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学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页,共3页安徽大学
《热力学》2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题(本大题共20个小题,每小题1分,共20分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1、在电磁感应中,一个匝数为N的线圈在磁场中转动,产生的感应电动势的大小与以下哪个因素无关?()A.线圈的面积B.磁场的磁感应强度C.线圈转动的角速度D.线圈的电阻2、在电场的学习中,电场强度的概念至关重要。一个均匀带电的圆环,圆心处的电场强度为E。若将圆环的半径增大一倍,电荷分布不变,圆心处的电场强度会如何变化?()A.电场强度不变B.电场强度增大一倍C.电场强度减小为原来的一半D.电场强度减小为原来的四分之一3、对于电场中的电势能和电势差,以下关于电荷在电场中电势能的变化、电势差的定义和计算,以及它们与电场强度的关系的表述,不准确的是()A.正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大B.电势差等于电场中两点电势之差C.电场强度越大,电势差越大D.电荷在电场中移动时,电势能的变化等于电场力做的功4、在波动光学的薄膜干涉中,增透膜和增反膜的原理基于光的干涉。对于垂直入射的光,要使某波长的光在薄膜表面反射时产生相消干涉,薄膜的厚度应该满足什么条件?()A.厚度为该波长的四分之一B.厚度为该波长的二分之一C.厚度为该波长的整数倍D.厚度为该波长的半整数倍5、在热力学第一定律的表达式ΔU=Q+W中,W表示外界对系统做功。以下哪种情况中,系统对外做功?()A.W>0B.W<0C.W=0D.以上都有可能6、对于静电屏蔽现象,在一个金属壳内部放置一个带电体,以下哪种说法是正确的?()A.壳外电场不受壳内带电体的影响B.壳内电场不受壳外电场的影响C.壳内壳外电场均不受影响D.壳内壳外电场相互影响7、在光学的薄膜干涉现象中,一束光在薄膜上下表面反射后发生干涉。若薄膜的厚度为d,折射率为n,入射光波长为λ。以下关于干涉条纹的条件,哪一项推导是不正确的?()A.可以通过光程差的计算得出干涉条纹的条件B.光程差等于波长的整数倍时出现亮条纹C.薄膜厚度的变化会导致干涉条纹的移动D.干涉条纹的条件与光源的强度有关8、在波动光学的薄膜干涉中,增透膜是利用光的干涉原理来减少反射光,增加透射光。对于一种折射率为1.38的薄膜材料,要使其在波长为550nm的光下起到增透效果,薄膜的最小厚度应该是多少?()A.99.6nmB.110.5nmC.125.7nmD.148.9nm9、在磁场中,一根通有电流I、长度为L的直导线,垂直于磁场方向放置,若磁感应强度为B,那么导线所受的安培力大小是多少?()A.BILB.0C.BIL/2D.无法确定10、在刚体定轴转动中,力矩的作用会改变刚体的转动状态。一个绕固定轴转动的刚体,受到多个力矩的作用,合力矩为零,则刚体的转动角速度会怎样变化?()A.增大B.减小C.保持不变D.先增大后减小11、在静电场中,电势是描述电场能的性质的物理量。对于一个点电荷产生的电场,距离点电荷越远,电势如何变化?()A.越高B.越低C.不变D.先升高后降低12、在光学的干涉实验中,用杨氏双缝干涉装置观察干涉条纹。若光源由单色光换成白光,以下关于干涉条纹的变化,哪一项描述是不准确的?()A.中央条纹仍为白色B.其他条纹变为彩色C.条纹间距不变D.条纹的清晰度降低13、在静电场中,电势能的变化与电场力做功有关。一个带正电的粒子在电场中运动,电场力做正功,粒子的电势能会如何变化?()A.电势能增大B.电势能减小C.电势能不变D.先增大后减小14、对于气体分子动理论,以下关于理想气体压强和温度的微观解释,哪一项是正确的?()A.理想气体的压强是由大量气体分子对容器壁的碰撞产生的,温度与分子的平均动能无关B.理想气体的压强和温度都与气体分子的平均动能成正比,分子的平均动能越大,压强和温度越高C.理想气体的压强取决于分子的密度和平均速度,温度只与分子的势能有关D.气体分子动理论无法解释理想气体压强和温度的微观本质,只是一种经验性的理论15、在热力学中,熵是一个反映系统混乱程度的物理量。一个绝热封闭系统,内部发生不可逆过程,系统的熵会怎样变化?()A.增加B.减少C.不变D.先增加后减少16、在静电场中,高斯定理是一个非常重要的定理。以下关于高斯定理的应用条件,不正确的是?()A.电场必须是由对称性分布的电荷产生的B.要求电场具有高度的对称性C.可以用于计算任意形状带电体产生的电场强度D.闭合曲面内的电荷代数和决定了通过该曲面的电通量17、在热学中,一定质量的理想气体经历等压膨胀过程。已知气体的比热容为Cp,吸收的热量为Q。以下关于气体体积变化量与其他物理量的关系,哪一项推导是不正确的?()A.利用热力学第一定律和等压过程的特点进行推导B.体积变化量与温度变化量成正比C.体积变化量与吸收的热量成正比D.体积变化量与比热容Cp无关18、在电磁感应的学习中,一个闭合回路中的磁通量发生变化,产生了感应电动势。若磁通量的变化率恒定,以下关于感应电动势的大小和方向,哪一项分析是不正确的?()A.感应电动势的大小恒定B.感应电动势的方向由楞次定律确定C.可以通过法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小D.感应电动势的大小与回路的电阻无关19、在波动光学中,光的干涉现象是重要的内容。在杨氏双缝干涉实验中,两缝间距为d,屏到双缝的距离为D,波长为λ的单色光入射。若将双缝间距减小一半,其他条件不变,相邻明条纹的间距会如何变化?()A.间距不变B.间距增大一倍C.间距减小一半D.间距增大两倍20、在热力学的领域,理想气体的状态方程具有重要的意义。对于一定质量的理想气体,在压强不变的情况下,温度升高时其体积会发生变化。以下关于体积变化的描述,哪一项是正确的?()A.体积增大B.体积减小C.体积不变D.体积的变化取决于气体的种类二、简答题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)在热力学中,解释不可逆过程的熵变计算方法?2、(本题5分)阐述固体物理中的磁性材料的分类及特点,分析磁性材料在现代科技中的应用。3、(本题5分)随着量子光学中的压缩态光场研究,探讨压缩态光场的产生机制、特性和在量子通信、量子精密测量中的应用。4、(本题5分)说明热传导的方式及傅里叶定律的内容,分析热传导在热学中的应用。5、(本题5分)随着量子纠缠现象的研究,探讨量子纠缠的概念、特性和在量子通信、量子计算中的应用前景。三、计算题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)一简谐波沿x轴传播,波源的振动方程为y₀=Acos(ωt),波速为v,求距波源x处质点的振动方程。2、(本题5分)在折射率为n1的介质中有一束光以入射角i射向折射率为n2的介质分界面,发生全反射的临界角为C,求sinC的值。3、(本题5分)一理想气体进行卡诺循环,高温热源温度为T1,低温热源温度为T2。若在高温热源和低温热源之间增加一个温度为T3的中间热源,构成一个新的循环,求新循环的效率。4、(本题5分)一质量为m的物体在半径为R的粗糙半球形碗内做圆周运动,动摩擦因数为μ。求物体在任意位置时碗对物体的支持力、摩擦力以及物体的速度。5、(本题5分)一根质量为m、长度为L的均匀细棒,可绕通过其一端且与棒垂直的水平光滑固定轴O转动。一质量为m0的子弹以水平速度v0射入棒的另一端并嵌入其中。已知棒的转动惯量为J=1/3mL²,求子弹嵌入后系统的角速度和转动动能。四、论述题(本大题共3个小题,共3
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