遼寧大學(xué)《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)遼寧大學(xué)

《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》2021-2022學(xué)年第一學(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、在熱學(xué)中，一定量的理想氣體經(jīng)歷絕熱自由膨脹過(guò)程，以下哪個(gè)物理量不變？（）A.溫度B.內(nèi)能C.壓強(qiáng)D.熵2、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率有關(guān)。一個(gè)匝數(shù)為N的線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通量的變化率為ΔΦ/Δt。若線圈的匝數(shù)增加到2N，其他條件不變，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)如何變化？（）A.增大到原來(lái)的2倍B.增大到原來(lái)的4倍C.不變D.減小到原來(lái)的一半3、在熱學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高了ΔT，內(nèi)能增加了ΔU。若溫度再升高相同的ΔT，內(nèi)能的增加量會(huì)如何變化？（）A.增加量不變B.增加量增大C.增加量減小D.無(wú)法確定4、在光學(xué)的全反射現(xiàn)象中，當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，如果入射角大于臨界角，就會(huì)發(fā)生全反射。對(duì)于某種介質(zhì)，臨界角為45度，當(dāng)入射角為60度時(shí)，反射光和折射光的強(qiáng)度比是多少？（）A.無(wú)窮大B.2:1C.1:1D.1:05、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)的四分之一6、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7、在光學(xué)的研究范疇，光的折射現(xiàn)象遵循一定的規(guī)律。當(dāng)一束光從折射率為n1的介質(zhì)射入折射率為n2的介質(zhì)時(shí)，入射角為i，折射角為r。以下哪個(gè)公式能正確表示折射率n1和n2與入射角和折射角的關(guān)系？（）A.n1sini=n2sinrB.n1cosi=n2cosrC.n1/sini=n2/sinrD.n1/cosi=n2/cosr8、對(duì)于波動(dòng)光學(xué)中的薄膜干涉現(xiàn)象，以下關(guān)于其產(chǎn)生條件和條紋特點(diǎn)，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.薄膜干涉要求薄膜厚度均勻，且入射光必須是單色光，干涉條紋是等間距的明暗相間條紋B.薄膜干涉發(fā)生在薄膜的上、下表面反射光相遇時(shí)，薄膜厚度不均勻會(huì)導(dǎo)致條紋彎曲，條紋的明暗取決于光程差C.薄膜干涉只在特定的薄膜材料和入射角度下才能發(fā)生，條紋的間距和顏色與薄膜的性質(zhì)無(wú)關(guān)D.薄膜干涉現(xiàn)象復(fù)雜且難以觀察，在實(shí)際應(yīng)用中沒(méi)有太大價(jià)值9、在波動(dòng)學(xué)的研究中，機(jī)械波的傳播具有一定的特性。一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波，其波源的振動(dòng)方程為y=Asin(ωt)，波速為v。在t時(shí)刻，x處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移y與哪些因素有關(guān)？（）A.只與t有關(guān)B.只與x有關(guān)C.與t和x都有關(guān)D.與t和x都無(wú)關(guān)10、在研究萬(wàn)有引力定律時(shí)，天體的運(yùn)動(dòng)遵循一定的規(guī)律。一個(gè)質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞質(zhì)量為M的地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，線速度為v。若衛(wèi)星的軌道半徑增大到2r，其他條件不變，線速度會(huì)如何變化？（）A.線速度不變B.線速度減小到原來(lái)的1/2C.線速度減小到原來(lái)的1/√2D.線速度減小到原來(lái)的1/411、在剛體力學(xué)的研究中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)特性的重要物理量。對(duì)于一個(gè)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(dòng)慣量，以下哪個(gè)表達(dá)式是正確的？（）A.MR2B.2MR2C.1/2MR2D.1/4MR212、對(duì)于熱力學(xué)第一定律，以下關(guān)于其表述以及在不同熱學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.熱力學(xué)第一定律指出，熱量可以從低溫物體自發(fā)地傳遞到高溫物體，而不引起其他變化B.熱力學(xué)第一定律表明，一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功之和，在絕熱膨脹和等溫壓縮等過(guò)程中有著重要應(yīng)用C.熱力學(xué)第一定律只適用于理想氣體的熱學(xué)過(guò)程，對(duì)于實(shí)際氣體和液體則不適用D.熱力學(xué)第一定律無(wú)法解釋熱機(jī)效率不能達(dá)到100%的原因13、在光學(xué)的偏振現(xiàn)象研究中，自然光通過(guò)偏振片后會(huì)變成偏振光。如果讓兩偏振片的偏振化方向夾角逐漸增大，透過(guò)兩偏振片的光強(qiáng)會(huì)怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小14、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15、在電磁學(xué)中，一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線框轉(zhuǎn)動(dòng)平面與磁場(chǎng)方向垂直，那么線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值是多少？（）A.BL2ωB.2BL2ωC.√2BL2ωD.1/2BL2ω16、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)17、在熱學(xué)中，熱傳遞的方式包括傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。一個(gè)高溫物體與低溫物體接觸，通過(guò)熱傳導(dǎo)進(jìn)行熱量傳遞。若高溫物體與低溫物體的接觸面積增大一倍，熱傳導(dǎo)的速率會(huì)如何變化？（）A.速率不變B.速率增大一倍C.速率增大兩倍D.速率增大四倍18、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(shì)，哪一（）19、在量子物理中，電子的軌道概念與經(jīng)典物理中的有很大不同。按照玻爾的氫原子理論，電子在特定的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，具有怎樣的能量特點(diǎn)？（）A.能量連續(xù)變化B.能量離散取值C.能量與軌道半徑成正比D.能量與軌道半徑成反比20、對(duì)于熱力學(xué)過(guò)程中的可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程，以下關(guān)于其區(qū)別和判斷標(biāo)準(zhǔn)，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程的區(qū)別在于過(guò)程是否能夠反向進(jìn)行，只要能夠反向進(jìn)行的過(guò)程就是可逆過(guò)程B.可逆過(guò)程是一種理想過(guò)程，在實(shí)際中不存在，不可逆過(guò)程則是普遍存在的，判斷標(biāo)準(zhǔn)是看過(guò)程是否引起了外界的變化C.可逆過(guò)程中系統(tǒng)和外界的熵都不變，不可逆過(guò)程中系統(tǒng)的熵增加，外界的熵不變D.可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程的區(qū)別在于能量轉(zhuǎn)化的效率，效率高的是可逆過(guò)程，效率低的是不可逆過(guò)程二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在量子物理中，解釋德布羅意波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證？2、（本題5分）在電磁學(xué)中，討論電磁波的偏振特性和應(yīng)用？3、（本題5分）在波動(dòng)光學(xué)中，光的干涉和衍射都涉及光的疊加原理。請(qǐng)解釋光的疊加原理的內(nèi)容，說(shuō)明干涉和衍射現(xiàn)象中光的疊加方式的區(qū)別，并舉例說(shuō)明其在光學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用中的體現(xiàn)。4、（本題5分）在電磁學(xué)中，電磁波的傳播特性包括波長(zhǎng)、頻率、波速等。請(qǐng)解釋電磁波的產(chǎn)生機(jī)制，推導(dǎo)電磁波在真空中的波速公式，并說(shuō)明電磁波在不同介質(zhì)中的傳播特點(diǎn)和應(yīng)用。5、（本題5分）在研究電場(chǎng)中的電勢(shì)能和電勢(shì)時(shí)，說(shuō)明它們的定義和物理意義，以及如何通過(guò)電場(chǎng)線來(lái)判斷電勢(shì)能和電勢(shì)的變化。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為M、半徑為R的均勻球體，在其內(nèi)部挖去一個(gè)半徑為R/2的小球體，剩余部分的質(zhì)量為m。求剩余部分對(duì)位于球心外距離為d處的質(zhì)點(diǎn)的引力。2、（本題5分）一質(zhì)量為m的物體在一個(gè)保守力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，勢(shì)能函數(shù)為U(x)=kx^2/2，其中k為常數(shù)。已知物體在x=0處的速度為v0，求物體在x處的速度。3、（本題5分）一長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有交變電流I=I?sin(ωt)，在其附近有一矩形線圈，線圈長(zhǎng)為l，寬為b，線圈與直導(dǎo)線平行且距離為d，求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式。4、（本題5分）在一個(gè)折射率為n的三棱鏡中，有一束光線從一個(gè)側(cè)面入射，入射角為i，折射角為r。已知三棱鏡的頂角為A，計(jì)算光線從另一個(gè)側(cè)面射出時(shí)的偏向角。5、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)做螺旋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方程為r=r?cosωti+r?sinωtj+vtk。求質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度以及軌跡方程。四、論述題（本大題