湖南工業(yè)大學(xué)《無機(jī)材料熱工基礎(chǔ)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖南工業(yè)大學(xué)

《無機(jī)材料熱工基礎(chǔ)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)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25個小題，每小題1分，共25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、在光學(xué)的成像問題中，凸透鏡成像具有多種情況。當(dāng)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2、關(guān)于萬有引力定律，兩個質(zhì)量分別為m1和m2、相距為r的物體之間的引力大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與m1和m2有關(guān)B.只與r有關(guān)C.與m1、m2和r都有關(guān)D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關(guān)3、在相對論中，時間膨脹效應(yīng)表明運(yùn)動的時鐘會變慢。如果一個飛船以0.8c的速度（c為光速）飛行，地球上的觀察者測量飛船上的時間流逝速度與地球上的時間流逝速度之比是多少？（）A.0.6B.0.8C.5/3D.3/54、對于自感現(xiàn)象，一個閉合回路中的電流發(fā)生變化時會產(chǎn)生自感電動勢，以下哪種情況會使自感電動勢增大？（）A.電流變化率增大B.線圈匝數(shù)減少C.線圈中的磁通量增大D.線圈的電阻增大5、在量子物理中，泡利不相容原理指出在一個原子中，不能有兩個或兩個以上的電子具有完全相同的量子態(tài)。那么在一個原子的同一軌道上，最多能容納幾個電子？（）A.1B.2C.3D.46、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，溫度升高時其體積會發(fā)生變化。以下關(guān)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7、關(guān)于光的色散現(xiàn)象，一束白光通過三棱鏡后會被分解成不同顏色的光，以下哪種顏色的光偏折程度最大？（）A.紅光B.綠光C.藍(lán)光D.紫光8、在熱力學(xué)第二定律的表述中，克勞修斯表述和開爾文表述是等價的?？藙谛匏贡硎鲋赋?，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。那么，要實現(xiàn)熱量從低溫物體傳到高溫物體，必須滿足什么條件？（）A.消耗外部能量B.改變物體的性質(zhì)C.等待足夠長的時間D.以上都不對9、在相對論中，當(dāng)兩個觀察者相對運(yùn)動時，對于同一事件的時間和空間測量會有所不同，這被稱為“相對性”，以下哪種情況能體現(xiàn)時間的相對性？（）A.運(yùn)動的時鐘走得比靜止的時鐘快B.運(yùn)動的時鐘走得比靜止的時鐘慢C.運(yùn)動和靜止的時鐘走得一樣快D.時間的測量與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)10、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，一定量的理想氣體經(jīng)歷絕熱過程。在此過程中，氣體對外做功，其內(nèi)能會發(fā)生怎樣的變化？（）A.內(nèi)能增加B.內(nèi)能不變C.內(nèi)能減小D.內(nèi)能的變化取決于氣體的種類11、在電磁學(xué)的磁場對電流的作用中，安培力的大小與電流強(qiáng)度、導(dǎo)線長度、磁感應(yīng)強(qiáng)度以及電流與磁場的夾角有關(guān)。當(dāng)電流與磁場垂直時，一段長度為L的直導(dǎo)線通有電流I，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，所受安培力的大小是多少？（）A.BILB.BIL/2C.BILsinθD.BILcosθ12、在剛體力學(xué)的研究中，轉(zhuǎn)動慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動特性的重要物理量。對于一個質(zhì)量分布均勻的細(xì)圓環(huán)，其半徑為R，質(zhì)量為M，關(guān)于其繞圓心軸的轉(zhuǎn)動慣量，以下哪個表達(dá)式是正確的？（）A.MR2B.2MR2C.1/2MR2D.1/4MR213、在經(jīng)典力學(xué)的范疇中，關(guān)于牛頓運(yùn)動定律的適用范圍和局限性，以下哪種說法是較為準(zhǔn)確的？（）A.牛頓運(yùn)動定律適用于所有宏觀和微觀物體的運(yùn)動，沒有任何局限性B.牛頓運(yùn)動定律只適用于宏觀低速物體的運(yùn)動，在高速和微觀領(lǐng)域需要相對論和量子力學(xué)來修正C.牛頓運(yùn)動定律對于高速運(yùn)動的物體仍然適用，但對于微觀粒子則完全不適用D.牛頓運(yùn)動定律的適用范圍和局限性難以確定，取決于具體的研究對象和問題14、在光學(xué)儀器中，顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的原理和性能是重要的知識點(diǎn)。以下關(guān)于顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)，不正確的是？（）A.顯微鏡的分辨本領(lǐng)取決于物鏡的數(shù)值孔徑B.望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)取決于物鏡的口徑C.增大顯微鏡的放大倍數(shù)可以提高分辨本領(lǐng)D.望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)與目鏡無關(guān)15、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程有著廣泛的應(yīng)用。一定質(zhì)量的理想氣體，初始狀態(tài)的壓強(qiáng)為P1、體積為V1、溫度為T1，經(jīng)過絕熱過程，體積變?yōu)?V1，此時氣體的壓強(qiáng)變?yōu)镻2。若該過程為等溫過程，氣體的壓強(qiáng)又會變?yōu)槎嗌?？（）A.P1/2B.2P1C.P1D.P1/416、在熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式ΔU=Q+W中，W表示外界對系統(tǒng)做功。以下哪種情況中，系統(tǒng)對外做功？（）A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能17、在熱學(xué)中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等溫壓縮過程。以下關(guān)于氣體的壓強(qiáng)、體積和內(nèi)能的變化，哪一項分析是不正確的？（）A.壓強(qiáng)增大B.體積減小C.內(nèi)能不變D.內(nèi)能的變化與壓強(qiáng)的變化成正比18、在物理光學(xué)中，對于光的衍射現(xiàn)象，例如單縫衍射和圓孔衍射，以下關(guān)于衍射條紋的特征、衍射條件和衍射現(xiàn)象的應(yīng)用的描述，錯誤的是（）A.衍射條紋中央亮紋寬度最寬B.障礙物或孔隙的尺寸與光的波長相當(dāng)或更小時發(fā)生明顯衍射C.光的衍射現(xiàn)象證明了光具有波動性D.衍射現(xiàn)象在光學(xué)儀器的分辨率提高方面沒有作用19、在研究帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時，洛倫茲力起著決定性作用。一個帶電量為q、質(zhì)量為m的粒子，以速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，做勻速圓周運(yùn)動。若粒子的速度增大到2v，圓周運(yùn)動的半徑會如何變化？（）A.半徑不變B.半徑增大到原來的2倍C.半徑增大到原來的4倍D.半徑減小到原來的一半20、關(guān)于相對論性動量和能量，當(dāng)一個粒子的速度接近光速時，其動量和能量的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)有很大的不同，以下哪種情況能體現(xiàn)這種差異？（）A.動量隨速度增加而線性增加B.能量與速度無關(guān)C.動量和能量都趨于無窮大D.能量不僅取決于動量還與速度有關(guān)21、在靜電場中，電勢能的變化與電場力做功有關(guān)。一個帶正電的粒子在電場中運(yùn)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22、在相對論力學(xué)中，考慮一個物體的動能。當(dāng)物體的速度接近光速時，以下關(guān)于動能的表達(dá)式和變化趨勢，哪一項分析是不準(zhǔn)確的？（）A.動能的表達(dá)式與經(jīng)典力學(xué)中的不同B.動能隨著速度的增加而急劇增大C.可以通過相對論的能量方程推導(dǎo)動能的表達(dá)式D.當(dāng)速度較小時，相對論動能與經(jīng)典動能近似相等23、在牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用中，連接體問題是常見的類型。兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體，通過輕繩連接在光滑水平面上運(yùn)動，拉力F作用在m1上。若繩子突然斷裂，m2的加速度會如何變化？（）A.加速度變?yōu)?B.加速度不變C.加速度增大D.加速度減小24、在熱力學(xué)過程中，絕熱膨脹和絕熱壓縮過程具有不同的特點(diǎn)。對于一定量的理想氣體，經(jīng)過絕熱膨脹后，其溫度會如何變化？（）A.升高B.降低C.不變D.無法確定25、在熱學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，與體積和壓強(qiáng)無關(guān)，以下哪種過程中理想氣體的內(nèi)能會增加？（）A.等容升溫B.等壓降溫C.等溫壓縮D.絕熱膨脹二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）分析固體物理中的納米材料的特點(diǎn)及應(yīng)用，探討納米材料在未來科技中的發(fā)展前景。2、（本題5分）在光學(xué)中，解釋平面鏡成像的特點(diǎn)和規(guī)律？3、（本題5分）在熱力學(xué)中，解釋焓的定義和物理意義？4、（本題5分）在波動光學(xué)中，惠更斯-菲涅耳原理是解釋光的傳播和衍射現(xiàn)象的重要原理。請解釋惠更斯-菲涅耳原理的內(nèi)容和物理意義，說明如何用該原理來計算光的衍射強(qiáng)度分布，并舉例說明其在光的衍射和干涉問題中的應(yīng)用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個半徑為R的無限長圓柱形導(dǎo)體，通有均勻分布的電流I。計算導(dǎo)體內(nèi)部和外部的磁場分布，并求出導(dǎo)體的自感系數(shù)。2、（本題5分）一個質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在有心力場中運(yùn)動，力的大小與距離成反比，比例系數(shù)為k。求質(zhì)點(diǎn)的軌道方程和運(yùn)動周期。3、（本題5分）一個熱機(jī)的工作循環(huán)由兩個等容過程和兩個絕熱過程組成。已知各過程的參數(shù)，計算熱機(jī)的效率，并分析如何提高熱機(jī)效率。4、（本題5分）一理想氣體經(jīng)歷絕熱壓縮過程，初態(tài)體積為V1，壓強(qiáng)為P1，溫度為T1，末態(tài)體積為V2。計算末態(tài)的壓強(qiáng)和溫度，并分析此過程中內(nèi)能的變化。5、（本題5分）在一個均勻磁場中，有一個邊長為L的正三角形導(dǎo)線框，其平面與磁場方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t均勻變化。已知導(dǎo)線框邊長L、磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率dB/dt，求導(dǎo)線框中產(chǎn)生