西安電子科技大學(xué)《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號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、在光學(xué)的薄透鏡成像中，物距、像距和焦距之間存在一定的關(guān)系。當(dāng)一個(gè)物體位于凸透鏡前兩倍焦距處時(shí)，所成的像的性質(zhì)是怎樣的？（）A.倒立、放大的實(shí)像B.倒立、縮小的實(shí)像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像2、在熱學(xué)中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。以下關(guān)于理想氣體內(nèi)能的變化，不準(zhǔn)確的是？（）A.一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高，內(nèi)能一定增加B.理想氣體絕熱膨脹，內(nèi)能一定減小C.理想氣體等壓壓縮，內(nèi)能一定減小D.理想氣體等溫變化，內(nèi)能一定不變，但對外做功3、在電磁學(xué)的知識體系里，關(guān)于電磁波的產(chǎn)生和傳播特性，以下哪種表述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.電磁波只能由電荷的勻速運(yùn)動產(chǎn)生，其傳播不需要介質(zhì)，在真空中的傳播速度與頻率無關(guān)B.電磁波可以由電荷的變速運(yùn)動產(chǎn)生，其傳播需要介質(zhì)，在不同介質(zhì)中的傳播速度相同C.電磁波的產(chǎn)生與電荷的運(yùn)動無關(guān)，其傳播速度在真空中恒定，但在不同介質(zhì)中會發(fā)生變化，且頻率越高，折射越明顯D.電磁波由周期性變化的電場和磁場相互激發(fā)產(chǎn)生，在真空中以光速傳播，頻率不同的電磁波在同一介質(zhì)中的傳播速度不同4、在波動光學(xué)中，光的偏振現(xiàn)象表明了光的橫波特性。以下關(guān)于光的偏振的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是？（）A.偏振片可以用于減少反射光的強(qiáng)度B.可以通過偏振現(xiàn)象判斷光是自然光還是偏振光C.偏振光在通信領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用D.光的偏振現(xiàn)象對所有光學(xué)儀器的性能都沒有影響5、在波動光學(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6、在研究平拋運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)中，通過測量水平位移和豎直位移來計(jì)算初速度。如果實(shí)驗(yàn)中忽略了空氣阻力的影響，實(shí)際測量的初速度會比真實(shí)值：（）A.偏大B.偏小C.相等D.無法確定7、在研究簡諧振動時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體在彈簧的作用下做簡諧振動，其振動方程為x=Asin(ωt+φ)。若彈簧的勁度系數(shù)增大，而其他條件不變。以下關(guān)于振動周期的變化，哪一項(xiàng)判斷是不準(zhǔn)確的？（）A.振動周期減小，因?yàn)橹芷谂c勁度系數(shù)的平方根成反比B.可以通過簡諧振動的周期公式來分析周期的變化C.振幅不變的情況下，勁度系數(shù)增大必然導(dǎo)致周期縮短D.振動周期的變化與初始相位φ無關(guān)8、在光學(xué)的研究中，光的折射現(xiàn)象遵循一定的規(guī)律。對于一束光線從空氣斜射入水中，入射角為45度，已知水的折射率為1.33，那么折射角大約是多少度？（）A.30度B.32度C.35度D.40度9、在波動方程的推導(dǎo)和應(yīng)用中，關(guān)于一維簡諧波的波動方程及其解的物理意義，以下哪種表述是準(zhǔn)確的？（）A.一維簡諧波的波動方程描述了波的傳播規(guī)律，其解表示了在不同位置和時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移，波速只與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)B.波動方程的解只取決于波源的振動情況，與介質(zhì)的性質(zhì)和傳播方向無關(guān)C.一維簡諧波的波動方程可以用于描述任何形式的波，包括電磁波和機(jī)械波，其波速在不同介質(zhì)中相同D.波動方程的推導(dǎo)基于牛頓運(yùn)動定律，只適用于機(jī)械波，對電磁波不適用10、在波動學(xué)中，一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，其波速為v，波長為λ，周期為T。某一時(shí)刻的波形圖如圖所示。以下關(guān)于經(jīng)過時(shí)間t后波形的移動距離，哪一項(xiàng)計(jì)算是不準(zhǔn)確的？（）A.移動距離為vtB.當(dāng)t=nT（n為整數(shù)）時(shí)，波形不變C.移動距離與波長和周期無關(guān)D.可以通過波速和時(shí)間的乘積計(jì)算移動距離11、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，就會發(fā)生全反射。對于給定的兩種介質(zhì)，臨界角的大小與哪些因素有關(guān)？（）A.只與光密介質(zhì)的折射率有關(guān)B.只與光疏介質(zhì)的折射率有關(guān)C.與兩種介質(zhì)的折射率都有關(guān)D.與光的頻率有關(guān)12、在熱力學(xué)過程中，等壓過程和等容過程具有不同的特點(diǎn)。一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程，與等容升溫過程相比，哪個(gè)過程吸收的熱量更多？（）A.等壓過程B.等容過程C.吸收的熱量一樣多D.取決于氣體的種類13、對于氣體分子動理論，以下關(guān)于理想氣體壓強(qiáng)和溫度的微觀解釋，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.理想氣體的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對容器壁的碰撞產(chǎn)生的，溫度與分子的平均動能無關(guān)B.理想氣體的壓強(qiáng)和溫度都與氣體分子的平均動能成正比，分子的平均動能越大，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，溫度只與分子的勢能有關(guān)D.氣體分子動理論無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14、在相對論中，同時(shí)的相對性是一個(gè)重要的概念。在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在另一個(gè)相對該慣性系運(yùn)動的慣性系中觀察，這兩個(gè)事件是否一定同時(shí)發(fā)生？（）A.一定同時(shí)發(fā)生B.一定不同時(shí)發(fā)生C.可能同時(shí)發(fā)生，也可能不同時(shí)發(fā)生D.條件不足，無法判斷15、在量子物理中，氫原子的能級結(jié)構(gòu)遵循特定的規(guī)律。對于氫原子從高能級向低能級躍遷時(shí)，會發(fā)射出光子。以下關(guān)于光子能量的計(jì)算，哪個(gè)公式是正確的？（）A.E=hνB.E=mc2C.E=1/2mv2D.E=mgh16、對于靜電屏蔽現(xiàn)象，在一個(gè)金屬殼內(nèi)部放置一個(gè)帶電體，以下哪種說法是正確的？（）A.殼外電場不受殼內(nèi)帶電體的影響B(tài).殼內(nèi)電場不受殼外電場的影響C.殼內(nèi)殼外電場均不受影響D.殼內(nèi)殼外電場相互影響17、在電場的研究中，一個(gè)點(diǎn)電荷在空間中產(chǎn)生電場。若在該點(diǎn)電荷附近放置一個(gè)試探電荷，以下關(guān)于試探電荷所受電場力的特點(diǎn)，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.電場力的大小與試探電荷的電量成正比B.電場力的方向與電場強(qiáng)度的方向相同C.電場力的大小與點(diǎn)電荷和試探電荷之間的距離的平方成反比D.電場力對試探電荷做功與路徑無關(guān)18、在靜電場中，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(jì)算任意形狀帶電體產(chǎn)生的電場強(qiáng)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19、在波動方程的求解中，邊界條件和初始條件起著重要的作用。以下關(guān)于邊界條件的類型，不準(zhǔn)確的是？（）A.固定端邊界條件B.自由端邊界條件C.周期性邊界條件D.無限大邊界條件20、在光學(xué)的偏振現(xiàn)象中，一束自然光通過偏振片后變成了偏振光。若偏振片的透振方向與光的振動方向夾角為θ，以下關(guān)于透過偏振片后的光強(qiáng)，哪一項(xiàng)計(jì)算是不正確的？（）A.光強(qiáng)與cos2θ成正比B.當(dāng)θ=0時(shí)，光強(qiáng)最大C.可以通過馬呂斯定律計(jì)算光強(qiáng)D.光強(qiáng)與入射光的波長有關(guān)二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）闡述相對論中的引力波的概念及探測方法，分析引力波在天體物理學(xué)中的重要意義。2、（本題5分）在電磁學(xué)中，位移電流的概念在麥克斯韋方程組中具有重要地位。請解釋位移電流的物理意義，并討論其與傳導(dǎo)電流的區(qū)別和聯(lián)系？3、（本題5分）對于一個(gè)在非勻強(qiáng)電場中運(yùn)動的帶電粒子，如何通過分析電場強(qiáng)度的變化來確定粒子的加速度和速度的變化？4、（本題5分）在光學(xué)中，光的衍射現(xiàn)象在很多情況下都會出現(xiàn)。請解釋光的衍射產(chǎn)生的原因，并比較單縫衍射和圓孔衍射的特點(diǎn)及它們在實(shí)際中的應(yīng)用。5、（本題5分）分析量子力學(xué)中的量子通信的原理及應(yīng)用，探討量子通信在未來科技中的重要意義。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，縫寬為a，波長為λ的平行光垂直入射。若在縫前放置一焦距為f的凸透鏡，求第一級暗紋在屏上的位置。2、（本題5分）一個(gè)半徑為R的均勻帶電圓環(huán)，總電荷量為Q，在其軸線上距離圓心為x處有一點(diǎn)電荷q。求點(diǎn)電荷q所受的電場力，并討論當(dāng)x趨近于無窮遠(yuǎn)和趨近于圓心時(shí)電場力的變化情況。3、（本題5分）一個(gè)帶電量為Q的均勻帶電球體，半徑為R，球心處有一點(diǎn)電荷q。已知球體帶電量Q、半徑R和點(diǎn)電荷q，求點(diǎn)電荷q所受的庫侖力以及電勢能。4、（本題5分）一質(zhì)量為5kg的物體在光滑水平面上受到一個(gè)水平向右的力F的作用，F(xiàn)隨時(shí)間t的變化關(guān)系為F=10t（N），t從0到5s。求5s內(nèi)物體的速度變化量以及此時(shí)物體的速度大小。5、（本題5分）一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在保守力場中運(yùn)動，勢能函數(shù)為U(x)，已知質(zhì)點(diǎn)在某位置的速度為v。計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的總能量和運(yùn)動范圍。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1