裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在量子物理中，氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)遵循特定的規(guī)律。對(duì)于氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)發(fā)射出光子。以下關(guān)于光子能量的計(jì)算，哪個(gè)公式是正確的？（）A.E=hνB.E=mc2C.E=1/2mv2D.E=mgh2、在量子物理的氫原子模型中，電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)。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(shù)）。以下關(guān)于電子軌道能量的計(jì)算，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.軌道能量與電子的速度有關(guān)B.可以通過庫侖定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律計(jì)算C.軌道能量是量子化的D.軌道能量與原子核的質(zhì)量無關(guān)3、在研究狹義相對(duì)論時(shí)，當(dāng)一個(gè)物體以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下哪個(gè)物理量會(huì)發(fā)生顯著的變化？（）A.質(zhì)量B.長度C.時(shí)間D.以上物理量都會(huì)4、在波動(dòng)光學(xué)的多縫衍射中，光柵衍射條紋的特點(diǎn)與單縫衍射和雙縫干涉都有關(guān)系。當(dāng)光柵的縫數(shù)增加時(shí)，主極大的寬度會(huì)如何變化？（）A.變寬B.變窄C.不變D.先變窄后變寬5、在研究簡諧振動(dòng)時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動(dòng)，其振動(dòng)方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關(guān)于振動(dòng)周期的變化，哪一項(xiàng)判斷是不準(zhǔn)確的？（）（）A.振動(dòng)周期減小，因?yàn)橹芷谂c勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過簡諧振動(dòng)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(shù)增大必然導(dǎo)致周期縮短D.振動(dòng)周期的變化與初始相位φ無關(guān)6、在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)需要分別分析。一個(gè)物體以初速度v0水平拋出，經(jīng)過時(shí)間t，水平位移為x，豎直位移為y。若初速度增大到2v0，其他條件不變，水平位移會(huì)如何變化？（）A.水平位移不變B.水平位移增大到原來的2倍C.水平位移增大到原來的4倍D.水平位移減小到原來的一半7、在剛體力學(xué)中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)特性的重要物理量。以下關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的決定因素，不準(zhǔn)確的是？（）A.與剛體的質(zhì)量分布有關(guān)B.與轉(zhuǎn)軸的位置有關(guān)C.質(zhì)量越大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量一定越大D.對(duì)于形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的剛體，可以通過公式計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量8、在相對(duì)論的框架下，一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的粒子的質(zhì)量會(huì)隨著其速度的增加而增大。當(dāng)速度接近光速時(shí)，以下關(guān)于粒子質(zhì)量的變化趨勢，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.質(zhì)量增加的幅度越來越大，趨向于無窮大B.可以通過相對(duì)論質(zhì)量公式來定量計(jì)算質(zhì)量的變化C.速度越接近光速，質(zhì)量增加越緩慢D.質(zhì)量的變化與粒子的靜止質(zhì)量和速度有關(guān)9、對(duì)于電容和電容器，以下關(guān)于平行板電容器的電容大小與極板面積、極板間距和介質(zhì)的關(guān)系，以及電容器的充電和放電過程的理解，不準(zhǔn)確的是（）A.電容與極板面積成正比，與極板間距成反比B.介質(zhì)的介電常數(shù)越大，電容越大C.電容器充電時(shí)電流逐漸減小，放電時(shí)電流逐漸增大D.電容器的電容大小與所加電壓無關(guān)10、對(duì)于原子物理學(xué)，氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)發(fā)射光子，若從n=3的能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)，發(fā)射的光子頻率是多少？（）A.由能級(jí)差決定B.固定不變C.與原子種類有關(guān)D.無法計(jì)算11、在波動(dòng)光學(xué)中，兩束相干光疊加產(chǎn)生干涉條紋，條紋間距與以下哪個(gè)因素有關(guān)？（）A.光的波長B.兩束光的強(qiáng)度差C.觀察屏到光源的距離D.以上因素均有關(guān)12、在近代物理中，關(guān)于電子的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，當(dāng)逐個(gè)發(fā)射電子時(shí)，以下關(guān)于屏上形成的干涉條紋的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.隨著發(fā)射電子數(shù)量的增加，逐漸呈現(xiàn)出干涉條紋B.單個(gè)電子也能與自身發(fā)生干涉C.干涉條紋的出現(xiàn)表明電子具有波動(dòng)性D.干涉條紋的位置和強(qiáng)度與電子的發(fā)射時(shí)間有關(guān)13、在熱力學(xué)中，理想氣體的絕熱過程是指沒有熱量交換的過程。在絕熱壓縮過程中，氣體的溫度會(huì)：（）A.升高B.降低C.不變D.無法確定14、在研究牛頓運(yùn)動(dòng)定律時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到一個(gè)水平恒力F的作用，經(jīng)過時(shí)間t后，它的速度會(huì)發(fā)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mFt15、在電磁學(xué)的電磁波部分，電磁波在真空中的傳播速度等于光速。對(duì)于一個(gè)頻率為f的電磁波，其波長λ與頻率f的關(guān)系是怎樣的？（）A.λ=c/fB.λ=f/cC.λ=cfD.λ=c2/f二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在靜電場中，電勢是一個(gè)描述電場能的性質(zhì)的物理量。請解釋電勢的定義和物理意義，說明電勢與電場強(qiáng)度的關(guān)系，并通過一個(gè)具體的電場分布計(jì)算某點(diǎn)的電勢。2、（本題5分）在相對(duì)論力學(xué)中，相對(duì)論動(dòng)能和相對(duì)論動(dòng)量的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)不同。請推導(dǎo)相對(duì)論動(dòng)能和相對(duì)論動(dòng)量的公式，解釋其與經(jīng)典表達(dá)式的差異，并舉例說明其在高速粒子運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用。3、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋焦耳-湯姆遜效應(yīng)的物理過程和實(shí)際應(yīng)用？三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）波動(dòng)光學(xué)中的衍射光柵在光譜分析和光通信中有廣泛應(yīng)用，分析衍射光柵的工作原理、特性參數(shù)以及在實(shí)際應(yīng)用中的設(shè)計(jì)和優(yōu)化考慮。2、（本題5分）幾何光學(xué)中的成像原理在光學(xué)儀器設(shè)計(jì)中起著基礎(chǔ)作用，論述凸透鏡、凹透鏡和球面鏡的成像規(guī)律、像差及其校正方法。3、（本題5分）從物理原理出發(fā)，探討熱輻射的基本定律，如普朗克定律、斯忒藩-玻爾茲曼定律和維恩位移定律，分析其推導(dǎo)過程、物理意義以及在熱輻射測量和應(yīng)用中的重要性。4、（本題5分）深入研究靜電場中的高斯定理在求解具有對(duì)稱性電場分布問題中的應(yīng)用，舉例說明并分析解題思路和方法。5、（本題5分）深入分析熱力學(xué)中的理想氣體的混合過程和吉布斯佯謬，闡述其物理概念、熱力學(xué)計(jì)算和對(duì)熵的理解。四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一絕熱氣缸，內(nèi)有一絕熱活塞將氣缸分為體積相等的兩部分。左部分有理想氣體，壓強(qiáng)為P1，溫度為T1；右部分為真空。迅速抽去活塞，氣體自由膨脹。計(jì)算氣體膨脹后的壓強(qiáng)和溫度，并分析此過程中熵的變化。2、（本題10分）一個(gè)邊長為a的正立方體，在其頂點(diǎn)處放置