中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）《理論力學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）《理論力學(xué)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(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、在熱力學(xué)中，熵是一個(gè)反映系統(tǒng)混亂程度的物理量。以下關(guān)于熵的變化，不準(zhǔn)確的是？（）A.在絕熱可逆過(guò)程中，熵不變B.在絕熱不可逆過(guò)程中，熵增加C.熵增加原理適用于孤立系統(tǒng)D.熵的變化只與初末狀態(tài)有關(guān)，與過(guò)程無(wú)關(guān)2、在熱力學(xué)過(guò)程中，等壓過(guò)程和等容過(guò)程具有不同的特點(diǎn)。以下關(guān)于等壓過(guò)程和等容過(guò)程的比較，不正確的是？（）A.在等壓過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)外做功等于壓力與體積變化的乘積B.在等容過(guò)程中，系統(tǒng)不對(duì)外做功C.等壓過(guò)程中內(nèi)能的變化與等容過(guò)程中內(nèi)能的變化相同D.等壓過(guò)程和等容過(guò)程的熱容量不同3、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4、關(guān)于熱力學(xué)中的循環(huán)過(guò)程，對(duì)于正循環(huán)和逆循環(huán)的定義、熱機(jī)效率和制冷系數(shù)的計(jì)算，以及卡諾循環(huán)的特點(diǎn)和效率極限的闡述，描述錯(cuò)誤的是（）A.正循環(huán)對(duì)外做功，逆循環(huán)外界對(duì)系統(tǒng)做功B.熱機(jī)效率和制冷系數(shù)都與工作物質(zhì)無(wú)關(guān)C.卡諾循環(huán)是理想的可逆循環(huán)D.卡諾熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%5、在光學(xué)的干涉實(shí)驗(yàn)中，用楊氏雙縫干涉裝置觀察干涉條紋。若光源由單色光換成白光，以下關(guān)于干涉條紋的變化，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.中央條紋仍為白色B.其他條紋變?yōu)椴噬獵.條紋間距不變D.條紋的清晰度降低6、在牛頓力學(xué)的研究中，對(duì)于一個(gè)物體在光滑水平面上受到水平力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.物體的加速度與所受的力成正比B.力消失后，物體將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)C.物體的速度會(huì)一直線性增加D.物體的質(zhì)量越大，加速度越小7、在振動(dòng)學(xué)中，簡(jiǎn)諧振動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的振動(dòng)形式。以下關(guān)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特征，不正確的是？（）A.回復(fù)力與位移成正比且方向相反B.振動(dòng)的頻率與振幅無(wú)關(guān)C.振動(dòng)的能量與振幅的平方成正比D.簡(jiǎn)諧振動(dòng)一定是等幅振動(dòng)，不存在阻尼8、在量子力學(xué)的隧道效應(yīng)中，微觀粒子具有穿越勢(shì)壘的能力。對(duì)于一個(gè)給定的勢(shì)壘，粒子穿越勢(shì)壘的概率與哪些因素有關(guān)？（）A.只與勢(shì)壘高度有關(guān)B.只與勢(shì)壘寬度有關(guān)C.與勢(shì)壘高度和寬度都有關(guān)D.與粒子的速度有關(guān)9、在波動(dòng)光學(xué)中，單縫衍射的中央亮條紋寬度與其他亮條紋寬度不同。中央亮條紋寬度約為其他亮條紋寬度的：（）A.1倍B.2倍C.3倍D.4倍10、在剛體力學(xué)中，一剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I，角速度為ω。若對(duì)剛體施加一個(gè)恒定的合外力矩M，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t。以下關(guān)于角速度的變化，哪一項(xiàng)表述是不準(zhǔn)確的？（）A.角速度的增加量為Mt/IB.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，角速度的增加越慢C.合外力矩越大，角速度的變化越快D.角速度的變化與剛體的初始角速度無(wú)關(guān)11、在相對(duì)論中，質(zhì)能方程E=mc2揭示了質(zhì)量和能量的等價(jià)性。當(dāng)一個(gè)物體的速度接近光速時(shí)，其動(dòng)能的增加與速度的關(guān)系是怎樣的？（）A.動(dòng)能與速度成正比B.動(dòng)能與速度的平方成正比C.動(dòng)能的增加變得越來(lái)越困難D.動(dòng)能的增加變得越來(lái)越容易12、在量子力學(xué)的概念中，對(duì)于微觀粒子的波粒二象性，以下關(guān)于粒子的波動(dòng)性和粒子性表現(xiàn)及相互關(guān)系的解釋?zhuān)徽_的是（）A.電子在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出波動(dòng)性B.微觀粒子的位置和動(dòng)量可以同時(shí)精確測(cè)定C.粒子的波動(dòng)性在某些條件下明顯，粒子性在另一些條件下明顯D.波粒二象性是微觀粒子的基本屬性13、在熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式ΔU=Q+W中，W表示外界對(duì)系統(tǒng)做功。以下哪種情況中，系統(tǒng)對(duì)外做功？（）A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能14、在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中，一定質(zhì)量的理想氣體在絕熱容器中被壓縮。以下關(guān)于氣體內(nèi)能、溫度和做功的關(guān)系，哪一項(xiàng)分析是不正確的？（）A.氣體內(nèi)能增加B.溫度升高C.外界對(duì)氣體做功D.氣體對(duì)外界做功15、在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，力矩的作用會(huì)改變剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。一個(gè)繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體，受到多個(gè)力矩的作用，合力矩為零，則剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度會(huì)怎樣變化？（）A.增大B.減小C.保持不變D.先增大后減小16、在熱力學(xué)第二定律的學(xué)習(xí)中，對(duì)于一個(gè)熱機(jī)，從高溫?zé)嵩次諢崃縌1，向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌2，對(duì)外做功W。以下關(guān)于熱機(jī)效率的表達(dá)式，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.η=W/Q1B.η=（Q1-Q2）/Q1C.熱機(jī)效率不可能達(dá)到100%D.熱機(jī)效率與工作物質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)17、在電路分析的領(lǐng)域中，關(guān)于交流電路中電阻、電容和電感對(duì)電流和電壓的影響，以下哪種說(shuō)法是恰當(dāng)?shù)?？（）A.在交流電路中，電阻對(duì)電流和電壓的相位沒(méi)有影響，電容使電流超前電壓，電感使電流滯后電壓B.交流電路中，電阻、電容和電感都會(huì)使電流和電壓的相位發(fā)生相同的變化C.電容和電感在交流電路中對(duì)電流和電壓的影響可以忽略不計(jì)，主要是電阻起作用D.電阻、電容和電感在交流電路中的作用是相互抵消的，最終電流和電壓的關(guān)系與直流電路相同18、在電磁學(xué)的磁場(chǎng)對(duì)電流的作用中，安培力的大小與電流強(qiáng)度、導(dǎo)線長(zhǎng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度以及電流與磁場(chǎng)的夾角有關(guān)。當(dāng)電流與磁場(chǎng)垂直時(shí)，一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)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(chǎng)中，所受安培力的大小是多少？（）A.BILB.BIL/2C.BILsinθD.BILcosθ19、在電磁學(xué)中，安培力的大小與電流、磁場(chǎng)等因素有關(guān)。一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直導(dǎo)線，通有電流I，垂直放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線所受安培力的大小為F。若將導(dǎo)線長(zhǎng)度增加到2L，電流增大到2I，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到2B，此時(shí)導(dǎo)線所受安培力的大小變?yōu)槎嗌?？（）A.2FB.4FC.8FD.16F20、在靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。對(duì)于一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，其周?chē)碾妶?chǎng)線分布是怎樣的？（）A.均勻分布B.指向點(diǎn)電荷C.背離點(diǎn)電荷D.呈環(huán)形分布二、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，解釋薛定諤貓思想實(shí)驗(yàn)的意義和對(duì)量子態(tài)疊加的詮釋?zhuān)?、（本題5分）對(duì)于一個(gè)在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，已知其向心力的大小和半徑，如何求出物體的線速度和角速度？3、（本題5分）對(duì)于一個(gè)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，已知其線速度、角速度、半徑和周期中的任意兩個(gè)量，如何求出其他物理量？并解釋這些物理量之間的關(guān)系。4、（本題5分）簡(jiǎn)述劈尖干涉的原理及條紋特點(diǎn)，分析劈尖干涉在實(shí)際中的應(yīng)用。5、（本題5分）在熱力學(xué)第一定律的框架下，闡述其表達(dá)式中各項(xiàng)的物理含義，討論能量守恒在不同熱學(xué)過(guò)程中的具體表現(xiàn)和應(yīng)用。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)半徑為R的金屬球，帶有電荷量Q，其外部套有一個(gè)內(nèi)徑為R1、外徑為R2的同心金屬球殼，球殼帶有電荷量q。計(jì)算空間各區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)分布。2、（本題5分）一質(zhì)量為m的物體在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，受到一個(gè)與速度成正比的阻力f=-kv，其中k為常數(shù)。已知初始速度為v0，計(jì)算物體的速度隨時(shí)間的變化和位移。3、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為m的物體在一個(gè)光滑的固定半球形碗內(nèi)，從碗的底部以初速度v0沿碗內(nèi)壁向上運(yùn)動(dòng)。已知碗的半徑為R，求物體能夠上升的最大高度以及在最高點(diǎn)時(shí)物體所受的支持力。4、（本題5分）一長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有變化的電流I=I0cos(ωt)，在其附近有一個(gè)矩形線圈，邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1和L2，矩形線圈與長(zhǎng)直導(dǎo)線共面，且矩形的一邊與導(dǎo)線平行，距離為d。計(jì)算矩形線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。5、（本題5分）在一個(gè)折射率為n的介質(zhì)中，有一束光從A點(diǎn)傳播到B點(diǎn)，AB之間的距離為d，光在真空中的速度為c。計(jì)算光從A點(diǎn)傳播到B點(diǎn)所需的時(shí)間。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）電磁學(xué)中的邊值問(wèn)題在求解