析電壓的變化17、在電磁學領域，法拉第電磁感應定律描述了感應電動勢與磁通量變化之間的關系。當一個閉合線圈在均勻磁場中以恒定速度轉動時，如果磁場的磁感應強度突然增大一倍，而線圈的轉動速度不變，那么感應電動勢會發生怎樣的變化？（）A.增大一倍B.增大兩倍C.增大四倍D.保持不變18、在研究簡諧振動時，一個質量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動，其振動方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數增大，而其他條件不變。以下關于振動周期的變化，哪一項判斷是不準確的？（）A.振動周期減小，因為周期與勁度系數的平方根成反比B.可以通過簡諧振動的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數增大必然導致周期縮短D.振動周期的變化與初始相位φ無關19、在波動光學中，光的偏振現象表明了光的橫波特性。以下關于光的偏振的應用，不準確的是？（）A.偏振片可以用于減少反射光的強度B.可以通過偏振現象判斷光是自然光還是偏振光C.偏振光在通信領域有廣泛的應用D.光的偏振現象對所有光學儀器的性能都沒有影響20、在熱學中，研究熱傳遞的方式包括熱傳導、熱對流和熱輻射。對于一個真空絕熱的容器，內部有兩個溫度不同的物體，它們之間主要通過哪種方式進行熱傳遞？（）A.熱傳導B.熱對流C.熱輻射D.以上都不是21、在量子物理的氫原子模型中，電子繞原子核做圓周運動。已知電子的軌道半徑為r，電荷量為-e，原子核電荷量為+Ze（Z為原子序數）。以下關于電子軌道能量的計算，哪一項是不正確的？（）A.軌道能量與電子的速度有關B.可以通過庫侖定律和圓周運動的規律計算C.軌道能量是量子化的D.軌道能量與原子核的質量無關22、在相對論中，當兩個觀察者相對運動時，對于同一事件的時間和空間測量會有所不同，這被稱為“相對性”，以下哪種情況能體現時間的相對性？（）A.運動的時鐘走得比靜止的時鐘快B.運動的時鐘走得比靜止的時鐘慢C.運動和靜止的時鐘走得一樣快D.時間的測量與運動狀態無關23、在剛體力學中，一剛體繞定軸轉動，其轉動慣量為I，角速度為ω。若對剛體施加一個恒定的合外力矩M，經過一段時間t。以下關于角速度的變化，哪一項表述是不準確的？（）A.角速度的增加量為Mt/IB.轉動慣量越大，角速度的增加越慢C.合外力矩越大，角速度的變化越快D.角速度的變化與剛體的初始角速度無關24、關于波動方程，對于一列沿x軸正方向傳播的簡諧波的波動方程的物理意義和求解方法，以下理解不準確的是（）A.波動方程描述了任意時刻波線上各質點的位移B.已知波速和初始條件可以確定波動方程C.波動方程中的相位表示質點振動的狀態D.波動方程只適用于機械波25、在剛體的轉動中，角動量守恒定律有著重要的應用。一個旋轉的飛輪，在不受外力矩作用時，其轉動慣量發生變化，角速度會怎樣相應地變化？（）A.角速度不變B.角速度增大C.角速度減小D.角速度與轉動慣量成反比變化二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）結合熱力學中的熱傳導定律，解釋其物理意義，推導熱傳導方程，分析熱傳導過程中的溫度分布和熱流密度，并舉例說明其在傳熱學中的應用。2、（本題5分）結合量子力學中的不確定性原理，解釋其物理內涵，推導位置和動量、能量和時間的不確定關系，并舉例說明其應用。3、（本題5分）對于一個做圓周運動的物體，已知其線速度、角速度、半徑和周期中的任意兩個量，如何求出其他物理量？并解釋這些物理量之間的關系。4、（本題5分）隨著天體物理學中的引力波探測，探討引力波的產生機制、探測原理和實驗進展，以及引力波天文學的發展前景。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一理想氣體進行等壓膨脹，體積從V1增大到V2，吸熱為Q。已知氣體的比熱容比為γ。計算氣體對外做功和內能的變化，并分析此過程的效率。2、（本題5分）一質量為m、半徑為R的均勻圓盤，繞通過其中心且與盤面垂直的固定軸以角速度ω轉動。現將一質量為m的小物體放在圓盤邊緣，求系統的角加速度和圓盤對軸的摩擦力矩。3、（本題5分）在一靜電場中，已知電勢分布為U=Ax^2+By^2（其中A、B為常數），求電場強度E。4、（本題5分）在一個折射率為n的玻璃磚中，一束光線從一個表面以入射角i入射，折射角為r。已知光線在空氣中的頻率為f，求光線在玻璃磚中的頻率、波長和速度，并計算全反射的臨界角。5、（本題5分）一理想氣體經歷如圖所示的循環過程，由狀態A經過程1到狀態B，再經過程2回到狀態A。已知各狀態的壓強、體積和溫度，計算循環過程中外界對氣體做的凈功，并