大物期末考試試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題1.一質(zhì)點(diǎn)在力\(F=5m(5-2t)\)（\(SI\)）的作用下，\(t=0\)時(shí)從靜止開(kāi)始作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，式中\(zhòng)(m\)為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，\(t\)為時(shí)間，則當(dāng)\(t=5s\)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速率為（）A.\(0\)B.\(25m/s\)C.\(50m/s\)D.\(-50m/s\)答案：A2.質(zhì)量為\(m\)的質(zhì)點(diǎn)，以不變速率\(v\)沿圖中所示等邊三角形\(ABC\)的水平光滑軌道運(yùn)動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)越過(guò)\(A\)角時(shí)，軌道作用于質(zhì)點(diǎn)的沖量的大小為（）A.\(mv\)B.\(2mv\)C.\(\sqrt{3}mv\)D.\(mv\sqrt{2}\)答案：A3.一輕繩跨過(guò)一具有水平光滑軸、質(zhì)量為\(M\)的定滑輪，繩的兩端分別懸有質(zhì)量為\(m_1\)和\(m_2\)的物體（\(m_1\ltm_2\)），如圖所示。繩與輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)。若某時(shí)刻滑輪沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，則繩中的張力（）A.處處相等B.左邊大于右邊C.右邊大于左邊D.無(wú)法判斷答案：C4.有兩個(gè)力作用在一個(gè)有固定轉(zhuǎn)軸的剛體上：（1）這兩個(gè)力都平行于軸作用時(shí)，它們對(duì)軸的合力矩一定是零；（2）這兩個(gè)力都垂直于軸作用時(shí)，它們對(duì)軸的合力矩可能是零；（3）當(dāng)這兩個(gè)力的合力為零時(shí)，它們對(duì)軸的合力矩也一定是零；（4）當(dāng)這兩個(gè)力對(duì)軸的合力矩為零時(shí)，它們的合力也一定是零。對(duì)上述說(shuō)法，下述判斷正確的是（）A.只有（1）是正確的B.（1）、（2）正確，（3）、（4）錯(cuò)誤C.（1）、（2）、（3）都正確，（4）錯(cuò)誤D.（1）、（2）、（3）、（4）都正確答案：B5.一質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，周期為\(T\)。當(dāng)它由平衡位置向\(x\)軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，從二分之一最大位移處到最大位移處這段路程所需要的時(shí)間為（）A.\(T/12\)B.\(T/8\)C.\(T/6\)D.\(T/4\)答案：C6.一橫波沿繩子傳播時(shí)的波動(dòng)方程為\(y=0.05\cos(4\pix-10\pit)\)（\(SI\)），則下面關(guān)于其波長(zhǎng)、波速的敘述，正確的是（）A.波長(zhǎng)為\(0.5m\)，波速為\(2.5m/s\)B.波長(zhǎng)為\(0.5m\)，波速為\(5m/s\)C.波長(zhǎng)為\(2m\)，波速為\(2.5m/s\)D.波長(zhǎng)為\(2m\)，波速為\(5m/s\)答案：A7.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，為使屏上的干涉條紋間距變大，可以采取的辦法是（）A.使屏靠近雙縫B.使兩縫的間距變小C.把兩個(gè)縫的寬度稍微調(diào)窄D.改用波長(zhǎng)較小的單色光源答案：B8.一束自然光以布儒斯特角由空氣入射到一玻璃表面上，下列說(shuō)法正確的是（）A.反射光是自然光，折射光是部分偏振光B.反射光是部分偏振光，折射光是完全偏振光C.反射光是完全偏振光，折射光是部分偏振光D.反射光和折射光都是完全偏振光答案：C9.根據(jù)量子力學(xué)理論，氫原子中電子的角動(dòng)量在外磁場(chǎng)方向上的投影\(L_z=m_l\hbar\)，當(dāng)角量子數(shù)\(l=2\)時(shí)，\(L_z\)的可能取值為（）A.\(2\)個(gè)B.\(3\)個(gè)C.\(4\)個(gè)D.\(5\)個(gè)答案：D10.關(guān)于狹義相對(duì)論，以下說(shuō)法正確的是（）A.時(shí)間和空間是絕對(duì)的B.同時(shí)性是絕對(duì)的C.物體的質(zhì)量是不變的D.真空中的光速在不同慣性系中都是相同的答案：D二、多項(xiàng)選擇題1.下列說(shuō)法正確的是（）A.質(zhì)點(diǎn)系的總動(dòng)量為零，則總角動(dòng)量一定為零B.質(zhì)點(diǎn)系的總動(dòng)量不為零，則總角動(dòng)量一定不為零C.質(zhì)點(diǎn)系的總角動(dòng)量為零，總動(dòng)量不一定為零D.質(zhì)點(diǎn)系的總角動(dòng)量不為零，總動(dòng)量不一定不為零答案：CD2.關(guān)于剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以下說(shuō)法正確的是（）A.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的量度B.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與剛體的質(zhì)量分布有關(guān)C.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與轉(zhuǎn)軸的位置有關(guān)D.形狀相同、質(zhì)量相等的剛體，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量一定相等答案：ABC3.一彈簧振子作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.位移為正，加速度一定為負(fù)B.位移為正，速度一定為正C.速度為正，加速度一定為負(fù)D.速度為負(fù)，加速度可能為正答案：AD4.關(guān)于機(jī)械波，下列說(shuō)法正確的是（）A.波動(dòng)過(guò)程是質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)的移動(dòng)過(guò)程B.波動(dòng)過(guò)程是振動(dòng)狀態(tài)的傳播過(guò)程C.波動(dòng)過(guò)程中，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率相同D.波動(dòng)過(guò)程中，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相位相同答案：BC5.在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若作如下一些情況的變動(dòng)時(shí)，屏幕上的干涉條紋將如何變化（）A.將鈉黃光換成波長(zhǎng)為\(632.8nm\)的氦氖激光，條紋間距變大B.將整個(gè)裝置浸入水中，條紋間距變小C.將雙縫間距\(d\)增大，條紋間距變小D.將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)，條紋間距變大答案：ABCD6.關(guān)于光的偏振，下列說(shuō)法正確的是（）A.自然光通過(guò)偏振片后成為偏振光B.偏振光可以通過(guò)偏振片，且當(dāng)偏振光的振動(dòng)方向與偏振片的偏振化方向平行時(shí)，透過(guò)的光強(qiáng)最大C.部分偏振光可以看作是自然光和完全偏振光的混合D.反射光和折射光都是偏振光答案：ABC7.下列哪些現(xiàn)象能說(shuō)明光具有波動(dòng)性（）A.光的干涉B.光的衍射C.光的偏振D.光電效應(yīng)答案：ABC8.根據(jù)量子力學(xué)理論，下列說(shuō)法正確的是（）A.微觀粒子的狀態(tài)用波函數(shù)來(lái)描述B.波函數(shù)必須滿(mǎn)足單值、有限、連續(xù)的條件C.粒子在空間某點(diǎn)出現(xiàn)的概率密度與波函數(shù)的模的平方成正比D.不確定關(guān)系表明微觀粒子的位置和動(dòng)量不能同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量答案：ABCD9.關(guān)于狹義相對(duì)論的時(shí)空觀，下列說(shuō)法正確的是（）A.時(shí)間和空間是相互聯(lián)系的B.時(shí)間間隔和空間距離在不同慣性系中是不同的C.物體的長(zhǎng)度在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)縮短D.運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢答案：ABCD10.下列哪些物理量在狹義相對(duì)論中是不變量（）A.真空中的光速B.事件的間隔C.物體的靜止質(zhì)量D.質(zhì)點(diǎn)的固有壽命答案：ABCD三、判斷題1.質(zhì)點(diǎn)系的內(nèi)力可以改變質(zhì)點(diǎn)系的總動(dòng)量。（×）2.剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)越難改變。（√）3.簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體，其加速度的大小與位移成正比，方向與位移方向相反。（√）4.機(jī)械波傳播的是振動(dòng)的形式和能量，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移。（√）5.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若將雙縫中的一條縫遮住，則屏上出現(xiàn)的是單縫衍射條紋。（×）6.自然光和偏振光都可以產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象。（√）7.光子具有能量和動(dòng)量，也具有質(zhì)量。（√）8.量子力學(xué)中，微觀粒子的狀態(tài)可以用確定的坐標(biāo)和動(dòng)量來(lái)描述。（×）9.狹義相對(duì)論中，物體的質(zhì)量隨速度的增大而增大。（√）10.同時(shí)性的相對(duì)性是狹義相對(duì)論時(shí)空觀的一個(gè)重要結(jié)論。（√）四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律。質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理：質(zhì)點(diǎn)系所受合外力的沖量等于質(zhì)點(diǎn)系總動(dòng)量的增量。即\(I=p-p_0\)，其中\(zhòng)(I\)是合外力的沖量，\(p\)和\(p_0\)分別是末態(tài)和初態(tài)的總動(dòng)量。動(dòng)量守恒定律：如果質(zhì)點(diǎn)系所受合外力為零，則質(zhì)點(diǎn)系的總動(dòng)量保持不變。即當(dāng)\(F_{合}=0\)時(shí)，\(p=p_0\)，系統(tǒng)總動(dòng)量的大小和方向都不改變。2.簡(jiǎn)述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的三個(gè)特征量及其物理意義。簡(jiǎn)諧振動(dòng)的三個(gè)特征量為振幅\(A\)、周期\(T\)（或頻率\(f\)）、相位\(\varphi\)。振幅\(A\)表示振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離，反映了振動(dòng)的強(qiáng)弱。周期\(T\)是物體完成一次全振動(dòng)所需的時(shí)間，頻率\(f=1/T\)，它們反映了振動(dòng)的快慢。相位\(\varphi\)決定了振動(dòng)物體在任意時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不同相位對(duì)應(yīng)不同的位移、速度和加速度。3.簡(jiǎn)述光的干涉和衍射的區(qū)別與聯(lián)系。聯(lián)系：都是光波動(dòng)性的表現(xiàn)，都有明暗相間的條紋出現(xiàn)。區(qū)別：干涉是兩列或多列相干光疊加形成的，條紋相對(duì)比較規(guī)則，條紋間距一般均勻；衍射是光繞過(guò)障礙物或小孔等發(fā)生的現(xiàn)象，條紋分布相對(duì)復(fù)雜，中央亮紋較寬，兩側(cè)條紋逐漸變窄變?nèi)?，條紋間距不均勻。干涉強(qiáng)調(diào)的是不同光束的疊加，衍射強(qiáng)調(diào)的是光偏離直線(xiàn)傳播。4.簡(jiǎn)述狹義相對(duì)論的兩條基本假設(shè)。狹義相對(duì)論的兩條基本假設(shè)為：一是相對(duì)性原理，即物理規(guī)律在所有慣性系中都具有相同的形式，所有慣性系都是等價(jià)的，不存在特殊的慣性系。二是光速不變?cè)?，真空中的光速在所有慣性系中都是相同的，與光源和觀察者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，都為\(c\)。這兩條假設(shè)是狹義相對(duì)論的基礎(chǔ)，由此推導(dǎo)出了一系列重要的結(jié)論。五、討論題1.討論在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，力矩和角加速度的關(guān)系以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的作用。在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)定律，合外力矩\(M\)等于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量\(I\)與角加速度\(\alpha\)的乘積，即\(M=I\alpha\)。力矩是使剛體轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因，它類(lèi)似于直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的力。當(dāng)有合外力矩作用于剛體時(shí)，剛體就會(huì)獲得角加速度，從而改變其轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量\(I\)是剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的量度。它與剛體的質(zhì)量分布以及轉(zhuǎn)軸位置有關(guān)。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，剛體轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)越難改變，就如同質(zhì)量越大的物體在直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中越難改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一樣。例如，同樣大小的力矩作用下，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的剛體獲得的角加速度小，轉(zhuǎn)動(dòng)變化慢；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的剛體獲得的角加速度大，轉(zhuǎn)動(dòng)變化快。2.結(jié)合生活實(shí)際，討論機(jī)械波的傳播特性以及在生活中的應(yīng)用。機(jī)械波的傳播特性包括：機(jī)械波傳播需要介質(zhì)，傳播的是振動(dòng)形式和能量，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，只是在各自平衡位置附近振動(dòng)；波具有反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象。在生活中，機(jī)械波有很多應(yīng)用。比如聲音是一種機(jī)械波，我們通過(guò)聲音進(jìn)行交流，醫(yī)生利用超聲波（也是機(jī)械波）進(jìn)行超聲檢查，利用了超聲波的反射特性來(lái)成像，檢測(cè)人體內(nèi)部器官的情況；地震波也是機(jī)械波，通過(guò)對(duì)地震波的監(jiān)測(cè)和分析，可以了解地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和預(yù)測(cè)地震等；在建筑聲學(xué)中，要考慮聲音的反射和吸收等特性，來(lái)設(shè)計(jì)合適的室內(nèi)聲學(xué)環(huán)境，以保證良好的音質(zhì)效果，這些都體現(xiàn)了機(jī)械波傳播特性在生活中的應(yīng)用。3.討論光的波動(dòng)性和粒子性的表現(xiàn)以及它們之間的關(guān)系。光的波動(dòng)性表現(xiàn)為光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象。干涉是兩列或多列相干光疊加產(chǎn)生明暗相間條紋的現(xiàn)象；衍射是光繞過(guò)障礙物或小孔形成的條紋分布；偏振則說(shuō)明光的振動(dòng)具有特定方向，這些都充分展示了光的波動(dòng)特性。光的粒子性表現(xiàn)為光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)。在光電效應(yīng)中，光照射金屬表面，光子能量被電子吸收從而使電子逸出金屬表面；康普頓效應(yīng)中，光子與電子碰撞時(shí)遵循能量和動(dòng)量守恒，體現(xiàn)了光的粒子特性。光的波動(dòng)性和粒子性并不是相互獨(dú)立的，而是光在不同條件下的不同表現(xiàn)，它們是統(tǒng)一的。這種波粒二象性是微觀世界的基本特性，在不同的實(shí)驗(yàn)中，光會(huì)主要表現(xiàn)出波動(dòng)性或粒子性，但實(shí)際上光同時(shí)具備這兩種屬性，只是在某些情況下一種屬性表現(xiàn)更為明顯。4.討論狹義相對(duì)論對(duì)經(jīng)典力學(xué)的變革以及其重要意義。狹義相對(duì)論對(duì)經(jīng)典力學(xué)的變革主要體現(xiàn)在：時(shí)間和空間觀念的變革，經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為時(shí)間和空間是絕對(duì)的、相互獨(dú)立的，而狹義相對(duì)論指出時(shí)間和空間是相互聯(lián)系的，并且與物體的運(yùn)動(dòng)