安徽大學(xué)《熱力學(xué)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)安徽大學(xué)

《熱力學(xué)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、在電磁感應(yīng)中，一個(gè)匝數(shù)為N的線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.線(xiàn)圈的面積B.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度D.線(xiàn)圈的電阻2、在電場(chǎng)的學(xué)習(xí)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的概念至關(guān)重要。一個(gè)均勻帶電的圓環(huán)，圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度為E。若將圓環(huán)的半徑增大一倍，電荷分布不變，圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)如何變化？（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度不變B.電場(chǎng)強(qiáng)度增大一倍C.電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來(lái)的一半D.電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來(lái)的四分之一3、對(duì)于電場(chǎng)中的電勢(shì)能和電勢(shì)差，以下關(guān)于電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能的變化、電勢(shì)差的定義和計(jì)算，以及它們與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系的表述，不準(zhǔn)確的是（）A.正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，負(fù)電荷在電勢(shì)低處電勢(shì)能大B.電勢(shì)差等于電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)之差C.電場(chǎng)強(qiáng)度越大，電勢(shì)差越大D.電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能的變化等于電場(chǎng)力做的功4、在波動(dòng)光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜和增反膜的原理基于光的干涉。對(duì)于垂直入射的光，要使某波長(zhǎng)的光在薄膜表面反射時(shí)產(chǎn)生相消干涉，薄膜的厚度應(yīng)該滿(mǎn)足什么條件？（）A.厚度為該波長(zhǎng)的四分之一B.厚度為該波長(zhǎng)的二分之一C.厚度為該波長(zhǎng)的整數(shù)倍D.厚度為該波長(zhǎng)的半整數(shù)倍5、在熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式ΔU=Q+W中，W表示外界對(duì)系統(tǒng)做功。以下哪種情況中，系統(tǒng)對(duì)外做功？（）A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能6、對(duì)于靜電屏蔽現(xiàn)象，在一個(gè)金屬殼內(nèi)部放置一個(gè)帶電體，以下哪種說(shuō)法是正確的？（）A.殼外電場(chǎng)不受殼內(nèi)帶電體的影響B(tài).殼內(nèi)電場(chǎng)不受殼外電場(chǎng)的影響C.殼內(nèi)殼外電場(chǎng)均不受影響D.殼內(nèi)殼外電場(chǎng)相互影響7、在光學(xué)的薄膜干涉現(xiàn)象中，一束光在薄膜上下表面反射后發(fā)生干涉。若薄膜的厚度為d，折射率為n，入射光波長(zhǎng)為λ。以下關(guān)于干涉條紋的條件，哪一項(xiàng)推導(dǎo)是不正確的？（）A.可以通過(guò)光程差的計(jì)算得出干涉條紋的條件B.光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)亮條紋C.薄膜厚度的變化會(huì)導(dǎo)致干涉條紋的移動(dòng)D.干涉條紋的條件與光源的強(qiáng)度有關(guān)8、在波動(dòng)光學(xué)的薄膜干涉中，增透膜是利用光的干涉原理來(lái)減少反射光，增加透射光。對(duì)于一種折射率為1.38的薄膜材料，要使其在波長(zhǎng)為550nm的光下起到增透效果，薄膜的最小厚度應(yīng)該是多少？（）A.99.6nmB.110.5nmC.125.7nmD.148.9nm9、在磁場(chǎng)中，一根通有電流I、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)，垂直于磁場(chǎng)方向放置，若磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，那么導(dǎo)線(xiàn)所受的安培力大小是多少？（）A.BILB.0C.BIL/2D.無(wú)法確定10、在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，力矩的作用會(huì)改變剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。一個(gè)繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體，受到多個(gè)力矩的作用，合力矩為零，則剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度會(huì)怎樣變化？（）A.增大B.減小C.保持不變D.先增大后減小11、在靜電場(chǎng)中，電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量。對(duì)于一個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，距離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)，電勢(shì)如何變化？（）A.越高B.越低C.不變D.先升高后降低12、在光學(xué)的干涉實(shí)驗(yàn)中，用楊氏雙縫干涉裝置觀察干涉條紋。若光源由單色光換成白光，以下關(guān)于干涉條紋的變化，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.中央條紋仍為白色B.其他條紋變?yōu)椴噬獵.條紋間距不變D.條紋的清晰度降低13、在靜電場(chǎng)中，電勢(shì)能的變化與電場(chǎng)力做功有關(guān)。一個(gè)帶正電的粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，粒子的電勢(shì)能會(huì)如何變化？（）A.電勢(shì)能增大B.電勢(shì)能減小C.電勢(shì)能不變D.先增大后減小14、對(duì)于氣體分子動(dòng)理論，以下關(guān)于理想氣體壓強(qiáng)和溫度的微觀解釋?zhuān)囊豁?xiàng)是正確的？（）A.理想氣體的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對(duì)容器壁的碰撞產(chǎn)生的，溫度與分子的平均動(dòng)能無(wú)關(guān)B.理想氣體的壓強(qiáng)和溫度都與氣體分子的平均動(dòng)能成正比，分子的平均動(dòng)能越大，壓強(qiáng)和溫度越高C.理想氣體的壓強(qiáng)取決于分子的密度和平均速度，溫度只與分子的勢(shì)能有關(guān)D.氣體分子動(dòng)理論無(wú)法解釋理想氣體壓強(qiáng)和溫度的微觀本質(zhì)，只是一種經(jīng)驗(yàn)性的理論15、在熱力學(xué)中，熵是一個(gè)反映系統(tǒng)混亂程度的物理量。一個(gè)絕熱封閉系統(tǒng)，內(nèi)部發(fā)生不可逆過(guò)程，系統(tǒng)的熵會(huì)怎樣變化？（）A.增加B.減少C.不變D.先增加后減少16、在靜電場(chǎng)中，高斯定理是一個(gè)非常重要的定理。以下關(guān)于高斯定理的應(yīng)用條件，不正確的是？（）A.電場(chǎng)必須是由對(duì)稱(chēng)性分布的電荷產(chǎn)生的B.要求電場(chǎng)具有高度的對(duì)稱(chēng)性C.可以用于計(jì)算任意形狀帶電體產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度D.閉合曲面內(nèi)的電荷代數(shù)和決定了通過(guò)該曲面的電通量17、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過(guò)程。已知?dú)怏w的比熱容為Cp，吸收的熱量為Q。以下關(guān)于氣體體積變化量與其他物理量的關(guān)系，哪一項(xiàng)推導(dǎo)是不正確的？（）A.利用熱力學(xué)第一定律和等壓過(guò)程的特點(diǎn)進(jìn)行推導(dǎo)B.體積變化量與溫度變化量成正比C.體積變化量與吸收的熱量成正比D.體積變化量與比熱容Cp無(wú)關(guān)18、在電磁感應(yīng)的學(xué)習(xí)中，一個(gè)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。若磁通量的變化率恒定，以下關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小恒定B.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向由楞次定律確定C.可以通過(guò)法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小D.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與回路的電阻無(wú)關(guān)19、在波動(dòng)光學(xué)中，光的干涉現(xiàn)象是重要的內(nèi)容。在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長(zhǎng)為λ的單色光入射。若將雙縫間距減小一半，其他條件不變，相鄰明條紋的間距會(huì)如何變化？（）A.間距不變B.間距增大一倍C.間距減小一半D.間距增大兩倍20、在熱力學(xué)的領(lǐng)域，理想氣體的狀態(tài)方程具有重要的意義。對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度升高時(shí)其體積會(huì)發(fā)生變化。以下關(guān)于體積變化的描述，哪一項(xiàng)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(lèi)二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋不可逆過(guò)程的熵變計(jì)算方法？2、（本題5分）闡述固體物理中的磁性材料的分類(lèi)及特點(diǎn)，分析磁性材料在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。3、（本題5分）隨著量子光學(xué)中的壓縮態(tài)光場(chǎng)研究，探討壓縮態(tài)光場(chǎng)的產(chǎn)生機(jī)制、特性和在量子通信、量子精密測(cè)量中的應(yīng)用。4、（本題5分）說(shuō)明熱傳導(dǎo)的方式及傅里葉定律的內(nèi)容，分析熱傳導(dǎo)在熱學(xué)中的應(yīng)用。5、（本題5分）隨著量子糾纏現(xiàn)象的研究，探討量子糾纏的概念、特性和在量子通信、量子計(jì)算中的應(yīng)用前景。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一簡(jiǎn)諧波沿x軸傳播，波源的振動(dòng)方程為y?=Acos(ωt)，波速為v，求距波源x處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程。2、（本題5分）在折射率為n1的介質(zhì)中有一束光以入射角i射向折射率為n2的介質(zhì)分界面，發(fā)生全反射的臨界角為C，求sinC的值。3、（本題5分）一理想氣體進(jìn)行卡諾循環(huán)，高溫?zé)嵩礈囟葹門(mén)1，低溫?zé)嵩礈囟葹門(mén)2。若在高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g增加一個(gè)溫度為T(mén)3的中間熱源，構(gòu)成一個(gè)新的循環(huán)，求新循環(huán)的效率。4、（本題5分）一質(zhì)量為m的物體在半徑為R的粗糙半球形碗內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。求物體在任意位置時(shí)碗對(duì)物體的支持力、摩擦力以及物體的速度。5、（本題5分）一根質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的均勻細(xì)棒，可繞通過(guò)其一端且與棒垂直的水平光滑固定軸O轉(zhuǎn)動(dòng)。一質(zhì)量為m0的子彈以水平速度v0射入棒的另一端并嵌入其中。已知棒的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J=1/3mL2，求子彈嵌入后系統(tǒng)的角速度和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共3