青島大學《熱力學統(tǒng)計物理》2021-2022學年第一學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁青島大學《熱力學統(tǒng)計物理》

2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、在靜電場中，一個帶電量為Q的點電荷周圍存在電場。若在距離點電荷r處放置一個試探電荷q，以下關于試探電荷所受電場力的大小和方向，哪一項說法是不正確的？（）A.電場力的大小與r的平方成反比B.電場力的方向沿兩點電荷連線且背離點電荷C.可以根據(jù)庫侖定律計算電場力的大小D.電場力的大小與試探電荷的電量成正比2、在波動光學中，楊氏雙縫干涉實驗是研究光的干涉現(xiàn)象的經(jīng)典實驗。在實驗中，兩縫間距為d，屏到雙縫的距離為D，波長為λ的單色光垂直入射，若要使干涉條紋間距變大，以下哪種方法可行？（）A.減小d，增大DB.增大d，減小DC.減小λ，增大dD.增大λ，減小D3、在熱學中，研究熱傳遞的方式包括熱傳導、熱對流和熱輻射。對于一個真空絕熱的容器，內部有兩個溫度不同的物體，它們之間主要通過哪種方式進行熱傳遞？（）A.熱傳導B.熱對流C.熱輻射D.以上都不是4、對于熱力學過程中的可逆過程和不可逆過程，以下關于其區(qū)別和判斷標準，哪一項是準確的？（）A.可逆過程和不可逆過程的區(qū)別在于過程是否能夠反向進行，只要能夠反向進行的過程就是可逆過程B.可逆過程是一種理想過程，在實際中不存在，不可逆過程則是普遍存在的，判斷標準是看過程是否引起了外界的變化C.可逆過程中系統(tǒng)和外界的熵都不變，不可逆過程中系統(tǒng)的熵增加，外界的熵不變D.可逆過程和不可逆過程的區(qū)別在于能量轉化的效率，效率高的是可逆過程，效率低的是不可逆過程5、在電磁學領域，對于一個變化的磁場在其周圍空間產生的電場，以下關于該感應電場的性質和特點的說法，錯誤的是（）A.感應電場的電場線是閉合曲線B.感應電場的方向與磁場變化率的方向有關C.感應電場的強度與磁場變化的快慢成正比D.感應電場對處于其中的電荷不做功6、在熱力學中，理想氣體的狀態(tài)方程有著重要的應用。假設一定量的理想氣體在初始狀態(tài)時，壓強為P1，體積為V1，溫度為T1，經(jīng)過絕熱過程后，壓強變?yōu)镻2，體積變?yōu)閂2，溫度變?yōu)門2，且P2=2P1，V2=V1/2，那么T2與T1的比值是多少？（）A.2B.4C.8D.167、關于熱力學中的循環(huán)過程，對于正循環(huán)和逆循環(huán)的定義、熱機效率和制冷系數(shù)的計算，以及卡諾循環(huán)的特點和效率極限的闡述，描述錯誤的是（）A.正循環(huán)對外做功，逆循環(huán)外界對系統(tǒng)做功B.熱機效率和制冷系數(shù)都與工作物質無關C.卡諾循環(huán)是理想的可逆循環(huán)D.卡諾熱機的效率可以達到100%8、在電磁學的磁場對電流的作用中，一段通有電流的導線在磁場中受到安培力的作用。當電流方向與磁場方向垂直時，安培力的大小與哪些因素有關？（）A.只與電流大小有關B.只與磁場強度有關C.與電流大小和磁場強度都有關D.與電流大小、磁場強度和導線長度都有關9、在相對論力學中，物體的質量會隨著速度的增加而增大。當一個物體的速度接近光速的一半時，其質量相對于靜止質量增大的比例大約是多少？（）A.10%B.15%C.20%D.25%10、在電磁學中，一個長直螺線管內部的磁場均勻分布。若已知螺線管的匝數(shù)、電流和長度，以下關于磁場強度的計算，哪一項是不準確的？（）A.磁場強度與電流成正比B.磁場強度與匝數(shù)成正比C.磁場強度與螺線管長度無關D.可以通過安培環(huán)路定理計算磁場強度11、在電磁學的電容部分，平行板電容器的電容與極板面積、極板間距和電介質的介電常數(shù)有關。如果在一個平行板電容器中插入一塊電介質，其電容會如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小12、在剛體的定軸轉動中，對于轉動慣量的概念和計算，以及角動量守恒定律的應用條件和結果，以下說法不正確的是（）A.轉動慣量與剛體的質量分布和轉軸位置有關B.質量分布離轉軸越遠，轉動慣量越大C.角動量守恒定律只適用于合外力矩為零的情況D.系統(tǒng)的轉動慣量改變時，角動量一定改變13、在量子物理的原子結構模型中，對于玻爾模型和量子力學模型的區(qū)別與聯(lián)系，以下關于電子軌道、能量量子化和電子躍遷的解釋，不準確的是（）A.玻爾模型中電子軌道是固定的B.量子力學模型中電子運動狀態(tài)用波函數(shù)描述C.兩種模型都能很好地解釋所有原子的光譜現(xiàn)象D.電子躍遷會吸收或放出特定頻率的光子14、在電磁學的電磁波理論中，電磁波在真空中的傳播速度是恒定的。不同頻率的電磁波在真空中傳播時，哪個物理量是相同的？（）A.波長B.波速C.頻率D.能量15、在振動的合成中，兩個同方向、同頻率的簡諧振動合成后的振動仍然是簡諧振動。以下關于合振動的特點，不正確的是？（）A.合振動的振幅等于分振動振幅之和B.合振動的初相位由分振動的初相位決定C.當分振動的相位差為零時，合振動的振幅最大D.當分振動的相位差為π時，合振動的振幅最小16、在相對論中，考慮兩個相對運動的慣性系S和S'，在S系中同時發(fā)生的兩個事件，在S'系中觀測可能不同時發(fā)生。以下關于這種時間相對性的解釋，哪一項是不正確的？（）A.時間的相對性是由光速不變原理導致的B.可以通過洛倫茲變換來計算時間的差異C.這種時間差異只在高速運動時才明顯D.時間的相對性與觀察者的位置無關17、在波動光學的領域，考慮一束相干光通過雙縫后在屏幕上形成的干涉條紋。若增大雙縫之間的距離，同時保持其他條件不變。以下關于干涉條紋間距的變化，哪一項分析是不正確的？（）A.條紋間距會變小，因為雙縫間距與條紋間距成反比B.可以通過雙縫干涉的公式來定量計算條紋間距的變化C.光的波長不變的情況下，雙縫間距增大必然導致條紋間距減小D.條紋間距的變化與光源的強度無關18、對于靜電場中的高斯定理，以下對于通過閉合曲面的電通量與曲面內電荷代數(shù)和之間關系的理解，不正確的是（）A.高斯定理反映了靜電場是有源場B.電通量只與曲面內的電荷有關，與曲面外的電荷無關C.無論曲面形狀如何，只要閉合曲面內電荷代數(shù)和不變，電通量就不變D.高斯定理只適用于對稱性電場19、在電磁感應中，一個匝數(shù)為N的線圈在磁場中轉動，產生的感應電動勢的大小與以下哪個因素無關？（）A.線圈的面積B.磁場的磁感應強度C.線圈轉動的角速度D.線圈的電阻20、關于光的干涉，在楊氏雙縫干涉實驗中，若兩縫間距增大，干涉條紋的間距會怎樣變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在波動光學中，光的干涉和衍射都涉及光的疊加原理。請解釋光的疊加原理的內容，說明干涉和衍射現(xiàn)象中光的疊加方式的區(qū)別，并舉例說明其在光學實驗和實際應用中的體現(xiàn)。2、（本題5分）闡述廣義相對論中的等效原理的內容及含義，分析其在廣義相對論中的重要性。3、（本題5分）在熱力學中，解釋理想氣體絕熱自由膨脹過程的特點？4、（本題5分）說明互感現(xiàn)象的概念及互感系數(shù)的計算方法，探討互感在電磁學中的應用。5、（本題5分）闡述晶體的特點及晶體結構的類型，分析晶體在材料科學中的重要性。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一根長為L、質量分布不均勻的細桿，其質量線密度λ隨距離一端O的距離x變化的關系為λ=kx，其中k為常數(shù)。細桿可繞O端在豎直平面內轉動，求細桿對O軸的轉動慣量和細桿從水平位置轉到豎直位置時重力所做的功。2、（本題5分）在折射率為n的介質中，一束平行光以入射角i射到一個半球形玻璃磚的平面上，經(jīng)折射后從圓弧面射出。已知玻璃磚的半徑為R，求光線射出點距圓心的距離。3、（本題5分）在一個簡諧振動系統(tǒng)中，物體的質量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，振幅為A，初始相位為φ。求物體的振動周期、頻率、速度和加速度的表達式，并計算在t=T/4時刻物體的位移、速度和加速度。4、（本題5分）在一個串聯(lián)電路中，電源電動勢為12V，內阻為1.0Ω，電阻R1為5.0Ω，R2為10.0Ω。計算電路中的電流、R1兩端的電壓和電源的輸出功率。5、（本題5分）一理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，由狀態(tài)A經(jīng)過程1到狀態(tài)B，再經(jīng)過程2回到狀態(tài)A。已知各狀態(tài)的壓強、體積和溫度，計算循環(huán)過程中外界對氣體做的凈功，并分析過程1和2中熱量的傳遞情