陜西理工大學《熱力學》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《熱力學》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、對于電容和電容器，以下關于平行板電容器的電容大小與極板面積、極板間距和介質(zhì)的關系，以及電容器的充電和放電過程的理解，不準確的是（）A.電容與極板面積成正比，與極板間距成反比B.介質(zhì)的介電常數(shù)越大，電容越大C.電容器充電時電流逐漸減小，放電時電流逐漸增大D.電容器的電容大小與所加電壓無關2、關于光學的薄膜干涉，一束光照射到薄膜上產(chǎn)生干涉條紋，以下哪種因素會影響條紋的間距？（）A.薄膜的厚度B.入射光的波長C.薄膜的折射率D.以上因素均會3、關于靜電場中的電介質(zhì)，對于電介質(zhì)的極化現(xiàn)象、極化強度和電介質(zhì)對電場的影響，以下說法不準確的是（）A.電介質(zhì)在電場中會發(fā)生極化B.極化強度與外加電場強度成正比C.插入電介質(zhì)會使電場強度減小D.電介質(zhì)的極化是瞬間完成的4、在研究牛頓運動定律時，一個質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到一個水平恒力F的作用，經(jīng)過時間t后，它的速度會發(fā)生怎樣的變化？（）A.速度不變B.速度增加Ft/mC.速度增加F/mtD.速度增加mFt5、在光學的干涉現(xiàn)象研究中，雙縫干涉實驗具有重要意義。在雙縫干涉實驗中，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，相鄰明條紋之間的間距Δx與上述各量之間的關系是怎樣的？（）A.Δx=λD/dB.Δx=λd/DC.Δx=Dλ/dD.Δx=dλ/D6、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7、在電學實驗中，測量電阻是常見的操作。用伏安法測量一個未知電阻R的阻值，實驗中電壓表的內(nèi)阻為RV，電流表的內(nèi)阻為RA。若采用電流表外接法，測量值會比真實值偏大還是偏?。浚ǎ〢.偏大B.偏小C.相等D.無法確定8、在波動光學中，光柵衍射是一種重要的衍射現(xiàn)象。以下關于光柵衍射條紋的特點，不準確的是？（）A.光柵衍射條紋是等間距的B.光柵常數(shù)越小，衍射條紋越寬C.光柵衍射條紋的亮度分布不均勻D.增加光柵的縫數(shù)，條紋會變得更加尖銳明亮9、關于萬有引力定律，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？（）A.只與m1和m2有關B.只與r有關C.與m1、m2和r都有關D.與m1、m2、r以及引力常量G都有關10、在量子物理中，對于微觀粒子的波粒二象性，以下關于粒子的波動性和粒子性的關系，哪一項描述是不準確的？（）A.在某些情況下表現(xiàn)出波動性，在某些情況下表現(xiàn)出粒子性B.波動性和粒子性不能同時表現(xiàn)出來C.波動性和粒子性是微觀粒子的固有屬性D.對微觀粒子的描述需要同時考慮波動性和粒子性11、在靜電場中，高斯定理是一個非常重要的定理。以下關于高斯定理的應用條件，不正確的是？（）A.電場必須是由對稱性分布的電荷產(chǎn)生的B.要求電場具有高度的對稱性C.可以用于計算任意形狀帶電體產(chǎn)生的電場強度D.閉合曲面內(nèi)的電荷代數(shù)和決定了通過該曲面的電通量12、在波動光學中，薄膜干涉是一種常見的現(xiàn)象。一束光照射在厚度均勻的薄膜上，發(fā)生干涉現(xiàn)象。若薄膜的厚度增加，干涉條紋的間距會如何變化？（）A.間距不變B.間距增大C.間距減小D.無法確定13、在電磁感應中，一個匝數(shù)為N的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)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(zhuǎn)動的角速度D.線圈的電阻14、在熱力學第三定律的探討中，關于絕對零度不可達到的原理和其意義，以下哪種描述是正確的？（）A.熱力學第三定律指出，絕對零度可以通過有限的步驟達到，只是目前的技術還無法實現(xiàn)B.絕對零度不可達到意味著在任何過程中，系統(tǒng)的溫度都不可能降低到絕對零度，這反映了熱現(xiàn)象的方向性和有限性C.熱力學第三定律對實際的熱學過程沒有任何指導意義，只是一種理論上的假設D.絕對零度不可達到是因為在接近絕對零度時，物質(zhì)的性質(zhì)會發(fā)生奇異的變化，使得進一步降溫變得不可能15、在磁場中，安培環(huán)路定理可以用來計算磁感應強度。以下關于安培環(huán)路定理的應用，不準確的是？（）A.要求磁場具有高度的對稱性B.閉合回路必須選取在磁場為零的區(qū)域C.可以用于計算無限長直導線周圍的磁感應強度D.對于非對稱的磁場分布，不能直接應用安培環(huán)路定理二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在熱力學中，解釋不可逆過程的熵變計算方法？2、（本題5分）在量子物理中，解釋量子計算的基本原理和優(yōu)勢？3、（本題5分）闡述廣義相對論的主要內(nèi)容及引力場方程，分析其在天體物理學中的應用。4、（本題5分）在電磁學中，討論電動勢的定義和種類？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面論述固體物理中的半導體物理，解釋半導體的導電機制、能帶結構，以及半導體器件如二極管、晶體管的工作原理和應用。2、（本題5分）全面論述熱力學中的熱平衡和熱力學第零定律，探討它們的物理意義、條件和在溫度測量和熱交換中的應用。3、（本題5分）探討聲學中的聲學超材料，論述聲學超材料的設計原理、特性和應用，如聲波隱身、聲學聚焦和隔振降噪中的創(chuàng)新應用和潛在發(fā)展。4、（本題5分）熱力學系統(tǒng)的熱容量是描述系統(tǒng)吸熱能力的物理量，探討定容熱容量和定壓熱容量的定義、關系和計算方法，以及在熱物性研究和熱過程分析中的應用。5、（本題5分）量子場論是現(xiàn)代物理學的重要理論之一，闡述其基本概念、發(fā)展歷程以及在解釋高能物理現(xiàn)象和統(tǒng)一基本相互作用方面的成就。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一個內(nèi)徑為r?、外徑為r?的均勻帶電圓柱殼，圓柱殼軸線上有一點電荷q，求圓柱殼軸線上任意一點的電場強度和電勢。2、（本題10分）一個質(zhì)量為M的木塊在光滑水平面上以速度v運動，與一個質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生完全非彈性碰撞。已知兩木塊的質(zhì)量M和m以及初始速度v，求碰撞后的共同速度。3、（本題10分）在一個勻強電場中，電場強度為E，一個電荷量為q的正電荷從A點移動到B點，A、B兩點