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《大學物理》2019-2020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15個小題，每小題1分，共15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、在磁場對電流的作用中，對于安培力的大小、方向的判斷以及磁力矩的計算，以下說法錯誤的是（）A.安培力的大小與電流大小、導線長度和磁感應強度有關B.安培力的方向用左手定則判斷C.當載流導線與磁場方向平行時，安培力最大D.磁力矩等于安培力與力臂的乘積2、在光學的薄膜干涉現象中，一束光在薄膜上下表面反射后發生干涉。若薄膜的厚度為d，折射率為n，入射光波長為λ。以下關于干涉條紋的條件，哪一項推導是不正確的？（）A.可以通過光程差的計算得出干涉條紋的條件B.光程差等于波長的整數倍時出現亮條紋C.薄膜厚度的變化會導致干涉條紋的移動D.干涉條紋的條件與光源的強度有關3、關于熱力學過程中的絕熱過程和等溫過程，以下對于絕熱壓縮和等溫壓縮過程中壓強變化、內能變化和做功情況的分析，不正確的是（）A.絕熱壓縮過程壓強增加較快B.等溫壓縮過程內能不變C.絕熱壓縮過程外界對系統做功全部轉化為內能D.絕熱壓縮和等溫壓縮過程外界做功相同4、在光學的成像問題中，凸透鏡成像具有多種情況。當物體位于凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間時，所成的像是怎樣的？（）A.倒立、放大的實像B.倒立、縮小的實像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像5、在熱力學第二定律的探討中，關于熵增加原理及其在熱現象中的體現，以下哪種表述是正確的？（）A.熵增加原理指出，在任何自發的熱力學過程中，系統的熵總是增加的，這意味著熱量總是從高溫物體自發地流向低溫物體B.熵增加原理表明，封閉系統的熵不可能減少，熵的變化只與系統的初末狀態有關，與過程無關C.雖然熵增加原理適用于大多數熱力學過程，但在某些特殊情況下，系統的熵可能會減少D.熵增加原理只是一種理論假設，在實際的熱現象中無法得到驗證6、在波動學中，駐波是由兩列振幅、頻率和傳播方向相同，但相位相反的波疊加形成的。對于一根兩端固定的弦上產生的駐波，其波長與弦長之間存在怎樣的關系？（）A.波長等于弦長的整數倍B.波長等于弦長的半整數倍C.波長與弦長無關D.波長是弦長的兩倍7、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8、在近代物理學的發展中，黑體輻射現象引發了重要的理論突破。對于一個黑體，其單位面積在單位時間內輻射出的能量與波長和溫度有關。在一定溫度下，隨著波長的增加，輻射能量會如何變化？（）A.一直增加B.先增加后減小C.一直減小D.先減小后增加9、在靜電場的高斯定理中，對于一個帶有均勻電荷分布的球體，若已知球體的電荷量和半徑，以下關于通過球面的電通量，哪一項分析是不準確的？（）A.電通量與球體的電荷量成正比B.電通量與球面的半徑無關C.可以通過高斯定理計算電通量D.電通量的大小與電場的分布有關10、在研究靜電平衡的導體時，導體內部的電場強度為零。如果在導體內部放入一個電荷，導體內部的電場強度會如何變化？（）A.仍為零B.不為零C.無法確定D.以上都不對11、在光學的衍射現象中，當單色光通過單縫時，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，兩側條紋對稱分布且逐漸變暗變窄B.中央條紋窄而暗，兩側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.條紋無規律分布12、在光學成像中，薄透鏡成像公式描述了物距、像距和焦距之間的關系。以下關于薄透鏡成像的特點，不準確的是？（）A.當物距大于兩倍焦距時，成倒立縮小的實像B.當物距等于焦距時，不能成像C.像的大小和正倒只與物距有關，與焦距無關D.薄透鏡可以成實像也可以成虛像13、在熱力學的領域，理想氣體的狀態方程具有重要的意義。對于一定質量的理想氣體，在壓強不變的情況下，溫度升高時其體積會發生變化。以下關于體積變化的描述，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14、在靜電場中，電勢能的變化與電場力做功有關。一個帶正電的粒子在電場中運動，電場力做正功，粒子的電勢能會如何變化？（）A.電勢能增大B.電勢能減小C.電勢能不變D.先增大后減小15、對于固體物理的知識，以下關于晶體結構和晶格振動的特點，哪一項是正確的？（）A.晶體具有規則的周期性結構，晶格振動對晶體的熱學性質沒有影響B.晶體中的原子或分子在空間呈無序排列，晶格振動的頻率與晶體的彈性常數無關C.晶體結構的類型眾多，晶格振動會導致晶體產生熱膨脹和熱傳導等現象D.晶格振動只在高溫下對晶體的性質有作用，在低溫時可以忽略不計二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）分析安培力的計算公式及方向判斷方法，探討安培力在電磁學中的作用。2、（本題5分）在研究萬有引力定律時，說明兩個物體之間的萬有引力大小與它們的質量、距離之間的關系。并探討在地球上和太空中，萬有引力的表現有何不同？3、（本題5分）分析電勢的概念及與電場強度的關系，說明電勢在電場中的重要意義。4、（本題5分）在光學的折射定律中，折射率是一個關鍵的物理量。請解釋折射率的物理意義，并討論其與光在不同介質中傳播速度的關系？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細探討光的散射現象，分析其物理機制、分類和在大氣光學、材料科學等領域的應用。2、（本題5分）電磁感應現象是電磁學中的重要內容，探討其發現過程、規律和產生條件，論述電磁感應在發電機、變壓器等設備中的應用和原理。3、（本題5分）在近代物理學中，黑體輻射問題引出了量子概念，詳細論述黑體輻射的實驗規律、經典物理學的解釋困境以及普朗克的量子假設及其意義。4、（本題5分）狹義相對論中的質能方程E=mc2具有深遠的影響，論述其推導過程、物理意義以及在核能開發、粒子物理學等領域的重要應用。5、（本題5分）電動力學中的電磁波在介質中的傳播特性與介質的電磁參數有關，分析電磁波在不同介質（如電介質、磁介質）中的傳播規律、折射和反射現象，以及在光學材料和電磁屏蔽中的應用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一理想變壓器的原線圈匝數為n1，副線圈匝數為n2，原線圈兩端的電壓為U1，電流為I1，副線圈接有一個電阻為R的負載。求副線圈兩端的電壓U2、電流I2以及變壓器的輸入功率和輸出功率。2、（本題10分）一個橫截面積為A的絕熱氣缸，內有一個可自由移動的絕熱活塞，將氣缸分成體積相等的兩部分。每部分都裝有壓強為p、溫度為T的理想氣體。現緩慢推動活塞，使其中一部分氣體的體積壓縮為原來的1/2。求壓縮后兩部分氣體的壓強、溫度和內能變化。3、（本題10分）在一個折射率為n的三棱鏡中，有一束光線從一個側面入