物理考博試題及答案

一、單項選擇題（每題2分，共10題）1.一個質點做簡諧振動，其振動方程為\(x=A\cos(\omegat+\varphi)\)，其中\(zhòng)(A\)為振幅，\(\omega\)為角頻率，\(\varphi\)為初相位。當\(t=0\)時，\(x=A/2\)且向\(x\)軸正方向運動，則\(\varphi\)等于（）A.\(\pi/3\)B.\(-\pi/3\)C.\(\pi/6\)D.\(-\pi/6\)答案：A2.一束自然光以布儒斯特角\(i_{0}\)入射到兩種介質的分界面上，則（）A.反射光為完全偏振光，折射光為部分偏振光B.反射光為部分偏振光，折射光為完全偏振光C.反射光和折射光都是完全偏振光D.反射光和折射光都是部分偏振光答案：A3.根據(jù)相對論力學，一個靜止質量為\(m_{0}\)的粒子，以速度\(v=0.6c\)（\(c\)為真空中光速）運動時，其動量\(p\)等于（）A.\(\frac{3}{4}m_{0}c\)B.\(\frac{4}{3}m_{0}c\)C.\(\frac{5}{4}m_{0}c\)D.\(\frac{4}{5}m_{0}c\)答案：A4.一無限長直導線通有電流\(I\)，在離導線距離為\(r\)處的磁感應強度\(B\)的大小為（）A.\(\frac{\mu_{0}I}{2\pir}\)B.\(\frac{\mu_{0}I}{4\pir}\)C.\(\frac{\mu_{0}I}{\pir}\)D.\(\frac{2\mu_{0}I}{\pir}\)答案：A5.對于理想氣體，在等壓過程中，系統(tǒng)對外做功\(W\)、內能增量\(\DeltaU\)和吸收的熱量\(Q\)之間的關系為（）A.\(Q=\DeltaU-W\)B.\(Q=\DeltaU+W\)C.\(\DeltaU=Q-W\)D.\(\DeltaU=Q+W\)答案：B6.一卡諾熱機，高溫熱源溫度為\(T_{1}\)，低溫熱源溫度為\(T_{2}\)，其效率\(\eta\)等于（）A.\(1-\frac{T_{2}}{T_{1}}\)B.\(\frac{T_{2}}{T_{1}}\)C.\(1+\frac{T_{2}}{T_{1}}\)D.\(\frac{T_{1}}{T_{2}}\)答案：A7.一個質量為\(m\)的物體在彈性力\(F=-kx\)（\(k\)為彈簧勁度系數(shù)，\(x\)為位移）作用下做簡諧振動，其振動周期\(T\)為（）A.\(2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}\)B.\(\pi\sqrt{\frac{m}{k}}\)C.\(2\pi\sqrt{\frac{k}{m}}\)D.\(\pi\sqrt{\frac{k}{m}}\)答案：A8.在靜電場中，電場強度\(E\)沿任意閉合路徑的線積分\(\oint_{L}E\cdotdl\)等于（）A.該閉合路徑所包圍的電荷代數(shù)和除以\(\varepsilon_{0}\)B.0C.該閉合路徑的電勢差D.不確定答案：B9.已知某金屬的逸出功為\(A\)，用頻率為\(\nu\)的光照射該金屬表面，能產(chǎn)生光電效應，則光電子的最大初動能\(E_{k}\)為（）A.\(h\nu-A\)B.\(h\nu+A\)C.\(A-h\nu\)D.\(\frac{1}{2}h\nu-A\)答案：A10.一個半徑為\(R\)的均勻帶電球體，總電荷量為\(Q\)，其球心處的電場強度\(E\)的大小為（）A.\(\frac{Q}{4\pi\varepsilon_{0}R^{2}}\)B.\(\frac{Q}{2\pi\varepsilon_{0}R^{2}}\)C.0D.\(\frac{3Q}{4\pi\varepsilon_{0}R^{2}}\)答案：C二、多項選擇題（每題2分，共10題）1.以下哪些物理量是矢量（）A.速度B.位移C.功D.電場強度E.電勢答案：ABD2.對于黑體輻射，下列說法正確的是（）A.黑體輻射的能量按波長的分布只與黑體的溫度有關B.隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向長波方向移動C.隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向短波方向移動D.普朗克提出了能量子假說成功解釋了黑體輻射現(xiàn)象E.維恩公式在長波部分與實驗結果符合得很好答案：ACD3.以下哪些現(xiàn)象可以用相對論效應來解釋（）A.時間延緩B.長度收縮C.光的干涉D.光的衍射E.質量增加答案：ABE4.在磁場中，以下哪些物理量會影響帶電粒子的運動軌跡（）A.粒子的電荷量B.粒子的質量C.磁場的磁感應強度D.粒子的初速度E.粒子的初位置答案：ABCD5.理想氣體狀態(tài)方程\(pV=nRT\)（\(p\)為壓強，\(V\)為體積，\(n\)為物質的量，\(R\)為普適氣體常量，\(T\)為溫度），在以下哪些過程中仍然適用（）A.等溫過程B.等壓過程C.等容過程D.絕熱過程E.任意準靜態(tài)過程答案：ABCDE6.關于簡諧振動，下列說法正確的是（）A.簡諧振動的加速度與位移成正比，方向相反B.簡諧振動系統(tǒng)的機械能守恒C.簡諧振動的周期與振幅無關D.兩個同方向、同頻率的簡諧振動合成后仍然是簡諧振動E.簡諧振動的頻率由振動系統(tǒng)本身的性質決定答案：ABCDE7.在靜電場中，關于電勢和電場強度的關系，下列說法正確的是（）A.電場強度大的地方電勢一定高B.電場強度為零的地方電勢一定為零C.電勢為零的地方電場強度不一定為零D.沿著電場線方向電勢逐漸降低E.等勢面上電場強度處處相等答案：CD8.以下關于光學現(xiàn)象的說法正確的是（）A.光的雙縫干涉條紋間距與光的波長成正比B.光的單縫衍射中央亮紋寬度與光的波長成正比C.光在介質中的傳播速度與介質的折射率成反比D.光的全反射臨界角與介質的折射率有關E.光的偏振現(xiàn)象證明了光是橫波答案：ABCDE9.關于電磁感應現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應電流產(chǎn)生B.感應電動勢的大小與穿過閉合電路的磁通量的變化率成正比C.楞次定律表明感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化D.自感現(xiàn)象是由于導體自身的電流變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象E.互感現(xiàn)象是由于兩個相互靠近的線圈中的電流變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象答案：ABCDE10.以下關于熱力學第二定律的說法正確的是（）A.熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體B.不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響C.克勞修斯表述和開爾文表述是等價的D.熱機的效率不可能達到100%E.熵是系統(tǒng)無序程度的量度，在孤立系統(tǒng)中熵總是增加的答案：ABCDE三、判斷題（每題2分，共10題）1.加速度為零的物體一定處于靜止狀態(tài)。（×）2.摩擦力總是阻礙物體的運動。（×）3.兩個點電荷之間的庫侖力大小與它們的電荷量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。（√）4.洛倫茲力永遠不做功。（√）5.理想氣體的內能只與溫度有關。（√）6.在絕熱過程中，系統(tǒng)的溫度一定不變。（×）7.簡諧振動的位移、速度和加速度都是周期性變化的。（√）8.光的干涉和衍射現(xiàn)象都表明光具有波動性。（√）9.磁場對靜止電荷沒有作用力。（√）10.根據(jù)熱力學第一定律\(Q=\DeltaU+W\)，系統(tǒng)吸收的熱量\(Q\)一定等于內能增量\(\DeltaU\)和對外做功\(W\)之和。（×）四、簡答題（每題5分，共4題）1.簡述愛因斯坦狹義相對論的兩個基本假設。答案：（1）相對性原理：物理定律在所有慣性系中都具有相同的形式。（2）光速不變原理：真空中的光速在任何慣性系中都是相同的，與光源和觀察者的運動狀態(tài)無關。2.說明簡諧振動能量的特點。答案：簡諧振動系統(tǒng)的機械能守恒。在振動過程中，動能和勢能相互轉化，動能\(E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}=\frac{1}{2}m\omega^{2}A^{2}\sin^{2}(\omegat+\varphi)\)，勢能\(E_{p}=\frac{1}{2}kx^{2}=\frac{1}{2}m\omega^{2}A^{2}\cos^{2}(\omegat+\varphi)\)，總能量\(E=E_{k}+E_{p}=\frac{1}{2}kA^{2}\)，總能量與振幅的平方成正比。3.解釋什么是光電效應以及愛因斯坦光電效應方程的意義。答案：光電效應是指當光照射到金屬表面時，有電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象。愛因斯坦光電效應方程\(E_{k}=h\nu-A\)，其中\(zhòng)(E_{k}\)是光電子的最大初動能，\(h\nu\)是光子的能量，\(A\)是金屬的逸出功。該方程成功解釋了光電效應中存在截止頻率等實驗現(xiàn)象。4.簡述卡諾循環(huán)的組成過程及其意義。答案：卡諾循環(huán)由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。等溫膨脹過程從高溫熱源吸熱，等溫壓縮過程向低溫熱源放熱，絕熱膨脹過程和絕熱壓縮過程實現(xiàn)狀態(tài)的轉換?？ㄖZ循環(huán)的意義在于給出了熱機效率的理論極限，為提高熱機效率提供了理論依據(jù)。五、討論題（每題5分，共4題）1.討論在相對論效應下，經(jīng)典力學的局限性。答案：在低速情況下，經(jīng)典力學能很好地描述物體的運動。但在高速（接近光速）時，相對論效應明顯。經(jīng)典力學的時空觀是絕對時空觀，而相對論認為時空是相對的，如時間延緩和長度收縮現(xiàn)象，經(jīng)典力學中的速度合成公式、質量等概念在高速下不再適用。2.分析電磁感應現(xiàn)象在實際生活中的應用。答案：電磁感應在生活中有很多應用。例如變壓器利用互感原理實現(xiàn)電壓的變換；發(fā)電機利用電磁感應將機械能轉化為電能；電磁爐利用交變磁場在鍋底產(chǎn)生感應電流從而加熱食物等。3.探討如何提高熱機的效率。答案